Rongeurs
Endothélium et immunité au cœur de l’effet FLASH après radiothérapie thoracique à ultra-haut débit de dose
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Transportées trente minutes vers le site d'irradiation, anesthésiées, irradiées au thorax, puis ramenées, 1 280 souris seront gardées une semaine, deux semaines, trois mois ou six mois avant d'être tuées pour prélèvements. 416 d'entre elles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 416 un niveau modéré et 448 un niveau léger. Le porteur écrit que la radiothérapie est imperceptible et ne peut causer de souffrance, tout en décrivant une fibrose pulmonaire tardive qui provoque fatigue, atteinte de la mobilité et modification de la respiration chez environ 10 % des animaux. Il annonce un suivi quotidien et une mise à mort si les signes persistent plus de trois jours, sans préciser combien de souris atteindront les six mois d'observation.
Objectifs
La radiothérapie est un traitement souvent utilisé contre le cancer, car elle permet de détruire les cellules malades. Mais elle touche aussi les tissus sains autour de la tumeur, ce qui peut provoquer des effets secondaires parfois importants et limiter l’efficacité du traitement. Pour améliorer cela, une nouvelle méthode appelée radiothérapie FLASH attire beaucoup d’attention. Contrairement à la radiothérapie classique, elle envoie les rayons à une intensité très forte, mais pendant un temps très court. Les premières recherches montrent que cette technique pourrait mieux protéger les tissus sains tout en restant efficace contre la tumeur. Cet effet protecteur, appelé « effet FLASH », n’est pas encore bien compris. Parmi les explications possibles, le rôle du système immunitaire semble important. Il est possible que la réaction du corps aux rayons change selon la méthode utilisée. Ce projet cherche donc à savoir si la façon dont le système immunitaire réagit pourrait expliquer pourquoi la méthode FLASH provoque moins d’effets secondaires. L’étude se concentre sur les cellules qui tapissent l’intérieur des vaisseaux sanguins, appelées cellules endothéliales. Elles jouent un rôle clé dans les réactions aux rayons et dans la défense du corps. Elles aident aussi les cellules de défense à atteindre les zones abîmées. Nous voulons observer comment ces cellules réagissent à la radiothérapie FLASH chez la souris, en particulier dans les poumons, et voir si cette technique change leur comportement, leur capacité à attirer les cellules de défense et la nature de la réaction inflammatoire, par rapport à la radiothérapie classique. Ce travail s’appuie sur des recherches précédentes faites chez la souris avec des rayons classiques. Cette nouvelle étape aidera à mieux comprendre comment limiter les effets secondaires de la radiothérapie sans réduire son efficacité.
Bénéfices attendus
Ce projet cherche à mieux comprendre comment certaines cellules des vaisseaux sanguins des poumons réagissent à une nouvelle forme de radiothérapie appelée FLASH. Cette technique envoie des doses très fortes de rayons en un temps très court. Elle pourrait permettre de soigner les tumeurs tout en limitant les dégâts sur les tissus sains. L’objectif est d’observer, chez la souris, comment ces cellules réagissent après une irradiation FLASH et comment elles interagissent avec le système immunitaire. Cela aidera à savoir si cette méthode protège mieux les tissus sains. Ce projet apportera plusieurs bénéfices. Sur le plan scientifique, il permettra de mieux comprendre le rôle de ces cellules dans la réaction du corps à la radiothérapie, notamment leur influence sur l’activation et l’arrivée des cellules de défense. Comprendre leur rôle dans l’effet FLASH, c’est-à-dire la protection des tissus sains malgré un traitement efficace, pourrait ouvrir la voie à de nouvelles façons d’améliorer la radiothérapie. Ces découvertes pourraient aussi inspirer de nouveaux traitements qui protègent mieux les tissus sains tout en renforçant la défense du corps contre la tumeur. Ce projet pourrait aider à réduire les effets secondaires parfois graves de la radiothérapie, comme les cicatrices dans les poumons ou les inflammations chroniques, et ainsi améliorer la qualité de vie des patients. Sur le plan médical, mieux comprendre les mécanismes responsables des dommages causés par les rayons permettra de créer des traitements plus ciblés pour les éviter ou les soigner. Cela rendra la radiothérapie plus sûre et plus facile à supporter.
Procédures
Les animaux seront d’abord transportés vers le site d’irradiation (30 min). Les animaux seront anesthésiés et irradiés localement (durée max de 20 min par irradiation). Puis ils reviendront sur le site d’hébergement (30 min de transport). Les animaux seront gardés 1 semaine, 2 semaines, 3 mois ou 6 mois en cage d’hébergement dans les conditions classiques de l’animalerie avant euthanasie. Certains animaux seront imagés avec un scanner sous anesthésie juste avant l’euthanasie (durée max de 10-15 minutes). D’autres animaux seront analysés par échographie sous anesthésie à plusieurs temps après l’irradiation (suivi longitudinal, cinq fois en tout). Ces examens seront réalisés au site d’hébergement des animaux, la phase de transfert n’excédera donc pas 5 min. Aucune autre manipulation ne sera réalisée.
Impact sur les animaux
Lors des phases de transport vers le lieu d’irradiation ou vers les locaux d’imagerie, mais également lors de la préhension, de la contention ou de l’anesthésie, il est attendu d'observer des périodes de stress léger chez les animaux. La radiothérapie en elle-même est imperceptible et ne peut en soi causer de souffrance. Seuls les actes associés (manipulations) sont décelables. Dans les temps précoces, des rougeurs et irritations peuvent apparaitre au niveau cutané chez certains animaux. Le développement de fibrose au niveau pulmonaire dans les temps tardifs après irradiation peut engendrer une détresse telle que : atteinte de la mobilité, fatigue, modification de la respiration. Ces signes sont facilement détectables et concernent environ 10% des animaux.
Devenir
Euthanasie pour prélèvements post-mortem.
Remplacement
Pour l’instant, il n’existe pas de méthode sans utiliser d’animaux qui permette d’étudier précisément comment les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins réagissent dans leur environnement naturel. Cet environnement est important, car il influence leur comportement ainsi que la façon dont les cellules endothéliales attirent les cellules du système immunitaire. C’est pourquoi il est encore indispensable d’utiliser des animaux vivants pour cette étude. Toutefois, ce projet participe au développement d’un modèle en laboratoire, sans animaux, capable de prédire les risques de toxicité liés à la radiothérapie. Ce modèle utilisera des cellules cultivées en laboratoire pour simuler la réaction aux rayons, ce qui pourrait, à terme, diminuer voire remplacer certaines expériences sur les animaux. De plus, certaines idées issues de ce projet seront testées directement sur des modèles cellulaires en laboratoire, notamment pour étudier comment les cellules endothéliales interagissent avec les cellules immunitaires. Cela permettra de mieux cibler les expériences à faire ensuite sur les animaux, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires pour la suite des recherches.
Réduction
Les résultats des expériences sur les lésions pulmonaires causées par la radiothérapie dépendent beaucoup de la physiologie des animaux utilisés. Pour pouvoir faire des analyses fiables, il faut travailler avec un certain nombre d’animaux. Par exemple, pour les analyses des tissus au microscope, on a besoin de groupes d’environ 10 à 12 animaux. Pour étudier les molécules à l’aide d’une technique appelée cytométrie de flux, des groupes de 6 à 8 animaux suffisent. Pour des analyses plus fines, comme le séquençage de l’ARN à l’échelle de chaque cellule ou l’étude de l’expression des gènes dans les tissus, moins d’animaux sont nécessaires (entre 4 et 6), car ces méthodes étudient des milliers de cellules par échantillon, ce qui améliore la précision des résultats. Enfin, pour tester les interactions entre les cellules des vaisseaux sanguins et les cellules du système immunitaire, il faut aussi des groupes de 6 à 8 animaux afin de collecter assez de cellules pour les expériences.
Raffinement
Lors des séances d’irradiation, les souris seront anesthésiées pour qu’elles restent immobiles et ne ressentent aucune douleur. Pour certains examens nécessitant l’injection d’un produit dans le sang avant le prélèvement final, un analgésique sera administré afin de garantir l'absence de douleur chez l’animal. Pendant toute la durée de l’étude, elles seront logées dans de bonnes conditions, avec des jouets comme des tubes ou des caches, de la nourriture et de l’eau à volonté, ainsi qu’une température et une humidité contrôlées. Les animaux seront surveillés chaque jour pour s’assurer qu’ils restent en bonne santé. Ils seront pesés plusieurs fois par semaine au début, puis une fois par semaine pendant plusieurs mois, pour vérifier qu’ils ne perdent pas trop de poids. Nous observerons aussi leur comportement et leur état de santé, en vérifiant par exemple s’ils bougent normalement ou s’ils montrent des signes de souffrance, comme des difficultés à respirer. Si un animal présente des signes inquiétants pendant plus de trois jours, il sera euthanasié pour éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser des souris âgées de 8 à 10 semaines, un âge correspondant à l’âge adulte, ce qui permet de limiter la variabilité liée à la croissance. Cette tranche d’âge est d’ailleurs celle couramment utilisée pour les modèles d’irradiation localisée. Pour garantir une certaine homogénéité, nous travaillerons avec des souris mâles, qui ont un poids d’environ 20 à 22 grammes à cet âge. Ce choix s’appuie aussi sur notre expérience préalable, puisque notre laboratoire dispose déjà d’un solide recul sur ce modèle chez les mâles. Nous prévoyons néanmoins d’étendre nos recherches aux femelles dans un projet futur, afin d’étudier les effets du débit de dose selon le sexe. La souris est un modèle bien connu et largement utilisé dans les études précliniques, notamment au sein de notre laboratoire pour étudier l’irradiation thoracique et le rôle des cellules endothéliales vasculaires dans les lésions radio-induites. Cette expérience accumulée nous assure une bonne maîtrise des conséquences de l’irradiation dans ce modèle.
MODIFICATION Production d’anticorps spécifiques de protéines recombinantes et EVALUATION de candidats vaccins contre le paludisme CHEZ LES RONGEURS.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 230
Une injection de protéines de Plasmodium avec adjuvant complet de Freund, des rappels, une prise de sang pour vérifier le titre d'anticorps, puis une exsanguination par ponction intracardiaque sous anesthésie : 2 770 souris et 230 rats vont être utilisés, la plupart dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur reconnaît que des alternatives non animales existent pour produire des anticorps, anticorps recombinants et aptamères, et écarte cette voie parce qu'une bibliothèque de gènes d'anticorps de Plasmodium n'a pas encore été constituée. Les animaux dont le titre d'anticorps satisfait sont tués pour récupérer leur sérum, ceux dont le titre ne convient pas sont tués aussi, ayant déjà reçu une injection. Le texte ajoute qu'ils pourraient tout de même être réutilisés dans d'autres projets, "dans la mesure du possible".
Objectifs
Le paludisme est un problème de santé publique, majeur qui sévit dans plus de 100 pays et fait plus de 627 000 morts par an surtout chez les jeunes enfants. Chez les femmes enceintes, l’infection par Plasmodium peut causer leur mort et celle de leur enfant ainsi qu’un poids de naissance inférieur à la normale entraînant une mortalité très fréquente après la naissance. Depuis 2021, un vaccin est disponible sur le marché. La prise d’antipaludiques et l’utilisation de moustiquaires imprégnées augmentent la résistance du parasite aux antipaludiques. La maladie est causée par le parasite du genre Plasmodium, un protozoaire appartenant au phylum des Apicomplexes. Parmi les 5 espèces qui infectent l’Homme, deux sont les plus répandues : Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax. Le cycle de vie du parasite, entre un hôte mammifère et un moustique du genre Anopheles, est complexe. La partie la mieux connue de ce cycle est la phase érythrocytaire se déroulant chez le mammifère, durant laquelle les parasites se multiplient dans les érythrocytes de l’hôte. Notre laboratoire étudie les mécanismes d’invasion des globules rouges humains par Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax. Nous nous intéressons, en particulier, au stade sanguin du cycle du parasite. Nous étudions les mécanismes mis en jeu par le parasite pour s’attacher au globule rouge, y pénétrer et s’y développer. Cette phase érythrocytaire, pour Plasmodium falciparum, peut être reproduite in vitro dans des systèmes de culture de globules rouges humains. Nous avons identifié plusieurs protéines d’intérêt exprimées par le parasite lors de son cycle de vie dans le globule rouge. Afin de les étudier, nous allons produire, chez la souris, des anticorps polyclonaux (AcP) dirigés contre ces protéines. Ces anticorps nous permettrons d’inhiber ces protéines à la surface du mérozoïte (forme du parasite permettant d’infecter un nouveau globule rouge) ainsi que de déterminer la réponse immunitaire des candidats vaccins contre Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax.
Bénéfices attendus
Notre compréhension du paludisme est limitée par des outils de recherche tels que les anticorps. Il existe en effet peu d’anticorps spécifiques contre les différentes espèces de Plasmodium disponibles. Ce projet a pour but de produire un outil qui sera indispensable dans la lutte contre cette maladie. Les anticorps sont essentiels pour faire progresser notre connaissance sur le fonctionnement du parasite. Nous pouvons étudier l’expression de ces molécules dans les différents stades du parasite en utilisant les techniques suivantes : ELISA, Western Blot, l’inhibition de la croissance parasitaire, les procédures d’immunoprécipitation, l’immunofluoromicroscopie. Avec des anticorps spécifiques nous sommes en mesure de mieux comprendre l’implication des protéines responsables de l’invasion chez P. falciparum, P. vivax et P. knowlesi. De plus, les infections de souris par des candidats vaccins permettront un criblage des préparations vaccinales.
Procédures
1) Une prise de sang (une minute). 2) Une injection (une minute). 3) L'exsanguination par ponction intra-cardiaque (5 minutes) à la fin de l’expérience, préalablement anesthésiées par injection par voie intrapéritonéale (une minute).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont liés à l’injection des protéines avec adjuvant et des candidats vaccins. Dans des très rares cas les souris peuvent mal supporter les protéines recombinantes et les candidats vaccins à ARNm. Elles peuvent montrer une réaction inflammatoire. Les souris recevront les protéines recombinantes en présence d’adjuvant Complet de Freund (CFA) pour la première injection et l'adjuvant Incomplète de Freund (IFA) pour les autres injections. L’utilisation de l’adjuvant CFA par voie sous-cutanée peut induire des effets indésirables. Les injections des candidats vaccins à ARNm se feront par la voie intra-musculaire sans adjuvant. Les souris peuvent montrer des signes cliniques et comportementaux de souffrance et ou d’angoisse.
Devenir
Toutes les souris et tous les rats ayant un titre d’anticorps satisfaisant seront mises à mort afin d’obtenir une quantité de sérum suffisant pour l’études des protéines d’invasion ou déterminer les candidats vaccins permettant la meilleure immunisation possible contre P. falciparum, P. vivax ou P. knowlesi. Toutes les souris n’ayant de titre d’anticorps satisfaisant lors de prélèvements intermédiaires seront mis à mort à la fin de chaque procédure, car elles ont reçu au moins une injection de protéines recombinantes ou une dose de candidats vaccins à ARNm. Elles ne peuvent donc pas être réutilisés dans notre projet. Cependant, elles peuvent être réutilisées dans d’autre projets dans la mesure du possible.
Remplacement
L’alternative possible à l’emploi de sérums serait d’employer les sérums prélevés chez des personnes vivant en zone d’endémie, porteuses d’anticorps contre les antigènes d’intérêt et d’immuno-purifier les immunoglobulines spécifiques par affinité sur les antigènes recombinants. Les expériences d’autre groupes de recherche ont montré que les anticorps ainsi obtenus sont de faible affinité pour des protéines spécifiques, avec un titre très faible et ne fonctionnent pas pour les protéines intracellulaires qui ne sont pas exposée à la réponse immunitaire de l'hôte. Il existe aujourd'hui des alternatives non animales pour produire les anticorps telles que les anticorps recombinants et les aptamères (courts fragments d'ADN ou d'ARN qui peuvent se lier à des cibles telles que des protéines). Cependant, une bibliothèque de gènes d'anticorps de Plasmodium n'a pas encore été constituée, ce qui rend cette technique hors de portée pour le moment. Le recours à l’animal est nécessaire car ces anticorps ne peuvent être obtenus qu’après immunisation d’une espèce animale. Cependant, pour chaque protéine identifiée avec certitude dans l’invasion du globule rouge par P. falciparum, P. vivax ou P. knowlesi, nous ferons des hybridomes permettant d’obtenir des anticorps monoclonaux. Ce qui nous permettra de bénéficier d’une banque d’anticorps pour l’étude des mécanismes d’invasion du globule rouge par les Plasmodium. De plus, l’utilisation de souris préalablement infectées par du Plasmodium berghei permet de valider les préparations vaccinales avant d’envisager de futur développement de ces vaccins.
Réduction
LE NOMBRE DE SOURIS ET DE RATS POUR CHAQUE EXPERIMENTATION A ETE CALCULE AU PLUS JUSTE POUR PERMETTRE L’UTILISATION D’UN NOMBRE MINIMUM D’ANIMAUX. CETTE ESTIMATION A ETE REALISEE EN CONCERTATION AVEC UN BIOSTATISTICIEN. AINSI, NOUS AVONS CHOISI DES GROUPES DE 7 SOURIS ET 5 RATS DONT LES SERUMS SERONT POOLÉS AFIN D’AVOIR UNE QUANTITE DE SERUMS SUFFISANTE POUR UNE ETUDE APPROFONDIE ET REPETEE. IL N’EXISTE PAS ACTUELLEMENT DE SYSTEME QUI PERMETTE DE REPRODUIRE LE CYCLE DE VIE COMPLET DE PLASMODIUM IN VITRO. PAR CONSEQUENT, POUR REALISER CE PROJET, DES INFECTIONS HEBDOMADAIRES DE RONGEURS ET DE MOUSTIQUES SONT NECESSAIRES. LES PROTOCOLES UTILISES ONT ETE MIS AU POINT DANS DIFFERENTS LABORATOIRES Y COMPRIS LE NOTRE ET TOUTES LES ETAPES SONT BIEN MAITRISEES NOUS UTILISONS LE NOMBRE MINIMAL POSSIBLE D’ANIMAUX POUR NOS EXPERIENCES. POUR LES PROCEDURES 1, 2 ET 3, EVALUATION DES CANDIDATS VACCINS A ARNM, NOUS UTILISERONS DES SOURIS ET DES RATS POUR TESTER LA REPONSE IMMUNITAIRE. POUR LA PROCEDURE 4, PREPARATION DE STOCKS DE SANG INFECTE POUR P. BERGHEI, NOUS UTILISONS DES RATS CAR LEUR VOLUME SANGUIN EST PLUS IMPORTANT QUE CELUI DES SOURIS. AINSI NOUS REDUISONS LE NOMBRE D’ANIMAUX UTILISES.
Raffinement
Si signes de détresse ou de souffrance pendant les prélèvements nous pouvons utiliser une anesthésie gazeuse sous isoflurane. Une surveillance accrue pendant 3 jours suivant les injections et puis 2 fois par semaine entre les injections et les prélèvements ainsi que des soins post manipulation. 1) Les souris ET LES RATS sont hébergés dans des animaleries agrées de l’Institut Pasteur dans des conditions optimales répondant aux normes européennes, avec une surveillance quotidienne. La température, l’hygrométrie et la photopériodicité sont très rigoureusement contrôlées par le système d’alarmes informatisé. L’accès est strictement contrôlé (badge) et les animaux sont manipulés par des techniciens qualifiés et par des expérimentateurs formés. 2) Les souris ET LES RATS sont inoculés avec P. berghei, espèce adaptée aux rongeurs de laboratoire, par voie intrapéritonéale ou intra-veineuse. Il s’agit de gestes rapides. Le niveau de parasitémie durant la phase sanguine est suivi quotidiennement à partir du jour 3. De plus et si nécessaire, nous utiliserons la grille standard comportementale/clinique de la SBEA pour évaluer l’état de santé des animaux. Les critères principaux évalués seront les suivant : poils hérissés, motricité lente, prostration, pâleur des pattes (anémie). LES ANIMAUX OBTENANT UN SCORE DE 2 POURRONT BENEFICIER DE MESURES D’AMELIORATION DES CONDITIONS D’HEBERGEMENT (ENRICHISSEMENT, CHAUFFERETTE) ET DE L’ALIMENTATION (GEL DIETETIQUE). POUR UN SCORE SUPERIEUR A 2, ILS SERONT MIS A MORT. 3) POUR EVITER LA DOULEUR ET LA SOUFFRANCE PENDANT CERTAINES MANIPULATIONS, LES SOURIS SONT ANESTHESIEES..
Choix des espèces
Nous avons choisi de produire nos anticorps ET D’EVALUER NOS CANDIDATS VACCINS chez la souris ET LE RAT car nous savons par des expériences antérieures que les protéines recombinantes de Plasmodium sont très immunogènes CHEZ CES ANIMAUX. De plus il est indispensable de tester des candidats vaccins sur des souris ET DES RATS avant de continuer leurs développements. LES HOTES NATURELS DES PARASITES P. BERGHEI SONT DES ESPECES DE RONGEURS SAUVAGES D’AFRIQUE CENTRALE. DES ISOLATS DE CE PARASITE ONT ETE TRANSMIS ET ADAPTES AUX SOURIS ET RATS DE LABORATOIRE DEPUIS DE NOMBREUSES ANNEES PAR PLUSIEURS EQUIPES. IL EST RECONNU DANS LA COMMUNAUTE SCIENTIFIQUE QUE L’INFECTION DES RONGEURS AVEC CES PARASITES EST UN MODELE BIOLOGIQUEMENT PERTINENT POUR ETUDIER PLUSIEURS ASPECTS DU PALUDISME CHEZ L’HOMME. Les souris ET LES RATS utilisés pour les immunisations seront âgées de 6 semaines, âge auquel on obtient une bonne réponse immune et une préhension correcte pour l’immunisation et le prélèvement sanguin.
Évaluation de candidats médicaments sur le développement de l’anaphylaxie
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Le mode d'administration, le nombre de prélèvements et le rythme des doses dépendent ici de l'appréciation du client. 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélèvement d'organes. Les expérimentateurs leur injectent des anticorps IgE, puis l'allergène vingt-quatre heures plus tard pour déclencher une réaction anaphylactique, qui provoque une chute de la température corporelle, de fortes démangeaisons et parfois un gonflement du museau. Aucun anti-inflammatoire ni analgésique ne leur sera administré, un tel traitement faussant la mesure de la réaction, et le porteur ajoute qu'une molécule doit avoir été testée chez l'animal pour obtenir une autorisation de mise sur le marché.
Objectifs
Quel que soit l’âge du patient, l’anaphylaxie est une réaction allergique grave qui apparait rapidement et peut être mortelle même en cas de prise en charge rapide. Elle est imprévisible et peut être déclenchée par différents types d'allergènes (l’ovalbumine contenue dans les œufs, le venin d’abeille…). Les patients qui déclenchant l’anaphylaxie ont été en contact une première fois avec l’allergène ce qui a induit une réponse de leur système immunitaire qui, lors d’un deuxième contact, va réagir de manière excessive pour combattre l’allergène. L’anaphylaxie peut alors déclencher une baisse de la pression artérielle, des douleurs abdominales, des démangeaisons autour de la bouche…amenant jusqu’à la mort du patient en quelques heures ou minutes. À ce jour, il est donc impératif d’améliorer le suivi des patients et de diminuer le risque de décès. Pour ce faire, il est nécessaire de disposer de modèles animaux fiables mimant la physiopathologie de l’anaphylaxie. L’objectif scientifique de ce projet est d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques sur la récupération des souris suite à l’induction d’une anaphylaxie générale ou d’une anaphylaxie locale cutanée. Les animaux seront d’abord mis en contact avec l’allergène une première fois par injection, puis une deuxième fois avec une deuxième injection qui déclenchera alors la réaction anaphylactique. Les animaux recevront la molécule thérapeutique à tester avant, pendant ou après l’induction de l’anaphylaxie, dépendamment du mode d’action et de la connaissance que possèdent nos clients sur l’efficacité potentielle de leur molécule. Le sang et les organes prélevés dans les études inclues dans ce projet permettront de répondre à l’objectif de caractérisation et de quantification de l’inflammation et d’évaluer l’efficacité de la molécule testée. L’objectif général de ce projet est de contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour une meilleure prise en charge des patients et réduire leur risque de mourir.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu à court et moyen termes réside dans l’identification des mécanismes impliqués dans l’atténuation des symptômes de l’anaphylaxie. Le bénéfice attendu à long terme de ce projet est l’identification de nouvelles stratégies thérapeutiques permettant une meilleure prise en charge des patients sujets à l’anaphylaxie et une réduction de la mortalité associée.
Procédures
Plusieurs interventions pourront être mises en place sur les animaux. L’induction de la pathologie (une seule fois par animal) pourra se faire par injection intraveineuse ou intrapéritonéale des IgE (anticorps produits en cas de réponse allergique) et de l’allergène correspondant 24h plus tard (allergène de synthèse). Pour cela, les souris seront anesthésiées (5minutes) à l’aide d’un gaz anesthésiant et recevront l’injection intraveineuse (1 minute) pour la voie intraveineuse. L’injection se fera sans anesthésie pour la voie intrapéritonéale (30 secondes). L’induction de la pathologie pourra aussi se faire par injection sous-cutanée des IgE (anticorps produits en cas de réponse allergique) puis injection intraveineuse de l’allergène correspondant 24h plus tard. Pour cela, les souris seront anesthésiées (5minutes) à l’aide d’un gaz anesthésiant et recevront l’injection sous-cutanée (1minute) puis, 24h plus tard, les souris seront de nouveau anesthésiées à l’aide du gaz anesthésiant et recevront l’injection intraveineuse (1 minute). Au cours de la procédure, les souris recevront des administrations répétées de composés client : les modes d’administration possibles incluent l’alimentation, l’eau de boisson, le gavage, les injections intrapéritonéale, sous-cutanée, intravasculaire, intradermique (environ une minute par animal : saisie de l’animal, pesée de l’animal pour adapter la dose, puis administration de la substance). Selon l’appréciation du client, un ou plusieurs prélèvements de sang pourrons être effectués. Les prélèvements de sang n’excèderont pas 12 % du volume de sang total de l’animal et seront suivis d’une semaine minimum de récupération avant le prochain prélèvement. Le volume prélevé est dépendant du poids de l’animal.
Impact sur les animaux
L’anaphylaxie généralisée provoque comme effets indésirables : une baisse de la température corporelle et une sensation de démangeaison importante. Parfois, un gonflement du museau peut être observé. L’anaphylaxie cutanée provoque comme effets indésirables : une sensation de démangeaison localisée à l’oreille ainsi qu’un léger gonflement de l’oreille. La réalisation de prélèvements sanguins et les administrations (uniques ou répétées, selon les études) pourront également générer un stress chez l’animal. Les modes d’administration considérés comme nuisibles (pouvant induire une gène ou une douleur) incluent tous les modes d’injection.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort à l'issue des procédures afin de pouvoir procéder aux prélèvements d'organes et à la caractérisation du statut inflammatoire terminal.
Remplacement
Lorsque cela sera possible, les composés de nos clients seront préalablement testés sur culture cellulaire ou organes isolés permettant ainsi de mieux définir les doses à administrer par exemple. Cependant, l’utilisation des animaux sera nécessaire car les modifications physiopathologiques liées à l’anaphylaxie sont très complexes, doivent être mesurées dans un organisme entier. De plus, pour obtenir une autorisation de mise sur le marché, une molécule doit avoir été testée chez l’animal afin d’engranger des preuves d’efficacité fonctionnelle et de détecter d’éventuels effets indésirables. Nous devons donc être en mesure de prévoir l’apparition d’effets secondaires dans l’éventualité de l’utilisation future des candidats médicaments en clinique. Les effets indésirables ne peuvent s’observer que sur un animal vivant car ils peuvent impliquer plusieurs organes et plusieurs régulations physiologiques. L’utilisation des animaux sera donc essentielle à nos études mais nous nous efforcerons de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés en effectuant des tests préliminaires sur d’autres modèles n’impliquant pas les animaux.
Réduction
Au sein de cette étude, nous avons réduit le nombre d'animaux utilisés au maximum pour une étude statistique soit 8 animaux par groupes. La comparaison des groupes entre eux sera faite à l'aide de test statistiques. Le nombre d’animaux nécessaires pour répondre aux différentes problématiques scientifiques exposées dans ce projet a été déterminé en se basant sur des travaux préliminaires ainsi que sur l’expertise de notre société sur l’utilisation de ces modèles animaux. Les doses à tester seront au préalable, systématiquement évaluées après documentation dans la littérature ou par retour d’expérience du client. Par ailleurs, compte tenu de la variabilité des paramètres observés au sein d’un groupe homogène, une analyse sur des groupes de 8 animaux sera nécessaire afin de pouvoir mettre en évidence des différences statistiques. Les tests statistiques seront réalisés sur un ligiciel spécifique afin de vérifier les différences obtenues entre les groupes.
Raffinement
Les procédures seront réalisées en respectant le bien-être animal, afin de limiter souffrance, douleur et angoisse. Les souris seront hébergées conformément à la réglementation avec enrichissement environnemental (igloo, carrés de ouate systématiquement et, si nécessaire, tunnel en carton, buchettes et boulettes en bois). Après induction de la pathologie, un suivi régulier sera effectué (score 1 et/ou score 2). Le score 1, reportera l’aspect général de l’animal et sera mis en place dans les deux modèles. Le score 2 reportera la réponse clinique à l’induction de la pathologie. L’atteinte d’un score trop important induira la sortie de l’animal de l’étude et sa mise à mort s’il ne récupère pas dans les heures qui suivent. Étant donné que l’anaphylaxie est basée sur l’inflammation, aucun traitement anti- inflammatoire ou analgésique ne sera administré, car cela compromettrait les résultats en agissant sur les voies de signalisation ciblées ainsi que sur le comportement et l’état physique, paramètres clés de l’évaluation. De plus, des interactions possibles entre le traitement testé et les médicaments anti-inflammatoires ne peuvent être exclues. Les prélèvements et administrations répétées pouvant induire du stress, un enrichissement sera maintenu. Les aiguilles et sondes de gavage seront adaptées au poids et au mode d’administration. Par ailleurs, lorsque cela sera nécessaire, des anesthésiques pourront être utilisés.
Choix des espèces
L’utilisation de souris dans la modélisation de pathologies présentes chez l’Homme a longuement été décrite et justifiée de par leur proximité avec l’Homme. Par ailleurs, la souris est largement décrite comme une espèce de choix dans les modèles de développement de maladies inflammatoires telles que l’anaphylaxie compte tenu des outils cellulaires et moléculaires existants. Il s’agit en effet d’un modèle bien établi et bien documenté dans la littérature pour l’analyse de la fonction immunitaire. Par ailleurs, l’étude de l’anaphylaxie nécessite des animaux ayant un système immunitaire mature, c’est-à-dire âgées de 7 à 12 semaines.
Rôle d’une protéine de l’immunité innée dans le lupus
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
8 370 souris pour une étude qui, selon le porteur, se satisfait de dix animaux par groupe : 2 080 d'entre elles subiront des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, les 6 290 autres un niveau modéré, et aucune ne sera maintenue en vie. Certaines reçoivent un produit pro-inflammatoire sur la peau chaque jour pendant huit jours, d'autres une irradiation suivie d'une injection de moelle, d'autres une greffe de cellules tumorales, avec jusqu'à vingt-cinq injections par animal. Les souris génétiquement modifiées développeront une maladie lupique avec augmentation de la taille de la rate, atteinte des reins, amaigrissement, poil terne, léthargie et parfois anémie. Sur le raffinement, le porteur mentionne une semaine d'acclimatation, du personnel compétent et des points limites, sans autre précision pour 8 370 animaux.
Objectifs
Ce projet a pour but d’étudier le rôle d’une nouvelle protéine dans le lupus, une pathologie autoimmune. Le lupus est une maladie auto-immune où le système immunitaire attaque par erreur le corps, touchant environ 5 millions de personnes dans le monde. Il peut provoquer une grande fatigue, des douleurs, des problèmes de peau ou d’organes vitaux, ce qui perturbe fortement la vie quotidienne des personnes atteintes. Selon les formes et la sévérité, les symptômes peuvent être discrets ou au contraire très invalidants, impactant durablement la santé et le bien‑être. Pour mettre au point des traitements, il faut comprendre quelles protéines de l’immunité participent à cette activation, car elles ne sont pas totalement connues. Dans le cadre d’un autre projet, nous avons récemment identifié une nouvelle protéine centrale dans l’activation de l’immunité. Ce projet a pour but de comprendre son rôle dans le lupus. A terme, il est possible que les résultats de cette étude permettent de mettre au point des thérapies permettant de réduire l’activation non-voulue de l’immunité chez ces patients. L’objectif de ce projet est de comprendre le rôle d’une nouvelle protéine immunitaire dans le lupus, une pathologie autoimmune.
Bénéfices attendus
Les mécanismes derrière la pathologie auto-immune lupus ne sont pas totalement compris. Nous avons récemment découvert une protéine nécessaire aux premières étapes d’activation du système immunitaire. Ce projet propose d’analyser son rôle chez la souris. À long terme, ce projet pourrait apporter la preuve que notre protéine d’intérêt joue un rôle dans l’organisme dans la pathologie lupus. Il a également pour but de tester l’effet thérapeutique d’une petite molécule démontrée comme inhibant l’activité de cette protéine d’intérêt en contexte lupique. Ce projet pourrait donc amener vers une nouvelle thérapie du lupus pour les patients.
Procédures
Toutes les interventions se font sur animaux éveillés. Toutes les injections correspondent à un geste d’une durée inférieure à 10s. Un 1er lot d’animaux sera injecté avec un produit activant la réponse immunitaire (1 fois au cours de l’expérience), puis pour partie injecté avec un produit inhibant la réponse immunitaire (1 fois au cours de l’expérience). Un produit pro-inflammatoire sera appliqué sur la peau d’un 2e groupe d’animaux (tous les jours, pendant 8 jours- durée du geste inférieur à 5 min). Ces animaux pourront être injectés avec un produit inhibant la réponse immunitaire (tous les jours pendant les 8 jours). Alternativement, certains animaux seront injectés avec un produit inhibant la réponse immunitaire quatre fois au cours des 8 jours d’expérience. Du sang sera prélevé 2 fois. Un 3e groupe de souris sera irradié, puis injecté avec de la moëlle épinière (1 fois au cours de l’expérience). Un produit pro-inflammatoire sera appliqué sur la peau des animaux comme précedemment. Du sang sera prélevé 2 fois. Un 4e lot d’animaux sera injecté avec un produit inhibant la réponse immunitaire (25 fois au cours de l’expérience, sur une durée de 5 semaines, 5 jours par semaine). Du sang sera prélevé 3 fois. Un 5e lot d’animaux sera injecté avec un produit activant la réponse immunitaire (1 fois au cours de l’expérience), puis injecté avec un produit inhibant la réponse immunitaire (13 fois au cours de l’expérience, une fois par jour pendant 13 jours, ou alternativement 25 fois au cours de l’expérience, sur une durée de 5 semaines, 5 jours par semaine). Alternativement, certains animaux seront injectés avec un produit inhibant la réponse immunitaire quatre fois au cours des 13 jours d’expérience. Du sang sera prélevé 2 fois. Dans un 6e lot d’animaux, des cellules tumorales seront injectées aux animaux vigiles (1 fois au cours de l’expérience). Les animaux pourront être traités à raison de deux fois par semaine pendant un mois (administration des traitements aux animaux vigiles), ainsi qu’avec un produit inhibant la réponse immunitaire (25 fois au cours de l’expérience, sur une durée de 5 semaines, 5 jours par semaine). Du sang sera prélevé 3 fois.
Impact sur les animaux
L’injection de traitements ou de cellules tumorales au moyen d’une aiguille entraîne une douleur transitoire et courte (quelques secondes) due à la piqure elle-même. Pour les injections, les animaux seront immobilisés transitoirement, ce qui entrainera un stress limité et court. Les souris génétiquement modifiées développeront au cours du temps des symptômes de maladie lupique, incluant une augmentation de la taille de la rate, ainsi que des atteintes du rein résultant en l’apparition de protéine dans les urines. Des signes cliniques tels que amaigrissement, poil terne, léthargie, et parfois anémie sont attendus. Dans le modèle induit par injection de produit chimique, une réaction immunitaire locale avec rougeur au site d’injection peut survenir, ainsi qu’une accumulation de liquide dans la cavité abdominale. Ces effets sont caractéristiques de la pathologie auto-immune recherchée. Les animaux greffés avec des cellules tumorales développeront des tumeurs .Les animaux pourront perdre du poids, manger moins et avoir du mal à se déplacer.
Devenir
Aucun animal maintenu en vie. Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
Des expériences en laboratoire ont montré que notre protéine immunitaire joue un rôle clé dans l’activation des défenses immunes de l’organisme. Quand cette protéine est absente, les cellules ne réagissent plus aux signaux censés déclencher une réponse immune. Le projet cherche maintenant à comprendre si cette protéine est impliquée dans le lupus, en utilisant des souris comme modèle vivant. Même si des méthodes alternatives comme la culture de cellules ont été utilisées, l’étude sur l’animal reste essentielle pour observer la réponse immunitaire dans son ensemble, telle qu’elle se produit dans un organisme complet et fonctionnel. La réponse immune implique de nombreux types de cellules différents, dans des organes particuliers et une temporalité précise. Cette complexité n’est pas observable avec des méthodes simplifiées impliquant de la culture cellulaire.
Réduction
Pour limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous avons prévu une première série de trois expériences destinées à vérifier si la protéine que nous étudions joue bien un rôle dans le mécanisme responsable du lupus. Cette étape fonctionne selon un principe de “go/no go” : si les résultats sont positifs (go), nous poursuivons avec trois expériences supplémentaires ; si les résultats sont négatifs (no go), nous arrêtons là, ce qui évite d’utiliser des animaux inutilement. Nous avons également réduit la taille des groupes au strict minimum. Notre expérience de laboratoire montre que 10 souris par groupe suffisent pour évaluer de façon fiable l’effet anti inflammatoire d’un gène ou d’un traitement. Avec ce nombre, nous pouvons détecter une différence claire entre deux groupes avec une très bonne précision statistique (90 % de chance de repérer un véritable effet et seulement 5 % de risque de se tromper). Enfin, pour certaines manipulations, nous récupérons autant d’organes que possible chez chaque animal afin de réaliser plusieurs analyses sur le même individu. Cette approche permet de répondre à un maximum de questions scientifiques tout en réduisant encore le nombre total d’animaux nécessaires.
Raffinement
Avant toute manipulation, les souris auront au minimum une semaine d’acclimatation afin de s’habituer à leur nouvel environnement. Elles sont manipulées par des personnels compétents afin de limiter au maximum le stress dû à la manipulation. Le bien être des souris sera suivi par le personnel de l’équipe de recherche. . Le suivi des animaux est basé sur des points limites généraux et spécifiques de la pathologie est effectué en utilisant pour évaluer de façon objective l’état des animaux.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour les expériences menées en recherche sur le lupus : souches murines parfaitement définies et modèles génétiquement modifiés, avec de grandes similarités entre les systèmes immunitaires humains et murins qui permet de transposer nos découvertes dans le modèle murin chez l’humain. De plus, nous avons documenté de manière robuste l’existence de notre protéine d’intérêt chez l’humain et chez la souris. Souris adultes ( >6 semaines) car leur réponse immune est active.
Lien entre infection grave et dérégulation du système immunitaire
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Une partie des souris utilisées développe spontanément une maladie auto-immune dès vingt-cinq semaines d'âge, et le projet cherche à accélérer ce développement par une infection. 240 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées en fin de protocole ou plus tôt si elles atteignent un point limite. Les expérimentateurs leur injectent des bactéries dans l'abdomen pour provoquer un sepsis, les traitent aux antibiotiques deux heures après, puis prélèvent leur sang derrière l'œil sous anesthésie jusqu'à cinq fois, avec cinq à dix semaines entre deux prélèvements. Une partie d'entre elles sera gardée jusqu'à quarante semaines après l'infection, le porteur indiquant ne pas pouvoir prédire les symptômes qui apparaîtront.
Objectifs
Les maladies auto-immunes à autoanticorps sont des maladies où le système immunitaire, qui est censé protéger le corps, se met à produire des anticorps contre l’organisme lui-même (autoanticorps), et à attaquer certains organes voire tout le corps (on dit alors que c’est systémique). Ces maladies sont rares (moins d’une personne sur 2000) et peuvent être causées par l’environnement (comme la pollution ou l’alimentation), des hormones (elles touchent plus souvent les femmes), et/ou des prédispositions génétiques, c’est-à-dire que certaines personnes sont plus à risque à cause de leurs gènes. On a remarqué que les personnes qui font une infection grave (comme un sepsis, qui est une infection très sévère) et qui vont en réanimation ont un risque cent fois plus élevé que les autres de développer une maladie auto-immune dans les six mois qui suivent leur sortie de l’hôpital. On ne comprend pas pourquoi, après une infection très grave, certains patients développent une maladie auto-immune et d’autres non. Si on arrive à prédire quels patients risquent de développer ce genre de maladies dans ces conditions, on pourra mieux les soigner et essayer d’empêcher que la maladie auto-immune ne se développe, car ces maladies diminuent la qualité de vie des patients et coûtent très cher à la société. Notre projet a pour but de comprendre comment une infection grave peut déclencher une maladie auto-immune, en utilisant des souris pour faire des expériences et observer ce qu’il se passe. On veut répondre à deux questions principales : 1) Est-ce qu’une infection sévère peut déclencher une maladie auto-immune chez des souris déjà à risque ? 2) Est-ce qu’une infection sévère peut aussi déclencher une maladie auto-immune chez des souris normales qui ne sont pas à risque ? En comprenant mieux ces mécanismes, on espère trouver de nouvelles façons d’identifier les individus à risque et ainsi améliorer leur prise en charge et mettre en place des stratégies de prévention.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet se situent à deux niveaux. Le premier niveau concerne les connaissances scientifiques car le projet permettra d’accroître la compréhension des mécanismes du lien entre infection sévère et développement de l’auto-immunité. Les cellules et molécules impliquées dans cette induction auto-immune seront ainsi identifiées. Le deuxième niveau concerne la santé humaine. En effet, la compréhension de ces mécanismes et l’identification des biomarqueurs (marqueurs de maladie faciles à détecter dans le sang ou les urines) associés à cette évolution de l’inflammation aiguë vers l’auto-immunité permettront de pouvoir identifier les patients à risques et de prévenir le développement de telles affections chroniques.
Procédures
Les animaux utilisés dans ce projet seront soumis à 3 types d’interventions : des injections dans le ventre (« intrapéritonéales ») et sous la peau (« sous-cutanées), des contentions (attrapés et immobilisés dans une main) et les animaux seront soumis au prélèvement d’un petit volume de sang sous anesthésie générale. Les gestes réalisés durent moins de 30 secondes chacun. L'anesthésie générale dure entre 1 et 2 minutes. Des animaux seront injectés par voie intrapéritonéale avec des bactéries une seule fois pour imiter une infection sévère. 2 heures plus tard, elles seront traitées avec des antibiotiques par injection sous-cutanée quatre fois sur une période de 24h dans le but de les guérir de l’infection, comme les patients en réanimation. Ces souris auront un prélèvement sanguin sous anesthésie générale avant l’infection, puis certaines seront à nouveau prélevées 4 fois avec 5 à 10 semaines entre deux prélèvements. Cela nous permettra de comparer les paramètres sanguins des souris avant et après infection pour voir si elles ont développé une maladie auto-immune.
Impact sur les animaux
Certaines souris utilisées ici développent une maladie auto-immune légère mais quantifiable dès 25 semaines d’âge. Ces animaux entreront en procédure à l’âge de 10 semaines (+/- 2 semaines), c’est-à-dire à l’âge adulte, et ne seront conservés que deux semaines supplémentaires après l’infection sévère traitée par antibiotique. Nous nous attendons à cette procédure entraîne une accélération du développement de la maladie avec des signes d’auto-immunité à 12 semaines d’âge équivalents à ceux d’animaux non-infectés de 25 semaines. Une autre procédure utilisera des animaux normaux qui seront conservés sur un maximum de 40 semaines après l’infection sévère afin de déterminer s’ils développent une maladie auto-immune ou non, sans que nous puissions prédire concrètement les symptômes éventuels induits. Une grille d’évaluation clinique sera utilisée sur toute la durée de l’expérience afin d’éviter les éventuelles nuisances sur le bien-être des animaux. Lors des procédures, les souris seront soumises à quatre types de nuisance. 1) les contentions nécessaires à la réalisation des actes (injections et prélèvements d’urine) entraîneront un stress léger et bref pour les animaux (moins de 30 secondes chacun). 2) les injections intrapéritonéales (ip) et sous-cutanées (sc) (1 ip et 4 sc/animal réparties sur 24 heures) entraineront des douleurs brèves de piqure à chaque occurrence (moins de 30 secondes). 3) les prélèvements sanguins de faible volume par voie rétro-orbitale sous anesthésie générale gazeuse (1 à 2 minutes) pourront entraîner ensuite un inconfort à l'orbite le temps que la cicatrisation soit complète (24 heures). 4) l’infection entraînera une gêne pour les souris (fièvre et inconfort) durant les deux premières heures. Le traitement antibiotique sera alors réalisé ce qui soulagera les souris rapidement.
Devenir
Les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin de procédure pour analyse ou avant dans le cas d’atteinte de points limites.
Remplacement
Les études des maladies de systèmes (impactant différents organes) et de leurs traitements (validés ou expérimentaux) nécessitent de pouvoir tester les hypothèses sur des organismes entiers vivants avant de pouvoir passer chez l’humain. La localisation et l’activation des cellules d’intérêt au cours du développement des maladies étudiées ne peuvent être observées que dans des organismes entiers. Les études in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité des organismes, ni des maladies étudiées, ni de la séquence infection/auto-immunité à l’échelle d’un organisme. Malheureusement, aucune des technologies actuelles ne peut se substituer aux modèles animaux dans ce domaine. Nous ne pouvons donc pas utiliser d’autre approche que l’expérimentation animale pour ces études visant à améliorer la prise en charge des patients.
Réduction
Dans notre laboratoire, on a déjà fait le modèle de péritonite avant, ce qui nous permet d’utiliser seulement le nombre de souris nécessaire. Il y aura 10 souris par groupe pour bien prendre en compte les différences entre chaque animal et voir comment ils réagissent à l’infection et au risque de maladies auto-immunes. Cela nous aide à être sûrs que nos résultats sont fiables et qu’on peut vraiment voir s’il y a une différence entre les groupes, sans utiliser plus d’animaux que nécessaire. Les souris qui servent de contrôles seront juste traitées avec des antibiotiques et on n’ajoutera pas d’autres groupes pour ne pas en utiliser trop. Après les expériences, on gardera des échantillons pour pouvoir répondre à d’autres questions plus tard, toujours dans l’idée d’utiliser le moins d’animaux possible. Enfin, pour prouver que nos résultats sont solides et que l’expérience peut être refaite par n’importe quel autre laboratoire avec le même résultat, on fera chaque test trois fois, ce qui est le minimum demandé pour que ce soit accepté scientifiquement.
Raffinement
Avant et pendant les expériences, les souris vivent dans de bonnes conditions pour éviter qu’elles soient stressées. Elles ne sont jamais seules, ont toujours des objets pour s’occuper (comme du coton pour faire leur nid ou des petites maisons pour se cacher) et sont observées tous les jours. Pendant les expériences, on fait tout pour que les souris souffrent le moins possible. Après l’infection, on les surveille toutes les 6 heures pendant 24 heures et il n’y a que quelques souris à la fois pour pouvoir bien toutes les observer. Le traitement avec des antibiotiques commence 2 heures après que les souris ont reçu les bactéries, et donc aucune ne mourra à cause de cela. Si une souris est trop malade, elle sera euthanasiée tout de suite, sans attendre la fin de l’expérience. L’état de santé des souris est suivi grâce à une grille d’évaluation. On regarde à chaque fois trois choses : sa posture, sa façon de bouger et l’état de ses poils. À chaque critère, on donne un score de 0 à 3. Si la souris a 6 points ou plus au total, ou si elle a 3 points dans la posture ou la mobilité, elle sera euthanasiée. Après le traitement, en plus de surveiller les souris chaque jour, on continue de calculer les scores des souris chaque jour pendant 3 jours, puis une fois par semaine pendant 40 semaines, pour vérifier si elles restent en bonne santé. On regarde aussi leur poids et si elles n’ont pas de problèmes de peau, de poumons ou d’articulations. Si une souris atteint certains scores qui montrent qu’elle va trop mal, elle est euthanasiée et analysée immédiatement.
Choix des espèces
Notre projet s’inscrit dans l’objectif de définir des mécanismes de développement de maladies d’intérêt pour la santé humaine afin de pouvoir améliorer la prise en charge des patients. Les procédures et les souris utilisées dans le présent projet nous permettront d’atteindre cet objectif. L’espèce Mus musculus domesticus est le seul modèle de mammifères disposant des lignées modifiées génétiquement pertinentes pour les objectifs scientifiques de notre projet et dont la biologie se rapproche suffisamment de la biologie humaine pour que son étude puisse y être transférée. De plus les outils d’analyse disponibles et l’expertise acquise des modèles utilisés ici justifient l’utilisation de ce modèle. Les animaux entrant en procédure auront tous un âge supérieur ou égal à 10 semaines (stade adulte). Ce stade adulte correspond au stade de la population de patients concernés par la présente investigation.
ROLE DU MICROBIOTE INTESTINAL SUR LA SENSIBILISATION CENTRALE A LA DOULEUR DANS LA POLYARTHRITE RHUMATOÏDE
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
420 souris vont être utilisées, toutes dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et toutes tuées à l'issue. Elles reçoivent par voie orale le microbiote intestinal de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde, une fois par semaine pendant quatre semaines, puis les expérimentateurs leur provoquent une arthrite par injection de molécules inflammatoires. Chaque semaine, ils mesurent leur seuil de douleur par piqûre de filaments de nylon et par réaction au froid, et évaluent leurs comportements anxieux et dépressifs. Aucun antalgique ne leur sera donné, l'hypersensibilité à la douleur étant l'objet même de l'étude, et le porteur conclut que le recours à la souris relève ici de considérations "scientifiques, techniques et éthiques".
Objectifs
Chez les personnes atteintes de polyarthrite rhumatoïde, 20 à 30 % continuent d’avoir des douleurs même si leur maladie est bien traitée. Leur corps réagit plus facilement à la douleur que celui de personnes non malades, et elles ont aussi souvent plus d’anxiété et de dépression. La flore intestinale, c'est-à-dire les bactéries présentes dans nos intestins, joue un rôle dans la maladie, et on sait qu'un lien important existe entre l’intestin et le cerveau. Nous pensons donc que les modifications de la flore intestinale des patients atteints de polyarthrite rhumatoïde favorisent la douleur chronique et la dépression, notamment chez les patients qui ont des symptômes qui persistent après traitement. Pour mieux comprendre comment tout cela fonctionne, nous allons étudier l’impact de leur flore intestinale en la transférant à des souris. Ensuite, nous observerons ces souris avec différents tests permettant d’évaluer leur sensibilité au toucher ou au froid, mais aussi des tests qui permettent d’évaluer l’anxiété ou la dépression. Nous testerons l’effet des microbiotes dans deux situations : chez des souris saines pour évaluer les effets déclencheurs des microbiotes, et en conditions pathologiques, c’est à dire chez des souris avec de l’arthrite pour évaluer cette fois les effets aggravateurs des microbiotes. Une fois prouvé le rôle du microbiote, nous identifierons quels éléments issus du microbiote intestinal sont responsables pour pouvoir les cibler et tenter de bloquer les mécanismes qui déclenchent ou aggravent la maladie. L’objectif final est d’identifier des composés du microbiote pouvant réduire la douleur ou les troubles anxio-dépressifs, afin d’ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour les patients.
Bénéfices attendus
La douleur chronique et de la dépression restent difficiles à traiter chez certains patients, ce qui impacte fortement leur qualité de vie. Il est donc essentiel de comprendre l'origine de l’hypersensibilité à la douleur et de la dépression pour permettre le mieux les soigner. Une fois prouvé rôle de la flore intestinale, nous analyserons et comparerons les différents microbiotes pour identifier quelles sont les bactéries ou quelles sont les molécules produites pourraient expliquer l’hypersensibilité à la douleur et de la dépression. Ceci nous permettra ainsi de tester leur rôle protecteur chez les souris avant de les tester en clinique chez les patients. Ce projet permettra donc une véritable recherche translationnelle, du laboratoire au patient, avec pour objectif d’améliorer la qualité de vie des personnes atteintes de douleurs chroniques ou de dépression.
Procédures
Nous réalisons des greffes de microbiote intestinal en donnant aux souris par voie orale des préparations de microbiote de patients une fois par semaine pendant 4 semaines. Suite à la greffe de microbiote, les souris seront suivies chaque semaine grâce à des tests comportementaux pour mesurer les seuils de sensibilité (réaction au toucher par filaments de Nylon ou réaction à la température) et caractériser les comportements anxieux ou dépressifs. Chaque test dure entre 5 et 20 min. Dans certains cas, nous examinons aussi si le microbiote modifie la perméabilité de l’intestin ou le passage de substances vers le cerveau, en administrant des traceurs fluorescents par voie orale ou par injection. Ces expériences sont menées chez des souris saines et dans un modèle de polyarthrite, induite par l’injection de molécules inflammatoires, sous anesthésie légère par inhalation. Enfin, lorsque des molécules produites par le microbiote auront été identifiées (comme des dérivés du tryptophane, de la sérotonine, des métabolites de fibres ou des acides biliaires), nous les ajouterons dans l’eau de boisson des souris pour tester leur effet bénéfique dans les modèles les plus pertinents.
Impact sur les animaux
La sensibilité tactile et thermale et les comportements anxio-dépressifs étant les paramètres étudiés dans nos procédures, aucune médication antalgique ou analgésique systématique ne peuvent être appliquées car ils fausseraient nos résultats. Les principaux désagréments pour les animaux seront liés au modèle inflammatoire utilisé pour induire l’arthrite. L’arthrite provoquera des douleurs articulaires, des gonflements et des rougeurs au niveau des pattes. Cependant l’arthrite induite sera dite aigüe, c’est-à-dire de courte durée (maximum 2 semaines), avec retour à un état normal. Les animaux subiront également des piqures d’aiguilles, un stress léger passager lié aux manipulations. Toutes les injections seront pratiquées sous anesthésie légère par inhalation, d’une durée d’environ 5 minutes, afin de réduire au maximum la douleur et l’inconfort.
Devenir
La douleur étant étudiée, et donc induite, chez certains animaux, le devenir de ceux-ci en fin de procédure expérimentale sera systématiquement l’euthanasie afin de ne pas générer de douleur inutile. De plus, L’euthanasie permet également de réaliser les analyses post mortem nécessaires, notamment sur le cerveau et l’intestin, afin de compléter les données comportementales et d’approfondir la compréhension des mécanismes reliant microbiote, douleur et comportements anxio-dépressifs.
Remplacement
Ce projet vise à comprendre comment le microbiote intestinal influence la douleur et les comportements associés dans la polyarthrite rhumatoïde. A ce jour, il n'existe pas de modèle de substitution permettant d'étudier les interactions complexes entre microbiote, système immunitaire, système nerveux et comportement. Par ailleurs, la perception de douleur, ainsi que les réponses anxieuses ou dépressives, sont des phénomènes appréhendés par l’organisme conscient, et lui seul. Nous considérons donc le recours à la souris comme guidé par des considérations scientifiques, techniques et éthiques.
Réduction
Tout sera mis en œuvre pour réduire la variabilité interindividuelle dans nos groupes et assurer qu’un nombre minimal de souris sera utilisé pour démontrer un effet (animaux du même âge, mâles et femelles, période d’habituation à l’environnement et à l’expérimentateur). Un grand soin est apporté aux animaux afin de limiter au maximum le stress qui pourrait entraîner des biais importants dans la détermination du seuil de sensibilité tactile. Le nombre de souris par lot a été déterminé sur la base d’expérimentations antérieures, ce qui nous a permis de déterminer qu’un nombre de 20 souris par groupe (10 males et 10 femelles) est nécessaire pour observer une différence statistique et biologiquement pertinente. Ainsi nous utiliserons le minimum d’animaux requis pour observer des différences statistiques entre les groupes, afin que les tests effectués soient pertinents mais sans sur-utilisation d’animaux.
Raffinement
Notre objectif étant d’étudier l’hypersensibilité à la douleur, nous n’interviendrons pas tant que les niveaux de douleur observés restent dans les seuils attendus pour les modèles utilisés. En revanche, toutes les procédures sont conçues dans le respect de l’animal et avec pour objectif constant de réduire au maximum le stress et l’anxiété, afin de limiter l’inconfort à ce qui est strictement nécessaire au protocole et d’assurer le bien être des animaux. Cela passe par une étape d’habitation progressives des animaux (1 semaine à l’arrivée pour les locaux, puis 1 semaine pour les pièces d’expérimentation) et une manipulation douce par du personnel formé, avec là aussi une période d’habituation quotidienne des animaux aux expérimentateurs. L’enrichissement fourni comprend les matériaux réglementaires de nidification, auxquels est ajouté un igloo rouge, contribuant à améliorer leur confort et leur sentiment de sécurité. Tout au long du projet, l’objectif reste de limiter l’angoisse et la souffrance. Les animaux feront donc l’objet d’un suivi clinique régulier, plusieurs fois par semaine (et chaque jour en période inflammatoire), pour identifier rapidement toute douleur excessive, perte de poids, difficulté locomotrice ou comportement anormal. Une grille d’évaluation clinique, accompagnée des actions à mettre en œuvre, permettra une prise en charge immédiate et adaptée, afin d’éviter toute douleur inutile. De plus, la durée des expériences est volontairement limitée pour réduire l’exposition aux modèles inflammatoires et minimiser la souffrance.
Choix des espèces
Le projet utilise la souris car c’est le modèle mammifère de référence pour les expériences de greffe de microbiote chez l’animal. Elle permet d’évaluer les effets d’un microbiote donné sur le comportement, la douleur, l’inflammation et les interactions neuro immunes de manière intégrée, ce qui n’est pas possible chez des espèces plus simples. Les souris utilisées seront adultes et auront entre 8 et 21 semaines afin que les animaux ne soient ni en croissance ni en phase de vieillissement.
Caractérisation des cellules immunitaires associées au tissu adipeux chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
Soumises à un régime riche en lipides pendant quatorze semaines, à cinq prélèvements sanguins sur animal éveillé, à deux jeûnes de six heures et à un gavage, 528 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyses post-mortem. Le porteur qualifie lui-même de modérément douloureux le prélèvement de sang réalisé sans anesthésie. L'objet du projet tient en une phrase, comprendre le rôle d'un gène dans les cellules immunitaires du tissu adipeux, et les retombées contre l'obésité et le diabète sont renvoyées au long terme. Sur les 528 animaux, il écrit seulement que leur nombre a été calculé pour obtenir une puissance statistique suffisante.
Objectifs
L'objectif du projet est de comprendre le rôle d'un gène particulier dans les cellules immunitaires associées au tissu adipeux, dans des conditions normales et lors d'un régime riche en lipides qui induit de l'obésité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de faire avancer de manière conséquente notre connaissance des cellules immunitaires associées au tissu adipeux, et qui contribuent au développement de l'obésité. Ce projet permettra à plus long terme d'identifier des cibles moléculaires pour envisager de nouvelles thérapies contre l'obésité et les maladies métaboliques telles que le diabète.
Procédures
Prélevement sanguin : maximum 5 fois par animal, 3 secondes; Régime alimentaire spécifique : 14 semaines; Injection intrapéritonéale : maximum 1 injection par animal, 3 secondes; Mise à jeun : une fois pendant 6h et 3 jours après une deuxième fois pendant 6h; Gavage : maximum 1 fois par animal, 5-10 secondes.
Impact sur les animaux
Le régime riche en lipides est susceptible d'engendrer divers effets métaboliques, et conduit généralement à une prise de poids significative et à une réduction de l'activité. Prélèvement de sang sur animal vigile : douleur modérée au moment de la réalisation du geste. Injection intrapéritonéale : douleur légère de courte durée. Mise à jeun : Jeune de courte durée: stress et sensation de faim. Gavage : stress de courte durée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative pour réaliser ce travail qui nécessite l’analyse de tissus entiers. Le tissu adipeux est un tissu complexe qui comporte de nombreuses cellules qui interagissent afin de maintenir un équilibre. La dynamique du tissu adipeux, des cellules immunitaires qu’il abrite ainsi que les interactions et le recrutement potentiel de cellules d’autres organes sont des conditions qui ne peuvent pas être adéquatement reproduites in vitro.
Réduction
Le nombre de souris à utiliser a été calculé afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Un suivi de score clinique sera effectué pour éviter toute souffrance inutile des animaux.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix car la physiologie de la souris est proche de celle de l’homme. D’autre part les mécanismes immunitaires sont bien caractérisés chez la souris, ce qui en fait un modèle particulièrement adapté pour étudier les cellules immunitaires. Nous utiliserons des souris adultes pour que leurs tissus soient pleinement développés.
Caractérisation d’un modèle murin de trouble bipolaire par injection chronique de roténone à faible dose MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour tenter de reproduire chez la souris l'alternance entre phases maniaques et dépressives du trouble bipolaire, 600 souris vont être utilisées, dont 360 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour récupérer leur cerveau. Elles reçoivent chaque jour pendant huit semaines une injection sous-cutanée de roténone, un pesticide neurotoxique, puis passent trois fois chaque test comportemental, à quatre semaines d'intervalle. Le porteur reconnaît qu'il n'existe aujourd'hui aucun modèle expérimental reproduisant les principaux aspects de la maladie, et indique d'après la littérature que la roténone provoque une hypoanxiété à un mois puis de l'anxiété à deux mois. En cas de blessure, un analgésique est prévu et la mise à mort décidée s'il n'y a pas d'amélioration au bout de quarante-huit heures.
Objectifs
Le trouble bipolaire est une cause d’invalidité majeure dans le monde avec plus de 45 millions de personnes atteintes. Il est caractérisé par une alternance entre des phases dépressives similaires à la dépression majeure et des phases maniaques présentant une élévation anormale de l’humeur ainsi que des altérations cognitives allant de la distractibilité à des comportements à risque. L’espérance de vie des patients est réduite en moyenne de 10 ans à cause du risque élevé de mort par suicide (1 patient sur 10) et de comorbidités (par exemple les troubles de l’addiction et de l’anxiété, mais aussi des troubles somatiques telles que les maladies cardiovasculaires). Cependant, les mécanismes neurobiologiques ainsi que les éléments précipitant les différentes phases restent largement méconnus, à tel point qu’il n’existe pour l’instant pas de modèle expérimental récapitulant les principaux aspects de la maladie. L’objectif de ce projet est à d’établir des méthodes d’étude des phases maniaques et dépressives du trouble bipolaire au niveau comportemental, puis de se focaliser sur les transitions entre phase, un aspect méconnu de la maladie qui pourrait amener à une meilleure compréhension de sa biologie et à de nouvelles pistes thérapeutiques. Pour cela, nous avons besoin d’un modèle de la maladie récapitulant les deux phases à l’échelle individuelle. Notre laboratoire dispose déjà de l’expertise nécessaire pour étudier les phénotypes anxiodépressifs, et nous sommes en train de mettre au point des tests pour évaluer les phénotypes maniaques inhérents au trouble bipolaire. Nous proposons donc ici d’établir et de caractériser un modèle récent de trouble bipolaire basé sur une des hypothèses majeures du domaine, à savoir l’hypothèse mitochondriale. Celle-ci se base sur un ensemble de données suggérant qu’une dysfonction mitochondriale légère serait au centre de cette pathologie. La première phase de caractérisation est de reproduire et d’étendre les résultats comportementaux suite à un traitement chronique de roténone, un inhibiteur de la chaîne mitochondriale.
Bénéfices attendus
Les études précliniques sont peu nombreuses sur le trouble bipolaire et sont critiques pour mieux comprendre sa neurobiologie et de nouvelles thérapies. Cette étude permettra d’évaluer la reproductibilité d’un modèle murin prometteur de la pathologie, et de développer de nouvelles pistes de compréhension de la maladie avec un suivi longitudinal et individuel des animaux.
Procédures
Une injection sous-cutanée est réalisée quotidiennement pendant 8 semaines. Les tests comportementaux ont pour objectif d'évaluer les comportements se rapprochant de la phase maniaque ou dépressive du trouble bipolaire. Chaque test comportemental a lieu 3 fois (une fois pendant la phase sans symptômes, une fois en phase maniaque et une fois en phase dépressive) à 4 semaines d'intervalle. Ils ne durent que 5 à 10 minutes par souris.
Impact sur les animaux
Les injections sous-cutanée (7 fois par semaine sur 8 semaines), sont espacées de 24h. Les doses de roténone sont modérées par rapport à celles utilisées dans la littérature. Elles peuvent provoquer une légère douleur au niveau du site d’injection. Les tests comportementaux sont couramment utilisés et peuvent provoquer un stress modéré en lien avec la manipulation, les contensions et l’isolement dans certains cas. La roténone en elle-même ne semble pas induire de phénotypes comportementaux à court terme (au moins jusqu’à deux semaines) d’après la littérature. A un mois, la roténone semble induire une hypoanxiété, puis de l’anxiété à 2 mois.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés et les cerveaux seront récupérés pour des études ultérieures
Remplacement
Aucune méthode alternative in vitro n’est disponible à ce jour pour répondre à la problématique posée. Le stress chez l’animal, comme modèle de pathologie psychiatrique humaine, repose sur l’observation du comportement de l’animal vivant. L’étude de la réponse cérébrale et comportementale nécessite également l’utilisation d’animaux.
Réduction
Les effectifs sont optimisés, les analyses comportementales nécessitent une taille d’effectifs suffisante compte tenu de la variabilité inter-individuelle (n = 20 sujets en tenant compte de cette variabilité). La stratégie des 8 groupes avec deux groupes (contrôles et traités) se base sur un effet attendu relativement important. Nous faisons le choix de travailler chez les animaux des deux sexes en accord avec les directives d'intégrer le sexe comme variable biologique dans les recherches : en effet, les troubles psychiatriques dont le trouble bipolaire sont un facteur majeur d'invalidité dans le monde et peuvent s'exprimer différemment chez les hommes et les femmes. Il est donc essentiel de s'intéresser aux deux sexes pour une meilleure compréhension du trouble et développer des approches thérapeutiques adaptées.
Raffinement
Les conditions d’élevage des animaux seront optimales au regard des normes en vigueur avec enrichissement du milieu (cabanes plexiglass et cartons, tubes). Les animaux sont hébergés une semaine avant l’initiation des expériences. Des habituations à la pièce d’expérimentation d’au moins une heure sont réalisées avant les tests comportementaux pour diminuer le stress des animaux. En complément, une friandise (sous la forme d'un morceau de gâteau) sera distribuée après chaque injection et après les tests comportementaux afin de diminuer le stress en faisant associer les manipulations à un événement positif. En cas de blessure, les animaux recevront un traitement analgésique jusqu’à la disparition des signes de douleur . En cas d’hypothermie, chaque animal est placé sur une couverture thermorégulée pour éviter toute hypothermie. Les éxpérimentateurs sont experts dans la préhension et la contention des souris, et sont soucieux d’éviter tout stress inutile lors de la réalisation des procédures. Des points limites gradés sont appliqués : les animaux surveillés sont pesés et oscultés quotidiennement (hydratation, température, état de la blessure si blessure). La décision d’euthanasie est prise s’il n’y a pas d’amélioration au bout de 48h. Dans ce cas, une euthanasie sera réalisée afin d'éviter toute souffrance supplémentaire.
Choix des espèces
Les similarités entre la neurobiologie humaine et celle de la souris, ainsi que l'expérience du laboratoire dans l'évaluation comportementale des rongeurs, l’implémentation de modèles de troubles de l’humeur, ainsi que la possibilité d’utiliser des vecteurs viraux permettant l’utilisation de l’optogénétique font de la souris le modèle le plus pertinent. Les techniques précédemment mentionnées seront mises en œuvre ultérieurement une fois les modèles mieux caractérisés. Les souris seront adultes, âgées de 7 semaines ou plus. Le modèle roténone ayant été développé chez des animaux adultes et les patients étant typiquement diagnostiqués à l’âge adulte, nous nous focalisons sur le stade adulte dans un premier temps.
Etude des mécanismes de l’inflammation dans un modèle d’arthrite chez la souris 3/3
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Une injection par semaine pendant seize semaines, six séances d'imagerie sous anesthésie et un transport hebdomadaire entre trois établissements : 1 025 souris vont être utilisées, dont 258 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le phénotype dommageable provoque des atteintes articulaires à partir de sept semaines, puis une mobilité réduite et une perte de poids à partir de dix. La plupart seront tuées pour prélever le sang, la rate, les ganglions et les pattes, celles qui portent le bon génotype étant conservées pour maintenir les lignées. Sur la réduction, le porteur se contente d'annoncer une analyse de puissance statistique et des tests adaptés, sans donner ni effectif par groupe ni justification du total de 1 025 animaux.
Objectifs
La polyarthrite est une pathologie très fréquente et invalidante qui représente un enjeu de santé publique. Cette maladie auto-immune provoque une inflammation durable des articulations, ce qui peut endommager les os et le cartilage, entraînant des déformations irréversibles. Nous voulons étudier les mécanismes inflammatoires mis en jeu en modifiant leur expression dans un modèle de souris génétiquement modifiée.
Bénéfices attendus
Ce travail nous permettra de mieux comprendre les mécanismes pathogènes à l'origine de la maladie et pourrait ainsi contribuer au développement de thérapies efficaces.
Procédures
Le projet se déroulera dans 3 établissements utilisateurs : l’élevage dans l’établissement 1, le suivi clinique et traitement dans l’établissement 2, l’imagerie dans l’établissement 3. Les animaux vigiles seront soumis à une contention et à une injection réalisée une fois par semaine pendant 16 semaines, soit un total de 16 injections, chacune d’une durée approximative de 10 secondes. Les animaux anesthésiés seront soumis à une imagerie (anesthésie générale) (au total 6 actes de 10 minutes).
Impact sur les animaux
Le phénotype dommageable va induire à partir de 7 semaines des potentielles atteintes articulaires, à partir de 10 semaines, une mobilité réduite et perte de poids. Les injections vont induire du stress et une douleur légère de courte durée. Les anesthésies gazeuses pour réaliser l’échographie sont des actes stressants. Le transport répété des animaux entre les sites utilisateurs, de manière hebdomadaire sera stressant pour les animaux.
Devenir
Des animaux seront mis à mort car sans génotype d'interêt. Certains animaux seront mis à mort pour prélèvement de tissus spécifiques post-mortem : sang,rate et ganglions, pattes afin de réaliser une évaluation approfondie de l’atteinte générale et articulaire par différentes techniques. Certains animaux avec le bon génotype seront conservés pour le maintien des lignées.
Remplacement
Les cellules spécifiques du système immunitaire et les cellules de la membrane de l'articulation ont été traitées avec les différentes molécules étudiées et ont montré leur intérêt dans des expérimentations in vitro. Néanmoins, ces expériences de cultures cellulaires ne permettent pas de recréer les interactions entre les différentes cellules de l’organisme. Ainsi l'expérimentation animale est un élément clé de ce projet.
Réduction
Un nombre minimum d'animaux nécessaires, déterminé par une analyse de puissance statistique, sera inclus dans chaque groupe. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Nous nous efforcerons quotidiennement de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Une surveillance régulière et une application de points limites stricts et spécifiques au projet permettra de garantir le bien-être des animaux. Une grille de score sera utilisée et des actions réalisées en cas d’atteintes. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale et permettra d’avoir un suivi longitudinal du développement inflammatoire et articulaire pour l'ensemble des animaux ainsi qu’une mise à mort de chaque animal au moment le plus informatif. Les souris seront transférées dans des cages de transport avec bords opaques, sans visibilité de l’extérieur, dans un environnement enrichi.
Choix des espèces
La souris développe des réactions immunitaires proches de celles observables chez l’homme. Les atteintes articulaires de la maladie sont similaires à celles observées chez l’homme. Les souris jeunes adultes seront mises en accouplement à 8 semaines. Les souris génétiquement modifiées et les souris contrôles seront âgées de 6 à 12 semaines pour l'étude menée sur cette maladie.
Maintien de modèles souris de cancer pancréatique pour l’étude et la mise en place de lignées cellulaires et d’un archivage tissulaire visant à réduire l’utilisation d’animaux (1/2)
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
630 souris élevées pour développer un cancer du pancréas vont être utilisées, dont 138 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et toutes seront tuées, y compris celles qui ne servent qu'à l'élevage, mises à mort à huit mois. Un quart d'entre elles développera des lésions cancéreuses avec l'âge, accompagnées de gêne abdominale, de prostration, de perte de poids et de fonte musculaire, et les souriceaux subissent une biopsie de l'oreille entre sept et dix jours. Le titre du projet annonce une réduction de l'utilisation des animaux non-humains, obtenue en constituant à partir de ces souris une banque de tissus et des lignées cellulaires. Le porteur qualifie pourtant d'"indispensable" le maintien des deux lignées, dont il prévoit quatre accouplements par an.
Objectifs
Le cancer du pancréas est un cancer au diagnostic tardif qui dispose de peu de traitements thérapeutiques. Bien que des modèles alternatifs existent, certains travaux comme l’étude de nouveaux composés thérapeutiques validés in vitro ou la caractérisation de nouvelles mutations nécessite de maintenir et d’étudier des lignées de souris génétiquement modifiées qui récapitulent les étapes de la progression cancéreuse pancréatique. Notre projet s’appuie sur la nécessité de maintenir 2 modèles expérimentaux pour mettre en place une banque d’échantillons et plusieurs outils cellulaires qui permettront de mieux comprendre le rôle de nouveaux gènes dans les cancers pancréatiques tout en réduisant nos besoins d’utiliser inutilement des modèles animaux. Le projet sera réalisé au sein de 2 établissements où seront respectivement élevés et étudiés les animaux.
Bénéfices attendus
Notre projet permettra de mieux comprendre la cancérogénèse pancréatique et d’établir des approches de remplacement (banques histologiques de tissus et lignées cellulaires) qui permettront de réduire l’utilisation d’animaux pour nos travaux biologiques et la caractérisation des lésions invalidées pour un nouveau gène dont l’implication est rapportée chez certains patients.
Procédures
Dans l’établissement 1, les animaux seront manipulés : - Lors du change, effectué une fois par semaine et dure 1 minute. - A leur mise en accouplement, une fois au début de la procédure, et dure 1 minute. - A l’identification des nouveau-nés, 1 à 2 fois par mois pendant 01 à 20 minutes en fonction du nombre de nouveau-nés. La biopsie tissulaire à l’oreille, réalisée sur animaux à 7-10 jours pour identification génétique sera réalisée une seule fois et durera quelques secondes. Dans l’établissement 2, les animaux seront manipulés : - Lors du change, effectué deux fois par mois et dure 1 minute. - Lors des pesées, effectuées deux fois par semaine et durent moins de 2 minutes.
Impact sur les animaux
Un stress sera induit chez les animaux lors des manipulations nécessaires à leur mise en accouplement ou à l’identification des nouveau-nés. Les animaux âgés de 7 à 10 jours pourront ressentir une légère douleur lors de la biopsie tissulaire d’un bout d’oreille nécessaire à leur identification génétique. Le risque de saignement est très faible. Selon nos schémas d’accouplements optimisés, 25% des animaux développeront des lésions cancéreuses pancréatiques avec l’âge, ces lésions pourraient se caractériser par une gêne abdominale, des douleurs qui pourront se retranscrire par une prostration, une perte de poids associée à un affaiblissement musculaire (cachexie) ainsi qu’une absence de toilettage ou l’identification de signe de douleur par l’observation d’yeux clos ou mi-clos des animaux. Des signes cliniques liés à des lésions cancéreuses pancréatiques pourraient se développer chez certaines souris âgées de plus de 8 mois. Cet inconfort pourrait se caractériser par une perte de poids, une gêne ou des douleurs abdominales qui pourraient se retranscrire par une prostration, une perte d’appétit ou de comportement social.
Devenir
Toutes les souris génétiquement modifiées qui présentent le risque de développer un cancer pancréatique seront mis à mort pour collecter des échantillons qui permettront d’établir une banque d’échantillons et des lignées cellulaires. Les autres animaux expérimentaux ne développant pas de tumeurs seront également mis à mort et leur pancréas utilisé comme contrôle dans nos analyses. Les animaux servant à maintenir les élevages seront eux mis à mort à l’âge de 8 mois si leur replacement n’avait pu être mis en place au sein de l’établissement d’élevage.
Remplacement
La caractérisation et l’étude des mécanismes de progression tumorale pancréatique ne peuvent pas être totalement modélisées par des outils cellulaires. Il en est de même pour l’étude des conséquences d’une nouvelle mutation que nous souhaitons étudier dans ces cancers. Le maintien de modèles génétiques de souris permettant leur étude dans le contexte des mécanismes d’initiation et de progression tumorale est donc indispensable. Les objectifs de notre projet visent en partie à réduire la nécessité du recours aux animaux en permettant l’établissement d’une banque histologique d’échantillons collectés à différents stades de progression tumorale mais également de lignées cellulaires dérivées des tumeurs développées par les modèles murins générés.
Réduction
Notre procédure vise à établir des lignées cellulaires ainsi qu’une banque d’échantillons histologiques permettant d’étudier in vitro et ex vivo la progression tumorale de 2 modèles de souris de cancers pancréatiques. Ces outils devraient nous permettre de mieux comprendre les conséquences liées à l’invalidation d’une nouvelle mutation rapportée chez l’homme. Ils permettront également de réduire la nécessite de maintenir inutilement des expérimentations animales pour nos travaux de recherche. Nous avons réduit au maximum les élevages nécessaires à l’obtention des nombres d’animaux pour atteindre cet objectif, nous limiterons à 4 le nombre d’accouplements annuels nécessaires au maintien de nos modèles. Cette stratégie devrait limiter le besoin en une banque tissulaire utile à la mise en place de nos accouplements et la maintenance de 2 modèles précliniques différents. Par cette approche nous pourrons constituer une banque tissulaire pour les 2 sexes à quatre stades de progression cancéreuse qui ne devrait pas impliquer plus de 256 animaux. A ce nombre nous estimons que 5 animaux supplémentaires permettront l’établissement de 3 lignées cellulaires pour chaque modèle. Dès que possible nous tenterons au maximum de limiter la génération des animaux non nécessaires à nos travaux et nous n’hésiterons pas à archiver par congélation de paillettes de sperme les souches d’animaux non nécessaires à nos recherches.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans un environnement enrichi (coton pour le nid, tunnels ou maison en plastique) afin de créer un environnement familier et réconfortant. Les animaux seront habitués à être manipulés pour réduire leur stress tout au long de leur vie Un suivi sera réalisé afin d’identifier d’éventuels signes qui laisseraient envisager une souffrance ou une douleur. En cas de blessure locale, nous appliquerons un traitement désinfectant. Pour le suivi des animaux, nous mettrons en place une surveillance rigoureuse et individuelle pour chaque individu afin d’assurer que les animaux développant des tumeurs pancréatiques ne subissent pas de souffrance inutile. Ce suivi individuel permettra d’identifier l’apparition de signes évocateurs de mal-être ou de souffrance au travers d’une grille d’évaluation détaillée. Cette évaluation de multiples critères et de points limites adaptés nous conduira à ne pas maintenir des animaux ayant atteint un score de souffrance non acceptable. Nous optimiserons au maximum la quantité d’information biologique à collecter et étudier sur chaque souris.
Choix des espèces
Les souris que nous utilisons sont porteuses de mutations rapportées chez l’homme. Elles permettent de reproduire de manière fidèle la progression tumorale du cancer du pancréas et d’étudier sa progression. Des animaux des 2 sexes seront étudiés car les cancers pancréatiques se développent aussi bien chez l’homme que la femme. Les animaux en reproduction ont entre 2 et 8 mois et les animaux utilisés à des fins de prélèvements seront mis à mort à 2, 5, 8 et 12 mois.
Optimisation d’un modèle d’épuration extra-rénale (Dialyse) dans trois modèles expérimentaux d’insuffisance rénale aiguë chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Nourris avec des croquettes toxiques pour les reins ou injectés avec un antibiotique néphrotoxique, 320 rats développent une insuffisance rénale, puis subissent trois, sept ou quinze jours plus tard une chirurgie vasculaire de pose de cathéters suivie d'une séance de dialyse de deux à quatre heures. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré et le porteur y attend des saignements, des hémorragies, un œdème ou une nécrose au point d'injection, une prostration et une perte de poids. Il écrit que ces atteintes ne peuvent pas être complètement évitées parce que l'induction d'une insuffisance rénale est "absolument indispensable" au projet. Aucun rat ne quitte vivant la table d'opération, tous sont tués à la fin de la séance pour prélèvements.
Objectifs
L’insuffisance rénale aiguë est une maladie très fréquente associée à une importante mortalité, particulièrement dans les services de soins intensifs. L’hypothèse d’atteintes rénales induites par la dialyse menée de manière trop systématique a été proposée depuis longtemps. Des arguments récents en faveur de cette hypothèse ont émergé d’analyses statistiques d’essais de recherche clinique comparant différentes stratégies de dialyses au cours de l’insuffisance rénale aiguë en réanimation. Cependant, aucune étude animale ni humaine n’a jamais été réalisée pour étudier précisément cette hypothèse et les mécanismes physiopathologiques en découlant. L’objectif de ce projet est de mettre en place un modèle expérimental de dialyse chez le rat qui va permettre une meilleure compréhension du sujet. Nous envisageons d’explorer plusieurs modèles expérimentaux de maladies rénales ciblant différentes cellules rénales, dans le but de renforcer la pertinence physiopathologique du dispositif expérimental. Enfin, nous prévoyons d’optimiser la procédure de dialyse elle-même, notamment en intégrant de nouvelles membranes de dialyse plus performantes et en augmentant la durée, dans le but d’accroître l’efficacité. L’objectif du projet est de poursuivre l’étude des complications de la dialyse et d’améliorer l’efficacité du modèle.
Bénéfices attendus
Environ un tiers des patients admis en unité de soins intensifs développe une insuffisance rénale aiguë, caractérisée par une diminution soudaine et significative de la fonction rénale. Il est désormais bien établi que même un épisode modéré d’insuffisance rénale augmente le risque de mortalité. Par ailleurs, de nombreuses études ont démontré que l’insuffisance rénale aiguë constitue un facteur de risque majeur dans la progression vers une insuffisance rénale chronique, y compris chez les enfants, et ce, dans un délai de quelques semaines à quelques mois. Dans ce contexte, il apparaît essentiel d’améliorer la prise en charge des patients en optimisant les modalités de dialyse, afin de limiter la transition vers la maladie chronique.
Procédures
(1) Induction des modèles d’insuffisance rénale. Une partie des animaux sera nourrie avec des croquettes toxiques pour les reins et une autre recevra un antibiotique toxique pour les reins sous forme de deux injections réalisées à l’état vigile (durée 15 secondes). Une autre partie recevra une molécule toxique pour les reins avec une injection sous anesthésie générale (5 min). (2) Chirurgie réalisée 3, 7 ou 15 jours (selon le modèle d’insuffisance) sous analgésie et anesthésie. Des prélèvements sanguins sont effectués. Les animaux sont placés sur un plateau chauffant. A la fin de cette étape de deux à quatre heures, les animaux sont euthanasiés par une méthode règlementaire. Ce protocole a une durée de 2,5 à 4,5 heures.
Impact sur les animaux
Les nuisances peuvent être générées par (1) Stress lié aux manipulations régulières pour les injections et les pesées (stress lors de la contention). (2) Les douleurs induites sont de courte durée mais les animaux peuvent développer une inflammation locale. Certaines injections peuvent entrainer un saignement, un œdème ou une nécrose. (3) Les complications associées aux injections de molécules toxiques pour les reins et au régime riche en adénine. L'induction d'une insuffisance rénale entraine une altération de l'état général, une prostration et une perte de poids. L’injection d'une molécule peut s’accompagner d’une perte de l’appétit et donc d’une dénutrition. (4) Les complications liées à la chirurgie vasculaire (pose des cathéters) pouvant provoquer des saignements, hémorragies et des douleurs malgré une prise en charge de la douleur. (5) Les complications liées à l'anesthésie au moment de la chirurgie et l'euthanasie (détresse respiratoire, arrêt cardio respiratoire, stress thermique). Ces nuisances seront réduites au maximum grâce à l'utilisation de mesures de raffinement appropriées. Elles ne peuvent pas être complètement évitées car l'induction d'une insuffisance rénale est absolument indispensable pour le projet.
Devenir
Tous les animaux (320) seront euthanasiés en fin de chaque procédure, par une méthode réglementaire sous anesthésie générale par une personne expérimentée. Les différents prélèvements nécessaires pour les analyses sont réalisés après constatation de l’absence de battements cardio respiratoires.
Remplacement
Il n'est pas possible d’envisager des méthodes de remplacement pour notre projet, l’étude des effets de la dialyse ne pouvant être réalisée in vitro sur des lignées de cellules rénales ou au cours d’une étude clinique chez l’homme du fait des gestes invasifs engendrés Cependant, une étape de mise au point et amélioration du circuit de dialyse sera réalisée sans animal avec une solution physiologique contenant de l’albumine et de l’urée. Ces tests permettront d’évaluer la capacité de filtration et de sélectivité de nos membranes.
Réduction
Des expériences préliminaires ont permis d’évaluer l’hétérogénéité inter-individuelle du phénotype étudié (fonction rénale) dans nos modèles d'insuffisance rénale. Des lots de vingt animaux sont nécessaires pour obtenir la puissance suffisante pour mettre en évidence les différences phénotypiques entre les groupes et s’assurer de la reproductibilité de ces résultats d’une série à l’autre. Les effectifs ont été calculés à partir d'un module statistique. Nous utiliserons des test statistiques appropriés pour l'analyse des résultats. Le nombre total d'animaux est de 320 rats.
Raffinement
(1) Raffinement hébergement et surveillance. Les animaux sont acclimatés dans l'animalerie une à deux semaines avant le début de la procédure. Les rats sont placés au nombre de deux par cage. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce concernée. Le bien-être des animaux est assuré par une surveillance quotidienne de l’aspect et de la motricité ainsi que par une pesée régulière pendant toute la durée des protocoles. Le bien- être des animaux est également assuré par un enrichissement de leur environnement grâce à l'utilisation d'une litière à base de cellulose composée de plusieurs éléments, de tailles différentes (matière compacte initialement, décompactée par les animaux), de morceaux de bois à ronger et d'un dôme refuge en cellulose dans toutes les cages. (2) Les injections sont réalisées avec une aiguille très fine , ce qui limite les risques hémorragiques. Lors de certaines injections, les rats sont sous anesthésie générale et placées sur un plateau chauffant. Une compression à l’aide d’une compresse sera appliquée afin d’arrêter le saignement. Les injections sont réalisées par du personnel expérimenté. (3) Raffinement Chirurgie. Pour assurer le bien-être des animaux, les actes chirurgicaux s'accompagneront d'une prise en charge péri-opératoire de la douleur et d'une anesthésie appropriée. Les instruments chirurgicaux sont stérilisés. Les animaux sont placés sur un plateau chauffant.
Choix des espèces
Nous utiliserons des rats mâles âgés de plus de 6 mois pour plusieurs raisons : - ils présentent une physiologie rénale comparable à celle de l’homme. - ils présentent une taille et un poids plus importants que les souris et que les rats Lewis par exemple, permettant une mise en place plus adéquate du modèle d’hémodialyse. - ils présentent un volume sanguin total théoriquement suffisant pour éviter toute transfusion sanguine.
Rôle des cellules immunitaires méningées dans l’obésité
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
504 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune hébergée seule et nourrie trois jours d'un régime hypercalorique avant d'être tuée pour prélèvement de tissus. La nuisance principale que le porteur identifie est le stress de l'isolement, qu'il compte compenser par du coton, des tunnels et de la litière prise chez les congénères. L'objet réel se limite à décrire la phase précoce de l'inflammation de l'hypothalamus chez des souris rendues obèses, les retombées thérapeutiques étant renvoyées au long terme. Vingt et un mâles et vingt et une femelles par groupe sont déclarés nécessaires, ce qui porte l'effectif à 504 animaux pour une expérience de trois jours.
Objectifs
Pour développer de nouvelles thérapies contre l'obésité et ses complications, il est important de mieux comprendre les mécanismes biologiques qui contrôlent l'appétit et le poids corporel. Une petite zone du cerveau appelée hypothalamus médio-basal (MBH) joue un rôle clé dans la gestion de l'énergie du corps. Un régime riche en graisses provoque une inflammation dans cette zone, appelée neuro-inflammation. Les cellules immunitaires du cerveau et des méninges participent à cette inflammation dans le MBH en réponse à ce régime riche. Mais nous ne connaissons pas le rôle exact joué par les cellules immunitaires méningées. En comprenant mieux ces mécanismes, nous pourrions trouver des moyens de limiter l'inflammation et prévenir la prise de poids. Pour cette étude nous utiliserons un modèle animal d’obésité, des souris nourries avec un régime hypercalorique favorisant la prise de poids pendant trois jours . Le projet comprend une seule procédure expérimentale.
Bénéfices attendus
Les informations tirées de la réalisation de ce projet permettront de mieux comprendre les changements inflammatoires des cellules immunitaires des méninges et du cerveau dans le développement de l’obésité en lien avec l’inflammation du MBH. Dans une perspective thérapeutique à long terme, ces données seront utiles pour tenter de moduler la réponse inflammatoire liée à un régime hypercalorique.
Procédures
La nourriture hypercalorique peut induire un stress digestif pendant les 24 premières heures. Le stress dû à l'hébergement individuel est la nuisance principale rencontrée. Nous essaierons de limiter ce stress en ajoutant cotons et tunnels supplémentaires, et litière provenant de ses congénères (avant hébergement individuel). Cependant si le stress est trop intense, nous la replacerons avec ses congénères au bout de 48h. L’animal sera sorti de l’expérience.
Impact sur les animaux
Le stress induit par l'hébergement individuel et le changement de nourriture (régime alimentaire hypercalorique sera de courte durée (3 jours phase précoce de la réponse inflammatoire). Les animaux contrôles seront eux nourris avec la nourriture standard et hébergés individuellement également.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux sont mis à mort selon les méthodes réglementaires pour prélever les tissus pour analyse.
Remplacement
L’utilisation du modèle animal murin est essentielle dans ce projet, car dans l’état actuel des connaissances, il est impossible de recréer in vitro les multiples interactions cellulaires d’un système complexe en développement (méninges, cerveau et système immunitaire).
Réduction
Nous tenterons de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en effectuant des expériences pertinentes et complètes. Une approche statistique solide requiert 21 animaux par groupe. Des exemples de données publiées ainsi que nos précédents travaux non publiés prévoient un effet sexe en particulier lors des interactions cellules immunitaires et système nerveux. Nous aurons donc des groupes de 21 males et 21 femelles par expérience.
Raffinement
Les souris seront suivies régulièrement et des points limites adaptés et précoces permettront en cas de souffrance avérée de prendre des mesures adéquates en concertation avec notre vétérinaire référent ou notre structure SBEA (surveillance renforcée, analgésie, enrichissement, etc.). Afin de compenser le manque d’interactions sociales et le possible stress de l'hébergement individuel, nous procèderons à un enrichissement double de la cage,et mettrons dans la cage de la litière de ses congénères. La souris sera habituée à l’expérimentateur une semaine avant afin de limiter son stress lors des pesées quotidiennes.
Choix des espèces
La souris est un mammifère où les processus qui régissent le développement du système nerveux central sont similaires à l'Homme. La régulation du poids corporel, le comportement alimentaire et le métabolisme glucidique sont depuis longtemps étudiés chez la souris, qui représente donc une espèce adaptée à ce type d’études. La maturation du cerveau et des méninges est terminée à 8 semaines c’est pourquoi nous utiliserons ce stade de développement. la consommation d’un régime gras induit une réponse neuro-inflammatoire dimorphique (plus importante chez les mâles). Nous obtiendrons une observation la plus réaliste possible des influences hormonales en lien avec l’inflammation en utilisant les deux sexes. Nous utiliserons des souris C57BL6J de type sauvage âgées de 8 semaines pour lesquelles la croissance est terminée.