Rongeurs

Une artère cérébrale bouchée pour provoquer un AVC, une thrombolyse vingt minutes plus tard, une injection de traitement au bout de 24 heures : 96 souris subissent cette séquence, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles passent ensuite une ou deux séances d'IRM et des tests de récupération fonctionnelle de cinq minutes, avant d'être tuées pour prélever leur cerveau. Le porteur ramène les nuisances attendues à des signes de douleur dans les premières heures et à un affaiblissement passager de la patte avant gauche. Il justifie le choix de la souris par la proximité de sa circulation cérébrale avec celle de l'humain et, autant, par le volume de travaux déjà publiés sur ce modèle.

Objectifs

L'accident vasculaire cérébral (AVC) est l'une des principales causes d'invalidité et de décès dans le monde. L’AVC ischémique (AI) représente environ 85% des AVC, il est majoritairement causé par une thrombose ou une embolie entrainant une diminution de l’afflux sanguin vers le cerveau. Peu après l'apparition de l'AI, des phénomènes d’hypoxie et inflammatoires entrainent une dégénérescence neuronale et l’ouverture de la barrière hématoencéphalique (BHE), responsable de l’infiltration des cellules immunitaires dans le parenchyme cérébral. La cortistatine (CST) est un neuropeptide avec des effets inhibiteurs sur l'activité neuronale. Elle est principalement exprimée dans le système nerveux central, où elle joue un rôle dans la modulation de l'excitabilité neuronale, du sommeil et de l'inflammation. Dans le contexte de l’AVC ischémique, la CST présente un intérêt particulier en raison de ses propriétés neuroprotectrices et anti-inflammatoires. Elle pourrait atténuer les lésions cérébrales en limitant la réponse inflammatoire et en réduisant l’excitotoxicité. Étudier son rôle dans l’AVC ischémique pourrait donc ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques ciblant les cascades de dommages secondaires. Dans ce projet, nous examinerons les effets de l’administration de la CST sur le volume de lésion, les déficits comportementaux, les phénomènes d’activation endothéliale et d’ouverture de la BHE à la phase aiguë (2 jours) et subaiguë (7 jours) post-AVC.

Bénéfices attendus

Étudier le rôle de la cortistatine dans l’AVC ischémique, ce qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques ciblant les cascades de dommages secondaires.

Procédures

Tous les animaux subiront une ischémie cérébrale +/- Thrombolyse à 20 minutes +/- Traitement (injection intrapéritonéale) à 24 heures après l’occlusion artérielle. Les animaux utilisés pour la procédure 1 (48 souris) auront à J2 et J7 une évaluation par IRM (durée

Impact sur les animaux

Chirurgie AVC : Certains animaux peuvent montrer des signes de douleur dans les premières heures après la chirurgie. Un affaiblissement transitoire de la patte avant gauche (correspondant à la zone cérébrale lésée par l'AVC) qui disparaît dans la première semaine après l'AVC.

Devenir

A l'issue de toutes les procédures, les animaux seront mis à mort pour récupération de leur cerveau pour analyses ultérieures.

Remplacement

Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. La souris est l’espèce animale la plus étudiée dans l'étude de la réponse immunitaire en post-AVC au niveau du cerveau. La physiopathologie est donc globalement établie, ce qui nous permettra d’interpréter nos résultats de manière fiable. L’ensemble des acquis et des connaissances dont nous disposons rend cette espèce particulièrement intéressante dans le cadre de notre étude.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Le nombre d’animaux utilisé est déterminé en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, de nos travaux précédemment publiés, de la littérature et de tests statistiques de puissance avec calcul de la taille d’effet par un test d de Cohen. Le calcul du nombre de souris comprend un pourcentage de perte (15%). De plus, l'utilisation de techniques d'imagerie non invasives permet de réduire le nombre d'animaux utilisés.

Raffinement

Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés et analgésiés durant chaque procédure. Les expériences seront réalisées en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux. Nous avons indiqué pour chaque procédure expérimentale les points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces pour permettre de limiter la douleur à son minimum. Le bien-être des animaux sera suivi quotidiennement par l’expérimentateur pendant toute la durée du projet. Nous avons raffiné dans notre laboratoire nos techniques et nos protocoles pour pouvoir suivre les souris de façon longitudinale, ce qui rajoute de la robustesse à nos résultats car chaque animal est son propre contrôle et permet, à long terme, de réduire le nombre de souris utilisées. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE). Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et l'accès à l'eau et à la nourriture sera ad libitum. Des dômes de cellulose et des carrés de cotons seront placés dans chaque cage. Enfin, une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux. Tout sera mis en œuvre pour réduire l'angoisse, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés jusqu'à la mise à mort de l'animal.

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des neurosciences vasculaires et en immunologie. L’anatomie et la physiologie de la circulation cérébrale sanguine de la souris sont bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. Les propriétés tissulaires des artères cérébrales sont identiques chez l’homme et la souris. Le fonctionnement du système immunitaire de la souris se rapproche de celui de l'homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier la dynamique de microglie dans les AVC ischémiques. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 12 semaines et auront un poids d'environ 30 g. Nous réaliserons nos modèles sur des adultes afin de pouvoir pratiquer sur des animaux du même stade de développement que ceux utilisés en majorité dans les modèles d’AVC. Les animaux (souris C57Bl/6) utilisés seront âgés de 8 à 12 semaines et auront un poids d'environ 20 g. Nous réaliserons nos modèles sur des adultes afin de pouvoir pratiquer sur des animaux du même stade de développement que ceux utilisés en majorité dans les modèles d’AVC.

Tuées à l'issue des tests pour que leurs organes soient analysés, 960 souris atteintes d'un modèle du syndrome de Wolfram vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection intrapéritonéale par jour pendant quinze jours consécutifs, puis passent un test de vision de trente minutes sur animal vigile et deux explorations fonctionnelles sous anesthésie, dont un test d'audition d'une heure. Ces souris perdent la vue et l'audition et développent un trouble vestibulaire qui les rend hyperactives, au point que le porteur remplace les abris en matériau dur par du carton pour qu'elles ne se blessent pas. Il conclut que tous ses tests d'exploration fonctionnelle sont indolores.

Objectifs

Le syndrome de Wolfram est une maladie multi-organe caractérisée par des diabètes ,une surdité , une cécité, et des signes neurologiques. A ce jour, aucun traitement pour lutter contre la progression de cette maladie n’existe. L'objectif principal de ce projet de recherche est de déterminer le potentiel thérapeutique de cinq composés chimiques sur les pertes visuelles et auditives de ce modèle murin de la maladie. MODIFICATION: ce projet prévoyait, initialement, le test de cing composés chimiques. Un nouveau composé a été identifié et semble plus prometteur que les précédents, faisant passer le nombre de composés à tester à six.

Bénéfices attendus

Les stratégies thérapeutiques dans le syndrome de Wolfram sont actuellement basées sur la prévention et le traitement des complications pour améliorer le bien-être des patients. Aucun traitement n'est disponible pour arrêter la progression de cette maladie. Ce projet va permettre, d'apporter une preuve de concept d'efficacité de composés développés/cédés par des chimistes sur un modèle murin de la maladie.

Procédures

Les gestes techniques à réaliser lors de ce projet sont les suivants : identification par marquage à l'oreille - injection en intrapéritonéal sur animal vigile - tests fonctionnels d'évaluation de la vision et de l'audition sous anesthésie et sur animal vigile. Chaque animal sera identifié une fois. Les injections quotidiennes en intrapéritonéales seront effectués pendant 15 jours consécutifs. Un test de vision sur animal vigile sera effectué à un mois (test de 30min). Les animaux seront anesthésiés 2 fois, à 3 jours d'intervalle pour les tests d'exploration fonctionnelle (test de surdité, test d'une heure et test de vision, test de 30min).

Impact sur les animaux

Les effets attendus seront "légers" à "modérés". La procédure d'identification peut engendrer du stress. Les souris vont développer en plus de la cécité et de la perte d'audition, un trouble vestibulaire qui entraine une hyper activité et qui peut générer un inconfort des souris Les animaux seront sous surveillance quotidienne. Une feuille de suivi a été mise en place afin de garantir le bien être animal. Les animaux présentant au moins un des points limites seront systématiquement euthanasiés. Les injections en intrapéritonéal n'entrainent généralement pas de complication. Si l'animal présentait une perte de poids importante, ou un mauvais état du pelage, les injections seraient interrompues. Tous nos tests d'explorations fonctionnelles sont indolores.

Devenir

A l'issue de la procédure, les animaux seront euthanasiés et leurs organes collectés pour procéder aux analyses permettant la compréhension des mécanismes mis en jeu.

Remplacement

L'utilisation de modèle murin du syndrome de Wolfram pour ce projet est indispensable car ce modèle est le seul recours mammifère autre que l'humain à présenter les symptomes de ces pathologies rapidement permettant l'élaboration d'un traitement curatif. L’utilisation de modèles animaux demeure essentielle pour décrypter le vivant. Aucune alternative à ce jour ne peut s'y substituer totalement. Même si les méthodes in vitro ou in silico jouent un rôle important dans de nombreux projets de recherche, elles ne permettent pas, seules, de comprendre et de reproduire les interactions multiples au sein d’un organisme vivant.

Réduction

Notre expérience de plus de 20 années de mesures fonctionnelles chez la souris (vision et audition), nous montre que des lots de 10 animaux par groupe sont nécessaires et suffisants pour assurer des tests statistiques fiables. Les mêmes lots d'animaux seront utilisés pour des tests de vision et d'audition afin de réduire le nombre total d'animaux, sans impacter sur leur bien être. Enfin les analyses biochimiques et histologiques seront réalisées sur les mêmes animaux.

Raffinement

Nous procéderons à l'enrichissement du milieu avec accès à des maisons en carton et des carrés de coton afin de créer un environnement sécurisant permettant la création d'un nid. Les animaux seront manipulés tous les jours afin de créer une habituation diminuant ainsi le stress quotidien que peut représenter la présence de l'expérimentateur. L'état des animaux sera suivi régulièrement avec une surveillance journalière. En plus des procédures habituelles d’hébergement, une attention particulière sera portée à la litière des animaux. Si une augmentation de la production d'urine à la suite du développement d'un diabète est constatée, le fond de cage sera renouvelé plus fréquemment. Pour limiter l’agitation des souris présentant un syndrome vestibulaire, l’enrichissement sera renforcé dans les cages. Enfin, pour éviter que les souris présentant un syndrome vestibulaire ne puissent se blesser, les abris utilisés pour enrichir les cages seront en carton et non en matériau dur.

Choix des espèces

La pathologie du syndrome de Wolfram est une pathologie multiorgane où les altérations neurosensorielles s'accompagnent de signes neurologiques, cognitifs et endocrinologiques. Un modèle rongeur permet de caractériser les signes d'altérations sensorielles (vision, audition) et d'ainsi tester le potentiel thérapeutique d'une ou plusieurs molécules thérapeutiques. L'injection de molécule à tester sera réalisée tous les jours, pendant 2 semaines consécutives. Des tests d'audition et de vision seront réalisés à un mois, age auquel les souris perdent la vision et l'audition, afin d'évaluer l'efficacité de ces molécules sur les pertes neurosensorielles du modèle souris du syndrome de Wolfram.

Pour tester des dispositifs censés éviter l'accumulation de liquide après une ablation du sein, 450 rats subissent une mastectomie chirurgicale de 60 à 90 minutes, puis l'implantation du dispositif pendant plusieurs semaines. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et tous les rats sont tués, l'analyse histologique des tissus étant présentée comme la méthode de référence. Échographies répétées sous anesthésie courte, pansements, hébergement individuel jusqu'à quatorze jours, hématomes, œdèmes et douleurs post-opératoires figurent parmi les effets attendus. Le nombre d'études dépend, écrit le porteur, des demandes formulées par les fabricants de dispositifs médicaux, à raison d'environ une étude par an sur cinq ans.

Objectifs

Le sérome, complication fréquente après une chirurgie mammaire (jusqu’à 85 % après mastectomie), résulte de la formation d’un espace vide sous-cutané favorisant l’accumulation de liquide. Cela entraîne inconfort, soins prolongés et risques infectieux pour les patients. Ce projet vise à évaluer la tolérance (sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) de dispositifs médicaux visant à réduire cet espace et parsuite réduire l'accumulation de liquide. Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à garantir, avant la mise sur le marché, que l’utilisation du produit de santé n’altère ni l’état clinique ni la sécurité des patients, conformément aux exigences des autorités réglementaires. Cette démarche s’inscrit dans une volonté de garantir un niveau élevé de protection de la santé et de la sécurité, pour les patients. Les résultats obtenus à l’issue des études seront intégrés aux dossiers de soumission auprès des autorités de santé compétentes, en vue de la mise sur le marché ou du maintien de l’autorisation du produit à court terme. Le nombre d’études et de dispositifs testés dans le cadre de ce projet dépend directement des demandes formulées par les fabricants de dispositifs médicaux. Toutefois, il est raisonnablement anticipé la réalisation d’environ une étude par an, ce qui correspondrait au développement et à l’évaluation de cinq nouveaux dispositifs sur une période de cinq ans.

Procédures

Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale consistant à une mastectomie (retrait de la glande mammaire) visant à reproduire un modèle de formation de sérome post-chirurgical (présence de liquide dans l’espace laissé vide après retrait de la glande mammaire) visant à reproduire un modèle de formation de séromes post-chirurgical (présence de liquide dans l’espace laissé vide après retrait de la glande mammaire). Un dispositif visant à réduire cette formation de liquide est implanté dans l’espace créé et est laissé chez l’animal pendant plusieurs semaines. La durée de la chirurgie est estimée entre 60-90 minutes selon la complexité du modèle. Toutes les interventions sont réalisées sous anesthésie générale (inhalée ou injectable) et accompagnées d’une analgésie pré- et post-opératoire adaptée. Des examens d’imagerie non invasifs (échographie) pourront être réalisés pour évaluer la présence et le volume du sérome, avec une anesthésie courte ( 4 semaines), étant donné qu’il s’agit d’un examen court et non invasif, cet examen pourra être renouvelé chaque semaine selon les besoins, à condition que l’animal soit en bon état général.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont les suivants : - Stress lors des manipulations pour l’anesthésie et pouvant aller jusqu’à 14 jours si présence d’un pansement et mise en place d’un hébergement individuel - Douleur suite à la chirurgie. – Gêne modérée : En cas de mise en place de pansements ou de dispositifs de protection post-opératoires, pouvant limiter temporairement la mobilité ou provoquer une gêne locale - Perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie, de la chirurgie et/ou du dispositif implanté, à court terme - Hématome, œdème ou sérome non résorbé au niveau du site opératoire, pouvant entrainer une gêne locomotrice en plus de la douleur.

Devenir

Afin de répondre aux objectifs scientifiques du projet, des observations post-mortem sont indispensables. Pour cela, des prélèvements ciblés des tissus sont réalisés afin de procéder à des analyses histologiques, qui constituent la méthode de référence pour détecter des effets locaux tels que l’inflammation, la fibrose ou la nécrose. D'autres examens spécifiques sur les tissus prélevés, comme une observation macroscopique ainsi que la mesure du volume de sérome peuvent aussi etre réalisées. Compte tenu de la nature des interventions et des objectifs du projet, il n’est pas possible de maintenir les animaux en vie après la phase expérimentale. L’euthanasie est donc pratiquée conformément aux normes éthiques et réglementaires en vigueur.

Remplacement

L’utilisation de modèles animaux reste indispensable dans le cadre de l’évaluation préclinique des dispositifs médicaux, car requis par les exigences réglementaires. À ce jour, aucune méthode alternative validée (In-Vitro ou In-silico) ne permet de reproduire de manière fiable les conditions mécaniques et biologiques nécessaires à l’étude de la performance et de la tolérance locale de dispositifs destinés à un usage humain, en particulier dans le contexte de la prévention ou du traitement du sérome. La formation de sérome est un phénomène complexe impliquant des interactions mécaniques, tissulaires et immunitaires, difficilement reproductible in vitro. Les modèles cellulaires ne permettent pas de simuler la dynamique de l’espace vide sous-cutané, ni les processus de drainage, d’inflammation ou de cicatrisation associés. Donc le mécanisme de formation du sérome, complication fréquente après une chirurgie mammaire, reste difficile à modéliser. Les modèles animaux offrent ainsi une approche essentielle pour étudier ce phénomène dans des conditions réalistes. Parmi les espèces disponibles, le rat représente un modèle pertinent pour ce type d’étude en raison de sa taille adaptée, de sa bonne tolérance aux procédures chirurgicales, et de la disponibilité de données comparables dans la littérature scientifique.

Réduction

La réglementation demande d’avoir à minima 10 produits implantés par condition. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés dans les études, plusieurs stratégies sont mises en œuvre : Mutualisation des groupes contrôle : Un même groupe témoin (utilisant un produit de référence) peut être utilisé pour comparer plusieurs groupes test recevant des produits différents. Études pilotes : Réalisées sur un nombre restreint d’animaux, elles servent à orienter les choix de développement (produit, matériel, technique chirurgicale) avant de passer à des études réglementaires plus étendues. Quand cela est possible ; implantation de plusieurs dispositifs sur le même animal réduisant de moitié le nombre d’animaux.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupes sociaux compatibles afin de respecter leurs besoins comportementaux et de favoriser leur bien-être. Un hébergement individuel est uniquement instauré en cas de nécessité médicale, notamment en présence d’un pansement, et limité à la durée strictement nécessaire à la cicatrisation. Les installations permettent le maintien des contacts visuels, olfactifs et auditifs entre congénères. Des enrichissements adaptés à l’espèce sont fournis de manière systématique. L’environnement est contrôlé afin de limiter le stress (ambiance sonore adaptée, manipulation douce, surveillance régulière). Les procédures chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale associée à une analgésie préventive et multimodale, conformément aux bonnes pratiques vétérinaires, afin de prévenir toute douleur, souffrance ou détresse. La profondeur anesthésique et les paramètres respiratoires font l’objet d’une surveillance continue pendant toute la durée de l’intervention. Des mesures spécifiques sont mises en œuvre pour limiter les risques per- et post-opératoires : maintien de la température corporelle à l’aide d’un dispositif chauffant, protection oculaire, réalisation des actes en conditions aseptiques strictes sur une zone préparée, et administration d’un agent de réversion en fin d’intervention afin de favoriser un réveil rapide et sécurisé. Une analgésie post-opératoire adaptée est systématiquement mise en place et ajustée en fonction de l’évaluation clinique quotidienne des animaux. La durée du traitement est modulée selon l’état général et les signes de douleur observés.Les animaux sont observés au minimum quotidiennement par un personnel qualifié et toutes les observations sont tracées. La fréquence de suivi et la surveillance sont approfondies en cas de signes cliniques. Lors des examens d’imagerie, une anesthésie adaptée est administrée afin de garantir l’immobilité et le confort de l’animal. Une analgésie complémentaire peut être mise en œuvre si la situation clinique le justifie.

Choix des espèces

Le choix du rat comme modèle animal repose sur plusieurs critères scientifiques et réglementaires. Il est largement utilisé en recherche préclinique grâce à sa physiologie bien connue et sa facilité de manipulation, avec une littérature abondante facilitant la comparaison des résultats. Sa taille et son anatomie permettent de reproduire des modèles chirurgicaux pertinents, tels que la mastectomie et la création de poches sous-cutanées, utiles pour étudier la formation de séromes. Le rat permet également des évaluations quantitatives fiables, tant macroscopiques qu’histologiques, essentielles pour l’analyse de la biocompatibilité (sécurité et performance). Enfin, son utilisation est acceptée par les autorités réglementaires et il présente une transposabilité partielle aux conditions humaines, notamment en matière de cicatrisation et de réponse inflammatoire. Ces caractéristiques en font un modèle pour ce projet. Il n’y a pas de spécification dans les textes réglementaire, donc des animaux adultes seront privilégié. Si pour un projet spécifique, des animaux plus jeunes seraient nécessaire, le projet sera revu par la SBEA.

Immunodéprimées par des injections répétées puis infectées par un ver parasite, par voie orale ou sous la peau, 450 gerbilles de Mongolie développent des diarrhées chroniques. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et toutes les gerbilles sont tuées, pour empêcher la dissémination du parasite dans l'environnement. L'objet est de récolter des antigènes parasitaires complets, destinés aux industriels qui développent des tests de dépistage de l'anguillulose. Le porteur écrit vouloir limiter le nombre d'animaux et prévoit une procédure pilote suivie d'une procédure de production, sans jamais expliquer d'où sort le chiffre de 450.

Objectifs

La strongyloïdose (également appelée anguillulose) est une infection humaine causée par un ver microscopique vivant dans l’intestin. L’espèce responsable chez l’Homme, Strongyloides stercoralis, toucherait entre 30 et 80 millions de personnes dans le monde. Chez la plupart des personnes, l’infection peut passer inaperçue ou provoquer des troubles digestifs modérés. En revanche, chez les patients dont le système immunitaire est affaibli, cette infection peut devenir très grave, se disséminer dans l’organisme et entraîner un risque de décès élevé en l’absence de traitement. Le diagnostic repose actuellement principalement sur des tests diagnostiques sanguins. Cependant, il n'existe pas à ce jour de test sanguin de confirmation suffisemment sensible et spécifique pour cette infection. Le développement d’un test diagnostique plus fiable nécessite l’obtention d’éléments du parasite dans leur forme complète et naturelle. Or, il n’est pas possible de maintenir durablement ce parasite en culture au laboratoire. La seule solution consiste donc à reproduire son cycle biologique chez l’animal. La gerbille est à ce jour le seul rongeur capable de permettre ce développement complet, comme l’ont montré des publications scientifiques récentes. Dans ce projet, après une diminution contrôlée des défenses immunitaires par un traitement adapté, les gerbilles seront infectées expérimentalement. L’infection entraîne principalement des troubles digestifs chroniques. Ce modèle permettra d’obtenir les éléments parasitaires nécessaires au développement d’un test diagnostique plus performant pour améliorer la prise en charge des patients.

Bénéfices attendus

Dans ce projet, nous proposons de reproduire sur un modèle animal (gerbille) un cycle biologique d'anguillulose (parasitose digestive) afin de produire des antigènes (Ag) naturels de ce parasite. Cette production d'Ag a été récemment publiée et, est un élément essentiel à la fabrication de tests de diagnostic de cette maladie humaine. Ces antigènes seront destinés aux professionnels de santé (industriels) qui développent des techniques de dépistage de cette parasitose. L’utilisation d’antigènes naturels améliore la sensibilité de ces tests par rapport aux antigènes recombinants. Les bénéfices attendus du projet seraient donc directs et immédiats : permettre la production de tests diagnostiques fiables (plus spécifiques et plus sensibles) de cette maladie et ainsi améliorer le diagnostic, la prise en charge et le traitement de patients humains infectés par ce parasite.

Procédures

Ce modèle expérimental comportera plusieurs étapes. Dans un premier temps, les défenses immunitaires des gerbilles seront temporairement diminuées à l’aide d’un traitement administré par injection. Cette étape est nécessaire pour permettre au parasite de se développer de manière comparable à ce qui peut être observé chez des patients dont le système immunitaire est affaibli. Le traitement sera administré à intervalles réguliers pendant la durée de l’expérience, en tenant compte de l’état de santé et de la tolérance des animaux. Dans un second temps, les gerbilles seront infectées par le parasite, soit par une injection sous la peau, soit par administration par voie orale. L’infection provoquera principalement des troubles digestifs, notamment des diarrhées. Enfin, les animaux feront l’objet d’une surveillance attentive. En cas de signes de déshydratation ou de perte de poids significative liés aux troubles digestifs, une prise en charge adaptée sera mise en place, notamment par l’administration d’un traitement dans l’eau de boisson afin de limiter le risque de complications.

Impact sur les animaux

Ce projet est conçu pour accorder une attention particulière au bien-être des animaux et à la prise en charge de toute douleur ou inconfort. Plusieurs effets indésirables peuvent survenir au cours de l’étude. Tout d’abord, la diminution temporaire des défenses immunitaires nécessite des injections régulières pendant une période limitée. Ces injections peuvent provoquer un inconfort transitoire. Le développement de l’infection peut entraîner des troubles digestifs, notamment des diarrhées, susceptibles d’être inconfortables ou douloureuses. Ces signes seront surveillés attentivement et soulagés par l’administration d’un traitement antidouleur adapté dans l’eau de boisson. Dans certains cas, une déshydratation ou une perte de poids peuvent apparaître. Ces situations seront détectées précocement grâce à un suivi rapproché. Si nécessaire, le traitement diminuant les défenses immunitaires sera ajusté afin d’améliorer rapidement l’état clinique des animaux. Plus rarement, une aggravation de l’infection peut survenir et entraîner des complications sévères. Les animaux feront alors l’objet d’une surveillance quotidienne renforcée afin d’adapter immédiatement leur prise en charge (ajustement du traitement, traitement complémentaire, ou arrêt de la procédure si l’état de l’animal l’exige). L’ensemble du protocole a été conçu pour limiter autant que possible la fréquence et l’intensité des effets indésirables, et pour garantir une intervention rapide en cas de dégradation de l’état de santé.

Devenir

Une mise à mort sera systématique, elle permettra d’empêcher le risque de dissémination du parasite dans l’environnement.

Remplacement

Pour produire les éléments du parasite nécessaires au développement d’un test diagnostique fiable, le recours à l’animal est indispensable. À ce jour, il n’existe pas d’alternative permettant d’obtenir ces éléments dans leur forme complète et en quantité suffisante. La gerbille est le modèle le plus adapté, car elle est capable de développer une infection chronique comparable à celle observée chez l’être humain, ce qui permet au parasite d’accomplir l’ensemble de son cycle biologique. Les techniques de laboratoire réalisées en dehors de l’animal, comme la culture en milieu artificiel ou les méthodes de biologie moléculaire, ne permettent pas de produire un parasite complet ni d’obtenir les quantités nécessaires. Ces approches restent limitées et ne reproduisent pas l’ensemble des caractéristiques naturelles du parasite. En conséquence, la production d’un antigène complet et exploitable pour le développement d’un test diagnostique ne peut actuellement être réalisée qu’à l’aide d’un modèle animal.

Réduction

Nous sommes contraints à une production importante d’Ag tout en limitant au maximum la gravité et la souffrance de cette infection expérimentale et le nombre d’animaux utilisés. Ce cycle a été publié récemment mais cela a été dans un contexte scientifique différent. Nous allons donc essayer de l’adapter et de l’optimisser pour réduire le nombre d’animaux et réduire aussi les effets indésirables associés. En conséquence, 2 procédures se suivront, la première pilote pour valider la faisabilité de ce projet et pour définir les conditions expérimentales optimales, la seconde, identique en selectionnant les conditions optimales par rapport à la première pour la production d’antigène en quantité pour le developpement de tests diagnostiques.

Raffinement

L’expérience acquise sur ce modèle d’étude (gerbille) nous permet de définir les mesures à mettre en œuvre afin d’optimiser le bien-être des animaux. Les gerbilles seront hébergées par groupes d’individus compatibles, par fratrie de 2 minimum, dans des conditions contrôlées et avec la mise en place d’un environnement enrichi (copeaux, matériel de nidification, bâtonnets à ronger). L'eau et la nourriture sont mises à disposition ad libitum. Aucun des animaux ou groupe d’animaux ne sera traité différemment de ses congénères. Une fiche de suivi sera rédigée pour chaque cage avec un suivi de signes comportementaux, physiques et physiologiques. Les soins/suivi et la procédure expérimentale seront réalisés par du personnel qualifié et permanent. En effet, les gerbilles ont le temps de se familiariser avec les manipulateurs spécialement affectés à leur suivi. La détermination de point(s) limite(s) bien définis, suffisamment précoces et prédictifs, permettra immédiatement de reconnaitre un animal en souffrance. Nous attacherons une grande importance à l’apparence physique externe et aux changements comportementaux des animaux. Dès lors que l’animal montre des signes de positivité à l’infection et de douleur (diarrhées symptomatiques), il sera traité par antalgique (paracétamol) et placé en armoire ventilé afin de ne pas stresser ses congénères non malades.

Choix des espèces

La gerbille est la seule espèce de petit rongeur connue à ce jour capable de reproduire l’ensemble du cycle naturel de ce parasite lorsque ses défenses immunitaires sont temporairement diminuées. Ce modèle permet le développement de l’infection principalement sous forme de troubles digestifs, sans autres manifestations cliniques majeures au préalable. La production des éléments parasitaires nécessaires au projet sera donc réalisée chez ces animaux, car aucune autre méthode ne permet actuellement d’obtenir un parasite complet dans des conditions comparables. Les gerbilles utilisées seront de jeunes adultes, mâles ou femelles. À cet âge, elles présentent un comportement stable, sont peu agressives et s’adaptent facilement à la manipulation, ce qui contribue à limiter le stress et à favoriser leur bien-être pendant l’étude.

Injectées ou gavées chaque jour pendant dix semaines, 190 souris porteuses de la mutation de la progéria sur un seul chromosome subissent ensuite des prélèvements sanguins sous anesthésie, des mesures de composition corporelle, des tests d'agrippement et des échocardiographies, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur change de modèle par rapport à ses études précédentes et présente ce choix comme un rapprochement des conditions humaines, tout en indiquant qu'il rendra la constitution des groupes plus simple et rapide. Les souris perdent du poids et de la force musculaire à partir de 32 semaines, pour une survie moyenne d'environ 47 semaines. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever leurs tissus, celles utilisées pour les croisements étant tuées au plus tard à six mois.

Objectifs

Ce projet fait suite à des études qui visaient à évaluer l’efficacité in vivo d’une molécule sur un modèle murin de la Progéria (Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome, HGPS), maladie génétique extrêmement rare qui se déclare dès l’enfance et conduit à un vieillissement prématuré et une mortalité précoce. Nos études ont été réalisées sur un modèle souris portant la mutation responsable de la pathologie sur les 2 chromosomes, récapitulant le tableau moléculaire et clinique de la pathologie humaine, avec notamment un tableau clinique post-natal évoluant en quelques semaines (premiers signes cliniques à 9 semaines d'âge), permettant de tester rapidement l’efficacité d’une molécule sur plusieurs paramètres. Grâce à ce modèle, nous avons pu obtenir des données pré-cliniques dans plusieurs organes d’intérêt et définir les doses minimales permettant d'obtenir un effet thérapeutique. Cela n’aurait pas été possible avec le modèle ne portant la mutation que sur un seul chromosome, qui ne présente les premiers signes cliniques qu'à l'âge de 41-43 semaines. Cependant, la mutation n'est présente que sur un seul chromosome en clinique humaine. Il nous semble donc pertinent d’utiliser le modèle souris avec la mutation sur un seul chromosome pour nous rapprocher davantage des conditions humaines. L’utilisation de ces souris présente plusieurs avantages : 1) La constitution des groupes de souris sera plus simple et rapide; 2) Le tableau clinique est moins sévère en début de vie, réduisant les impacts sur les animaux; 3) Les quantités de protéines toxiques étant moins importantes, il sera possible de comparer plus facilement différentes voies d'administration, tout en réduisant le nombre d'animaux nécessaires, les doses et fréquences de traitement ayant été ajustées en fonction des études préliminaires.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra : - d’obtenir une preuve de concept in vivo que la nouvelle approche thérapeutique envisagée est efficace sur plusieurs signes cliniques prédictifs du cours de la pathologie humaine, dans un modèle de souris portant la mutation sur un seul chromosome; - d’établir une relation pharmacocinétique/pharmacodynamique de la molécule thérapeutique et de comparer les résultats obtenus avec ceux obtenus dans le modèle étudié précédemment, portant la mutation sur les 2 chromosomes. A plus long terme, ce projet se poursuivra par un développement thérapeutique de cette molécule visant à obtenir une preuve clinique de son efficacité chez l’homme, avec pour objectif final de proposer un traitement efficace pour les patients atteints de Progéria.

Procédures

Injections ou gavage oral (1X/jour ou 1X/semaine, sur une durée maximale de 10 semaines; durée de chaque administration: environ 1min). Prélèvements sanguins (sous anesthésie, durée 3-5 min par prélèvement). Mesure de la composition corporelle, méthode non-invasive (3 fois; durée 3 min). Test d'agrippement, méthode non-invasive (3 fois; durée 5 min). Analyse cardiaque par échocardiographie en combinant l'ECG (3 fois, sous anesthésie; durée 15 minutes)

Impact sur les animaux

Le modèle animal utilisé présente de nombreux signes cliniques retrouvés dans la pathologie humaine. Les souris portant la mutation sur un seul chromosome présentent un léger décrochage dans les courbes de poids à partir de 32 semaines, puis une perte de poids plus importante à partir de 41-43 semaines, accompagnée d'une baisse de la force musculaire et d'une diminution de la fréquence cardiaque. La moyenne de survie de ces souris est de 47 semaines environ d'après la littérature. Après raffinement, notamment l'ajout de nourriture en gel, la perte de poids devrait être limitée, sachant que les procédures seront réalisées avec des animaux de moins de 43 semaines, donc avant apparition des signes cliniques sévères (à 45 semaines). Les animaux subiront des injections, induisant une douleur légère de courte durée; ou des gavages, de douleur légère de courte durée liée à la contention et pouvant potentiellement entrainer des irritations; des pesées, sans douleur hormis la préhension pour sortir l'animal de la cage (test non invasif); des prélèvements sanguins, de douleur légère, pouvant potentiellement entrainer une baisse du volume sanguin; des mesures de la composition corporelle, de douleur très légère liée à la contention (test non invasif); des tests d'agrippement, de douleur très légère liée à l'agrippement en soi sur une grille (test non invasif); et des analyses cardiaques par echocardiographie ou ECG, de douleur légère liée à l'anesthésie.

Devenir

Les animaux expérimentaux seront euthanasiés en fin de procédure afin de collecter les tissus pour des analyses protéiques. Les animaux utilisés pour réaliser les croisements seront gardés en vie, puis euthanasiés à l'age de 6 mois maximum.

Remplacement

Notre projet s’inscrit dans la continuité d’une étude in vitro menée sur des cellules de patients HGPS. Cependant, ce modèle cellulaire ne permet pas d’explorer l’intégralité des mécanismes métaboliques qui peuvent avoir lieu dans un organisme. Le passage au modèle in vivo est donc une étape indispensable avant d’envisager un essai thérapeutique chez l’Homme. Il nous est nécessaire de disposer d'un organisme entier pour pouvoir mieux comprendre la pathologie de la progéria. Le seul mammifère modèle de la maladie qui nous permet de réaliser des essais pré-cliniques en vue d’une mise en œuvre d’essais thérapeutiques chez l’Homme est la souris. Il existe aussi un modèle de porc, cependant, le phénotype de ce second modèle est moins documenté dans la littérature et la mise en place d’une telle étude serait plus complexe. Le choix de l’espèce est donc le plus approprié à l’objectif de l’étude proposée.

Réduction

Le nombre d’animaux a été limité au minimum nécessaire pour obtenir des résultats d’efficacité et de pharmacocinétique interprétables. Dans ce sens la cohorte destinée à l’évaluation de différentes voies d'administration comporte 8 animaux par groupe. L’estimation du nombre d’animaux par groupe nécessaire a été réalisée sur le critère principal suivant : comparaison du niveau moyen de progérine entre chaque groupe de traitement. La deuxième cohorte destinée à l’observation plus tardive d’un phénotype clinique mesurable comporte 10 animaux par groupe. Durant cette étude, nous allons générer des données paramétriques (poids, glycémie, paramètres sanguins, paramètres cardiaques), qui seront analysées à l'aide de tests statistiques adéquats (mesures simples ou répétées). Pour l’ensemble des cohortes, le nombre d’animaux utilisés a ainsi été optimisé pour permettre d’observer un effet du traitement.

Raffinement

Nous suivrons l'état général des animaux, le toilettage, la posture, la présence de vocalisation, l’apparence physique. Tous ces items nous permettront de décider de l'atteinte de points limites le cas échéant pouvant entrainer l’euthanasie de l'animal pour éviter toute souffrance. En cas de rixe entre animaux, nous pourrons être amenés à isoler l'individu dominant pour éviter toute lésion. L’animal blessé sera sorti de la procédure temporairement (si on arrive à le soigner) ou définitivement et il sera alors mis à mort. Le cas échéant, des soins locaux par spray cutané seront attribués. Si une douleur est présente, un antalgique pourrait être administré selon les recommandations vétérinaires. Les animaux seront pesés chaque semaine et observés quotidiennement. Afin de maintenir un état nutritionnel correct, nous utiliserons, si nécessaire, une alimentation sous forme de gel, facile à ingérer par les souris afin d’éviter toute malnutrition. Lors des prélèvements sanguins, une compensation du volume prélevé sera effectuée avec du sérum physiologique.

Choix des espèces

Le modèle murin est le seul modèle envisageable pour tester des approches thérapeutiques dans le cadre de la pathologie HGPS, puisqu’il s’agit d’une maladie génétique qui a été modélisée sur la souris. Le modèle que nous utilisons récapitule à la fois la mutation génétique de la maladie, ainsi que la majorité des caractéristiques cliniques et de l’évolution de la pathologie observée chez l’Homme. Une seule autre espèce génétiquement modifiée existe, il s’agit d’un modèle de porc. Cependant, le phénotype de ce second modèle est moins documenté dans la littérature et la mise en place d’une telle étude serait plus complexe. Le choix de l’espèce est donc le plus approprié à l’objectif de l’étude proposée. Nous utiliserons des males portant la mutation sur un chromosome, agés de 8 semaines a minima pour générer les cohortes expérimentales. Les animaux seront traités de l’âge de 5 à 9 semaines, dans les études de pharmacocinétique et d'évaluation de l'effet du traitement sur la quantité de progérine. Nous utiliserons des animaux de 32-43 semaines pour évaluer l'effet du traitement sur les symptomes cliniques qui commencent à apparaitre à 41-43 semaines environ, hormis un léger décrochage dans la courbe de poids qui peut être noté à partir de 32 semaines.