Rongeurs
Effets de la nutrition sur le développement de tumeurs intestinale chez la souris
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Une biopsie de la queue, des injections quotidiennes pendant quatre ou cinq jours pour bloquer un gène, un prélèvement de sang sous anesthésie : les actes décrits durent chacun quelques dizaines de secondes. 2 064 souris vont être utilisées, 1 104 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 960 un niveau modéré, toutes tuées pour prélever l'intestin et les fèces. Les souris issues de l'élevage qui ne servent à aucune procédure sont tuées aussi. Le porteur veut comprendre comment une alimentation riche en lipides, le microbiote et le sexe influencent le cancer colorectal, et signale que le développement spontané des tumeurs provoque une douleur modérée. Il justifie l'effectif de 2 064 animaux en une phrase, les effectifs étant "déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques appropriés".
Objectifs
Les objectifs du projet sont de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement du cancer du côlon et du rectum. Des données de la littérature ont montré qu’une alimentation riche en lipides était un facteur de risque pour le cancer du côlon et du rectum. Une partie des effets délétères de ces régimes est médiée par des changement de la population microbienne de l’intestin. De plus, il existe une importante différence en fonction du sexe d’un individu en ce qui concerne la probabilité de développer un cancer du côlon et du rectum. Ce projet a pour but de comprendre comment les régimes alimentaire, le microbiote et le sexe influencent le développement de ce type de cancer.
Bénéfices attendus
Ces travaux devraient contribuer à une meilleure compréhension du rôle de la nutrition, du sexe de l’individu et du microbiote dans l’initiation et le développement du cancer du côlon et du rectum.
Procédures
1 biopsie de queue : 10 secondes. 1 Contention pour injection d’une molécule bloquant l’expression d’un gène : 20 secondes, (1X/jour pendant 5 ou 4 jours). 1 Contention pour injection d’une molécule marquant la prolifération cellulaire : 20 secondes. 1 Prélèvement sanguin : 30 secondes.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un stress lors de la contention et des injections. L’adaptation des souris aux nouveaux régimes ainsi que le développement des tumeurs peuvent induire une perte de poids. Une douleur légère lors de la biopsie. Le développement spontané de tumeur peut engendrer un stress chez la souris et une douleur modérée.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour permettre le prélèvement de leurs intestins et de leurs fèces, nécessaires aux différentes analyses. Quant aux animaux issus de l’élevage qui ne seront pas inclus dans les procédures expérimentales, ils seront également mis à mort de manière éthique et appropriée.
Remplacement
L’utilisation de cultures de lignées cellulaires ne reflète pas la complexité de l’épithélium intestinal ni les dialogues intercellulaires et ne peuvent reproduire les effets systémiques de l’alimentation. Il n’existe pas de méthode de remplacement.
Réduction
Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques appropriés.
Raffinement
Les animaux vivent en groupes sociaux dans un milieu enrichi et ils seront surveillés quotidiennement par les zootechniciens. Des points limites spécifiques sont établis. Le prélèvement sanguin sera réalisé sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Pour ce projet, l'espèce animale choisie est la souris. En effet cette espèce permet d'étudier le rôle de différentes mutations géniques affectant le développement du cancer colorectal. Des souris adultes âgées de 2 à 4 mois, ayant un tractus digestif mature et un microbiote établi sont utilisées.
Evaluation de l’efficacité d’ondes électromagnétiques dans le traitement de la septicémie dans un modèle souris.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
462 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 360 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 102 un niveau léger. Elles sont infectées par des bactéries multirésistantes pour provoquer une septicémie, reçoivent jusqu'à quatre injections ou prises par jour pendant cinq jours, et sont exposées trois fois au maximum à des ondes électromagnétiques, une heure par séance, immobilisées dans un tube ou sous anesthésie. Le porteur décrit une fatigue, une respiration difficile, un arrêt du toilettage et une perte de poids qui s'accentuent sur 24 à 72 heures sans traitement efficace, avec une surveillance portée jusqu'à trois fois par jour. Des souris sans poil, génétiquement modifiées et immunodéprimées, seront utilisées pour améliorer le signal de bioluminescence, et le porteur conclut qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne remplace l'animal dans une infection généralisée.
Objectifs
D’après le site de l’Organisation Mondiale de la Santé et les données scientifiques, en 2017, près de 50 millions de cas de septicémie et 11 millions de décès liés à cette maladie ont été recensés dans le monde. Cela représente encore près de 20% de l’ensemble des décès dans le monde dont près de la moitié ont été enregistrés chez les enfants de moins de 5 ans. Le sepsis est généralement causé par des bactéries nosocomiales, bien souvent résistantes aux traitements disponibles sur le marché, induisant rapidement un choc septique généralisé conduisant au décès du patient. Il y a donc une urgence dans la recherche et dans la découverte de nouveaux traitements efficaces contre ces bactéries multi-résistantes aux traitements. L’utilisation des ondes électromagnétiques comme approche thérapeutique suscite un intérêt croissant en raison de leur potentiel à moduler des processus biologiques sans recours à des agents chimiques. Dans le contexte des infections septicémiques dues à des bactéries multirésistantes, cette stratégie innovante pourrait offrir une alternative ou un complément aux traitements conventionnels, en ciblant la physiopathologie de l’infection par des mécanismes non pharmacologiques. Ce projet consiste à évaluer l’efficacité thérapeutique des ondes électromagnétiques dans le traitement de sepsis générés par infection avec des souches de bactéries multirésistantes aux traitements, bioluminescentes ou non (de type E. Coli, K. Pneumoniae, A. Baumannii, P. Aeruginosa ou encore S. Aureus) en modèle murin.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra l’utilisation de nouvelles thérapies (expositions à des ondes électromagnétiques) appliquées seules ou en association avec des traitements antibiotiques existants pour potentialiser leur effet pour mieux contrôler et améliorer la prise en charge des infections bactériennes responsables de septicémies rencontrées notamment dans les hôpitaux.
Procédures
Les animaux seront infectés par une injection de bactéries. Chaque injection environ 1 à 2 minutes par animal. Les animaux pourront recevoir des traitements dans la limite de 4 injections ou prises par jour. Les injections sur animal vigile seront réalisées en 1 à 2 minutes. Celles réalisées sur animaux anesthésiés dureront (en comptant l’anesthésie) environ 5 minutes. La durée totale des traitements ne pourra être dépasser 5 jours. Les animaux seront également exposés aux ondes électromagnétiques sous anesthésie ou bien maintenu dans un tube/ boîte afin de limiter leur mouvement. La durée d’une session de traitement n’excèdera pas une heure et 3 sessions d’exposition seront réalisées au maximum. En cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes, des suivis de la bioluminescence au maximum pendant 7 jours sur toute la durée de l’étude seront réalisés sur animaux anesthésiés afin d’éviter tout mouvement des animaux pendant les phases d’acquisition des images. La durée de l’acquisition de bioluminescence, en comptant l’anesthésie, sera d’environ 10 minutes. Au maximum 4 prélèvements de sang à différents délais pourront être réalisés sous anesthésie ou en vigile en fonction de la voie de prélèvement. Le prélèvement durera 2 min en vigile et 5 minutes sous anesthésie (anesthésie comprise).
Impact sur les animaux
Les modèles étudiés dans ce projet correspondent à des infections généralisées qui peuvent provoquer, dans les heures suivant l’infection, différents signes de malaise chez les animaux : fatigue, diminution de l’activité, respiration plus difficile, manque de toilettage ou perte de poids. Sans traitement efficace, ces signes peuvent s’accentuer progressivement au cours des 24 à 72 heures suivant l’infection. Comme l’évolution peut varier d’un animal à l’autre, une surveillance clinique est réalisée au minimum une fois par jour. En cas de signes d’aggravation, la fréquence d’observation peut être augmentée jusqu’à trois fois par jour. Cette surveillance permet d’identifier rapidement un seuil défini à l’avance (appelé point limite) afin de mettre en place les mesures nécessaires pour limiter au maximum la souffrance animale. Les animaux seront manipulés régulièrement pour les pesées, les examens cliniques ou les traitements. Certaines procédures demandent une anesthésie ou un temps de manipulation plus long (jusqu’à environ 1 heure), tandis que d’autres durent seulement quelques minutes. Ces étapes peuvent provoquer un stress passager ou, plus rarement, de petits effets indésirables comme un hématome après une prise de sang. Tout sera mis en œuvre pour réduire ces effets.
Devenir
Le modèle d’infection étant généralisé (septicémie) et les études d’évaluation de l’effet de l’exposition aux ondes électromagnétiques de la procédure n°1 et d’efficacité de la procédure n°2 nécessitant des prélèvements d’organes afin de réaliser des analyses, les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin d’étude.
Remplacement
Malheureusement à ce jour, malgré les évolutions constantes des modèles in-vitro et in-silico, aucun modèle ne permet de remplacer totalement le modèle animal d’autant plus dans le cas d’une infection généralisée comme celui de la septicémie. Cependant, en amont de ce projet, des études in vitro de non-toxicité et d’efficacité ont été réalisées respectivement sur des cultures cellulaires humaines et des cultures bactériennes sur gélose.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera déterminé en fonction des besoins réels de chaque étape du projet. Une première petite étude sera réalisée pour vérifier l’effet de l’application d’ondes électromagnétiques sur la physiologie des souris. Pour cette étape, un minimum de six animaux par condition testée sera nécessaire. Pour les études principales, au moins deux groupes d’animaux seront constitués (un groupe traité et un groupe non traité), avec un minimum d’environ six animaux par groupe, afin d’évaluer l’effet potentiel du traitement. Pour certaines mesures nécessitant l’utilisation de bactéries produisant de la lumière, deux animaux supplémentaires seront inclus afin de mesurer le niveau normal de signal. L’utilisation de ces bactéries bioluminescentes permet de suivre l’évolution de l’infection chez les mêmes animaux au fil du temps, sans avoir à les euthanasier pour obtenir ces données. Cela contribue à réduire le nombre total d’animaux nécessaires pour mener à bien le projet.
Raffinement
Une période d’acclimatation de minimum 5 jours sera respectée. Les animaux seront hébergés en cage en portoir ventilés avec des enrichissements appropriés, en groupes sociaux, y compris les souris contrôles non infectées (nécessaire à l’évaluation du bruit de fond de bioluminescence) qui seront à minima au nombre de 2 par étude afin d’éviter leur isolement. En cas d’agressivité, des enrichissements supplémentaires (cachette supplémentaire et un morceau de papier en cellulose de bois) seront ajoutés dans la cage afin de réduire au maximum l’agressivité et de ne pas avoir recours à l’isolement de l’animal agressif en première instance. Les actes techniques, en particulier ceux nécessitant une anesthésie des animaux seront, autant que possible, regroupés pour limiter le nombre d’anesthésie. Lors de chaque anesthésie, un gel oculaire sera appliqué afin d’éviter le dessèchement cornéen et les animaux seront placés autant que possible sur tapis chauffant ou sous lampe chauffante pour éviter l’hypothermie. Au cours de ces études, les animaux seront suivis par du personnel formé et qualifié au minimum 1 fois par jour et jusqu’à trois fois par jour (poids, suivi clinique avec grille de scoring et éventuellement mesure de la température corporelle) en fonction de la virulence de la souche bactérienne inoculée ainsi que des stades de progression de l’infection. Cela permettra de détecter les stades précoces d’un état de santé dégradé afin de mettre en place des mesures de prises en charge aussi rapidement que possible (mesures de soutien de type hydratation, hébergement individuel, …) ou la mise à mort en cas d’état de santé considérablement dégradé et irréversible. Ce suivi renforcé pourra être complété par une visite vétérinaire.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car c’est un modèle standard, polyvalent (multiplicité des souches disponibles dont certaines sans poil) et couramment utilisé dans les études d’infections bactériennes. De plus, sa taille réduite permet l’utilisation de technique d’imagerie optique corps entier ce qui est cruciale pour le suivi d’une infection généralisée. Les souches de souris sans poil (immunocompétentes ou immunodéficientes) seront privilégiées dans le cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes pour obtenir les résultats les plus pertinents (absence de la bioluminescence naturelle des poils donc augmentation de la sensibilité). De ce fait des souris OGMs immunodéprimées pourront être utilisées. Les animaux seront hébergés en cage et manipulée en environnement confiné permettant ainsi de maintenir leur statut sanitaire et de ne pas observer de dommages liés à leur immunodépression. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes, des deux sexes sans distinction, entre 6 et 9 semaines au moment de l’infection ou du premier traitement. Ce stade de développement permet d’avoir des animaux avec un système immunitaire mature (pas d’autre contrainte spécifique liée à l’âge).
Évaluation de la distribution sanguine et tissulaire ainsi que de l’élimination d’une immunoglobuline A dans un modèle murin d’inflammation de l’intestin.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Porteuses d'un récepteur humain et issues d'une lignée fournie par l'entreprise cliente, 15 souris subissent une inflammation intestinale induite, puis reçoivent par la bouche un anticorps marqué à un isotope radioactif. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, réparties en groupes de trois. Toutes sont tuées par surdose d'anesthésiques, avec un prélèvement de sang terminal, pour mesurer la radioactivité dans les organes et les fluides. L'étude répond à la demande du conseil scientifique d'une entreprise, qui veut savoir où son candidat médicament se distribue et s'il s'accumule dans des organes non ciblés.
Objectifs
Les études de pharmacocinétique sanguine, de distribution tissulaire et d’élimination de candidats médicaments biologiques représentent une étape essentielle dans le développement d’un médicament. Ces études, demandées par les conseils scientifiques des entreprises clientes, ont pour but la compréhension et l’analyse du devenir du médicament dans l’organisme, d’évaluer une potentielle accumulation de ce dernier dans les organes et/ou tissus et ainsi de pouvoir mieux appréhender d’éventuels effets indésirables. Cette distribution est rendue possible par le marquage du candidat médicament avec un isotope radioactif non toxique aux doses utilisées, la radioactivité pouvant être suivie dans les tissus animaux après prélèvements. Notre projet vise à suivre le candidat médicament de notre client dans différents organes et à plusieurs moments différents afin d’évaluer sa distribution et son élimination. La souche de souris sélectionnée pour l’évaluation du candidat médicament est la lignée de souris fournie par notre client. Une inflammation intestinale sera induite chez les animaux avant l’administration par voie orale du candidat médicament préalablement marqués à l'élément radioactif afin de le tracer et de le quantifier dans les différents tissus et fluides biologiques d’intérêt. Le candidat médicament a été testé au préalable chez notre client et est connu pour ne pas présenter d’effets délétères. Il est dilué dans une solution respectant la physiologie de l’animal (solution saline).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de caractériser la distribution tissulaire du candidat médicament de notre client dans l’organisme (organes cibles et organes non-cibles où ils pourraient s’accumuler de manière non désirée).
Procédures
Sur animal vigile : administration du candidat médicament (1 fois, 15 s) , administration d'un prétaitement (2 fois, 15 s). Sur animal anesthésié : prélèvement de sang terminal sous analgésie (1 fois, 5 min).
Impact sur les animaux
Stress et douleur légère liés à l’administration du composé radiomarqué (environ 15 sec). Stress / douleur liés à l’injection du mélange d'anesthésiques (surdosage pour euthanasie) (environ 10 sec), perte de poids momentané n’excédant pas 10% du poids initial.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux de la procédure lorsque l’une des conditions ci-après est remplie : prélèvement d’organe, atteinte d’un point limite justifiant la mise à mort de l’animal, fin de l’étude.
Remplacement
Le candidat médicament de notre client a déjà fait l’objet d’études d’efficacité in vitro et d’études in vivo au préalable. Néanmoins, évaluer la distribution tissulaire et l’accumulation d’un composé thérapeutique dans un organisme vivant implique d’être dans un système biologique complexe. En effet, son efficacité finale dépendra entre autres de son métabolisme et de sa distribution dans l'organisme ainsi que des caractéristiques de son environnement, ce qui n’est, actuellement, pas possible de reproduire in vitro. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux dans le cadre de ce projet. De plus, pour être efficace, le traitement testé a besoin de l’environnement cellulaire car il engendre des mécanismes cellulaires. Enfin la biodistribution du candidat médicament dépend de sa voie d’administration et cette étude in vivo nous permettra de vérifier l’accessibilité du traitement à la zone de l’inflammation.
Réduction
Les groupes d'animaux utilisés sont composés de 3 animaux par groupe car la méthode de quantification par mesure radioactive est très précise et répétable.
Raffinement
Afin de réduire le stress des animaux une période minimale de 5 jours d’acclimatation à la zone d’hébergement est effectuée. Ils sont également manipulés progressivement et régulièrement lors des changes et des surveillances afin de les habituer aux contentions et autres manipulations. Les animaux sont surveillés quotidiennement et des points limites les plus précoces possibles sont mis en place. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux harmonieux de 3 par cage dans un environnement enrichi comme la réglementation l'exige. Toutes les cages de nos animaux contiennent trois enrichissements : tunnel placé en hauteur ou en bas en alternance, frisottis et coton ou buchette alternativement. Les injections et les prélèvements de sang effectués sur l’animal vivant le seront selon les bonnes pratiques de bien-être animal en termes de volumes, de matériel utilisé, d’anesthésie éventuelle et de préhension des animaux.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme modèle in vivo est guidé par le haut niveau de similarité de sa biologie par rapport à l’homme, les outils et les structures disponibles pour sa manipulation et des temps de gestation et de sevrage courts. La lignée de souris a été spécifiquement développée pour l’étude de l’inflammation de l’intestin (récepteur humain spécifique du candidat médicament et système immunitaire immunocompétent). Les souris seront utilisées à un âge de 12 semaines lors de leur entrée en étude, âge auquel le système immunitaire de ces animaux est décrit comme mature.
Etude du muscle squelettique chez les rongeurs par Imagerie et Spectroscopie par Résonance Magnétique
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
595 souris mâles vont être utilisées, chacune pouvant passer jusqu'à douze examens d'imagerie par résonance magnétique de trois heures sous anesthésie gazeuse, espacés de quinze jours au minimum. 315 d'entre elles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 280 un niveau léger, et toutes sont tuées pour prélever les muscles des membres postérieurs. Des lésions musculaires leur sont infligées par injection de notexine ou par électroporation, et un agent de contraste est injecté pendant l'examen. Le porteur présente la résonance magnétique comme relevant du premier principe des 3R, remplacer, parce qu'elle évite des prélèvements invasifs, et conclut par ailleurs que le recours aux modèles animaux reste "indispensable" faute de modèle in vitro reproduisant le muscle.
Objectifs
Le phénomène de résonance magnétique nucléaire (RMN), a permis de développer les techniques d’imagerie médicale non invasive depuis plusieurs décennies. Les nombreuses innovations qu'a connues la RMN, en imagerie (IRM) et aussi en spectroscopie (SRM), laissent entrevoir de nouvelles applications. Les techniques d’IRM et de SRM sont des outils puissants dans le domaine des pathologies neuromusculaires et cardiaques (suivi de l’infiltration graisseuse, de l’inflammation, de l’œdème, des atteintes métaboliques…) et sont sans cesse en développement. Le projet soumis ici a pour but de développer dans la durée de nouvelles méthodes d’imagerie et de spectroscopie RMN pour améliorer l’évaluation du muscle squelettique et cardiaque chez les rongeurs. Ces outils pourront ensuite être utilisés en routine dans les projets en expérimentation animale ou transposés en clinique.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont : - D’un point de vue cognitif, il va permettre d’améliorer notre connaissance sur le tissu musculaire, sa structure et son fonctionnement. - D’un point de vue recherche préclinique, il va permettre la mise en place d’outils d’évaluation du muscle et le développement de nouveaux biomarqueurs du tissu musculaire. Ces nouveaux outils et biomarqueurs pourront ensuite être transposés en recherche clinique.
Procédures
L’ensemble des examens par résonance magnétique nucléaire (RMN), ainsi que l’induction des lésions musculaires localisées, seront réalisés sous anesthésie gazeuse. La durée maximale des examens RMN sera de 3 heures. Chaque animal pourra être soumis à un maximum de 12 examens RMN, espacés d’un intervalle minimal de 15 jours. L’induction des lésions musculaires sera brève, ne dépassant pas 15 minutes. Une analgésie préalable à la lésion sera effectuée par injection d’un analgésique. Les injections d’agent de contraste seront effectuées sur animal sédaté pendant l’examen RMN et le volume d’agent de contraste sera calculé de façon à avoir une concentration adaptée au poids corporel. À l’issue des procédures expérimentales, les animaux seront euthanasiés après sédation, afin de permettre le recueil des échantillons musculaires.
Impact sur les animaux
Les principales nuisances qui sont attendues sont liés aux anesthésies mise en œuvre dans ce projet pouvant induire une détresse respiratoire, si une fréquence respiratoire inférieure à 60 cycles/minute persiste, et une hypothermie si le système de maintien de la température corporelle présente un défaut. Dans le cadre du développement des méthodes d’imagerie, l’utilisation d’un agent de contraste sera nécessaire. Cette injection n’induit pas d’effets secondaires sauf une légère irritation au moment de l’injection en qui s’accompagne d’une augmentation transitoire de la fréquence respiratoire (quelques secondes). Enfin les modèles utilisés pour la validation des méthodes d’imagerie sont des modèles de dégénérescence/régénération musculaire peu traumatiques. Les lésions musculaires mises en œuvre n’induisent pas de phénotype dommageable ni perte de fonction mais pourrait réduire transitoirement un inconfort et une réduction de la mobilité des animaux.
Devenir
L’ensemble des animaux sera euthanasié à l’issue de chaque procédure expérimentale, afin de permettre le prélèvement de tissus musculaires des membres postérieurs en vue d’analyses histologiques.
Remplacement
La résonance magnétique nucléaire (RMN) s’inscrit dans le premier principe des 3R, Remplacer, en permettant d’évaluer in vivo un grand nombre de paramètres du tissu musculaire, réduisant ainsi le recours aux techniques invasives telles que l’histologie ou la biochimie, qui nécessitent souvent l’euthanasie de l’animal pour le prélèvement d’échantillons. Toutefois, à ce jour, aucun modèle in vitro ne reproduit fidèlement la complexité architecturale ni le métabolisme énergétique du muscle, qu’il soit squelettique ou cardiaque. L’utilisation de modèles animaux demeure donc indispensable à l’étude de ces tissus. Divers modèles animaux de pathologies neuromusculaires sont disponibles, notamment chez les rongeurs, les chiens ou les chats. Les modèles murins sont particulièrement répandus en recherche fondamentale et préclinique en raison de leur facilité de manipulation liée à leur petite taille, ainsi que de leur capacité à reproduire plusieurs caractéristiques phénotypiques des pathologies humaines, telles que la fibrose, les cycles de dégénérescence/régénération musculaire et les processus inflammatoires.
Réduction
La complémentarité des techniques d’imagerie et de spectroscopie permet d’acquérir des données multiples à partir d’un même animal. Il est donc possible à partir d’un même examen, consistant en acquisitions de plusieurs séquences d’imagerie er de spectroscopie RMN, d’extraire plusieurs paramètres d’évaluation du tissu musculaire. De plus, la nature non-invasive de l’examen par RMN autorise l’observation du tissu musculaire sans induire de modifications durables de ce dernier. Par son caractère atraumatique, la RMN offre la possibilité de réitérer un examen sur un même animal sans effets nocifs pour les individus rendant possible le suivi longitudinal de l’évolution des pathologies et l’étude de l’efficacité dans le cadre d’essais thérapeutiques. Ces 3 spécificités de la RMN permettent dans le cadre de l’expérimentation in vivo de réduire le nombre d’individus nécessaires à une expérience comme le stipule la règle des 3R avec le 2ème R, Réduire. Le nombre total d’individus est de 595 individus. Les sous-groupes d’animaux sont au minimum de 10 individus. Ce nombre a été estimé de façon à avoir un nombre suffisant d’individus par groupe pour réaliser des tests statistiques standards.
Raffinement
La résonance magnétique nucléaire (RMN) répond également au troisième principe des 3R, Raffinement, grâce à l’évolution continue des outils méthodologiques et aux avancées technologiques en électronique, qui permettent aujourd’hui d’atteindre, en préclinique, des résolutions environ 3000 fois supérieures à celles obtenues avec les dispositifs cliniques les plus performants. Le raffinement s’applique également aux conditions d’hébergement des animaux, maintenus en groupes dans des cages à usage unique placées sur des portoirs ventilés, avec un enrichissement de l’environnement (tubes en carton, copeaux pour la nidification). Toutes les procédures RMN seront réalisées sous anesthésie gazeuse afin de garantir l’immobilité des animaux et de minimiser leur stress. Les modèles lésionnels seront mis en œuvre par du personnel qualifié, notamment pour les injections de notexine, de peptides et pour l’électroporation, réalisée sous anesthésie. La température corporelle sera maintenue à 38 degrés Celsius grâce à un tapis chauffant, et la fréquence respiratoire suivie en continu à l’aide d’un capteur pneumatique amagnétique. L’état de santé des animaux fera l’objet d’une surveillance quotidienne, conformément à la législation en vigueur, et leur poids sera systématiquement contrôlé avant chaque expérimentation afin de détecter toute perte anormale. Des points limites liés à l’état général de l’animal, la réalisation des lésions et la réalisation des examens RMN ont été définis.
Choix des espèces
En raison de leur petite taille et des conditions d’hébergement relativement simples qu’elles requièrent, les souris constituent un modèle animal aisément manipulable et largement utilisé en recherche biomédicale. L’ensemble des procédures sera réalisé chez des animaux ayant atteint l’âge adulte, compris entre 2 et 15 mois. Ce choix vise à limiter les variations interindividuelles liées à la croissance, susceptibles d’affecter la qualité des mesures, notamment en termes de répétabilité et de reproductibilité. Le développement méthodologique prévu dans ce projet nécessitera, dans une première phase, le recours à des animaux issus d’élevages commerciaux, avant une application ultérieure à des modèles pathologiques bien caractérisés. Les modèles lésionnels induits permettent d’étudier les mécanismes impliqués dans le développement de pathologies humaines. Dans le cadre de cette demande d’autorisation, qui concerne exclusivement un développement méthodologique, le choix a été fait de restreindre l’étude à des animaux de sexe mâle.
Etude de l’effet antitumoral d’ARN thérapeutiques ciblant RBM39
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Toutes tuées à l'issue pour récupérer leurs tumeurs et leurs organes, 1300 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester des ARN thérapeutiques contre le cancer, en particulier colorectal. Des cellules tumorales, humaines chez des souris immunodéprimées ou murines chez des souris immunocompétentes, leur sont greffées sous la peau des flancs, puis chaque souris subit cinq à six injections de luciférine et autant d'imageries de 30 minutes sous anesthésie, trois prises de sang derrière l'œil et des injections de traitements dans la veine, dans la tumeur ou dans l'abdomen, trois à cinq fois par voie employée. La croissance des tumeurs entraînera une perte de poids, de la fatigue et une anémie, et le porteur écrit que le traitement par indisulam "pourrait engendrer certaines toxicités". Il affirme que le recours à la souris est "indispensable" pour comprendre l'effet des traitements dans un "organisme entier", notamment leur toxicité. Il indique ne pas avoir encore évalué la toxicité des ARN thérapeutiques, prévue lors des expériences de mise au point, et place leur éventuel développement en clinique à "plus long terme".
Objectifs
Ce projet de recherche a pour but d'évaluer le potentiel antitumoral d’ARN thérapeutiques sur des modèles précliniques de cancer. Malgré de nombreuses avancées, en particulier avec l’arrivée des thérapies ciblées puis des immunothérapies, les thérapeutiques anticancéreuses actuellement disponibles restent limitées et des résistances émergent le plus souvent, nécessitant un changement de stratégie thérapeutiques. Il est donc essentiel de développer des nouveaux traitements, dont les mécanismes d’actions seraient différents des traitements actuellement utilisés, afin d’élargir le spectre des options thérapeutiques ais également de pouvoir adapter le traitement au patient et aux caractéristiques biologiques et moléculaires tumorales. Les arylsulfonamides sont une classe de drogue dont l’intérêt pour le traitement des cancers a été évalué. Nous avons récemment développé une approche thérapeutique via des ARN thérapeutiques, et avons fait la preuve de concept in vitro de leur activité antitumorale. Nous souhaitons donc avec ce projet valider nos observations in vitro.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à valider l'utilisation d'ARN thérapeutiques pour le traitement des cancers, en particulier le cancer colorectal. A plus long terme, ce projet pourrait aboutir au développement en clinique de ces mêmes ARN thérapeutiques.
Procédures
- Greffe de cellules tumorales sous-cutanée dans les flancs : Durée 10 minutes - 1 fois par animal / Injection intrapéritonéale de luciferine pour bioluminescence : Durée 1 minute - 5 à 6 fois par animal - Anesthésie gazeuse durant l'imagerie : Durée 30 minute - 5 à 6 fois par animal / Prélèvements sanguins retroorbitaires - Durée 2 minutes - 3 fois par animal / Injection de traitements par voie IV - Durée 2 minutes - 3 à 5 fois par animal / Injection de traitements par voie intratumorale - Durée 2 minutes - 3 à 5 fois par animal / Injection de traitements par voie intrapéritonéale - Durée 2 minutes - 3 à 5 fois par animal
Impact sur les animaux
La greffe de lignées cellulaires tumorales, suivi de la croissance des tumeurs, engendreront une altération de l'état général des animaux avec perte de poids, fatigue, et anémie principalement. Le traitement par indisulam pourrait engendrer certaines toxicités, même si la littérature décrit des toxicités systémiques limitées chez l'homme et la souris (rares anémies). Nous n'avons pas encore évalué la toxicité potentielle des ARN thérapeutiques, mais celle-ci sera évaluée grâce aux expériences de mise au point.
Devenir
Des tests sur des cellules tumorales cultivées au laboratoire nous ont déjà permis de déterminer certains effets de nos traitements. Cependant, l’utilisation de modèles animaux est indispensable mieux comprendre leur effet dans un organisme entier, nottament concernant la toxicité. Cette étape est primordiale puisque nous envisageons une potentielle et future utilisation chez l’homme. Afin d'évaluer l'effet de nos traitements sur les tumeurs, nous devons récupérer en fin d'expérience les tumeurs des animaux traités. Nous devons pour cela procéder à l'euthanasie et mise à mort systématique de l'ensemble des animaux du projet. L'étude biologique des tumeurs au laboratoire, ainsi que celles des tissus des autres organes est indidspensable pour évaluer les effets antitumoraux mais également la toxicité des traitements testés.
Remplacement
Des tests sur des cellules tumorales et des cellules normales en culture in vitro nous ont déjà permis de déterminer certains effets de nos traitements. Cependant, l’utilisation de modèles in vivo comme la souris est indispensable à la compréhension des mécanismes d’action du traitement dans un organisme entier proche de l'homme, incluant des paramètres comme le développement tumoral, le microenvironnement, les contraintes physiques etc. qui ne sont pas retrouvés in vitro. Cette étape est également nécessaire puisque nous envisageons une potentielle et future utilisation chez l’homme comme thérapie.
Réduction
Afin de limiter au maximum le nombre d'animaux, nous utiliserons les mêmes animaux pour évaluer à la fois la prise et la croissance tumorale, la dose des traitements et leur toxicité. Nous utiliserons également les mêmes souris pour nos contrôles positifs et négatifs dès que ce sera possible. Cette association nous permet de réduire le nombre de souris contrôles utilisées. Le nombre d’animaux par lot sera également réduit au maximum afin d’avoir des résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Le bien-être de l’animal au quotidien est nécessaire au bon déroulement de nos expériences, mais également à la reproductibilité de nos résultats. Des enrichissements (maisons rouges) sont présents dans les cages. Au cours de nos expériences, de la nourriture humidifiée sera accessible directement dans la cage pour éviter la déshydratation des souris. Des tapis chauffants seront également utilisés dès l’anesthésie des souris, pendant les injections, et lors de la phase de réveil. Des injections d'analgésique pré et postopératoire pourront être réalisées en fonction de l'expérience et de la souffrance de l'animal. Un suivi attentif quotidien par du personnel compétent et formé, weekend compris, sera également mis en place. L'environnement des animaux sera enrichi par des tunnels en polycarbonate. Au moindre doute, nous ferons appel aux conseils de notre vétérinaire ou de la structure du Bien-Etre Animal (SBEA).
Choix des espèces
La souris représente l'animal classiquement décrit dans littérature pour ce type d'éxpérimentation. Nous utiliserons des lignées génétiquement modifiée immunodéprimées afin de permettre la bonne prise tumorale des xénogreffes de cellules humaines. L'utilisation d'un modèle syngénique nous permettra de valdier nos observations dans un système immunocompétent ce qui est essentiel pour envisager un dévellopement chez l'homme par la suite. Comme ce qui est classiquement décrit dans littérature pour ce type d'expérimentation, les animaux utilisés seront de 8 à 12 semaines.
Profil et circuits socio-émotionnels de deux lignées de souris exprimant des mutations du récepteur nicotinique α5 impliquées dans l’alcoolisme MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pour étudier comment des mutations du gène CHRNA5, liées chez l'humain à un risque accru de dépendance à l'alcool, modifient les émotions et le comportement social, des souris porteuses de ces mutations sont comparées à des souris non modifiées. 756 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue sous anesthésie profonde pour prélever leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Selon les groupes, elles ont accès chaque jour à un biberon d'alcool pendant 6 à 12 semaines (144 souris), subissent une chirurgie du cerveau pour y injecter un virus ou implanter un dispositif (468), un enregistrement de l'activité cérébrale d'une heure sous anesthésie profonde (144), une activation ou une inhibition de zones du cerveau par la lumière à l'état éveillé (180), une contention de 15 minutes jusqu'à quatre fois (144), un test de comportement social de 10 minutes par jour pendant cinq jours (612) ou un isolement de 10 jours en cage individuelle avec roue (72). Le porteur présente la contention comme un "léger stress" dans la liste des procédures, puis écrit que ce "stress est modéré" et que les souris "finissent par s'y habituer".
Objectifs
Les problèmes liés à la consommation d'alcool sont très courants et dangereux dans notre société. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), 5 % des décès dans le monde sont causés par une consommation excessive d'alcool. Pour mieux comprendre ce problème et trouver des solutions, il est important de savoir comment notre corps et notre environnement influencent cette dépendance. Des études ont montré qu'une petite différence dans un gène, appelé CHRNA5, peut augmenter le risque de devenir dépendant à l'alcool. Toutefois, il reste difficile d'étudier ce lien chez les humains. Pour mieux comprendre, des chercheurs ont utilisé des rats qui avaient cette différence génétique. Ces rats avaient un risque plus élevé de rechute dans l’alcool après une période d’abstinence. De plus, ce gène joue un rôle important dans certaines parties du cerveau qui sont liées à la mémoire et aux relations avec les autres. Et les connexions entre ces zones du cerveau sont aussi liées à l’anxiété et au comportement social. L’objectif de cette recherche est d’étudier comment cette différence génétique affecte les émotions et les comportements sociaux, ainsi que la communication entre certaines parties du cerveau. Pour cela, nous utiliseront des souris spéciales qui ont cette même différence génétique, et les compareront à des souris normales. Nous observerons comment cela influence leurs comportements et leur consommation d'alcool, en étudiant aussi les différences entre les mâles et les femelles. Ensuite, nous enregistreront l’activité du cerveau des souris pour comprendre comment cette différence génétique change la manière dont les parties du cerveau communiquent entre elles. Puis nous essayeront de manipuler cette communication pour voir comment cela affecte les comportements sociaux des souris. Enfin, nous tenteront de remettre en place la version normale du gène dans le cerveau des souris pour voir si cela améliore leur comportement.
Bénéfices attendus
Des études ont montré qu'une petite différence dans un gène, appelé CHRNA5, peut augmenter le risque de devenir dépendant à l'alcool. Mais on ne sait toujours pas vraiment comment cela fonctionne. Malgré les graves conséquences de la dépendance à l'alcool sur la société, il existe très peu de traitements qui fonctionnent bien, et la plupart des personnes dépendantes rechutent après avoir essayé d'arrêter de boire. Les personnes qui souffrent de dépendance à l'alcool peuvent avoir des comportements très différents. Par exemple, certaines peuvent être anxieuses ou avoir des comportements antisociaux. Il est cependant compliqué de savoir si ces comportements sont causés par la consommation d'alcool ou s'ils étaient déjà présents avant. Notre projet a pour but de mieux comprendre comment les émotions et les comportements sociaux sont liés à la consommation d'alcool. Nous voulons savoir si ces comportements viennent de la consommation ou s'ils existaient avant. De plus, nous voulons prendre en compte les différences entre les sexes, car les réactions des hommes et des femmes peuvent être différentes. Ce projet pourrait nous aider à plusieurs niveaux. En tenant compte des émotions et pas seulement de la quantité d'alcool consommée, nous espérons comprendre comment cette différence génétique augmente le risque de dépendance. Si nous découvrons des comportements chez les animaux qui ressemblent à ceux observés chez les humains, cela pourrait nous aider à tester des traitements adaptés aux différents types de dépendance. Cela pourrait aussi conduire à des soins plus personnalisés, qui prendraient en compte la personnalité, le type de consommation d’alcool et le sexe de chaque personne, pour une meilleure efficacité. Enfin, nous cherchons à comprendre quelles parties du cerveau sont affectées par l'alcool et comment cela influence les comportements sociaux et émotionnels. Cela pourrait permettre de créer de nouveaux médicaments pour aider les personnes à arrêter de boire et à éviter les rechutes, en fonction de leur profil émotionnel et social.
Procédures
Les animaux passeront par plusieurs étapes dans cette étude : Ils auront accès à un biberon avec une solution d'alcool, une fois par jour, pendant 6 à 12 semaines (144 animaux). Ils subiront une petite opération sous anesthésie, d'environ 30 à 45 minutes, pour implanter un dispositif dans le cerveau (468 animaux). L’activité de leur cerveau sera mesurée sous anesthésie profonde pendant environ 1 heure après avoir stimulé une région spécifique du cerveau (144 animaux). Une technique utilisant la lumière permettra d'activer ou de désactiver certaines parties du cerveau chez des animaux éveillés, pendant 3 minutes (180 animaux, dont 90 pour l'activation et 90 pour la désactivation). Ils participeront à un test pour observer leur comportement social pendant 10 minutes par jour, sur une période de 5 jours (612 animaux). Ils seront soumis à un léger stress de restriction de leurs mouvements pendant 15 minutes, jusqu’à 4 fois au total, avec au moins une semaine de repos entre chaque session (144 animaux). Un petit échantillon de sang sera prélevé sous leur mâchoire. Certains animaux auront ce prélèvement une fois (288 animaux), d'autres deux fois, avec au moins une semaine d'écart entre les deux prélèvements (252 animaux). MODIFICATION: CERTAINS ANIMAUX SERONT PLACES EN ISOLEMENT SOCIAL DANS UNE CAGE CONTENANT UNE ROUE D'ACTIVITE PENDANT UNE PERIODE DE 10 JOURS AVANT D'ETRE REPLACES EN CAGE COLLECTIVE (72 ANIMAUX).
Impact sur les animaux
Les animaux participeront à différents traitements et tests au cours de cette étude : Consommation d'alcool : Ils auront accès à un biberon contenant de l'alcool une fois par jour pendant 6 à 12 semaines. Cela peut leur donner une sensation de détente et d'euphorie. Opération du cerveau : Ils subiront une intervention sous anesthésie pour injecter un virus ou placer un dispositif dans leur cerveau, ce qui dure environ 30 à 45 minutes. Le jour suivant, ils peuvent perdre un peu de poids, mais ils le récupèrent généralement en trois jours. Ils ressentent une légère douleur, bien contrôlée par des médicaments contre la douleur qu’ils reçoivent avant et après la chirurgie. Il peuvent être confronté au saignement après la chirurgie, l’infection de la plaie qui est bien gérée par une désinfection à la Bétadine et un suivi par l’expérimentateur. Dans de rares cas le dispositif implanté dans leur cerveau peut se décrocher. Enregistrement de l'activité cérébrale : Nous allons enregistrer l'activité de certaines parties de leur cerveau pendant environ une heure, sous anesthésie générale profonde, après avoir stimulé une région spécifique. Activation ou inhibition du cerveau par la lumière : Nous utiliserons une technique spéciale qui permet d'activer ou de calmer certaines parties du cerveau des animaux éveillés pendant 3 minutes. L'activation peut causer une légère anxiété temporaire, tandis que l'inhibition a un effet de diminution du stress. Test de reconnaissance des émotions : Les animaux seront observés lors d’un test qui dure 10 minutes par jour pendant 5 jours, pour observer leur comportement et réaction emotionelle. Cela peut provoquer un léger stress. Stress modéré : Les animaux seront placés dans un dispositif qui limite leurs mouvements pendant 15 minutes, jusqu'à 4 fois, avec une semaine entre chaque session. Ce stress est modéré, et les animaux finissent par s'y habituer. Prélèvement sanguin : Un petit échantillon de sang sera prélevé sous leur mâchoire. Cela est rapide mais peut causer une légère douleur et un stress momentané au moment où l’aiguille entre dans la peau. Certains animaux subiront ce prélèvement une fois, et d'autres deux fois, avec une semaine d'intervalle. MODIFICATION: CERTAINS ANIMAUX SERONT HEBERGES INDIVIDUELLEMENT DANS UNE CAGE CONTENANT UNE ROUE D'ACTIVITE PENDANT UNE PERIODE DE 10 JOURS AVANT D'ETRE REPLACES EN CAGE COLLECTIVE CE QUI PEUT GENERER UNE STRESS TEMPORAIRE LIE A L'ISOLEMENT.
Devenir
A la fin des procédures les animaux sont euthanasiés sous anesthésie générale profonde pour la conservation des tissus (cerveau), qui seront analysés ultérieurement.
Remplacement
Ce projet étudie la manière dont les souris reconnaissent les émotions et comment cela est lié à la consommation d'alcool. À ce jour, il n'existe pas d'autres méthodes pour faire ces recherches sans utiliser des animaux. De plus, nous voulons comprendre comment certaines mutations génétiques influencent ces comportements. C'est pourquoi nous devons utiliser des souris spéciales qui ont les mêmes mutations que celles que l'on retrouve chez l'humain
Réduction
Nous optimisons le nombre d'animaux utilisés en réalisant plusieurs tests sur chaque animal au lieu de multiplier les groupes. Ainsi, les animaux passeront par différentes étapes de manière séquentielle (comme des opérations, des prélèvements, ou des tests de comportement). Avant de lancer un protocole complet, nous faisons d'abord des essais sur un petit groupe de 4 à 5 animaux pour voir si cela vaut la peine de poursuivre. Cela nous aide à éviter d'utiliser trop d'animaux. Si les résultats sont prometteurs, nous passons à un groupe de 12 animaux, qui est le nombre minimum que l’on estime nécessaire pour avoir des résultats fiables. Nous vérifions également que les données sont bien réparties avant de les analyser avec des méthodes statistiques appropriées.
Raffinement
Nous ferons tout pour garantir le bien-être des animaux pendant l'étude. Lors des opérations, ils recevront une anesthésie pour les endormir et des médicaments pour soulager la douleur. Si l'opération dure longtemps, nous les hydraterons avec une injection pour qu'ils ne soient pas deshydratés au reveil. Tous les animaux vivront dans un environnement confortable, avec des matériaux pour construire des nids et des endroits où se cacher. Ils seront gardés ensemble pour maintenir leurs liens sociaux, et des techniciens vérifieront leur état chaque jour. Si un animal montre des signes de douleur, les techniciens préviendront immédiatement le responsable de l'étude pour prendre des mesures. Si nécessaire, nous donnerons des médicaments ou des crèmes pour les aider à guérir. Nous pouvons aussi leur fournir de la nourriture spéciale pour les aider à manger. Après certaines opérations, nous utiliserons des matériaux doux pour éviter d’endommager les implants. Les tests qui leur permettent d’interagir chaque jour contribuent aussi à leur bien-être. Tous ceux qui s’occupent des animaux sont formés pour le faire correctement. Enfin, si un animal doit être euthanasié, cela se fera de manière douce, sans douleur, pour minimiser ses souffrances.
Choix des espèces
La souris est un animal souvent utilisé pour étudier le cerveau chez les vertébrés. Son système nerveux est organisé de manière similaire à celui des humains, et elle partage environ 95% de ses gènes avec nous, ce qui permet de transposer les résultats obtenus chez la souris à l'humain de manière assez fiable. De plus, la souris peut être génétiquement modifiée, ce qui nous aide à comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans de nombreuses maladies. Par exemple, grâce à des modèles de souris génétiquement modifiées, nous pouvons étudier comment certaines mutations génétiques humaines affectent des molécules ou des récepteurs spécifiques dans le cerveau. Les souris adultes ont été choisies pour cette étude car elles présentent une maturation complète des systèmes physiologique et neurologique, nécessaire à l’analyse des processus socio-emotionnels. Plus spécifiquement, nous utiliserons des souris modifiées pour exprimer des mutations des récepteurs nicotiniques, liées à la dépendance à l'alcool chez l'humain. Les souris montrent également une variété de comportements sociaux et de réponses émotionnelles, ce qui en fait un modèle pertinent pour notre recherche sur les émotions et la consommation d'alcool.
Etude de l’efficacité d’un candidat médicament sur un modèle de fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Intubés sous anesthésie générale, 2 300 rats reçoivent dans les poumons une substance qui y provoque une fibrose, puis un traitement quotidien pendant quatre semaines. Ils vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin pour récupérer leurs organes. Le protocole prévoit des imageries cardiaques d'une vingtaine de minutes sous anesthésie, parfois l'implantation chirurgicale d'une pompe sous la peau, puis une chirurgie finale de mesure de pression dans le ventricule droit et l'artère pulmonaire, une ponction de sang dans le cœur et une mise à mort par surdose d'euthanasiant. Le porteur décrit un inconfort respiratoire pouvant aller jusqu'à la détresse, sans jamais nommer ni la substance qui induit la fibrose ni les composés testés.
Objectifs
La fibrose idiopathique pulmonaire (FPI) est une pathologie pulmonaire chronique rare représentant la forme la plus fréquente de fibrose pulmonaire et dont la prévalence est de 18 cas pour 100 000 habitants dans le monde. La durée médiane de survie après l’établissement du diagnostic est estimée entre 2 et 5 ans. La FPI se caractérise par une rigidification du tissu pulmonaire affectant son fonctionnement et entrainant une insuffisance respiratoire pouvant aboutir, à terme, à des troubles cardiaques. Cette pathologie se manifeste ainsi par un essoufflement progressif, une toux sèche, une fatigue et une diminution de la tolérance à l’exercice. Plusieurs facteurs de risque sont associés à cette pathologie tels que le tabagisme et la pollution atmosphérique, les infections virales chroniques ou encore sont d’origines génétiques. Les stratégies pharmacologiques actuelles ne permettent pas de guérir la maladie mais seulement de ralentir sa progression et s’accompagnent d’effets secondaires importants. La seule stratégie curative repose sur une transplantation pulmonaire très invasive qui s’accompagne d’un risque important de complications post-opératoires et dont les greffons sont en quantités limitées. Il est donc nécessaire de pouvoir développer et tester de nouveaux composés permettant de soigner cette pathologie. L’objectif du présent projet est de tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments dans un modèle préclinique chez le rat dont la pathologie est induite par l’administration d’une substance connue pour être à l’origine de fibrose pulmonaire chez l’Homme. Ce modèle repose sur l’administration de cette substance dans la trachée. L’efficacité du candidat médicament sera comparée à un ou plusieurs traitements de référence.
Bénéfices attendus
Le modèle de fibrose pulmonaire induite par l'administration d'une substance entrainant la fibrose apparait comme un modèle élaboré, présentant des marqueurs de l'inflammation précoces suivi par l’installation progressive de la fibrose des tissus pulmonaires, observée dans la maladie de la FPI chez l’Homme. Ainsi, des caractéristiques fonctionnelles et tissulaires aussi bien au niveau pulmonaire que cardiaque sont présentes chez les animaux induits, de manière similaire aux patients atteints de FPI. À terme, l’utilisation de ce modèle animal permettra de sélectionner des composés présentant des bénéfices sanitaires significatifs en vue d’essais cliniques.
Procédures
Les animaux sont d'abord mis sous anesthésie générale avant d'être intubés puis une canule est glissée dans les voies respiratoires de l'animal et une injection liquide contenant la substance induisant la fibrose est administrée rapidement (durée de l'intervention: 6-8 min) dans les poumons. Durant les 4 semaines suivantes, les animaux seront traités quotidiennement avec plusieurs composés ou des composés de références selon différentes voies d'administration (voie orale, intraveineuse, injection dans l'abdomen ou en sous-cutanée: durée de chaque administration = 1min). Au cours du protocole, les animaux seront à nouveau anesthésiés de manière générale afin de pouvoir effectuer des imageries cardiaques (environ 20 min par passage) intermédiaires (c'est-à-dire à 2 semaines post-administration) pour contrôler les répercussions de l'induction de la pathologie et l'effet potentiel des candidats médicaments ai cours du protocole. Une autre imagerie cardiaque sera effectuée en fin de protocol puis une chirurgie sera effecutée sous anesthésie et analgésie afin de réaliser des mesures de pression dans le ventricule droit et dans l'artère pulmonaire puis pourront être soumis à un prélèvement sanguin par ponction directe dans le coeur avant d'être mis à mort par surdose d'euthanasiant (durée 15min). En parallèle, ces animaux pourront subir un prélèvement sanguin par ponction directe de la veine du cou réalisée sous anesthésie générale ou dans la veine de la queue sans anesthésie (durée: 5 min par prélèvements).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à une administration dans les voies respiratoires avec la substance induisant la fibrose pulmonaire réalisée sous anesthésie générale et par intubation entrainant un risque d’irritation des voies respiratoires. L’administration de cette substance entraine une réponse inflammatoire pulmonaire rapide responsable d’un inconfort respiratoire et pouvant provoquer une détresse respiratoire plus ou moins sévère en fonction de la sévérité de la lésion. Dans les heures qui suivent l’administration de cette substance, une baisse de la mobilité peut être observée ainsi qu’une perte d’appétit et une baisse de l’hydratation entrainant une perte de poids. Une chirurgie d’implantation de pompe contenant les composés pourra être réalisée nécessitant une ouverture de la peau pouvant être source de douleur et/ou une gêne notamment avec la présence de la pompe et de la diffusion des substances via celle-ci. L’administration répétée de candidat médicament par voie orale, dans l'abdomen, intraveineuse ou sous-cutanée est une source de stress puisqu’il est nécessaire d’appliquer une contention chez le rat afin de pouvoir réaliser ces gestes. Un des effets indésirables potentiels est lié à l'administration du candidat médicament. Un problème lors du geste technique ou un effet secondaire du composé testé peut être observé surtout pour les nouvelles molécules avec peu de recul. Le traitement par injection dans l'abdomen peut entrainer une inflammation de l'abdomen. Le traitement par voie orale peut entrainer des fausses routes associées à des troubles respiratoires. Des prélèvements de sang seront réalisés soit sur animal sous anesthésie générale lorsque ce dernier sera effectué à la veine du cou soit sur animal vigile soumis à une contention, impliquant des ponctions directes dans les vaisseaux à l’aide d’une aiguille pouvant être à l’origine 1) d’une douleur, 2) de stress et 3) d’un écoulement sanguin persistant. Une nouvelle anesthésie générale est nécessaire pour chaque imagerie cardiaque ou lorsque des prélèvements sanguins à la veine du cou seront nécessaires. De même, en fin de protocole, des mesures des flux sanguins seront effectuées dans le ventricule droit et l’artère pulmonaire sur animal anesthésié, pouvant être suivie par un prélèvement de sang dans le coeur.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure car il est nécessaire de récupérer les organes pour faire des analyses approfondies sur l'effets des composés.
Remplacement
L’objectif du projet est d’obtenir une preuve de concept d’efficacité de nouveaux composés in vivo. Afin d’évaluer l’effet de candidat médicament sur les marqueurs de l’inflammation et de fibrose des tissus pulmonaires ou cardiaques, le recours à un modèle animal est nécessaire. En effet, bien qu'une évaluation initiale de l'effet des composé peut-être effectué dans des modèles in vitro (permettant de faire un premier trie des composés les plus pertinents), ces derniers ne permettent pas d’induire et d’étudier les répercussions intégrées au niveau cardiorespiratoire et systémique, ni d’évaluer le devenir du candidat médicament.
Réduction
Le modèle de fibrose pulmonaire induite chez le rat à la suite de l’administration d'une substance connue pour induire de la pibrose dans les poumons est connu pour être reproductible permettant d’utiliser un nombre d’animaux réduit. Ajouté à cela, dans le cas où une imagerie cardiaque est pratiquée à un temps intermédiaire (à 2 semaines post-induction) en plus des mesures terminales, les animaux pourront 1) être répartis de manière aléatoire permettant ainsi d’homogénéiser les différents groupes et de diminuer ainsi la variabilité entre ces derniers, et 2) de faire un suivi sur plusieurs semaines sur les mêmes animaux limitant le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation d’au moins 5 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations . Les animaux seront hébergés par 2 ou 3 par cage selon leur poids. Des enrichissements multiples leur sont proposés (batônnets en bois, carrés de cellulose, rouleaux en carton), en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation par l'Homme ainsi qu’aux environnements nouveaux afin de réduire le stress. Les animaux seront également habitués à la manipulation et à la contention pour diminuer le stress lié aux différentes procédures. L’administration de la substance induisant la fibrose dans les poumons sera réalisée sous anesthésie générale et les animaux seront surveillés en phase post-opératoire sur tout le reste de la journée. De la nourriture et/ou des gels enrichis seront déposés dans la cage afin de limiter la perte de poids des animaux après l’administration de la substance induisant la fibrose. Une réhydratation pourra être effectuées en cas de signes de déshydratation. Les prélèvements sanguins ainsi que les doses et volumes d’injection d’analgésiques ou des traitements avec les candidats médicaments seront réalisés selon les recommandations éthiques [doses et volume adaptées en fonction des voies d’administration. Après chaque prélèvement de sang, une une héhydratation sera réalisée (volume équivalent injecté directement dans la voie veineuse ou 2 fois le volume prélevé injecté en sous cutanée) afin de compenser la perte de sang. Les imageries cardiaques et prélèvements sanguins à la veine du cou seront réalisés sous anesthésie générale tout comme les mesures de flux sanguins. Ces derniers se feront également sous analgésie. Pour chaque anesthésie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant retro-contrôlé et seront maintenus à une température comprise entre 36,5 et 37,5°C, et du gel ophtalmique sera déposé sur les yeux.
Choix des espèces
Le rat est largement utilisé en préclinique pour le modèle de fibrose pulmonaire. Il présente des structures alvéolaires et bronchiolaires suffisamment comparables à celle de l’Homme pour obtenir une réponse pro-inflammatoire suivie par l’installation de la fibrose pulmonaire, toutes deux typiques de la FPI. L'analyse des flux sanguins (pression artérielle et cardiaque) et imageries cardiaques sont également sensiblement comparables et peuvent être partiellement transposables à celles observées chez les patients FPI. Le rat présente une bonne tolérance physiologique à la substance induisant la pathologie dont le développement est stable et reproductible chez cette espèce. Le rat permet également de réaliser des prélèvements sanguins longitudinaux ainsi que de collecter des volumes sanguins suffisants pour étudier de manière plus précise la pharmacocinétique d’un composé dans l’organisme. Des rats âgés de 5-7 semaines le jour de l’administration intratrachéale de cette substance (entre 180-300g) seront utilisés dans ce projet car la grande majorité des résultats de la littérature concernant ce modèle a été obtenue sur des rats appartenant à cette gamme de poids.
Conséquences de l’exposition prénatale aux substances per et polyfluoroalkylées (PFAS) sur le placenta et le développement fœtal chez la souris gestante.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
162 souris gestantes reçoivent un gavage de PFAS par jour pendant toute leur gestation, sept gavages de cinq minutes chacun. Leurs 1 296 souriceaux sont comptés dans le projet, ce qui porte à 1 458 le nombre de souris utilisées, 1 296 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 162 un niveau modéré, toutes tuées pour prélever le sang et les organes. Le porteur indique que les petits pourraient présenter un retard de croissance, des anomalies du comportement social et de la vocalisation, voire une mortalité néonatale en cas d'exposition importante. Il revendique la souris gestante comme un "organisme entier", tout en décrivant le modèle cellulaire complexe de placenta humain qu'il utilise en parallèle.
Objectifs
Des données émergentes suscitent des préoccupations concernant les effets de l'exposition aux polluants de la famille des substances per et polyfluoroalkylées (PFAS), sur la santé placentaire et le développement du fœtus, augmentant ainsi la vulnérabilité maternelle et fœtale. Particulièrement, quatre substances PFAS associés soit à des modifications histologiques de la vascularisation placentaire, soit à un vieillissement précoce des villosités placentaires. Des études épidémiologiques ont montré que l'exposition gestationnelle aux PFAS est associée à un risque accru de complications de la grossesse, notamment le développement de maladies cardiovasculaires comme la prééclampsie, et pourrait également exposer le fœtus à des effets néfastes sur sa santé, tels qu'un faible poids à la naissance. Par ailleurs, des travaux récents chez l'homme et l'animal ont suggéré que l’altération de la fonction vasculaire feto-placentaire pourrait constituer un mécanisme clé de toxicité aux PFAS pendant la grossesse. Le projet global consistera à étudier les effets de l’exposition aux PFAS durant la grossesse sur le placenta et le fœtus en s’appuyant sur des données collectées sur une cohorte de patientes suivies pendant leur grossesse en France pour l'exposition aux polluants, y compris les PFAS. Les PFAS associés à des altérations histologiques du placenta feront l'objet d'une étude approfondie dans notre projet. Les impacts de l’exposition aux PFAS candidats seront d'abord étudiés sur un modèle de cellules placentaires, puis sur un modèle d’explants de placenta humain, et enfin sur un modèle de souris. L’ objectif de ce projet sera : D’évaluer l'impact de l'exposition à ces PFAS sur le développement placentaire et fœtal chez la souris gestante.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples et s'inscrivent dans une perspective de prévention et d'amélioration des connaissances sur les risques liés à l'exposition aux PFAS durant la grossesse. La caractérisation des mécanismes par lesquels les PFAS affectent la santé placentaire et fœtale est cruciale pour mieux comprendre les risques d'une exposition au cours de la gestation. En effet, la perte d'intégrité placentaire est un phénomène qui peut non seulement perturber le déroulement de la grossesse, mais aussi altérer le développement du cerveau fœtal. L’utilisation du modèle de souris gestante permettra d’évaluer l'impact de l’exposition aux PFAS dans un environnement biologique plus complexe, facilitant l’observation des effets sur la santé du fœtus et sur le développement de possibles pathologies futures. Toutefois, bien que certaines études aient exploré les effets des PFAS sur la santé placentaire, aucune n’a jusqu'à présent approfondi la caractérisation de l'impact de ces substances sur la structure placentaire, ni étudié leur effet potentiel sur l'interaction entre le placenta et le développement cérébral du fœtus. Ce projet permettra de combler ces lacunes en apportant une compréhension plus élargie de la réponse gestationnelle aux PFAS et d’identifier des altérations du cerveau fœtal, connues pour évoluer en troubles cognitifs durant l'enfance. À long terme, ce projet permettra de mieux évaluer les risques sanitaires associés à l'exposition aux PFAS et de définir des critères pour une réglementation plus stricte. Il permettra d'élaborer de nouvelles stratégies de surveillance, de prévention et d'atténuation des risques liés à l’exposition aux PFAS chez les femmes enceintes et les fœtus, tout en permettant l'établissement de valeurs seuils à ne pas dépasser afin de réduire les risques de pathologies chez les générations futures.
Procédures
Les gavages réalisés seront effectués une fois par jour chez les souris femelles adultes gestantes pendant toute la gestation. Celle-ci durera 5 min par gavage et par animal. Au total chaque souris recevera 7 gavages au cours de la gestation.
Impact sur les animaux
Le gavage avec une solution de PFAS peut provoquer un inconfort temporaire, notamment lors de l’introduction de la sonde, ce qui pourrait entraîner une douleur se limitant à la période de manipulation. La procédure de gavage, en particulier si elle est répétée peut entrainer du stress ainsi qu'une perte de poids modérée et une réduction de la mobilité. Des effets liés aux PFAS peuvent également être observés comme des troubles gastro-intestinaux (diarrhée, vomissements légers). Les souriceaux pourraient présenter un retard de croissance (un poids à la naissance inférieur à la moyenne), des anomalies comportementales (recherche de nid, comportement social, communication via vocalisation), voire une mortalité néonatale en cas d'exposition importante aux PFAS. A long terme, des signes d’altérations neurologiques pourraient persister. Ces paramètres seront surveillés de très près pendant toute l’étude.
Devenir
Afin de mener ce projet et d’évaluer les effets des PFAS, le sang ainsi qu’un ou plusieurs organes seront prélevés sur les animaux pour être analysés, ce qui implique que les animaux devront être euthanasiés avant de réaliser ces prélèvements.
Remplacement
Cette étude examine les effets de l'exposition prénatale aux PFAS chez la souris gestante et son fœtus. L'objectif est de mieux comprendre comment ces substances peuvent affecter le fonctionnement du placenta et, potentiellement, le cerveau du fœtus, un organe particulièrement vulnérable. Les perturbations dans le développement du cerveau du fœtus peuvent avoir des conséquences importantes sur la santé du fœtus, à long terme. L’étude a été initiée par l’étude les liens entre les niveaux de PFAS dans le sang des femmes enceintes et des anomalies dans la structure du placenta. Cette analyse a été effectuée sur des données collectées sur une cohorte de patientes enceintes suivies durant leur grossesse pour examiner les liens possibles avec des marqueurs de vieillissement ou de vascularisation dans le placenta. Avant de passer sur le modèle animal, nous avons réalisé des études cliniques, in vitro et ex-vivo qui confortent nos hypothèses et nous incitent à considérer un modèle in vivo. Le projet comprend plusieurs volets innovants qui visent à réduire/remplacer l'utilisation des animaux en utilisant: - Un modèle cellulaire complexe de placenta qui regroupe les différents types cellulaires présent dans le placenta humain sera également utilisé pour étudier l'impact des PFAS, en simulant les interactions entre tous les types de cellules présentes dans le placenta. - A la suite de la publication des résultats sur le placenta humain et en vue de l’intérêt suscité par cette étude, des expériences en laboratoire seront menées sur des cellules placentaires humaines pour étudier les effets des PFAS et leurs effets sur le placenta. En dépit de toutes les approches citées ci-dessous, notre projet ne pourra pas se passer du modèle animal. En effet, l’organisme entier offre la possibilité d’étudier les réponses globales des différents types cellulaires et d'analyser les interactions entre différents organes, cas du placenta et du cerveau fœtal. Les mécanismes recherchés ne peuvent être caractérisés que dans un contexte d’organisme entier, et non sur des cellules isolées au laboratoire dans un contexte non physiologique. L’utilisation du modèle de souris dans un contexte plus physiologique propose une recherche complète qui fournira des informations sur les effets potentiels à court et à long terme. Ainsi, ce projet vise à fournir une compréhension approfondie des effets des PFAS pendant la grossesse et leur impact potentiel sur la santé du fœtus.
Réduction
Il est prévu d’utiliser 162 souris femelles qui donneront naissance à environ 8 souriceaux chacune, soit 1458 souris au total sur une durée de 5 ans. Ces souris seront divisées en plusieurs groupes et recevront un traitement différent de PFAS. Le nombre de souris femelles a été calculé et réduit au minimum de façon à ce que les résultats puissent être exploités et interprétés de façon fiable d'un point de vue statistique. Pour réduire le nombre d’animaux utilisés, nous nous sommes appuyés sur des données de la cohorte sur les patientes enceintes qui a identifié les PFAS les plus pertinents à caractériser dans un organisme entier, la souris gestante. Le modèle murin sera exclusivement employé pour valider les effets observés et réaliser des expériences complémentaires, et non pour des identifications initiales.
Raffinement
Les souris seront suivies tous les jours de la semaine par les personnes impliquées dans le projet et les week-end par les personnes d’astreinte. Les souris gestantes ayant mis bas avec leurs souriceaux seront suivies tous les jours dès l’accouchement, jusqu’au moment de séparation des petits de leur mère (J42). Différents paramètres permettant le suivi de l'aspect général comme le comportement, la locomotion, ainsi que la perte de poids seront estimées de façon régulière. La mise à mort et la collecte des échantillons seront effectuées sous anesthésie. Des critères d'arrêt sont prévus dans le projet en cas de survenue d’effets inattendus.
Choix des espèces
Le modèle choisi pour cette étude est le modèle animal souris gestantes, âgées de 8 à 14 semaines, qui permettra de suivre toutes les étapes de la gestation. Le modèle souris est choisi pour sa gestation courte et proche de la gestation humaine. Comme chez l’humain, la placentation chez la souris est hémochoriale, c’est-à-dire que les échanges entre la mère et le fœtus se font à travers la barrière placentaire sans que le sang de la Maman et de son fœtus ne soient mélangés. Plusieurs études ont démontré qu’il existe une grande similitude dans l’expression et la régulation des gènes clés de la placentation chez les deux espèces et que plusieurs facteurs qui régulent la formation de nouveaux vaisseaux sont exprimés dans des types cellulaires similaires et régulés de la même façon.
Identification du rôle de l’additif alimentaire nanoparticulaire phosphate tricalcique dans la survenue de l’allergie au blé chez un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Trois administrations d'alun et d'allergène du blé à une semaine d'intervalle, quatre prélèvements de selles, trois prises de sang et un gavage final destiné à déclencher la réaction allergique : 180 souris subissent ce protocole entre leur quatrième et leur septième semaine de vie. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever les tissus du système immunitaire et de l'intestin. L'additif visé, un phosphate tricalcique nanoparticulaire, entre aujourd'hui dans les préparations infantiles et a servi d'adjuvant vaccinal. Le porteur écrit que le protocole ne suscite pas ou peu de douleur et n'emploie donc aucun anesthésique en dehors de la mise à mort, après avoir décrit des souris recroquevillées une à deux heures sous l'effet de l'alun, une chute de leur température corporelle et des respirations sifflantes d'anaphylaxie.
Objectifs
Le projet vise à identifier comment un additif alimentaire, reconnu comme un nanomatériau et incorporé dans les formulations alimentaires pour équilibrer l’apport en phosphate et calcium, peut conduire à des désordres du système immunitaire via sa capacité à stimuler le système immunitaire et/ou son affinité pour des protéines identifiées comme allergènes. L’augmentation de la prévalence des allergies alimentaires observée depuis une vingtaine d’années coïncide avec l’augmentation de la consommation d’aliments ultra-transformés. Parmi les aliments ultratransformés, on trouve ceux contenant des additifs alimentaires, dont le risque de déclencher des réactions allergiques commence à être évoqué pour ceux contenant des nanoparticules. Les nanoparticules ont une grande capacité de couplage avec des protéines et donc des allergènes. Ces mélanges nanoparticules/allergènes peuvent à la fois favoriser l’exposition des allergènes dans le corps et interagir avec le système immunitaire en impactant la réponse immunitaire du corps. L’une des formes de l'additif contient 100% de nanoparticules. Elle a servi pendant plusieurs années de support à des vaccins comme adjuvant et est actuellement employée dans les préparations infantiles pour augmenter l’apport en calcium des nouveaux-nés. Notre question est donc : est-ce que l’additif alimentaire a un potentiel effet adjuvant de la réaction allergique chez le jeune enfant et notamment vis-à-vis d’un allergène majeur chez l’enfant : le blé ? L’allergène choisi est la gliadine native de blé, une protéine du blé.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif d’apporter des connaissances sur le mécanisme d’action d’un additif alimentaire dans la sensibilisation au blé. Par la comparaison des différents paramètres mesurés, le protocole répondra aux hypothèses formulées suivant la bibliographie, à savoir : 1) L'additif participe à la sensibilisation et au déclenchement de l’allergie alimentaire en favorisant l’exposition des allergènes et/ou limitant la digestion des protéines dans l'intestin. Ce mécanisme est basé sur les grandes capacités de couplage entre l'additif et les protéines dont les allergènes. 2) L'additif a la capacité de stimuler le système immunitaire, comme lorsqu’il est adjuvant de vaccins.
Procédures
Lors de ce protocole, toutes les souris subiront 4 prélèvements de selles, un juste avant la sensibilisation 1 = S1, un avant la sensibilisation 2 = S2, un avant la sensibilisation 3 = S3 et un la veille de la mise à mort. Les souris auront également 3 prises de sang espacées d’une semaine au minimum (avant les sensibilisations 1, 2 et 3). Les groupes sensibilisés soit 90 souris par sexe subiront 3 administrations à 1 semaine d’intervalle (S1, S2, S3), puis toutes les souris, soit 180, subiront 1 gavage oral. Les prélèvements de selles, les prises de sang et le gavage oral sont réalisés sur souris vigile. Chaque prélèvement de selles dure 10 minutes par souris et chaque prise de sang dure entre 1 à 2 minutes par souris. Chaque gavage oral dure une quinzaine de secondes par souris.
Impact sur les animaux
La phase de sensibilisation et la phase de déclenchement de l’allergie alimentaire peuvent contribuer à des nuisances. Lors de l’administration de l'allergène une légère douleur passagère peut être ressentie au point d'injection. L’alun entraine aussi une douleur passagère, les souris se recroquevillent, qui dure 1 à 2h. Les souris sensibilisées à l’alun sont à nouveau surveillées 3h après. Une baisse de la température corporelle des animaux est également observée quand l’animal déclenche une réaction allergique. Les souris pourraient ressentir des douleurs stomacales liées à l’administration de l’allergène par gavage. La prise de température par voie rectale peut aussi entrainer un inconfort pour les souris. Aussi, des symptômes caractéristiques de l’anaphylaxie peuvent être observés comme une respiration difficile et sifflante. Généralement, les effets surviennent entre 0 et 30 minutes après le gavage pour déclencher la réaction allergique et peuvent persister pendant une trentaine de minutes. Lors de la prise de sang à la queue une irritation passagère à la queue peut être ressentie.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents tissus nécessaires à l’étude du système immunitaire et de la fonction intestinale.
Remplacement
Dans le cas de l’allergie alimentaire, les modèles in vitro ou in silico ne permettent pas de reproduire efficacement les phénomènes intervenant à la fois sur le système immunitaire et la physiologie. Pour étudier le mécanisme de la réponse allergique, le modèle in vivo est donc actuellement le seul adapté.
Réduction
Sur la base d’une étude menée récemment au laboratoire, le nombre minimum d’animaux pour obtenir des résultats statistiquement exploitables sur les molécules d'intérêt dans l'allergie conduit à utiliser des groupes de 30 souris chacun. Dans la mesure où cette étude pourrait générer une alerte en santé publique, nous avons des groupes de 30 animaux.
Raffinement
Seul le personnel expérimenté et qualifié effectuera les expérimentations animales. Ces exigences visent à s’assurer que les procédures nécessaires à l’expérimentation sont exécutées efficacement, avec les soins appropriés afin de minimiser la souffrance des animaux. Le suivi des signes généraux et le suivi des points limites sont effectués au quotidien afin de minimiser l’inconfort et la douleur. Pour minimiser la douleur stomacale provoquée par l'alun, de la nourriture est déposée à proximité de la souris dans la cage pour faciliter son accessibilité. Le cycle jour/nuit de 12h des animaux sera respecté. Les souris seront herbergées dans les cages d’un portoir ventilé (température, humidité). Les souris seront hébergées en nombre de 5 par cage dans un environnement avec au moins 2 enrichissements (dôme, tube, coton) pour limiter l’angoisse. L’eau et la nourriture seront mises à volonté dans les cages. Ce protocole ne suscitant pas ou peu de douleur chez la souris et afi de ne pas interférer avec les résultats du protocole, aucun anesthésique ne sera utilisé, mis à part à la mise à mort.
Choix des espèces
Au cours de cette étude seront utilisées des souris mâles et femelles. Les souris constituent un modèle reconnu dans le cadre des études du système immunitaire du fait de la caractérisation approfondie de cette espèce et de la bibliographie existante. De plus, nos modèles d’allergie ont été établis sur cette espèce. Des analyses des molécules impliquées dans l'allergie seront réalisées. L’utilisation de ces souris nous donne accès à de nombreux outils sur le système immunitaire, notamment les anticorps présents dans l'allergie. Les souris utilisées auront 3 semaines de vie à réception (fraichement sevrées), , 4 semaines de vie à la première sensibilisation (adolescence), 7 semaines au moment du gavage oral et de la mise à mort (âge de maturité sexuelle complète).
Rôle des cellules acquises pendant la gestation en conditions normales et pathologiques dans un modèle murin de polyarthrite rhumatoïde
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
459 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 260 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 199 un niveau léger. Chaque geste se fait sous anesthésie gazeuse, cinq prises de sang étalées sur sept mois pour 199 d'entre elles, quatre injections espacées de deux semaines puis neuf prises de sang sur cinq mois pour les 260 autres. Le projet cherche à comprendre pourquoi les femmes développent plus souvent une polyarthrite rhumatoïde, en suivant chez la souris les cellules échangées entre la mère et le fœtus, les thérapies personnalisées annoncées étant renvoyées au long terme. Leurs organes sont prélevés après la mise à mort et conservés en biobanque, pour un atlas que le porteur présente comme un moyen d'éviter d'utiliser de nouveaux animaux plus tard.
Objectifs
Il s’agit de comprendre pourquoi les femmes sont plus souvent atteintes par les maladies autoimmunes Rhumatismales. Une maladie autoimmune est une maladie où le corps se défend à tort contre soi, et ici il s’agit d’une maladie rhumatismale appelée polyarthrite rhumatoïde dont la cible est l’articulation. L’objectif est d’analyser le rôle des cellules semi-étrangères qu’un individu peut recevoir au cours de sa vie. Les femmes, comme les hommes, reçoivent des cellules maternelles pendant leur vie in utero. Chacun peut également recevoir des cellules d’un jumeau né ou non. Ces cellules issues d’un échange entre jumeaux s’appellent des cellules gémellaires ou fraternelles. Mais les femmes ont la particularité de recevoir, en plus de ces cellules maternelles et fraternelles, des cellules foetales quand elles sont enceintes. Ces cellules reçues à différents stades de la vie persistent des décennies chez leur hôte. La plupart du temps elles ne sont pas néfastes, voire même bénéfiques, pouvant contribuer à la réparation des tissus. Cependant, ces cellules, bien que peu nombreuses chez leur hôte, sont capables de produire des protéines appelées autoanticorps qui participent au développement des maladies autoimmunes rhumatismales. Elles y participent dans un contexte génétique particulier que nous étudions chez la souris. Nous pouvons réaliser des croisements différents mimant les différents contextes génétiques humains. Nous pouvons aussi visualiser et traquer ces cellules semi-étrangères issues des échanges foeto-maternels ou gémellaires grâce à des modèles de souris. Le but est de comprendre comment chaque source, maternelle, gémellaire et/ ou foetale peut indépendamment ou en collaboration avec d’autres, participer au déclenchement d’une maladie autoimmune rhumatismale chez leur hôte.
Bénéfices attendus
A court terme ce projet apportera de nouvelles connaissances. A plus long terme, ce projet permettra de proposer de nouvelles thérapies personnalisées en fonction du sexe, afin de cibler ces cellules et/ou de les orienter vers une influence moins néfaste et d’enrayer le processus d’auto-immunité.
Procédures
Les interventions sur les animaux seront toutes réalisées sous anesthésie gazeuse : - sur 199 animaux : 5 prises de sang (acte durant chacun moins d’une minute) par animal sur une durée de 7 mois - sur 260 animaux : 4 injections à 2 semaines d’intervalle et 9 prises de sang (actes durant chacun moins d’une minute) sur une durée de 5 mois.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à un stress lors de la manipulation pour les placer dans la boite d’anesthésie gazeuse, et lors du réveil. Les prises de sang et les injections (équivalentes à piqûre pour vaccination) sont susceptibles d’induire une douleur/gène au point d’injection.
Devenir
A l'issue de la chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de prélever leurs organes qui seront analysés grâce à des techniques courantes de laboratoire (microscopie, …) et conservés en biobanque.
Remplacement
Il n’est pas possible d’utiliser des modèles in silico (modèle informatique) ou in vitro pour étudier le rôle des cellules acquises pendant la grossesse chez l’hôte et en particulier son rôle immunitaire. Seul un modèle murin peut permettre d’analyser la réponse immunitaire dans son intégralité, et qui implique différents organes.
Réduction
Les travaux précédents nous ont permis de définir les conditions d’immunisation et les croisements les plus propices à obtenir des échanges foeto-maternels (nombre de gestations etc..) et de connaitre les pourcentages de souris qui produisent des anticorps après immunisation pour quelques groupes. Ceci permet de calculer au plus juste le nombre d’animaux utilisés. Pour les groupes pour lesquels nous ne connaissons pas les pourcentages, nous planifions de commencer par immuniser 12 souris, puis analyserons les statistiques et n'augmenterons les effectifs que si nécessaire pour réduire au maximum le nombre à utiliser. Un morceau de chaque organe prélevé après mise à mort de l’animal sera cryopréservé, extrait en ADN et/ou préparé pour des coupes microscopiques qui pourront permettre des analyses ultérieures de recherches plus précises de cellules maternelles, gémellaires et/ou foetales au fur et à mesure du développement de nouvelles technologies, évitant ainsi d’utiliser de nouveaux animaux. Cette biobanque permettra d’établir un Atlas complet de chaque organe et pourra être mise à disposition pour de futures études collaboratives. Par exemple ici nous ne disséquons pas le cerveau pour en connaitre la composition exacte et le type de cellules maternelles, mais un spécialiste dans le domaine pourra analyser ces échantillons sans avoir à utiliser de nouveaux animaux. Cela permet de réduire considérablement le nombre d’animaux dans le futur.
Raffinement
Chaque cage sera pourvue d’un enrichissement, rouleau en coton/ dôme en cellulose/ papier de Kraft pour satisfaire l’instinct naturel de nidification et offrir un confort optimal et une sécurité pour les souris. Après les prélèvements ou immunisations qui sont faits après anesthésie gazeuse ( 5 à 6 min), les souris seront placées dans leur cage chauffée sous lumière chauffante pour que l’animal ait suffisamment chaud au réveil. A chaque prélèvement, l’animal sera pesé et observé pour être sûr de sa bonne santé. Une fiche d’observation sera remplie afin d’assurer un suivi de l’état des animaux et de prendre les mesures adaptées (surveillance accrue, apport de nourriture gélifiée) le plus précocement possible. Si ces mesures sont insuffisantes, et que l’état de l’animal ne s’améliore pas ou se dégrade, il sera euthanasié avant la mise à mort prévue initialement.
Choix des espèces
La femelle souris est un modèle très proche de la femme en termes de placentation et d’échanges de cellules foeto-maternelles ou gémellaires pendant la grossesse. C’est également un bon modèle pour le suivi d’une réponse immune. De plus, il est possible d’utiliser des souris de génétique différente, ce qui nous permet de tracer et d’évaluer le rôle de ces cellules semi-étrangères (acquises pendant la grossesse) dans les maladies autoimmunes. Pour comprendre où vont ces cellules semi-étrangères en condition normale, non pathologique, et comment elles évoluent au cours du temps, les animaux sont étudiés à diférents stades de développement après sevrage : à 3 à 4 semaines de vie, au stade jeunes adultes (
Etude de l’effet d’expositions pré- et postnatales aux champs électromagnétiques radiofréquences du téléphone portable 5G sur le développement et sur la sociabilité chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Exposées jusqu'à 22 heures par jour aux ondes de la 5G à partir du septième jour de gestation, 76 rates sont hébergées seules pendant onze à dix-huit jours d'affilée, puis réunies avec leur portée. Les ratons naissent sous exposition et la subissent jusqu'à leur 80e jour de vie. Du premier au vingt-et-unième jour ils passent des tests sensori-moteurs, puis des tests de sociabilité, de cognition et de coordination locomotrice pouvant durer une heure par jour, avec des animaux stimulus non exposés. Le porteur indique que l'exposition pourrait provoquer des malformations, des retards de croissance et des signes comportementaux anormaux. Au total 1 198 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tués à des temps précis de leur développement pour des analyses ex vivo.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact d’expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences liés aux télécommunications, notamment à la fréquence de la 5ème génération de téléphone portable, sur le développement précoce, la sociabilité et la cognition chez le rat. L’étude portera sur des animaux exposés durant la gestation jusqu’à l’âge adulte, et évalués du début de leur vie postnatale jusqu’à l’âge adulte.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à apporter des éléments de réponse aux questions scientifiques et aux préoccupations sociétales relatives aux effets potentiels des expositions précoces aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement du système nerveux.
Procédures
Observations cliniques et pesées (5 min) : au moins tous les 2 jours, au maximum tous les jours. Hébergement individuel des 76 femelles gestantes : dès leur réception, environ 3e et 10ᵉ jour de gestation jusqu’à la mise bas (11 et 18 jours en continu) pour respectivement les procédures 1 er 2. Exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences (jusqu’à 22h/jour) : tous les jours durant au maximum 3 mois, du 7ème jour de gestation à 80 jours après la naissance ; placement des cages d’hébergement dans la chambre d’exposition et exposition. Observation de la croissance physique et tests sensori-moteurs (5 min) : du 1er au 21ème (sevrage) jour de vie postnatal ; manipulation des animaux pour les observer et les positionner pour les tests. Test de sociabilité, et évaluation des fonctions cognitives et de la coordination locomotrice (jusqu’à 1h/jour) : 1 fois/âge/test d’intérêt ; manipulation des animaux pour les positionner pour les tests.
Impact sur les animaux
De manière générale, la manipulation des animaux lors des examens cliniques et des tests comportementaux peut provoquer un certain niveau de stress, susceptible d’influencer leurs réactions à la préhension ainsi que leur activité. La manipulation des ratons, l’ajustement des portées et les éventuelles adoptions impliqueront un stress pour les mères pouvant impacter le développement de leur descendance. Par ailleurs, l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pourrait entraîner des effets systémiques pouvant occasionner de la souffrance. Des malformations, des retards de croissance et des signes cliniques anormaux, notamment comportementaux, pourront alors être observés.
Devenir
Tous les rats seront mis à mort à des temps précis de leur développement pour réaliser des analyses ex vivo et conclure sur le niveau de risque de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences pour leur santé.
Remplacement
Pour ce qui est du remplacement, les approches cliniques, in vitro et in silico, par leurs limitations éthiques et techniques, ne peuvent pas répondre seules au questionnement concernant l’impact des expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences sur le développement sensoriel et moteur précoce, la sociabilité, et la maturation des fonctions cognitives et locomotrices, nécessitant de fait le recours aux études in vivo.
Réduction
Au plan de la réduction, plusieurs paramètres biologiques seront évalués sur un même animal, permettant ainsi de minimiser le nombre de rats utilisés. Les échantillons collectés après la mort seront exploités pour l’analyse de plusieurs marqueurs biologiques d’intérêt fortement questionnés dans le cadre de l’étude des effets des champs électromagnétiques radiofréquences. Le nombre d’animaux qui sera utilisé a été déterminé sur la base de l’effectif minimum nécessaire pour mettre au point les protocoles de test adaptés à l’évaluation de paramètres développementaux chez le rat et de les appliquer à l’étude des effets de l’exposition précoce à des champs électromagnétiques radiofréquences. Il a été établi à partir des données bibliographiques disponibles sur des études antérieures d’intérêt réalisées chez l’animal qui permettront une analyse statistique robuste et une extrapolation pertinente des résultats à l’homme. Des tests appropriés au traitement de chaque type de données et à leur distribution seront utilisés pour les comparer et ainsi évaluer les effets de l’exposition aux champs électromagnétiques radiofréquences.
Raffinement
Dans le cadre du raffinement des conditions expérimentales, chaque animal fera l’objet d’une observation quotidienne et sera pesé au minimum tous les deux jours. Les conditions d’hébergement seront enrichies afin de favoriser le bien-être et l’expression des comportements naturels. Les femelles gestantes seront hébergées individuellement, puis avec leur portée après la naissance. À partir du sevrage, les jeunes seront hébergés par sexe et par groupe, afin de favoriser leur socialisation. Un fond sonore musical sera diffusé en journée pour les habituer progressivement aux bruits associés aux manipulations et ainsi réduire le stress lié aux interventions expérimentales. Du matériau leur permettant de nidifier et des bâtons en bois à ronger seront disposés dans les cages d’hébergement, pour contribuer au comportement maternel, à l’enrichissement cognitif et au bien-être général des animaux. Des mesures complémentaires de raffinement concerneront la stabulation et la manipulation. Des points limites ont été définis pour détecter précocement tout signe de douleur ou de détresse. Pour chacun de ces critères, des actions correctives adaptées ont été prévues, en cohérence avec les paramètres étudiés, afin d’assurer le suivi attentif et le bien-être optimal des animaux.
Choix des espèces
Le rat est un animal de référence pour les études de toxicologie. En particulier, ses systèmes neurobiologiques et physiologiques ont été largement étudiés en laboratoire. Il existe une documentation très complète dans le domaine, dans la littérature et les ouvrages spécialisés. Ces recherches ont été effectuées majoritairement chez le rat. Dans un souci de comparer les données de ce projet avec les résultats obtenus précédemment concernant les effets des champs électromagnétiques radiofréquences sur les fonctions cérébrales, nous avons choisi d’utiliser la même espèce. Dans un 1er temps, des femelles avec leur portée, et des juvéniles et des adolescents seront exposés à des champs électromagnétiques radiofréquences et testés au plan comportemental pour mettre au point les conditions d’essai pertinentes à tester. Dans un 2ème temps, des femelles seront exposées aux champs électromagnétiques radiofréquences d’intérêt définis, durant la gestation jusqu’au sevrage, et leurs descendants du sevrage jusqu’à l’âge adulte. Ceux-ci seront évalués à quatre stades clés de leur développement : néonatal, juvénile, adolescent et adulte, au plan de leur croissance physique, développement neuromoteur, sociabilité et maturation des fonctions cognitives. Pour réaliser les tests de sociabilité aux stades juvénile et adolescent, des animaux stimuli, non exposés, seront utilisés en complément.
Rôle des lymphocytes T dans l’inflammation chronique et le cancer
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
169 des 316 souris passent jusqu'à sept minutes sous irradiation, les autres reçoivent des injections. Toutes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et toutes sont tuées pour prélever leurs organes. Une colite ou une tumeur leur est induite, avec diarrhée, déshydratation, perte de poids progressive et posture anormale, pour comprendre comment naissent des lymphocytes T dits de type souche, que le porteur déclare impossibles à produire in vitro faute d'en connaître les mécanismes, et dont ce même projet pourrait un jour permettre la production sans animaux. Le choix de la souris est justifié par les résultats antérieurs du laboratoire et par les lignées transgéniques disponibles, les cages étant placées sur un portoir réservé aux lignées immunodéprimées.
Objectifs
Les cellules du système immunitaire ne sont pas toutes identiques. Certaines, appelées lymphocytes T de type « souche », ont une capacité étonnante : elles peuvent se régénérer, vivre longtemps et donner naissance à d’autres cellules spécialisées chargées de défendre l’organisme. Dans le cas du cancer, ces cellules sont un atout : elles forment une réserve durable de lymphocytes capables de reconnaître et d’éliminer les cellules tumorales. Mais dans les maladies inflammatoires chroniques, comme les maladies inflammatoires de l’intestin, leur rôle semble moins favorable. Elles pourraient entretenir, au fil du temps, une inflammation excessive en servant de « réservoir » pour des cellules qui attaquent les tissus de manière continue. Nos travaux cherchent à mieux comprendre ces lymphocytes T de type souche. Nous voulons savoir comment ils apparaissent, quels signaux les transforment en cellules inflammatoires, et quel impact ils ont réellement dans des contextes aussi différents que le cancer et les maladies inflammatoires chroniques. Pour cela, nous utiliserons deux modèles expérimentaux chez la souris (un modèle de colite et un modèle de cancer) afin d’identifier ces cellules, d’étudier leur fonctionnement et, à terme, de mieux cibler leur action pour améliorer les traitements.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à décrypter le rôle précis des lymphocytes T de type souche, en tant que réservoirs de lymphocytes T pro-inflammatoires ou anti-tumoraux à long terme. Mieux comprendre leur biologie pourrait permettre : - De développer des stratégies thérapeutiques ciblées visant ces cellules dans les maladies inflammatoires chroniques. - Et d’optimiser l’immunothérapie dans le cancer, en exploitant leur potentiel bénéfique.
Procédures
169 souris seront soumis à une irradiation qui durera quelques minutes (max 7 min). Les 316 souris vont être injectées et ces injections dureront quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables : Pour le modèle de colite sont : • Diarrhée ou selles molles, • Perte de poids progressive liée à l'inflammation intestinale. • Déshydratation, en cas de diarrhée importante. • posture anormale. Pour le modèle tumoral sont : • Inflammation locale : rougeur ou gonflement au site de la tumeur. • Perte de poids progressive, • Posture anormale. l’irradiation des souris peut provoquer une légère léthargie (activité diminuée) et une perte de poids modérée.
Devenir
Toutes les souris seront mises à mort pour prélevement d'organes afin d'analyser phénotypiquement et fonctionnellement les cellules immunitaires.
Remplacement
La génération des lymphocytes T de type souche est impossible in vitro car on ne connait pas encore les mécanismes moléculaires permettant leur génération. Pour l’instant, aucune méthode alternative in vitro n’est adaptée afin de remplacer totalement le modèle murin. Toutefois, nos résultats pourraient permettre à terme la génération des ces lymphocytes in vitro et permettrait de réduire grandement le nombre d’animaux utilisés pour l’étude de cette pathologie.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif pour ne pas à avoir à répéter des procédures. Chaque animal inclus dans l'analyse est utilisé de façon optimale pour permettre l'analyse simultanée d'un maximum de paramètres et réduire encore le nombre d'animaux. Nous ne produisons ni ne commandons plus d'animaux que ceux nécessaires à chaque expérience. Enfin, l’excédent de cellules sera congelé pour utilisation ultérieure ce qui nous permettra de réduire encore plus le nombre d’animaux.
Raffinement
Les animaux sont maintenus dans une animalerie à statut sanitaire contrôlé. Ils sont hébergés dans des cages ventilées, placées sur un portoir réservé aux lignées immunodéprimées. Les cages, la litière, l’enrichissement, la nourriture et l’eau sont stérilisés avant utilisation. Les animaux sont manipulés et transférés sous une hotte de change désinfectée selon un protocole spécifique. Ces mesures permettent de réduire au minimum le risque d’infection ou de pathologie non désirée.
Choix des espèces
Nos résultats précédents ainsi que la majorité des données de la littérature sur lesquelles nous nous appuyons ont été obtenus chez la souris. Il est à noter que les résultats que nous avons obtenu au niveau des lymphocytes T dans le modèle de colite chez la souris nous ont permis de valider ce mécanisme chez les patients, ce qui démontre la pertinence des approches que nous utilisons. Enfin, il existe déjà des modèles de souris transgéniques dont l'utilisation permettra de répondre à certaines de nos questions. La souris représente donc un modèle particulièrement adapté à notre étude pour décrypter les mécanismes qui contrôlent la génération de la population T de type souche et les facteurs qui influencent leur programme de différenciation en cellules nocives. Pour toutes les procédures, nous utiliserons des animaux adulte (entre 8 et 12 semaines) qui possèdent un système immunitaire mature.