Rongeurs
Étude de l’impact de stress juvéniles sur l’activité sécrétoire du plexus choroïde via la production de protéines de fusion endogènes
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour mesurer ce qu'une infection simulée pendant la gestation et trois semaines d'isolement à l'adolescence font au cerveau, 1 392 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Certaines subissent une injection stéréotaxique dans le cerveau d'une heure ou un prélèvement de liquide cérébrospinal de vingt minutes. D'autres enchaînent les tests, trente minutes de locomotion, dix minutes pour l'anxiété, vingt minutes d'interaction sociale, huit minutes pour la dépression, vingt minutes de stéréotypie et six minutes de cognition. L'isolement de trois semaines constitue la procédure elle-même, et le porteur annonce en parallèle des cages enrichies pour rendre l'environnement plus apaisant, pour des bénéfices qui se limitent à mieux comprendre les mécanismes en jeu.
Objectifs
L'infection virale pendant la grossesse et l'isolement chronique pendant l'enfance sont des stress qui ont un impact sur le développement du cerveau et sont des facteurs de risques pour certaines maladies psychiatriques. Ces stress peuvent impacter des protéines sécrétées dans le liquide cérébrospinal qui régulent la plasticité du cerveau. Ce projet vise à quantifier l’impact de ces stress sur le comportement animal, la régulation immunitaire et l’activité sécrétoire des plexus choroïdes (qui produisent le liquide cérébrospinal). Ce projet étudiera également les différences liées au sexe. L'analyse du comportement des animaux adultes permettra d'évaluer la socialisation, la stéréotypie (répétition persistante d'un acte), la régulation sensorimotrice, la cognition et les phénotypes liés à l'anxiété.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes à l'origine des symptômes neurologiques liés aux infections virales subis pendant le développement embryonnaire et le stress subis pendant la petite enfance. Il permettra de suivre la localisation subcellulaire de protéines ciblées dans le plexus choroïde, la sécrétion de ces protéines dans le liquide cérébrospinal et leur distribution dans le cerveau. Ce projet vise à corréler l’effet cumulé de deux stress sur le comportement animal, la régulation immunitaire et l’activité des plexus choroïdes et vise à étudier les différences liées au sexe dans le développement des pathologies neurologiques.
Procédures
Une injection intrapéritonéale sera réalisée sur animaux gestantes et vigiles ; la procédure dure environ 1 minute en moyenne et sera effectuée une seule fois. Certains animaux seront hébergés en isolement pendant 3 semaines. Une prise de sang sera effectuée sur des animaux anesthésiés ; la procédure dure environ 1 minute en moyenne et sera effectuée une seule fois. Certains animaux seront soumis à un seul test de locomotion qui dure 30 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test qui évalue le niveau d'anxiété et dure 10 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test d’interaction social qui dure 20 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test qui évalue le niveau de dépression et dure 8 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test de stéréotypie qui dure 20 minutes. Certains animaux seront soumis à un seul test cognitif qui dure 6 minutes. Une injection stéréotaxique intracérébrale sera effectuée sur des animaux anesthésiés ; cette procédure chirurgicale dure environ 1 heure et sera effectuée une seule fois. Certains animaux seront soumis à une injection dans la veine de la queue ; la procédure dure environ 30 secondes et sera effectuée une seule fois. Un prélèvement de liquide cérébrospinale sera effectué sur des animaux anesthésiés ; cette procédure dure environ 20 minutes et sera effectuée une seule fois.
Impact sur les animaux
Suite à la chirurgie, il est possible que les animaux soient stressés après réveil, sujets à des fluctuations de poids ainsi que de la douleur locale, ceci pouvant se traduire par une activité/mobilité réduite, une posture voûtée, une hyperactivité, et des difficultés respiratoires. Une injection intrapéritonéale ou prise de sang peut induire un stress et une douleur légère et de courte durée.
Devenir
A l’issue de chacune des procédures, les animaux seront mis à mort et leur cerveau sera collecté afin de permettre des analyses histochimiques ou biochimiques.
Remplacement
Nos recherches sur la sécrétion de protéines du plexus choroïde et de la distribution de protéines via le liquide cérébrospinal à la suite d’effets du stress sur la plasticité du cerveau nécessitent des modèles de souris. Ces expériences ne peuvent être reproduites ni in vitro, car elles dépendent d'un cerveau fonctionnel, ni sur des animaux non mammifères, car elles impliquent des analyses de comportements spécialisés.
Réduction
Nos travaux antérieurs sur des animaux soumis à des injections cérébrales suivies d’analyses nous ont permis de définir le nombre d’animaux par condition expérimentale afin d'obtenir une puissance statistique satisfaisante. Nous effectuerons plusieurs analyses sur certaines souris, ce qui nous permettra de réduire davantage le nombre d'animaux.
Raffinement
Toutes les expériences invasives sont réalisées sous anesthésie générale, associée à un traitement analgésique. Après la chirurgie, les animaux sont transférés dans une cage chauffée jusqu'à leur réveil. Une grille de suivi est utilisée pour évaluer les points limites des animaux et des points de vigilance précoce seront utilisés pour mettre en place des actions appropriées si nécessaire. Les souris, y compris celles en isolement social, seront hébergées dans des cages avec objets d’enrichissements afin d’avoir un environnement plus apaisant. Concernant l’analyse de comportement, les animaux suivront des phases d’habituation pour certains tests afin de réduire le stress et améliorer la reproductibilité.
Choix des espèces
La génétique de la souris est très bien connue et proche de celle de l'homme, ce qui en fait un modèle privilégié pour les études du développement du cerveau et des effets du stress en début de vie. Notre connaissance du modèle nous permet de réduire les conditions d'inconfort et de douleur. Il nous permet également de créer des modèles pour l'étude des pathologies humaines. Ce projet nécessite des souris âgées de 0 à 4 mois car il porte sur l'analyse de l’impact des stress juvéniles sur le cerveau et comportements adolescents et adultes.
Evaluation de l’effet de principes actifs sur la perte osseuse induite par ovariectomie chez la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Privées de leurs ovaires et ligaturées des cornes utérines au cours d'une opération de vingt à trente minutes, 500 souris femelles entrent ensuite dans un protocole pouvant durer cinq mois. Elles reçoivent des molécules candidates par voie sous-cutanée, intrapéritonéale, intra-articulaire, intraveineuse ou orale, des prises de sang hebdomadaires effectuées sur animal éveillé, puis deux injections de marqueurs osseux dans les deux dernières semaines. Le niveau de souffrance déclaré est modéré et le porteur attend, selon les molécules testées, des pertes de poids, des prostrations, des vocalisations anormales ou des nécroses au point d'injection. Toutes sont tuées et autopsiées, os, sang et liquide synovial prélevés pour doser les principes actifs.
Objectifs
Avec l’allongement de l’espérance de vie, l’ostéoporose et les fractures qui lui sont associées représentent un problème de santé publique important : autour de l’âge de 65 ans, on estime que 39% des femmes souffrent d’ostéoporose. En effet, la ménopause est une période clé pour la santé de la femme car elle s’accompagne de modifications physiologiques comprenant, notamment, une modification de la composition corporelle (baisse de la masse maigre et augmentation de la masse grasse) et un changement de la répartition des graisses corporelles conduisant notamment à un risque élevé pour la santé cardiovasculaire, métabolique , ostéo-articulaire et musculaire (perte de densité osseuse, fonte musculaire, …). A ce jour les traitements existants réduisent la perte osseuse mais présentent des effets secondaires importants qui peuvent altérer la qualité de vie des patients. Le présent projet a donc pour but d’évaluer de nouvelles molécules thérapeutiques pouvant cibler la perte osseuse dans un contexte d’ostéoporose sans induire d’effets néfastes. L’objectif du projet est donc d’évaluer l'effet de nouvelles molécules thérapeutiques sur le processus de formation et de résorption de l’os dans un modèle d’ostéoporose induite par ovariectomie chez la souris (modèle qui consiste à retirer les ovaires de l’animal, mimant l’ostéoporose post-ménopause rencontrée chez l’Homme, décrit et reconnu par la communauté scientifique), afin de proposer aux professionnels de la santé et aux patients des approches thérapeutiques plus appropriées. Ce modèle d’ostéoporose induite par ovariectomie a pour principaux avantages (i) de mimer le développement d’une ostéoporose post-ménopause, avec une reproductibilité élevée pour analyser de manière robuste et efficace les mécanismes mis en jeu dans le développement de la pathologie et dans la réponse induite par les nouvelles molécules thérapeutiques testées (ii) d’accéder à de plus amples informations indispensables au développement de nouvelles approches thérapeutiques (iii) d’être prédictif en clinique de l’activité des nouvelles molécules thérapeutiques testées.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet se mesurent à plusieurs niveaux. Ce projet permettra à court terme d’obtenir des informations sur (i) la tolérance ou la potentielle toxicité des nouvelles molécules thérapeutiques étudiées au niveau général et osseux (ii) l’efficacité des nouvelles molécules thérapeutiques étudiées dans un contexte d’ostéoporose. A plus long terme, ce projet permettra d’obtenir des informations sur l’évaluation, la détection, le contrôle des modifications physiologiques ayant lieu post-ménopause, d’établir des diagnostics robustes et de mettre en place de nouvelles approches thérapeutiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à une opération chirurgicale unique réalisée sous anesthésie générale et avec analgésie pré- et post-opératoire afin de réaliser l’ablation des ovaires et une ligature des cornes utérines. Cette opération dure 20 à 30 minutes par animal. Les traitements à tester seront appliqués plusieurs jours avant et/ou après l’induction du modèle et répétés tout au long de la durée de l’étude, 5 mois maximum après l’ablation des ovaires. Chaque administration dure 1 à 2 min. La fréquence d’administration des traitements sera définie selon le mode d’administration ainsi que selon le ou les nouvelles molécules thérapeutiques utilisées pour chaque étude. Les voies d'injections possibles sont : sous-cutanée, intra-péritonéale, intra-articulaire, intra-veineuse ou per os. Des injections sous-cutanées de produits permettant le suivi de la formation osseuse seront réalisées dans les 2 dernières semaines du protocole. Chaque animal recevra 2 injections à 1 semaine d’écart, chacune durant de 1 à 2 min. Des prélèvements sanguins au niveau de la veine submandibulaire pourront également être réalisés, ces prélèvements auront lieu sur animal éveillé, dureront moins de 5 min par animal, et pourront être répétés une fois par semaine tout au long du protocole. Un prélèvement terminal de liquide synovial pourra également être réalisé.
Impact sur les animaux
Des nuisances liées au modèle et à l’induction et au développement de l’ostéoporose. Plus précisément, nous surveillerons l'état général et clinique des animaux pour estimer une éventuelle gêne ou douleur occasionnée par l’acte chirurgical, tel qu’un traumatisme et une inflammation au niveau de l’incision réalisée pour l’ablation des ovaires. Des nuisances liées aux nouvelles molécules thérapeutiques à tester peuvent être rencontrés, tels qu’une perte de poids, un comportement anormal de l’animal (prostration, état défensif, hérissement des poils, vocalisation anormale, …), une toxicité durant l’administration (cri, agitation, difficultés respiratoires, diarrhées, inflammation/nécrose au site d’administration). Les effets indésirables susceptibles d’être observés seront anticipés au plus juste en fonction des informations obtenues au cours de protocoles préalablement réalisés et appuyés d’une veille bibliographique inhérente aux nouvelles molécules thérapeutiques à tester.
Devenir
A l’issue de chaque procédure tous les animaux seront euthanasiés et autopsiés minutieusement. Les organes d'intérêts, dont les os, seront prélevés. Les prélèvements sanguins et synoviaux seront utilisés pour doser le principe actif et/ou évaluer sa toxicité et/ou évaluer les modifications induites par son administration. Les organes seront également utilisés pour doser les principes actifs et/ou réaliser des analyses histopathologiques et d’imagerie.
Remplacement
De manière générale, les nouvelles molécules thérapeutiques que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro mais le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer de potentielles interactions avec l’organisme. En effet, les tests in vitro actuels permettent de prévoir le devenir des molécules thérapeutiques testées, mais ne renseignent pas sur leurs effets sur l’ensemble des organes/tissus d’un organisme. Aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité. De plus, dans le cadre des pathologies rhumatismale, il est pour le moment impossible de reproduire in vitro les mécanismes et la complexité de la pathologie. De la même façon, les interactions entre les différentes cellules et tissus composants l’articulation ne peuvent être mimées par un modèle simple de culture in vitro. L'utilisation d'animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs de ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’avoir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. Etant donné la variabilité probable des réponses aux principes actifs à tester, 10 animaux par groupe et 10 conditions (groupes) au maximum sont prévus afin d’assurer un nombre minimum d’animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le raffinement du nombre des animaux. Ce nombre d’animaux a été déterminé à partir de nos données historiques et l’utilisation de chaque animal a été optimisée tout en limitant les contraintes au maximum. Cet effectif pourra être revu à la baisse après analyse des premiers résultats avant chaque protocole et dans le cas où le traitement évalué est connu (e.g., traitement de référence), afin de donner des résultats reproductibles et similaires d’un animal à l’autre.
Raffinement
Les animaux seront stabulés en groupes sociaux dans des locaux adaptés permettant leur maintien dans un environnement adéquat, n'induisant pas de stress. Nous mettrons en place des mesures spécifiques et adaptées aux douleurs éventuelles occasionnées par les différents traitements pour éviter toute souffrance inutile et prolongée : les conditions d’hébergement seront optimisées (litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilité d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente), nous utiliserons des traitements anti-douleur dès l’apparition de premiers signes cliniques. Un suivi quotidien des animaux, sera effectué ainsi qu’un suivi approfondi au minium 2 fois par semaine, avec prise de poids et observations des caractéristiques spécifiques au modèle, tel qu’un traumatisme et une inflammation au niveau de l’incision réalisée pour l’ovariectomie. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs point(s) limite(s) (repérés le plus précocement possible grâce au suivi clinique et à l’appui des grilles du bien-être animal adaptées) sera mis-à-mort. Nous maintiendrons les animaux le minimum de temps dans une situation d’inconfort (lors de l’administration du traitement expérimental, des prélèvements de sang et lors des prises de mesures).
Choix des espèces
La souris a été choisi pour ce projet car ce mammifère présente des caractéristiques physiopathologiques et des réponses tissulaires notamment en termes de remodelage osseux, proches de celles observées chez l'Homme. Ces rongeurs, étant fréquemment utilisés à des fins de recherche, permettent d’extrapoler assez facilement les résultats à l'homme, par simples approches/méthodes statistiques. Par ailleurs, leur taille permet d’obtenir un volume suffisant de liquides biologiques parfaitement analysables. Enfin, les données obtenues chez ces animaux permettent l’extrapolation des petits animaux aux humains (première dose de principe actif chez l’homme) connue sous le nom de dose équivalente humaine (HED)) dans le cadre de premiers essais cliniques nécessaires au développement de nouveaux molécules thérapeutiques. Les souris femelles et adultes auront dépassé la majorité squelettique (âgés de plus de 8 semaines ). Autrement-dit leur squelette ne sera plus en phase de croissance.
Étude de l’efficacité à long terme d’un régime alimentaire supplémenté en composé X chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Tester l'appétence et l'effet sur le poids d'un ingrédient alimentaire mis au point par un client industriel : 40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune passe soixante-trois jours seule en cage, subit dix-huit pesées, deux prises de sang à la queue et deux injections de solution saline. Le porteur reconnaît que l'isolement pèse sur une espèce sociale et précise que les souris gardent un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Il décrit l'étude in vivo comme une "étape règlementaire incontournable" pour constituer un dossier d'essais chez l'être humain, alors que le produit évalué est une formulation destinée à enrichir l'alimentation.
Objectifs
Le client a mis au point une nouvelle formulation destinée à enrichir l’alimentation standard. L’objectif du présent projet est d’évaluer l'efficacité de ce composé à des doses élevées, en mesurant son impact sur le poids corporel et la consommation alimentaire chez la souris. Une attention particulière sera portée à l’appétence du régime enrichi, afin de déterminer si la nouvelle formulation influence le comportement alimentaire des animaux exposés.
Bénéfices attendus
Aujourd’hui, les sources alimentaires sont relativement variées et accessibles. Cependant, un enjeu majeur réside dans le fait que nombre de produits disponibles sont fortement transformés, ce qui entraîne une perte significative en nutriments. Notre client, acteur engagé dans le secteur agroalimentaire, adopte une approche novatrice en valorisant une source nutritionnelle plus durable et respectueuse de l’environnement. L’étude préclinique que nous menons s’inscrit dans la continuité de plusieurs recherches préliminaires réalisées in vitro. Elle a pour objectif de démontrer l’efficacité de cette nouvelle formulation. En cas de résultats favorables, une évaluation en conditions cliniques sera envisagée. À terme, cette approche pourrait permettre de développer une ressource nutritionnelle à la fois riche en nutriments, dotée de qualités texturales intéressantes, et capable d’améliorer sensiblement la qualité nutritionnelle des produits.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1) Hébergement individuel (63 jours) ; 2) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (18 mesures ; durée : env. 1 minute) ; 3) Prélèvements sanguin à la queue (2 prélèvements, durée du prélèvement : 2 minutes). 4) Administration d’une solution saline (2 administrations ; durée : 1 minute).
Impact sur les animaux
De par leur caractère social, l'hébergement en cage individuelle constituera une nuisance d’isolement sur les animaux. Les animaux garderont toutefois un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Les mesures de poids corporel ainsi que le placement en boîte de contention lors des prélèvements pourront être source de stress du fait d'une entrave aux mouvements de courte durée. Les prélèvements sanguins seront source de douleurs légères et de courte durée. Enfin, l’administration d’une solution saline occasionnera également une douleur de faible intensité et de courte durée pour les animaux.
Devenir
L'ensemble des animaux sera mis à mort à l'issue de l'étude. Des prélèvements d'organes sont prévus après mise à mort pour analyses ultérieures.
Remplacement
L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la prise alimentaire et la consommation en eau sur le comportement alimentaire. Par ailleurs, bien que le composé testé ait fait l'objet de plusieurs études réalisées in vitro dans les premières phases de son développement, l'étude in vivo reste une étape règlementaire incontournable pour la constitution d'un dossier de demande de premières études sur l'homme (passage aux études cliniques).
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été calculé et rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur l'analyse des paramètres d'intérêt mesurés sur le modèle de souris soumis à une alimentation standard. Ainsi, le nombre d'animaux par groupe a été adapté en fonction des paramètres d'intérêt de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés.
Raffinement
Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux sans compromettre les objectifs de l’étude. Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour les besoins de l’étude mais les animaux conserveront des contacts olfactifs et visuels. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. Les animaux seront habitués par deux fois aux systèmes de contention pour les prélèvements sanguins avant de pratiquer ces procédures. Les prélèvements sanguins seront source de douleurs légères et de stress. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent, entre autres, une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques en cas de douleur avérée.
Choix des espèces
La souris est l'un des modèles murins les plus classiquement utilisés et les mieux documentés dans le cadre d'études précliniques menées dans le secteur agroalimentaire. A la réception, les 40 animaux seront âgés de 8 semaines (17 semaines à l'issue de l'étude). Le stade de développement de ces animaux correspond à la population cible du composé développé.
Traitement des informations sensorielles par les neurones des noyaux thalamiques d’ordre supérieur chez la souris MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
300 souris vont être utilisées, chacune opérée une fois sous anesthésie pour une ouverture de la boîte crânienne et une injection dans le cerveau, l'intervention durant environ quatre-vingt-dix minutes. Trois semaines plus tard, elles sont tuées et leur cerveau prélevé, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur relève les risques d'hypothermie, d'arrêt cardio-respiratoire sous anesthésie, de douleur postopératoire et de perte de poids rapide, et attend de cette recherche fondamentale sur un noyau du thalamus des données qu'il présente comme utiles à la compréhension de troubles psychiatriques. Cette version du projet demande 50 souris de plus que la précédente, alors qu'il affirme utiliser mâles et femelles pour éviter d'en tuer inutilement.
Objectifs
Le thalamus, porte d'entrée du cortex, est constitué d’un ensemble de structures subdivisées sur des critères anatomiques en deux catégories : les noyaux de premier ordre et les noyaux d’ordre supérieur. Les noyaux thalamiques de premier ordre ont fait l’objet de nombreuses études. Les relations entre les neurones de ces noyaux et les autres structures cérébrales ont été bien décrites et leurs rôles dans le traitement des informations, en particulier sensorielles, sont en partie établis. En revanche, l’organisation anatomique et les fonctions des noyaux d’ordre supérieur sont très mal connues. Les neurones de ces noyaux reçoivent des informations excitatrices et inhibitrices issues de nombreuses régions cérébrales mais la manière dont ces différentes entrées sont distribuées au niveau de la cellule thalamique unique et comment elles interagissent sont à ce jour inconnues. Centré sur un noyau d’ordre supérieur lié au système somatosensoriel, le noyau postérieur médian, notre projet vise à comprendre comment ces diverses informations sont intégrées par le neurone thalamique pour aboutir à un traitement complexe sensorimotreur. MODIFICATION Afin de répondre aux objectifs scientifiques sans modifier les actes mis en œuvre, ce projet nécessite une demande de modification en cours de réalisation, impliquant une augmentation du nombre d’animaux (50 animaux supplémentaires). MODIFICATION
Bénéfices attendus
Le thalamus est une structure sous-corticale par laquelle transitent la plupart des circuits neuronaux de notre cerveau ; elle établit de multiples connexions avec les régions corticales, sous-corticales et cérébelleuses. En tant que nœud de ce vaste système, le thalamus joue un rôle central dans le traitement des données sensorielles et constitue une plaque tournante essentielle pour le traitement cognitif, tel que mise en œuvre dans la mémoire de travail, l'attention ou pendant le sommeil. Des anomalies dans le système de connectivité thalamique ont été décrites chez les patients atteints de schizophrénie, de troubles bipolaires, de troubles dépressifs majeurs et de troubles du spectre autistique. De récentes données de neuro-imagerie proposent que des altérations de la circuiterie thalamique pourraient contribuer aux symptômes et aux déficits présents chez des patients psychiatriques. L’étude de la circuiterie thalamique aurait donc une grande utilité translationnelle et transdiagnostique mais les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à ces altérations sont peu connus. En étudiant de manière précise comment s’organise d’un point de vue fonctionnel la circuiterie thalamique, ce projet de recherche fondamentale apportera des données cellulaires et moléculaires indispensables pour répondre à ce type de question.
Procédures
Toutes les souris du projet recevront sous analgésie et anesthésie générale des injections intracérébrales afin de faire exprimer des protéines fluorescentes dans des régions spécifiques du cerveau par des techniques de biologie moléculaire. Chaque souris est opérée une fois et l'ensemble de la procédure chirurgicale, de l'induction au réveil de la souris, dure environ 90 minutes. Trois semaines après injection les protéines fluorescentes sont exprimées dans les neurones. Les souris sont alors euthanasiées sous anesthésie générale sans réveil et le cerveau est prélevé soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt, comme par exemple d'analyser le fonctionnement des réseaux de neurones.
Impact sur les animaux
Dans de ce projet, nous pratiquerons sur les animaux des chirurgies sous analgésie et anesthésie générale pendant lesquelles une ouverture de la boîte crânienne est réalisée afin de procéder à des injections dans une région cérébrale donnée. Les éventuels nuisances et effets indésirables à court et à long terme liés à cette chirurgie sont : i) une hypothermie, ii) un arrêt cardio-respiratoire liée à l’anesthésie, III) une douleur post-opératoire se traduisant par une apparence, une position et des comportements anormaux et iv) une perte de poids rapide.
Devenir
Toutes les souris sont euthanasiées environ 3 semaines après les injections intracérébrales. Les cerveaux sont ensuite prélevés soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt.
Remplacement
La complexité inhérente du cerveau impose l'utilisation de modèles animaux. Ainsi, l’étude du fonctionnement des réseaux synaptiques ne peut être abordée que par des enregistrements effectués dans un cerveau intact ou sur des préparations ex-vivo qui préservent une grande partie de la circuiterie neuronale comme les préparations de tranches de cerveau. Par ailleurs, la variété des techniques de modifications génétiques chez la souris, qui permettent de visualiser ou de cibler spécifiquement des mécanismes cellulaires ou des protéines, fait de cette espèce le modèle animal privilégié. Nous considérons donc le recours à la souris comme guidé par des considérations scientifiques, techniques et éthiques.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire pour les différentes procédures afin d’obtenir des résultats fiables a été dimensionné en s’appuyant sur nos études antérieures. L’analyse en continue des résultats nous permettra de limiter le nombre de souris dès que les valeurs moyennes estimées par rapport à notre échantillon seront dans l’intervalle de confiance satisfaisant. 300 souris seront nécessaires. Les animaux mâles et femelles seront utilisés. Cela permet de maximiser l’utilisation des animaux et de ne pas euthanasier inutilement des souris générées dans l’animalerie. Cette démarche s’inscrit donc dans l’esprit de la règle des 3R.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans l’animalerie sous la supervision des soigneurs et du vétérinaire-référent. L’hébergement des animaux est réalisé conformément à la directive européenne 2010-63-EU en terme d’espace et d’environnement. Les souris sont soumises à un cycle de lumière-obscurité dans un environnement à température et hygrométrie contrôlées avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. L’anxiété des animaux est réduite par un maintien en groupe social. Les cages complètes sont changées chaque semaine. Pour l’enrichissement, un nid végétal est placé dans la cage. Après les interventions chirurgicales, le réveil des souris est étroitement surveillé. Afin de faciliter l’hydratation des croquettes humidifiées sont disposées au fond de la cage. Des analgésiques sont administrés pour gérer la douleur post-opératoire. Lorsque le réveil est complet, la souris retourne dans sa cage avec ses congénères. Une surveillance accrue journalière est réalisée pendant 5 jours suivant l’opération afin d’observer les signes potentiels d’un mal-être. Les critères absolus suivants seront observés : i) Apparence et position anormale: poil ébouriffé, perte excessive de poils, dos courbé, yeux enfoncés, couché sur le coté et hypothermie, ii) Comportements anormaux : agressivité soudaine, abattement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, diminution de l’appétit et déshydratation, iii) une perte de poids rapide. Les animaux seront pesés tous les jours pendant 5 jours après le protocole de chirurgie puis 1 fois par semaine, et iv) difficulté respiratoire. Puis une surveillance quotidienne est assurée soit par l’expérimentateur soit par les zootechniciens qui préviennent le responsable du projet en cas d’anomalie. Celui-ci prend alors une décision sur le devenir de cet animal en coordination avec le vétérinaire-référent.
Choix des espèces
Le projet utilise la souris car il s’agit du modèle mammifère de référence pour les approches expérimentales nécessitant des modifications génétiques. La puissance des outils génétiques permettra de connaitre la nature des neurones, par exemple excitatrice ou inhibitrice, et d'étudier comment l'activation de ces neurones contrôle le fonctionnement des réseaux synaptiques. Les injections intracérébrales sont effectuées chez des souris âgées d'environ 6 à 8 semaines afin que le système somatosensoriel soit parfaitement mature. Les expériences anatomiques ou les enregistrements électrophysiologiques sont réalisés 3 à 4 semaines après l'injection de virus pour permettre l’expression des protéines, soit chez des souris âgées de 9 à 12 semaines.
Etude de l’impact d’une supplémentation par des oméga-3 dans la neuropathie toxique induite par le bortézomib chez le rat
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
Jusqu'à soixante minutes d'immobilisation par test de sensibilité tactile, chaque semaine : 192 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils reçoivent des injections répétées de bortézomib, un anticancéreux qui provoque une neuropathie douloureuse, pour vérifier si un oméga-3 en limite les effets. Le porteur indique que l'induction de cette neuropathie constitue en elle-même une nuisance modérée qu'il juge "indispensable", et suit l'allodynie tactile et thermique, une douleur déclenchée par un stimulus normalement indolore. Le rat est retenu parce que l'équipe a déjà travaillé sur ce modèle et dispose des doses et des durées de traitement.
Objectifs
L’objectif principal de ce projet est d’étudier l'effet d'un oméga-3 sur le mécanisme toxique des neuropathies induites par un anticancéreux utilisé en clinique et d'améliorer la compréhension de l’implication d’une altération de la membrane cellulaire (impliquant aussi bien une modification de la composition en lipides qu’en protéines) dans ce mécanisme.
Bénéfices attendus
Ce projet propose d’étudier de nouvelles cibles thérapeutiques pour prendre en charge ces neuropathies pour lesquelles à ce jour la prise en charge reste très limitée en clinique. Le mécanisme sous-jacent reste encore mal élucidé et l’implication d’un remodelage membranaire potentiellement responsable des neuropathies doit être élucidé.
Procédures
Ce projet reposera sur un modèle de neuropathie chimio-induite (CIPN) chez le rat. Tous les animaux seront suivis par des tests comportementaux hebdomadaires afin d’établir l’apparition de la neuropathie et jusqu’à une semaine après la fin des injections : - évaluation de la sensibilité tactile : durée du test pour un animal de 60 minutes (max). Le test en lui-même est beaucoup plus court, mais cette durée correspond à la durée maximale de mobilisation d’un animal – évaluation de la sensibilité thermique : durée du test pour un animal 5 minutes (max). La mesure de la conduction se fera sur animal sous anesthésie permettant la pose des capteurs au niveau du nerf sciatique (3-5 min max) avant euthanasie.
Impact sur les animaux
L’induction de la CIPN chez l’animal sera une nuisance modérée à part entière, mais indispensable à la conduite de l’étude. L’induction du modèle se faisant progressivement sur une semaine, nous pouvons redouter des symptômes notables associés à une altération de son bien-être sur les quelques jours qui suivent cette induction. Les administrations répétées d’anticancéreux peuvent notamment être responsables d’une diminution du gain de poids des animaux (suivi quotidien du poids permettant un ajustement des doses ainsi que du bien-être de nos animaux). A noter que ce type d’étude ayant recours à des tests comportementaux pour suivre la CIPN nécessitent un bon état général des animaux. Un phénotypage des animaux au cours de l’induction de la neuropathie reposera sur l’évaluation des troubles du toucher et de la perception de la température au travers de tests comportementaux rapides et indolores. La mesure de la conduction nerveuse pourra être réalisée sur animal sous anesthésie gazeuse (capteurs cutanés) avant sa mise à mort.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasié à l'issue des expérimentations, après une sédation profonde et rapide. Car l’objectif sera de prélever des échantillons tissulaires du système nerveux central et périphérique afin d’étudier des anomalies retrouvées au niveau des membranes cellulaires aussi bien au niveau de la composition lipidique que protéiques (expression et localisation) pouvant expliquer l’apparition des neuropathies.
Remplacement
Ce type d'étude sur modèle animal de CIPN n'est pour le moment pas encore remplaçable par des modèles in vitro. Néanmoins, des travaux in vitro sont réalisées en parallèle sur une lignée cellulaire. Bien que ces travaux aident à compléter les connaissances sur le mécanisme lié à cette pathologie (notamment au travers de l’étude du stress oxydant), ils ne permettent pas encore d'appréhender la complexité de la physiopathologie de la neuropathie induite par les anticancéreux. Enfin, s'agissant d'étude sur la douleur, l'animal vivant est encore nécessaire pour explorer et évaluer ces troubles neurotoxiques générés par les anticancéreux au travers de tests comportementaux.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire pour ce projet sera réduit au maximum. Généralement nous travaillons avec des groupes de n=12 animaux. Mais le plus souvent, nous devons fractionner les études en nombre d'animaux plus petits (pour des raisons de faisabilité des tests comportementaux) et avec une approche par bloc de traitement. Cette méthodologie peut permettre de réduire les effectifs d'animaux si par exemple avec n=6 ou 8, les résultats attendus sont significatifs.
Raffinement
Les tests comportementaux utilisés dans ce projet sont eux aussi bien maîtrisés par le personnel technique de notre unité de recherche. Les troubles nociceptifs seront explorés chez l’animal au moyen de tests comportementaux mesurant les seuils d’allodynie tactile ou thermique (stimulus non douloureux perçu comme douloureux), plutôt que des seuils d’hyperalgésie (stimulus douloureux). L’allodynie est un symptôme plus proche de la clinique humaine, et offre une démarche de raffinement et éthique vis-à-vis de l’animal de laboratoire. Le poids des animaux sera suivi régulièrement dans le cadre des administrations d’anticancéreux et permettra de contrôler la tolérance des animaux au traitement anticancéreux. Une grille de score basée sur le comportement de l’animal a été créée pour évaluer son niveau de souffrance et repérer une dégradation trop importante de son état, pouvant conduire à sa mise à mort anticipée.
Choix des espèces
Le rat est habituellement utilisé pour ces travaux portant sur les neuropathies chimio-induites (CIPN). D’autres travails antérieurs de l’équipe sur cette thématique ont eu recours à la même espèce ce qui permet de bénéficier d’une expertise et de données antérieures ainsi que du modèle de neuropathie chimio-induite (choix des doses et du temps de traitement). Enfin, le rat possède une activité et un comportement spontanée tout à fait adaptés à l’étude de la douleur au travers de tests comportementaux permettant de confirmer l’induction de la neuropathie. Les animaux auront 5 semaines à la réception à l'animalerie, et ils auront 1 semaine d'acclimatation, pour avoir un âge d’environ 6 semaines au début des expérimentations. L’âge de 6 semaines est communément choisi pour ce type de projet.
Sélection de nouvelles constructions génétiques chez le rat pour la restauration visuelle par stimulation optique ou ultrasonore.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une partie des 780 rats utilisés est aveugle, issue d'une lignée dont la rétine dégénère comme dans la rétinite pigmentaire humaine. 580 relèvent de procédures d'un niveau de souffrance léger et 200 d'un niveau modéré, tous sont tués et leurs yeux comme leurs cerveaux prélevés. Les uns reçoivent une injection dans les deux yeux, les autres une injection dans l'aire visuelle du cerveau au cours d'une chirurgie de trente minutes, suivie pour la moitié d'entre eux d'un enregistrement cérébral pouvant durer trois heures sous anesthésie. Le porteur annonce 780 rats et renvoie, pour seule justification de ce chiffre, à un calcul de puissance fondé sur des études passées.
Objectifs
La rétinite pigmentaire (RP) et le glaucome sont parmi les maladies les plus fréquentes menant à la cécité. Le développement de méthodes pouvant assurer la restauration d’une vision utile tout en couvrant cette variété de pathologies reste un défi majeur. Les stratégies de restauration visuelle par des techniques novatrices appelés optogénétiques et sonogénétique reposent sur l’expression de protéines sensibles à la lumière ou aux ultrasons, dans les structures du système visuel. Dans ce projet, nous traiterons différentes structures : la rétine et les aires visuelles du cerveau Ces nouvelles techniques sont de plus en plus utilisées aujourd’hui pour trouver denouvelles alternatives thérapeutiques et permettre de « redonner » la vision » à des patients aveugles. Pour cela nous allons tester différentes protéines photosensibles ou mécanosensibles. Ces constructions seront administrées dans les tissus cibles grace à des vecteurs non pathogènes pour l’Homme et l’animal. Nous étudierons dans ce projet l’efficacité de nos constructions dans l’activation des neurones cibles de la rétine et du cerveau .
Bénéfices attendus
En France, 0,12 pour cent de la population (80 000 personnes) souffre de cécité et 2 pour cent (1,3 million de personnes) souffre de malvoyance Notre projet comporte des stratégies d’amélioration de la thérapie au niveau de l'œil. Le but du projet étant de tenter de redonner une vue avec une acuité suffisante pour pouvoir vivre de manière autonome à l’aide de technologies innovantes. La comparaison des résultats entre stimulation lumineuse pour l’optogénétique et par ultrason pour la sonogénétique sera également un atout majeur, apportant un bénéfice direct de combiner ces tests et trouver la meilleure thérapeutique.
Procédures
Dans cette étude, nous réaliserons deux types d'interventions chirurgicales, oculaires et cérébrales. Ces interventions chirurgicales sont pratiquées sur deux groupes d'animaux différents. Elles seront réalisées comme suit : Chirurgie oculaire : injection dans l’oeil de particules sélectionnées, sous anesthésie générale et analgésie. Durée de l’intervention : 10 minutes ; une fois par animal pour les deux yeux. Études ; Observation du fond d'œil par des techniques optiques, sous anesthésie générale. Durée : 10 minutes ; jusqu’à quatre fois par animal. Chirurgie cérébrale : injection dans l’aire visuelle du cerveau de particules sous anesthésie générale et analgésie. L’intervention dure 30 minutes par animal et est réalisé une seule fois. Études ; La moitié des animaux de ce groupe subissent des enregistrements cérébraux pendant que leur cerveau est stimulé par la lumière ou le son. La durée d’une mesure est de 180 minutes (au maximum) sous anesthésie et analgésie. La mesure est réalisée une seule fois par animal, expérience.
Impact sur les animaux
La manutention des animaux peut engendrer un leger stress. Les injections peuvent engendrer une légère douleur au moment de l’introduction de l’aiguille. Il y a un léger risque d’hypothermie et de défaillance cardiovasculaire lors des anesthésies générales. Suite aux chirurgies de l’œil, il existe un faible risque d’une brève hémorragie localisée et d’inflammation de l’œil. Il existe un risque de douleur postopératoire. Suite aux chirurgies au niveau du cerveau, il existe un petit risque d’ouverture des points de suture dans les 24 heures qui suivent la chirurgie. L’animal pourra aussi éprouver de la gêne momentanée vis-à-vis de points de sutures. Tous ces risques aussi rares soit-il peuvent créer un stress physique sur les animaux et engendrer une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure. Les yeux et les cerveaux des animaux seront prélevés post mortem pour des analyses complémentaires, ce qui justifie l’euthanasie.
Remplacement
Avant de mener des expériences sur des animaux, nous testons les protéines dans des cultures cellulaires. Nous testerons préalablement nos constructions virales sur des organoïdes rétiniens in vitro. Parallèlement, nous développons une plateforme d'organoïdes rétiniens pour le criblage viral. Cependant, Les mécanismes physiologiques de diffusion des particules virales dans l’œil et le cerveau ainsi que leur pénétrance dans les tissus et la pénétrance de ces particules dans la rétine, ne peuvent être observés que dans un organe dans son ensemble. De même, les mécanismes physiologiques de diffusion des particules utilisés pour une diffusion dans le cerveau ne peuvent être observés que dans des cerveaux fonctionnels. L’utilisation de l’animal est donc indispensable dans notre étude.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum pour pouvoir obtenir suffisamment de données statistiquement significatives et atteindre l’objectif scientifique fixé ci-dessus ; il a été défini grâce a un calcul de puissance statistique se basant sur des études passées utilisant une technique similaire. Les résultats seront quant à eux analysés avec des outils statistiques adaptés. Nous prévoyons d’utiliser 780 rats
Raffinement
Les animaux en provenance de l’extérieur observeront une période d’acclimatation (minimum 5 jours). Les animaux sont hébergés dans des cages de stabulation avec enrichissement, alimentation et abreuvement à volonté. L’atmosphère est contrôlée pour les conditions d’hébergement (température et hygrométrie stable). Nous utilisons de la litière de peuplier dépoussiérée de 2 mm en vue de limiter la poussière qui pourrait etre irritante pour les yeux. Lors de la procédure d’imagerie, les animaux bénéficieront d’une anesthésie gazeuse. Pour les enregistrements d’électrorétinogramme, une anesthésie fixe et locale de la cornée sera administrée et les animaux seront placés sur une table chauffante. Les chirurgies se feront dans le respect de l’asepsie, les animaux seront maintenus sur un tapis chauffant. Ils bénéficieront d’une analgésie, d’une anesthésie générale et d’une anesthésie locale adapté aux actes. Suite à la chirurgie, le bien-etre des animaux est surveillé quotidiennement. Une signalétique indiquant le type d’intervention permet une surveillance plus adapté en fonction des actes réalisés. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat car c’est un modèle très largement utilisé pour l’exploration de la perception sensorielle. C’est un animal qui nous permettra de tester de nombreuses combinaisons et d’obtenir des résultats prédictifs sur l’efficacité des molécules candidates. Nous avons choisi un modèle de référence de rat aveugle. Ce modèle a une dégénérescence des cellules rétiniennes comparable à celle de l’Homme dans le cas d’une rétinite pigmentaire qui nous permettra d’avoir des résultats pertinents Notre deuxième modèle est un modèle courant de rat souche commerciale, non aveugle. Les animaux commerciaux seront agés de 9 semaines, les animaux aveugles seront agés de 36 semaines au début des études. À cet age, la structure cérébrale et rétinienne sont matures, et la dégénérescence rétinienne est complète pour le modèle aveugle
Création et évaluation du bien-être animal d’une lignée de souris à visée de recherche sur la thématique des maladies valvulaires cardiaques associées au gène de la Filamine A
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Six échographies cardiaques de vingt minutes sous anesthésie, entre trois semaines et douze mois d'âge, attendent 96 souris créées pour porter une mutation qui provoque un prolapsus de la valve mitrale. Le niveau de souffrance déclaré est léger et toutes seront tuées. Le porteur écrit qu'aucune nuisance ni effet secondaire ne sont attendus, alors que le projet consiste à installer dans une lignée une mutation cardiaque humaine et à en suivre les effets pendant un an. La mise à mort en fin de protocole sert à prélever les cœurs.
Objectifs
Le prolapsus valvulaire mitral (PVM) est l’une des pathologies cardiovasculaires les plus fréquentes, et est associé à un haut taux de morbidité et de mortalité. A l’heure actuelle, aucun traitement pharmacologique n’est disponible pour les patients porteurs d’un PVM, la seule option étant la chirurgie valvulaire mitrale, une approche thérapeutique très invasive. Notre projet a pour objectif d'analyser et d’identifier les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la survenue du PVM, mais aussi de la cardiomyopathie potentiellement associée à cette maladie valvulaire. Notre équipe a identifié lors de l’analyse génétique d’une grande famille vendéenne, la première mutation causale associée au PVM. L’objectif du projet est de créer et d’évaluer le bien-être animal d’une nouvelle lignée porteuse de cette mutation.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra, via la génération d’un nouveau modèle animal, une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués dans le développement et la progression du PVM, ainsi que l’identification de potentielles cibles thérapeutiques pour traiter les patients.
Procédures
Des approches macroscopiques (observation du comportement, suivie du poids et de la prise alimentaire), un prélèvement unique pour le génotypage (pour une durée de 5 minutes) et enfin une approche d’imagerie (échocardiographie) seront réalisés à 3 semaines, 6 semaines, 3 mois, 6 mois, 9 mois et 12 mois pour tous les groupes (durée de l’échographie 20 minutes par animal). Ces approches seront réalisées, pour certaines, sous anesthésie dès le jour 21 après la naissance jusqu’à 12 mois.
Impact sur les animaux
Aucune nuisance ou effet secondaire ne sont attendus lors de la réalisation de cette étude. Le stress ressenti par les animaux sera limité ou maitrisé. Les pesées seront rapides et la préhension réduite par l’utilisation d’un tunnel (1 fois par semaine pendant 12 semaines puis 1 fois par mois pendant 12 mois). L’acquisition des images échocardiographiques est réalisée sous anesthésie générale à l’isoflurane en ventilation spontanée.
Devenir
Euthanasie en fin de protocole afin de prélever les cœurs pour analyse.
Remplacement
La modélisation in vitro ou in silico de la pathologie valvulaire cardiaque est limitée. En effet, les valves subissent à chaque cycle cardiaque des stress mécaniques multiples (tension, pression, flux) et répétitifs, qu’il est impossible de modéliser. De plus, le retentissement sur le myocarde de la pathologie, ne peut lui non plus être modélisé in vitro ou in silico. Une approche de physiologie et pathophysiologie intégrée est donc nécessaire pour répondre aux questions auxquelles nous faisons face. Comparativement au modèle de rat pour lequel les outils d’exploration restent très limités, un modèle de souris nous permettra une exploration plus poussée des mécanismes physiopathologiques impliqués.
Réduction
Les croisements sont élaborés pour obtenir un nombre suffisant d’animaux permettant d’obtenir des résultats robustes et fiables pour l’évaluation du bien-être animal. Leur nombre est adapté aux besoins de l’évaluation du bien-être chez les deux sexes (au moins 14 animaux par génotype selon les recommandations européennes).
Raffinement
Les souris sont hébergées en cages ventilées enrichies en tunnel et frisottis, avec un accès à l’eau et la nourriture en continue. La procédure d’imagerie proposée est non invasive et permet de suivre un même animal longitudinalement. Elle est réalisée sous anesthésie avec contrôle continue des constantes de l’animal. Les points limites ont été identifiés.
Choix des espèces
De nombreux processus et systèmes biologiques inter-régulés et intégrés sont décrits dans le PVM. Il est donc impossible de substituer ou modéliser par des approches in vitro ou in silico l’ensemble de ces processus. Le recours au modèle animal est donc primordial. L’utilisation de ce modèle permet quant à lui d’étudier la protéine mutée endogène, ce qui est primordial au regard de son activité ubiquitaire, intervenant dans différentes voies de signalisation. Le modèle murin est le modèle de choix car il est utilisé de longue date pour caractériser les différentes complications cardiaques. Il nous permet également d’avoir accès à de nombreux outils d’analyse qui nous permettront de définir les mécanismes impliqués dans le développement de la pathologie, et ainsi identifier de potentielles cibles thérapeutiques pour les patients porteurs de cette maladie. Un phénotype similaire au modèle de rat est attendu chez les souris. Le bien être animal sera évalué de la naissance jusqu’à 52 semaines. Le génotypage sera réalisé au moment du sevrage à 21 jours.
Etudes pharmacologiques visant à caractériser la distribution et l’action de nouveaux traitements antitumoraux chez des souris porteuses de xénogreffes de tumeurs humaines
- Recherche appliquée
- Cancers
Greffées sous la peau d'un fragment de tumeur humaine, 3 000 souris immunodéficientes subissent jusqu'à seize prélèvements sanguins et jusqu'à quatre administrations par jour, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées, pour prélever leurs organes et parce que les atteintes subies les rendent inutilisables ailleurs. Les quarante études prévues mesurent la diffusion et l'élimination de candidats médicaments dans le sang, les organes et la tumeur, à un stade précoce du développement. Le porteur écrit que ces travaux mobilisent un "nombre strictement minimal" d'animaux.
Objectifs
Le but de ce projet est de tester de nouveaux traitements contre le cancer sur des souris afin de déterminer la façon dont ils se propagent (diffusion) puis sont éliminés (persistance) dans l’organisme (à travers le sang, les différents organes et la tumeur). En effet, dans le cadre du développement de médicaments, il est essentiel de réaliser ces analyses pour comprendre la façon dont ces nouveaux médicaments agissent et impactent l’organisme, afin d’adapter au mieux la posologie future. Ces analyses sont réalisées sur des animaux ayant développé un cancer, car la tumeur peut avoir un impact sur la diffusion des traitements dans le corps. Pour cela, nous utiliserons des modèles de tumeurs humaines implantés chez la souris. Ces modèles, appelés xénogreffes dérivées de patients (PDX), permettent de reproduire au mieux les caractéristiques des tumeurs humaines, comme leur morphologie, leurs mutations et leur comportement biologique. Grâce à cela, ils offrent un moyen fiable d’évaluer l’action de nouveaux médicaments avant qu’ils ne soient testés chez l’Homme. Notre collection de modèles PDX couvre la majorité des cancers solides (par exemple : sein, poumon, côlon, foie, rein, peau, pancréas, ovaire, vessie, cerveau ou prostate) et reflète la diversité des patients. Les 40 études prévues dans ce projet sont réalisées à un stade précoce du développement des médicaments. Elles consistent à traiter des animaux ayant développé un cancer avec le ou les traitements d’intérêt, et réaliser des prises de sangs à différents intervalles, puis des prélèvements d’organes et de tumeurs post-mortem. Le but de ces prélèvements est d’évaluer la présence du ou des traitements dans le corps de l’animal et d’étudier leurs effets sur les organes. Les résultats permettront de déterminer des conditions d’administrations idéales par rapport à la durée de vie du médicament dans l’organisme, pour observer un effet sur la tumeur, mais en impactant au minimum les autres organes. Par la suite, l’efficacité des traitements à cette posologie sera étudiée sur de plus grands effectifs pour obtenir des données robustes sur l’effet antitumoral.
Bénéfices attendus
Chaque année, dans le monde, près de 20 millions de personnes sont diagnostiquées atteintes d’un cancer (tous types confondus) dont plus de 400 000 en France, et on recense plus de 10 millions de décès (1/6) dont plus de 150 000 en France. Le nombre de personnes atteintes d’un cancer est en constante augmentation, mais les progrès en terme de développement de traitements depuis 25 ans ont permis d’observer une diminution de la mortalité. La recherche de nouvelles solutions thérapeutiques est essentielle pour espérer diminuer le taux de mortalité dû au cancer, ainsi que limiter les effets indésirables pour les cancers avec des taux de guérison les plus élevés. Les nouveaux médicaments sont innovants car ils peuvent être développés à partir de nouvelles molécules, de nouveaux procédés de fabrication ou encore provenir de l’élargissement de l’utilisation de médicaments déjà connus auparavant pour d’autres maladies et/ou qui peuvent montrer un intérêt dans d’autres situations médicales. Dans ce contexte, ce projet a pour objectif d’évaluer la propagation et la persistance de traitements dans l’organisme de souris ayant développé une tumeur, en réalisant des prélèvements biologiques (prises de sang, prélèvements d’organes) qui seront analysés en laboratoire. En fonction de la durée de vie, des effets directs (effet sur la tumeur) et indirects (effets secondaires) des médicaments dans l’organisme, les conditions optimales seront sélectionnés afin de tester leur effet antitumoral. A terme, ces travaux devraient permettre de proposer de nouvelles alternatives thérapeutiques aux patients pour lesquels les traitements actuels provoquent de nombreux effets secondaires. Ils participeront également à améliorer l’efficacité des traitements actuels ou identifier de nouveaux médicaments pour les patients pour lesquels les traitements sont inefficaces ou inexistants.
Procédures
Greffe : implantation d’un fragment ou de cellules tumoral(es) sous la peau. Le temps de chirurgie n’excèdera pas 10 minutes. Surveillance des animaux : observation quotidienne du comportement par déplacement et/ou ouverture des cages d’hébergement. Administration de médicament : préhension des animaux à une fréquence dépendant du schéma de traitement : 4 fois par jour ou moins. La durée de préhension n’excèdera pas 1 minute. Prélèvement de sang : préhension des animaux à une fréquence dépendant des besoins en prélèvements, 16 prélèvements seront effectués maximum par animal. La durée de préhension n’excèdera pas 2 minutes.
Impact sur les animaux
Stress dû à l’administration de molécules: nuisance transitoire (plusieurs minutes) de classe légère jusqu’à 4 fois par jour selon le schéma de traitement ; Douleurs post-opératoires: nuisance transitoire (plusieurs heures) de classe modérée; Risque d’infection: nuisance transitoire (plusieurs jours) de classe modérée; Perte de poids (cachexie, anorexie ou perte d’appétit): nuisance transitoire (plusieurs jours) de classe modérée; Diarrhée: nuisance transitoire (plusieurs jours) de classe modérée ; Contention en tube pour prélèvement sanguin : nuisance transitoire (plusieurs minutes) de classe légère.
Devenir
Les animaux seront tous euthanasiés pour réaliser les analyses associées (biologiques, histologiques) et compte tenu des nuisances occasionnées.
Remplacement
Le développement de nouveaux traitements permettant de lutter contre le cancer nécessite la réalisation de tests précliniques afin de valider leur absence de toxicité sur l’organisme et leur efficacité sur la croissance tumorale, avant une application chez l’Homme. Il existe des méthodes alternatives et préalables à la réalisation de tests sur les animaux (prédictions informatiques, in vitro …), permettant de tester rapidement un grand nombre de molécules, et de sélectionner celles qui semblent les plus efficaces. Cependant, ces méthodes réalisées en dehors du cadre d’un organisme vivant n’offrent pas la possibilité de lier les effets des traitements avec la complexité de l’organisme, par exemple elles ne prennent pas en compte l’effet de la circulation sanguine ou le rôle du foie dans la transformation et la distribution des médicaments. Cela limite la possibilité de prévoir comment un traitement agira réellement dans le corps d’un patient. C’est pourquoi, une fois les tests préliminaires terminés, et les molécules les plus prometteuses identifiées, il est nécessaire de poursuivre leur évaluation chez l’animal. Ces études sont réalisées sur un nombre strictement minimal d’animaux pour collecter les échantillons biologiques nécessaires à l’étude de la propagation et de la persistance des molécules testées.
Réduction
Ce projet utilise le nombre d’animaux strictement nécessaire pour étudier la propagation et la persistance de nouveaux médicaments dans l’organisme, via la collecte d’échantillons biologiques. Les traitements évalués ont été sélectionnés au préalable par des études in vitro et/ou in vivo pour leur potentiel thérapeutique. Les conditions expérimentales sont optimisées pour réduire au maximum le nombre d’animaux lorsque cela est possible (par exemple, regroupement d’études pour n’utiliser qu’un seul groupe contrôle, ou flexibilité sur les conditions de début de traitement des animaux). Les expériences sont réalisées sur des groupes de souris de taille minimale pour collecter les prélèvements nécessaires à l’analyse biologique des effets des médicaments testés, avant de valider l’efficacité tumorale de ces médicaments, et avant des essais cliniques chez l’Homme.
Raffinement
Pour prévenir l’hypothermie durant l’acte chirurgical, les animaux seront placés sur un tapis chauffant. Pour la prévention de la douleur et la souffrance lors de l’acte chirurgical et lors de prélèvements invasifs, les animaux recevront une anesthésie générale. Les produits d’anesthésie générale proposés sont suffisants pour obtenir un effet anti-douleur en plus de l’effet anesthésique profond pour le temps et le type d’intervention réalisée. Pour les soins, si une lésion ou une sécheresse sont observées au niveau de la sphère oculaire, une solution nettoyante et/ou protectrice sera appliquée. Si une lésion cutanée est observée, une solution antiseptique sera appliquée. En cas d’infection, des analyses bactériologiques et/ou virologiques pourront être effectuées pour instaurer une thérapie adéquate et l’animal pourra être isolé pour lui permettre de se rétablir sans la présence de ses congénères. Dans ce cas, divers matériaux seront ajoutés pour atténuer l’effet d’isolement et permettre la création d’un cocon. Après l’administration de molécules, l’animal sera observé pour détecter tout comportement inattendu. Aussi, un point de compression sera réalisé au site d’administration si nécessaire. Si ces points de raffinement ne sont pas suffisants, les mesures associées aux points limites de ce projet seront appliquées.
Choix des espèces
Nous utilisons des souches murines immunodéficientes qui sont classiquement utilisées pour des greffes de cellules tumorales humaines et dans le cadre d'évaluations pharmacologiques. Les souris présentant un système immunitaire résiduel qui se développe avec l'âge et qui peut réduire le taux de prise de greffe, nous utiliserons des animaux, en fin de période d'acclimatation, âgés entre 5 et 13 semaines pour augmenter nos chances de succès.
« Etude des réponses pulmonaires inflammatoires aiguës et chronique et tests de composés thérapeutiques »
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
4 320 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, réparties à parts égales entre des procédures d'un niveau de souffrance léger, modéré et sévère. Sous anesthésie, chacune reçoit dans le nez ou la trachée un produit qui enflamme son épithélium pulmonaire, puis des candidats médicaments jusqu'à deux fois par jour, soit au maximum 32 administrations par animal. Le projet précédent avait provoqué des difficultés respiratoires, une perte de poids et un poil hérissé, effets que le porteur attend de nouveau. Il annonce comme retombées des cibles thérapeutiques potentielles et des publications scientifiques, affirme qu'aucun modèle in vitro ne remplace "l'animal entier" et conclut que la souris reste "indispensable".
Objectifs
Ce projet est la suite d’un précédent projet qui vise à étudier les mécanismes qui participent à la mise en place de la réponse immunitaire pulmonaire en réponse à des agressions répétées (comme des agents toxiques, des particules, etc) de l’épithélium pulmonaire et causant des pathologies pulmonaires. L’objectif est d’étudier le rôle des acteurs immunologiques qui participent à la réponse inflammatoire pulmonaire suite à un endommagement et qui peuvent conduire au développement de pathologies irréversibles comme la fibrose pulmonaire idiopathique (FPI). La FPI est la plus grave des maladies pulmonaires interstitielles caractérisées par une inflammation du tissu interstitiel qui soutient les alvéoles pulmonaires. C’est une pathologie dévastatrice caractérisée par une dérégulation des processus de réparation mis en place lors d’un dommage du tissu pulmonaire. Cela se traduit par une cicatrisation des poumons conduisant à une perte progressive de la fonction respiratoire. Les causes de la FPI restent à ce jour peu connues. L’objectif est d’étudier le rôle des cellules, cytokines, récepteurs ou voies de signalisation impliqués dans la réponse immunitaire de l'hôte afin de participer à l’amélioration de nos connaissances. Dans un second temps, une fois que des cibles thérapeutiques auront été identifiées, nous testerons ces composés à visée thérapeutique pour voir l’évolution sur la pathologie.
Bénéfices attendus
La mise en place de ces modèles chez des souris déficientes en certains gènes permettra de valider la contribution des gènes correspondants et donc des voies de signalisation ou cytokines impliquées dans ces mécanismes pathologiques. Une fois validées ces molécules représentent des cibles thérapeutiques potentielles dont la pertinence sera vérifiée par l’utilisation d’inhibiteurs spécifiques. Ces travaux feront l’objet de publications scientifiques.
Procédures
Un prélèvement sanguin unique sous anesthésie gazeuse sur tous les animaux utilisés dans le projet pourra être effectué. Les administrations d’inducteur se feront par voie intranasale ou intratrachéale sous anesthésie ou par voie intrapéritonéale. 3 administrations maximales auront lieu espacées de minimum 6h pour la procédure 1 et 24 h pour la procédure 2. Les administrations de « candidat médicament » pourront se faire par par voie intranasale/intratrachéale, intrapéritonéale, sous-cutanée ou gavage. Le traitement pourra commencer jusqu’à 24h avant l’exposition inflammatoire ou au moins 1h après induction et se prolonger pendant toute la durée de l’expérience pour assurer un effet optimal. A noter que les traitements pourront être réalisés 2x par jour durant les 3 premiers jours, ce qui correspond au pic de l’inflammation aigüe, soit au maximum 32 administrations par animal. Les interventions, que ce soit prélèvement ou administration, sont de courte durée soit 30 sec/intervention.
Impact sur les animaux
La fibrose pulmonaire chez l'homme comme chez la souris est associée à une perte d'appétit et un amaigrissement. Il pourra s’en suivre une locomotion limitée. Les souris en expérimentation sont observées tous les jours pour identifier d’éventuels effets indésirables et d’éventuels signes de souffrance. Dans le projet précédent, nous avons constaté des difficultés respiratoires, une perte de poids, un poil hérissé. L’état général peut conduire à une locomotion réduite. Dans certains modèles, une légère hypothermie peut avoir lieu. Un stress sera induit par la manipulation et l’anesthésie. Une légère gêne sera présente lors de l’administration intranasale ou intratrachéale. Certaines lignées utilisées sont immunodéficientes, cependant, les phénotypes ne s’expriment pas dans nos conditions d’élevage en portoir ventilé.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort. Al'issue de la mise à mort, un lavage bronchoalvéolaire et des prélèvements seront effectués pour étudier la réponse immunitaire dans les différents compartiments.
Remplacement
Nous menons des études in vitro sur des cellules épithéliales murines qui nous permettent d’évaluer la toxicité des molécules utilisées. Nous regardons l’efficacité potentielle de ces molécules en regardant la sécrétion de molécules de l’inflammation (cytokine pro-inflammatoire par exemple). Bien que nous conduisons en parallèle ces études in vitro, l’inflammation et la fibrose pulmonaires sont des pathologies globales qui ne peuvent être étudiées de façon complète que sur des animaux entiers avec leur physiologie et les différents échanges inter-organes. Le modèle animal reste indispensable afin d’examiner la réponse de l’organisme dans son ensemble. Aucun modèle expérimental in vitro n’est à même de remplacer l’animal entier pour étudier la réponse et les inter-relations entre les différents acteurs cellulaires et moléculaires des réponses immunitaires innées et acquises. C’est le seul moyen d’analyser les interactions entre les différents types cellulaires au niveau du poumon et d’examiner la pathologie au niveau histologique, aspects qui ne peuvent pas être développés in vitro ou in silico.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence des résultats statistiquement pertinents et reproductibles, sur les paramètres étudiés. Il ressort ainsi que 5 animaux/groupe contrôle où la variabilité attendue est faible et 10 animaux par groupe traité où la variabilité est plus grande seront nécessaires. Des tests statistiques seront réalisés systématiquement pour valider nos résultats afin de prendre en compte le nombre d'animaux et de répétitions adéquats. Nous optimisons chaque expérience en termes de prélèvements effectués et de paramètres mesurés.
Raffinement
Les principaux signes cliniques observés dans ces modèles de pathologie font partie des critères d’évaluation à savoir la prostration, amaigrissement et difficultés respiratoires. Si le poids ou la mobilité des souris sont affectés, de l’hydrogel sera déposé au fond de la cage pour limiter la perte de poids et la déshydratation. Suite aux résultats précédents et en accord avec la Structure Bien-Etre Animal, des croquettes mouillées seront déposées dans la cage dès l’administration de l’inducteur causant une perte de poids. Tout au long du déroulement des expériences, une observation quotidienne de l'état clinique des souris utilisées sera assurée, et une surveillance renforcée selon les cas. Les instillations intranasales ou intratrachéales seront réalisées sous anesthésie gazeuse afin de réduire à un strict minimum le stress et la souffrance de l'animal. Afin d’éviter la déshydratation lors de l’étude des effets du gaz halogéné, plusieurs raffinements ont été apportés en accord avec la Strcuture Bien-Etre Animal : tapis chauffant pendant l’exposition, application oculaire d’une solution en début et en fin d’exposition, système humidificateur d’air, croquettes humidifiées en fin d’exposition afin de faciliter la ré-hydratation des souris après l’anesthésie générale. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie scientifiquement : -La souris est un mammifère qui présente une architecture anatomique et fonctionnelle comparable à l’espèce humaine. -La souris est l’un des seuls modèles de mammifères permettant de telles modifications génétiques de précision cellulaire. -La souris reste l’animal modèle de référence dans la communauté scientifique pour étudier expérimentalement les mécanismes immunitaires pulmonaires. En particulier, des modèles de maladies pulmonaires chez la souris ont été développés dans différents laboratoires dont le nôtre depuis plusieurs années, ce qui nous permet de maitriser ce smodèles. L'espèce murine est le seul modèle pour lequel nous disposons de lignées génétiquement déficientes validées pour les voies de l'inflammation. Les animaux sont utilisés au stade adulte (7 semaines minimum) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature.
Étude des récepteurs impliqués dans la plasticité et la mémoire hippocampique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
54 souris subissent deux injections dans le cerveau au cours d'une chirurgie de quatre-vingt-dix minutes, et une partie d'entre elles une seconde opération de une à six heures sans réveil, pendant laquelle leurs neurones sont stimulés et enregistrés. 30 de ces 54 souris relèvent de procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et toutes sont tuées à la fin pour des analyses histologiques. L'objectif tient en une phrase, déterminer quels mécanismes contribuent à la plasticité synaptique, et les bénéfices annoncés se limitent à mieux comprendre les troubles de la mémoire à plus long terme. Les seules atteintes décrites sont une douleur post-opératoire de vingt-quatre à quarante-huit heures, un stress léger lors des pesées et un stress aigu de deux secondes pendant un test comportemental que le porteur ne nomme pas.
Objectifs
La mémoire repose sur la modification des connexions neuronales dans l'hippocampe, un processus appelé plasticité synaptique. Ce projet de recherche fondamentale vise à déterminer quels mécanismes contribuent à ce processus.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes de la mémoire. Il permettra d’identifier les mécanismes qui font qu’on se souvient de certaines choses et pas d’autres, et à plus long terme de mieux comprendre les troubles de la mémoire.
Procédures
Les animaux seront soumis à une ou deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale, une première permettant deux injections intracérébrales durera environ 90 minutes et une seconde pour les enregistrements de l’activité neuronale et la stimulation des neurones à dopamine durera de 1 à 6 heures.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront soit une, soit deux chirurgies : la première, d’une durée inférieure à 90 minutes, pourra induire une douleur post-opératoire modérée durant 24 à 48 heures. Le suivi post-opératoire comprendra des pesées régulières pouvant induire un stress léger de quelques dizaines de secondes. La seconde chirurgie, sans réveil, durera entre 1 et 6 heures pour les enregistrements électrophysiologiques et la stimulation des neurones. Les animaux soumis à une seule chirurgie seront soumis à un test comportemental provoquant un stress aigu mais de courte durée de 2 secondes.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure en vue d'analyses histologiques.
Remplacement
Le projet vise d'une part à déterminer comment la dopamine déclenche la plasticité synaptique dans l’hippocampe. Cette question nécessite l’intégrité fonctionnelle du cerveau. D'autre part, l’évaluation des conséquences de ces mécanismes sur les performances mnésiques impose la réalisation de tests comportementaux, qui requièrent l’utilisation d’animaux vivants et conscients. Pour ces raisons, l’utilisation de l’animal in vivo demeure indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé à partir de nos données antérieures de manière à obtenir une puissance statistique a priori de 90%. Sur cette base, 12 souris par groupe seront incluses pour les analyses électrophysiologiques et 15 souris par groupe pour les analyses comportementales.
Raffinement
Les animaux seront habitués une semaine aux conditions d’élevage après réception puis progressivement entraînés à la manipulation afin de limiter le stress avant les procédures expérimentales. Tout au long du protocole, une surveillance quotidienne sera assurée, avec une attention accrue en période postopératoire. Des mesures spécifiques seront mises en place pour minimiser les effets indésirables sur le bien-être des animaux : maintien de la température corporelle pendant et après la chirurgie et mise à disposition de gel réhydratant et d’aliments faciles d’accès et gestion systématique de la douleur en post opératoire. En cas d’altération de l’état général d’un animal, une évaluation clinique structurée sera réalisée afin de définir la conduite à tenir.
Choix des espèces
Les outils nécessaires pour stimuler spécifiquement les neurones à dopamine avec une précision de l’ordre de la milliseconde sont disponibles uniquement chez la souris. Les structures impliquées dans la mémoire étudiées dans ce projet sont conservées chez la plupart des mammifères. Ce qui nous permet d'extrapoler nos conclusions tirées de cette étude chez l’humain. Les animaux seront inclus dans le protocole à l’âge adulte, entre 2 et 8 mois afin d’éviter des effets du développement ou du vieillissement.
Exploration des mécanismes moléculaires et cellulaires du renforcement des connections entre neurones induit par la dopamine dans le cerveau de la souris anesthésiée-MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une première chirurgie d'environ quatre-vingt-dix minutes sous anesthésie générale sert à injecter un vecteur viral dans le cerveau, et laisse vingt-quatre à quarante-huit heures de douleur post-opératoire modérée. Vient ensuite une seconde chirurgie de une à six heures, sans réveil, pour enregistrer l'activité des neurones et stimuler ceux qui libèrent de la dopamine. 120 souris vont être utilisées de cette façon, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées au terme de la seconde opération pour des analyses histologiques. Le porteur rattache le projet à une meilleure compréhension, à plus long terme, de la maladie de Parkinson, de l'addiction et du trouble du déficit de l'attention, quand l'objet immédiat reste de décrire un mécanisme de plasticité chez la souris anesthésiée.
Objectifs
Dans ce projet nous explorerons par quels mécanismes la dopamine permet la plasticité neuronale responsable de la mémorisation chez la souris. Pour cela, nous provoquerons la modification des connexions entre neurones de l’hippocampe en stimulant les neurones à dopamine. Après la mise à mort des souris, nous prélèverons des organes pour étudier les modifications moléculaires et cellulaires déclenchées par de cette plasticité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques de la mémoire chez les mammifères en général et chez l’homme en particulier. Il permettra d’identifier les mécanismes qui font qu’on se souvient de certaines choses et pas d’autres, et à plus long terme de mieux comprendre les troubles cognitifs associés à des dysfonctionements de la transmission dopaminergique, comme par exemple dans la maladie de Parkinson, dans l’addiction ou les désordre neurodéveloppementaux comme le Trouble du Déficit de l'Attention avec ou sans Hyperactivité (TDAH).
Procédures
Les animaux seront soumis à deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale, une première permettant l’injection d’un vecteur viral durera environ 90 minutes et une seconde pour les enregistrements électrophysiologiques et la stimulation des neurones à dopamine durera de 1 à 6 heures.
Impact sur les animaux
Les animaux seront exposés à deux anesthesies générales, une première d'une durée inferieure à 90 minutes et une seconde sans réveil (durée comprise entre 1h et 6h). La première chirurgie est susceptible d’induire une douleur post-opératoire modérée durant 24 à 48 heures. Les pesées nécessaires au suivi post-opératoire peuvent entraîner un stress léger de quelques dizaines de secondes.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure en vue d’analyses histologiques.
Remplacement
Le projet a pour objectif d’évaluer comment la dopamine déclenche la plasticité dans l’hippocampe. Ceci nécessite l’intégrité de l’ensemble du cerveau (l’hippocampe et le système à dopamine) et l’utilisation de souris transgéniques qui permettent de stimuler spécifiquement les neurones à dopamine avec une résolution de l’ordre de la milliseconde. Il n’est pas possible, à l'heure actuelle, d’étudier cela par d’autres moyens que l’expérimentation animale in vivo (ni modélisation ni culture cellulaire) car les données biologiques sur ce sujet sont trop rares et parcellaires.
Réduction
Cette étude étant exploratoire, le nombre d’animaux par groupe (n= 12) a été déterminé sur la base de d’études antérieures utilisant les mêmes techniques de mesure des modifications neurobiologiques induites par des plasticités synaptiques s’approchant de celle étudiée ici. Les tissus prélevés seront réutilisés pour mesurer plusieurs types de modifications moléculaires et cellulaires.
Raffinement
Pendant les jours qui suivent la première chirurgie, une fiche de suivi est remplie quotidiennement pendant tout le temps nécessaire à la récupération totale de l'animal. Si une altération de l’état de l’animal est observée suite à la chirurgie une grille de scoring sera utilisée pour déterminer la conduite à tenir. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés avant le début de la première chirurgie. Des analgésiques seront également administrés en post opératoire le lendemain. Pendant les semaines qui suivront la chirurgie, les animaux seront inspectés tous les jours. Les animaux seront anesthésiés pendant toute la durée de la seconde chirurgie et tout au long des enregistrements électrophysiologiques, jusqu’à la mise à mort des animaux.
Choix des espèces
Dans cette étude, nous utilisons la souris en raison de sa pertinence comme modèle en neurosciences et de la disponibilité d’outils adaptés pour manipuler précisement les circuits neuronaux. Les animaux seront des jeunes adultes afin d’éviter les effets liés au développement ou au vieillissement.
Impact de l’inactivation d’un isoforme de PI3K sur les propriétées anti-thrombotique et anti-inflammatoire de l’endothélium MOFDIFICATION.1/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Pour évaluer si l'inactivation d'une protéine protège les vaisseaux de la thrombose et de l'inflammation, 178 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, dont 54 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une partie reste sous anesthésie jusqu'à sept heures d'affilée pour l'observation de ses vaisseaux, puis est tuée par excès d'anesthésique. D'autres subissent la ligature d'un vaisseau abdominal, avec un risque de saignement important, un réveil difficile, une douleur au site d'incision et une paralysie transitoire possible des pattes arrière, ou une inflammation généralisée provoquée par injection dans le ventre. Le porteur indique que les souris reçoivent des aliments enrichis en analgésiques, et qu'une souris qui ne réagit plus aux stimulations est tuée immédiatement.
Objectifs
L’inhibition d’une protéine d’intérêt a été identifié par nos collaborateurs comme protecteur de l’intégrité endothéliale et de la barrière vasculaire dans le contexte thrombo-inflammatoire des accidents cardiovasculaires cérébraux. L’inhibition d’une protéine d’intérêt a été identifié par nos collaborateurs comme agissant sur la conservation d’un état protecteur des vaisseaux sanguins. En effet au niveau cérébral le sang contenu dans les vaisseaux n’est pas capable de s’en échapper et les amas de plaquettes sont plus petit chez ses animaux. Dans ce contexte, l’objectif de cette demande qui sera réalisé sur deux établissements utilisateurs présents sur le même campus, est d’évaluer en précliniques l’impact de son inactivation sur les propriétés inflammatoire des vaisseaux et sur les amas de plaquettes en temps reel. L’impact de cette molécule d’intérêt sera évalué grâce à des souris génétiquement modifiées et en utilisant des molécules inhibitrices candidates générées par nos collaborateurs.
Bénéfices attendus
Ce type d’expérimentation permettra d’évaluer dans un modèle complexe vertébré ne pouvant pas être reproduit in vitro, les capacités anti-thrombotique ou/et anti-inflammatoire de la protéine d’intérêt et des molécules d’intérêts testées. Nous pourrons notamment évaluer le statut inflammatoire du vaisseau dépourvu de la protéine d’intérêt mais également le développement et la solidité du thrombus (amas plaquettaire) ainsi que sa capacité à emboliser (à se détacher du vaisseau). Ces amas plaquettaires circulants sont critiques car ils sont à l’origine des obturations des vaisseaux cérébraux ou pulmonaire. Mieux comprendre l’impact de cette molécule est indispensable pour clarifier les mécanismes impliqués dans la thrombose et pour évaluer son potentiel en tant que cible thérapeutique. Cette étape est également cruciale pour envisager, à terme, le développement de molécules inhibitrices spécifiques.
Procédures
Trois types d’interventions sont réalisées sur des lots différents d’animaux : 1-Une injection intraveineuse la veille de l'expérimentation sera réalisée sur certains lots. L’intervention dure moins de 5 minutes dans EU1. Dans EU2, Le lendemain Les animaux sont, sous anesthésie profonde, préparés pour visualiser les vaisseaux sanguins, afin d’étudier la thrombose ou l’inflammation. Les animaux sont maintenus sous anesthésie tout au long de l’expérience et sont euthanasié à la fin des expérimentations qui durent respectivement 4 pour étudier la thrombose et 7 Heures pour étudier l’inflammation locale. 2- Dans EU2,Des lots différents sont exposés à un prélèvement sanguin sous anesthésie (5 minutes), à une chirurgie sous anesthésie avec ligation d’un vaisseau sanguin abdominal (40 minutes). 48 heures après la chirurgie les animaux sont euthanasiés. 3-Dans EU2 Les derniers lots d'animaux sont soumis à une inflammation généralisée par une injection intrapéritonéale. 24h après cette induction les animaux sont anesthésiés et préparés pour visualiser les vaisseaux sanguins et la réponse inflammatoire grâce à la mobilité des globules blancs. Ces animaux sont maintenus sous anesthésie tout au long de l’expérience et euthanasié après une heure d'expérimentation.
Impact sur les animaux
Les souris exprimant une forme inactive de la protéine d'intérêt sont viables et ne présentent aucun défaut morphologique apparent ni de reproduction. Les Animaux seront maintenus sous anesthésie durant la totalité de la procédure qui dure maximum 7 heures et seront mis à mort par excès d’anesthésique. Concernant les procédures sévères : Lors de ces interventions, certains effets indésirables peuvent survenir. Par exemple, l’anesthésie peut parfois perturber la respiration des souris, la rendant irrégulière ou provoquant de courtes pauses. Il existe aussi un risque de saignement important au moment de l’intervention, notamment lorsqu’on sépare certains gros vaisseaux sanguins. Après l’opération, certaines souris peuvent avoir du mal à se réveiller ou ressentir de la douleur à l’endroit où l’incision a été faite. Dans certains cas, une faiblesse ou une paralysie transitoire des pattes arrière peut apparaître. L’induction du sepsis va entrainer une inflammation généralisée chez les souris. L’inflammation sera étudiée à 24h post induction puis les souris seront euthanasiées par excès d’anesthésique.
Devenir
Les procédures utilisées étant invasives, il est nécessaire d'euthanasier les animaux en fin de procédures car ils ne pourraient pas survivre aux interventions.
Remplacement
Le recours à l’espèce souris est irremplaçable pour le déroulement de ce projet pour deux raisons majeures : (i) la complexité des mécanismes et la nature des différentes cellules misent en jeu ne sont pas modélisables par des approches in vitro et (ii) le test d’inhibiteurs sélectifs pour la protéine d'intérêt que nous souhaitons valider in vivo.
Réduction
Dans un souci d'utilisation d'un nombre minimal d'animaux, le nombre d'animaux annoncé a été calculé au plus juste à l'aide d'outils statistiques. Dans la mesure du possible, dans les experimentations de thrombose, plusieurs types cellulaire et/ou molécules seront visualisés dans les mêmes animaux. Cependant si une différence significative est obtenue entre deux groupes expérimentaux avant la réalisation de la totalité du lot, nous ne réaliserons pas le lot en entier. De plus, si aucune différence n’est obtenu avec les souris exprimant une forme inactive de la protéine d'intêret, nous ne réaliserons pas les expériences avec les molécules inhibitrices.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupes de 5, en présence de coton de nidification, avec boisson et nourriture à volonté. Une période de 7 jours d’acclimatation sera réalisée pour tous les animaux avant expérimentation. Les animaux sont surveillés tous les jours par du personnel. Le transport entre les deux établissements sur le même campus est effectué de sorte à minimiser les bruits et les vibrations pouvant être perçu par les animaux. Les actes invasifs sont tous réalisés sous anesthésies. Les injections permettant le maintien de l’anesthésie tout au long de l’expérimentation sont minutées et dosés pour assurer un état stable sans réveil des animaux. Cependant, si un animal venait à avoir un réveil même léger il sera immédiatement anesthésié. Pour les procédures necessitant un suivi: les souris reçoivent un traitement antidouleur régulier, des aliments enrichis en analgésiques sont mis à leur disposition, et leur état est évalué quotidiennement. Si une souris montre des signes de douleur ou de difficultés à se déplacer, des soins supplémentaires sont administrés. En l’absence d’amélioration rapide, l’animal est euthanasié pour éviter toute souffrance prolongée. De même, si une souris ne réagit plus aux stimulations, elle est immédiatement euthanasiée.
Choix des espèces
Le modèle souris est le modèle de choix pour l’étude préclinique de la thrombose et de l'inflammation. En effet la formation d’un thrombus (amas plaquettaire) et le développement d'une inflammation dans les souris est excessivement proche de celle de l’Homme, aussi bien au niveau des molécules que des cellules impliquées. Nos collaborateurs ont établi une lignée de souris génétiquement modifiées pour notre protéine d’intérêt qui nous permet d’étudier spécifiquement son impact sur la thrombose et l’inflammation. Nous travaillons sur des animaux adultes de 5 à 25 semaines, nous avons besoin d'un système immunitaire et d'une production de plaquettes maturess.