Rongeurs
Etude des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans le développement de méningites bactériennes chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
Âgées de trois semaines, les souris utilisées servent à reproduire la méningite de l'enfant, et certaines lignées génétiquement déficientes portent un risque accru d'infection. 3 700 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Chacune reçoit une injection bactérienne sous anesthésie générale d'environ trois minutes, puis jusqu'à deux injections supplémentaires de trente secondes, le porteur indiquant que l'infection peut provoquer douleur, prostration et retrait du groupe social pendant seize heures au plus. Toutes sont tuées pour prélever leur cerveau et analyser la réponse inflammatoire, seul moyen selon le porteur d'identifier les molécules qui abîment le cerveau au cours de l'infection.
Objectifs
La méningite est une infection du cerveau qui est associée à un taux de mortalité élevé ou laisse chez 30 à 50 % des survivants, des séquelles neurologiques. Lorsqu'un microorganisme envahit le cerveau, une réponse immunitaire est déclenchée afin de combattre l’infection. Cependant,cette réponse peut aussi causer des dommages au cerveau responsable en partie des séquelles neurologiques. Notre objectif est de caractériser la réponse immunitaire du cerveau lors de l’infection et d’identifier des molécules inflammatoires qui pourraient jouer un rôle néfaste sur le cerveau.
Bénéfices attendus
L'identification de ces molécules inflammatoires impliquées dans les dommages au cerveau lors de la méningite accélérera le développement de thérapies visant à réduire les séquelles neurologiques à long terme.
Procédures
Les animaux seront infectés par injection sous anesthésie générale (1 injection pour une durée totale d'environ 3 min). Des injections supplémentaires permettant l'administration de traitement ou d'anesthésie seront réalisées (jusqu'à 2 injections/animaux durée 30 secondes).
Impact sur les animaux
Les injections causent un stress de courte durée (quelques secondes). L'infection est susceptible de générer douleur, prostration, et une mise en retrait du groupe social (16h maximum). Certaines souris génétiquement déficientes qui seront élévées présentent un risque accru de développer une infection.
Devenir
Le recours à l'expérimentation animale est justifié par l'impossibilité de reproduire la complexicité du cerveau et du système immunitaire in vitro. L'analyse de la réponse inflammatoire du cerveau nécessite le prélevement des organes justifiant la mise à mort des animaux.
Remplacement
Les modèles cellulaires ne permettent pas l'étude de la réponse inflammatoire du cerveau qui peut mettre en jeux de nombreux types de cellules. Aussi, le modèle animal est indispensable à ce projet qui permettra d'identifier l'ensemble des cellules et molécules inflammatoires impliquées dans ce processus et également d'analyser l'impact de l'inflammation systémique sur le déclanchement de la neuroinflammation.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé a été réduit au minimum mais suffisant pour permettre une analyse statistique fiable. Chaque expérience indépendante comportera au moins un groupe témoin d'animaux et un groupe test et les différences entre les souris test et les témoins seront analysées par des tests statistiques adaptés.
Raffinement
L’infection se fera sous anesthésie générale. Les animaux bénéficieront d’un hébergement adapté et d'un milieu enrichi. Nous avons optimisé les inocula bactériens et les temps d’étude de manière à minimiser les effets de l’infection sur les animaux. Ce protocole inclut des points limites spécifiques au projet qui permettront d'évaluer les animaux, à l'aide d'une grille de score. En cas de point limite atteint, les animaux seront mis à mort de façon anticipée. Dans le cas où certains animaux peuvent être malades, des croquettes imbibées d’eau sont systématiquement introduites directement dans la cage pour favoriser la prise alimentaire. Pour les souris immunodéprimées, un hébergement sans orgganismes pathogène sera mis en place;
Choix des espèces
La souris est un modèle animal pertinent qui permet de reproduire la physiopathologie de l'infection tels qu’ils peuvent se développer chez l'enfant. Nous utiliserons des souris juvénile de 3 semaines qui constituent notre modèle d'étude de méningite. D’autre part, les modèles animaux comme la souris offrent la possibilité d’investiguer des cibles spécifiques in vivo à l’aide d’animaux génétiquement modifiés, ce qui permet d'approcher ou d'élucider de plus près les mécanismes impliqués
Création de lignées murines originales
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Maladies animales
19 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Les mâles vasectomisés et les mâles reproducteurs vivent cinq ans en isolement intermittent, ne rejoignant des femelles qu'une nuit à la fois, et sont tués au gaz carbonique avant leurs douze mois. Les donneuses reçoivent deux injections hormonales à quarante-huit heures d'intervalle puis sont tuées par dislocation cervicale pour la récolte des embryons, les receveuses subissent un transfert d'embryons sous anesthésie générale et sont tuées en fin de procédure, un second transfert leur étant refusé. Le porteur reconnaît que l'isolement peut générer de l'anxiété chez un animal social, et présente cette plateforme de création de lignées comme un moyen d'obtenir des souris modifiées "en utilisant peu d'animaux".
Objectifs
Les équipes des instituts de recherche utilisent de nombreux modèles génétiques différents chez la souris, pour supporter des programmes de recherche visant à la fois à étudier le rôle de gènes dans le développement, à caractériser l’impact de mutations génétiques identifiées sous une forme similiaire chez des patients humains, à évaluer des stratégies thérapeutiques adaptées en conséquence. La plateforme a pour objectif la génération de tels modèles murins transgéniques sur site, par approche Crispr/Cas 9.
Bénéfices attendus
L'application du système Crispr/Cas9 à l'embryon de souris permet l'obtention de souris d'intérêt génétiquement modifiées dans des délais courts, en utilisant peu d'animaux (de part l'efficacité des réactifs utilisés), et ce directement dans un fonds génétique d'intérêt donné. Les lignées génétiquement modifiées créées par notre plateforme sont des modèles de choix pour la communauté scientifique. En effet, ce sont des modèles pour la recherche fondamentale, mais aussi des modèles de pathologies humaines servant à mieux comprendre les processus de développement de ces maladies et voire même à tester des molécules/médicaments afin de valider (ou invalider) des cibles thérapeutiques potentielles.
Procédures
Les mâles vasectomisés et les mâles reproducteurs seront herbergés en situation d'isolement sur 5 ans. Les femelles donneuses seront soumises à une stimulation hormonale (2 injections intra-péritonéales (durée inférieure à 5 secondes) à 48h d'intervalle). Les femelles receveuses recevront des embryons par transfert d'embryons dans l'oviducte sous anesthésie générale (durée de l'intervention inférieure à 40min). Les souriceaux fondateurs seront suivis pour de potentiels phénotypes dommageables. Les souriceaux issus des accouplements des fondateurs seront suivis pour de potentiels phénotypes dommageables.
Impact sur les animaux
Les mâles vasectomisés et les mâles reproducteurs sont hébergés en situation d'isolement intermittent entre deux périodes d'accouplement, ces accouplements n'ayant lieu que sur des périodes courtes (une nuit) pour permettre le contrôle et la synchronisation de l'initiation des pseudo-gestations (dans le cas des mâles vasectomisés) ou pour permettre la production d'embryon un jour donné (dans le cas des mâles reproducteurs). L'isolement peut générer de l'anxiété, la souris étant un animal vivant en groupes sociaux. Les femelles pseudo-gestantes peuvent faire l'objet de douleurs post-chirurgicales suite à la réimplantation des embryons. Les animaux issus de ces manipulations peuvent potentiellement avoir un phénotype dommageable. Une fiche de suivi sera attribuée à chacun d'entre eux.
Devenir
Les mâles vasectomisés et les mâles reproducteurs en situation d'isolement seront mis à mort par inhalation de CO2 via un système dédié avant qu'ils aient 12 mois. Les femelles donneuses sont mises à mort par dislocation cervicale afin de récolter les embryons post-mortem. Les femelles receveuses ne peuvent pas être sujettes à un deuxième transfert d'embryons, elles sont donc mises à mort par inhalation de CO2 via un système dédié en fin de procédure.
Remplacement
Il est impossible de remplacer l'utilisation de ces animaux, la génération de nouveaux modèles murins transgéniques impose l'utilisation d'animaux donneurs/receveurs d'embryons.
Réduction
La création de nouvelles lignées transgéniques sera limitée aux lignées qui ne sont pas disponibles, que ce soit sous forme respirante, d'embryons congelés, ou de semence congelée. L'estimation des nombres maximum d'animaux à utiliser dans ce projet a été faite en se basant sur la litterature scientifique. La grande effiacité des réactifs utilisés et des techniques de reproduction permettent de diminuer drastiquement le nombre d'animaux utilisés pour la génération d'une lignée
Raffinement
La potentielle douleur liée à la procédure de transfert d'embryons est prise en charge par une injection d'analgésie, et fait l'objet d'un suivi étroit des animaux.
Choix des espèces
Pas d’autres possibilités que l’utilisation de souris pour la production de lignées de souris génétiquement modifiées. Les animaux utilisés sont des reproducteurs à l'âge adulte pour les femelles receveuses,les males vasectomisés et les mâles reproducteurs, aprés la puberté et avant tout vieillissement. Les femelles donneuses utilisées sont des femelles impubéres (4 semaines) pour faciliter l'efficacité du traitement de superovulation.
Utilisation de petits mammifères exotiques envahissants comme indicateurs sentinelles permettant de surveiller l’émergence de maladies infectieuses zoonotiques
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Pour surveiller l'arrivée de pathogènes transmissibles à l'humain sur des îles et mesurer la résistance des rongeurs aux rodenticides, douze souriceaux servent de repas de sang à des puces. Ils sont anesthésiés pour ce gorgement puis tués par élongation cervicale sans reprendre conscience. Le reste du projet repose sur le piégeage de rats, souris et musaraignes sauvages, que le porteur décrit passant tout ou partie de la nuit dans les pièges, exposés à la pluie, au froid ou à la chaleur, avant la relève en matinée. Rangés dans la catégorie des espèces exotiques envahissantes, ces animaux capturés sont tués pour prélèvement d'organes, à l'exception de quelques individus relâchés pour repérer leurs terriers sous couvert d'une dérogation préfectorale.
Objectifs
Cette demande s’inscrit dans le cadre de projets de recherche utilisant des petits mammifères introduits en milieu insulaire pour (i) surveiller l'introduction de pathogènes zoonotiques, à savoir transmissibles entre la faune sauvage ou domestique et les populations humaines, et (ii) mesurer les niveaux de résistance aux rodenticides chez les populations de rongeurs pour optimiser les méthodes de contrôle et limiter les risques d'intoxication de la faune non cible, dont les prédateurs sauvages. Les îles sont à risque élevé d'émergence zoonotique car elles sont connectées par voies maritime et aérienne à des territoires où la transmission zoonotique est endémique. Les îles sont également sensibles aux espèces exotiques envahissantes, dont les rongeurs qui font l'objet de mesures de contrôle utilisant pour l'essentiel des molécules rodenticides, pour lesquels l'efficacité n'a pas été évaluée. Les travaux de recherche entrant dans le cadre de cette DAP permettront d'identifier précocément l'introduction de pathogènes zoonotiques et de suivre les niveaux de résistance aux rodenticides des rongeurs insulaires.
Bénéfices attendus
Les recherches ont des objectifs sanitaires et de conservation. Ces travaux permettront d'une part de surveiller des pathogènes à fort risque d’émergence ou de ré-émergence en détectant au plus tôt l’introduction de ces pathogènes. Ces travaux permettront également de s’assurer que l’utilisation de rondenticides n’a pas conduit à la sélection de résistance chez les rongeurs, auquel cas il faudra envisager d’adapter les techniques de contrôle de rongeurs pour une plus grande efficacité et une atteinte moindre de la faune non cible.
Procédures
Un gorgement sanguin de puces sera effectué sur des souriceaux anesthésiés (n=12). A la fin de cette procédure, les souriceaux seront euthanasiés par élongation cervicale.
Impact sur les animaux
Les animaux piégés passeront tout ou partie de la nuit à l’intérieur des pièges, ainsi que quelques heures en matinée avant que les agents chargés de l’échantillonnage ne relèvent les pièges. Les animaux piégés peuvent souffrir d’une exposition prolongée à la pluie, à des températures basses, en particulier en hiver, ou au contraire à des températures élevées en été. Pour limiter ces souffrances, les pièges seront placés à l’ombre ou seront recouverts de feuilles et branchages prélevés dans l’environnement et apportant un certain niveau de protection. Les pièges ciblant les petites espèces à métabolisme rapide seront équipés d’une chambre en bois ou polymère apportant une isolation thermique et limitant l'hypo/hyper-thermie. Enfin, en été, les animaux seront soumis à une brumisation avec de l’eau à température ambiante avant leur transport vers le laboratoire.
Devenir
Les animaux concernés par la DAP sont considérés comme des Espèces Exotiques Envahissantes et sont donc euthanasiés. Seuls quelques individus seront relâchés après capture pour identifier leurs terriers, procédure qui fait l'objet d'une demande de dérogation préfectorale.
Remplacement
Le projet a pour but d'évaluer le portage de pathogènes par des rongeurs ou des insectivores sauvages et commensaux de l'homme (rats, souris et musareignes). Cet objectif implique le piégeage de ces animaux sauvages dans leur milieu. Le tropisme tissulaire de ces pathogènes requière l’utilisation de différents organes et donc une euthanasie des animaux. Aucun remplacement n'est possible à ce jour.
Réduction
Afin de détecter un évènement rare tel que l'apparition (par mutation ou migration) d'allèles conférant une résistance rodenticide, et d'étudier différents facteurs (géographique, climatique, écosystémique, urbanisation, age, sexe, etc) influençant le portage d'agents zoonotiques, un nombre important d'animaux par espèce doit être inclu. Nous devrons, pour suivre les dynamiques spatio-temporelles de(s) résistance(s) aux rodenticides et d'émergence zoonotique, conduire des campagnes d’échantillonnage dans des habitats différents (milieu naturel, urbain et péri-urbain, agricole, côtes au vent et sous le vent) et durant différentes saisons.
Raffinement
Afin de permettre les analyses sérologiques, moléculaires et microbiologiques, les rongeurs doivent être capturés vivants afin de disposer de tissus biologiques en très bon état de conservation. Les pièges utilisés sont des pièges à appats, non létaux, largement employés par la communauté de mammalogistes.
Choix des espèces
Les espèces animales choisies sont, sur les îles où se déploieront ces projets, les seules espèces hôtes connues d'arthropodes assurant une transmission biologique des agents zoonotiques ciblés par ces projets. Il n'y aura aucun contrôle du sexe ou du stade (juvénile/adulte) lors des piégeages, de manière à mesurer l'effet du développement et du sexe sur le portage d'agents zoonotiques et sur l'infestation par arthropodes vecteurs.
Identification de nouvelles molécules à visée anti-fibrotique dans un modèle murin – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles urogénitaux
1 642 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leurs reins et leur foie, dont 1 052 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent deux injections par semaine pendant six semaines d'un produit qui provoque la fibrose, puis des gavages quotidiens par cycles de sept jours ou des injections de traitement deux fois par semaine, avec pesées bihebdomadaires et prélèvement sanguin sous anesthésie avant la mise à mort. Trente d'entre elles sont hébergées vingt-quatre mois pour vieillir, et une lignée déficiente pour le gène col4a3 perd l'audition vers six à huit semaines avant de développer une fibrose rénale. Le porteur écrit que neuf souris par groupe suffisent et que le nombre total estimé s'élève à 986 animaux, alors que le projet en déclare 1 642.
Objectifs
La fibrose est définie comme une cicatrisation anormale des tissus constatée après agression de ces derniers. Cette affection est irréversible et s'aggrave au cours du temps. Ce phénomène peut affecter la plupart des organes dont les poumons, les reins, le foie ou encore le coeur et représente un problème majeur de santé publique. En effet, 45% des décès dans les pays industrialisés seraient liés à la présence d’une composante fibrotique. Cependant, les mécanismes à l'origine de ce processus restent actuellement largement méconnus. De ce fait, un des enjeux majeurs de ces dernières années consiste à mieux appréhender les causes et les mécanismes de cette maladie afin de développer de nouveaux marqueurs diagnostiques, pronostiques et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Les modèles cellulaires ne permettant pas de refléter de manière satisfaisante le processus de fibrose, le recours à l'animal reste une étape indispensable pour démontrer le potentiel anti-fibrotique d'un candidat médicament. Les objectifs de notre projet sont les suivants : - Identifier de nouvelles molécules présentant un potentiel anti-fibrotique dans des modèles murins de fibrose hépatique et rénale. Ces molécules ont été sélectionnées préalablement dans notre laboratoire à la suite de tests in vitro. Pour cela, nous utiliserons différents modèles murins couramment décrits dans la littérature scientifique permettant d'induire (ou développant spontanément) des lésions de fibrose hépatique ou rénale. De plus, la fréquence de la plupart des pathologies fibrotiques étant fortement augmentée après 50 ans, nous inclurons dans notre étude des souris âgées pour être plus représentatifs de la pathologie humaine. - Confirmer le rôle instrumental d’un gène, miR-21, dans la fibrose dans un modèle de souris déficientes pour ce gène. En effet, les résultats préliminaires obtenus in vitro nous ont permis de démontrer l'implication de ce gène dans la fibrose. Nous souhaitons donc confirmer nos résultats dans un modèle complexe.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer le potentiel anti-fibrotique de 5 molécules dont l’intérêt a été démontré in vitro au préalable en utilisant à la fois des souris jeunes et âgées. A terme, ce projet devrait permettre d’obtenir la preuve de concept de l’utilisation de ce type de molécules dans la prise en charge des patients atteints de fibrose, pour lesquels les options thérapeutiques restent à l’heure actuelle très limitées.
Procédures
Partie 1 : 30 souris hébergées pour étudier leur vieillissement subiront un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (2min30) avant leur mise à mort. Durée totale = 24 mois Partie 2 : 360 souris recevront 2 injections par semaine pendant 6 semaines de l’inducteur de fibrose ou de son contrôle (30 sec/intervention) puis 2 injections par semaine pendant 3 semaines du traitement ou de son contrôle (30 sec/intervention). 180 souris recevront 2 injections par semaine pendant 6 semaines de l’inducteur de fibrose ou de son contrôle (30 sec/intervention) puis 1 gavage par jour (60 sec/intervention) pendant 1 cycle de 7 jours, répété 2 fois avec un intervalle de 2 semaines entre les 2. 180 souris recevront 2 injections par semaine pendant 6 semaines de l’inducteur de fibrose ou de son contrôle (30 sec/intervention) puis 1 gavage (60 sec/intervention). Elles seront également pesées 2 fois par semaine pendant 4, 6 ou 7 (en fonction du groupe) semaines (1 min/pesée) et subiront un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (2min30) avant leur mise à mort. Durée totale = 7 semaines. Partie 3 : 360 souris recevront 1 injection de l’inducteur de fibrose ou de son contrôle (30 sec/intervention) puis 2 injections par semaine pendant 3 semaines du traitement ou de son contrôle (30 sec/intervention). 180 souris recevront 2 injections par semaine pendant 6 semaines de l’inducteur de fibrose ou de son contrôle (30 sec/intervention) puis 1 gavage par jour (60 sec/intervention) pendant 1 cycle de 7 jours, répété deux fois avec un intervalle de 2 semaines entre les 2. 180 souris recevront 2 injections par semaine pendant 6 semaines de l’inducteur de fibrose ou de son contrôle (30 sec/intervention) puis 1 gavage (60 sec/intervention). Elles seront également pesées 2 fois par semaine pendant 5, 7 ou 8 semaines (en fonction du groupe) (1 min/pesée) et subiront un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (2min30) avant leur mise à mort. Durée totale = 8 semaines. Partie 4 : Étape 1 : 224 souris recevront 2 injections ou non / sem. pendant 6 semaines (30 sec). Étape 2 : 668 souris recevront 2 injections ou non / sem. pendant 6 semaines (30 sec) puis seront isolées pendant 16h pour le recueil passif des urines (répété 3 ou 4 fois en fonction des groupes). Un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (2min30) sera réalisé sur l'ensemble des souris avant leur mise à mort. Durée totale = 9,5 semaines à 24 mois en fonction des groupes.
Impact sur les animaux
Notre projet implique l’induction de lésions de fibrose hépatique ou rénale chez la souris. De plus, les souris déficientes pour le gène col4a3 présentent à 6-8 semaines une perte auditive neurosensorielle modérée et développent à 10 semaines une glomérulosclérose associée une fibrose rénale.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de prélever les organes (reins et/ou foie) dans le but d’étudier la fibrose et la sénescence dans ces organes.
Remplacement
Des résultats préliminaires in vitro obtenus au sein de notre laboratoire nous ont permis de : - démontrer l’implication de certains gènes tel que miR-21 ou de processus cellulaires comme la sénescence dans la fibrose. - pouvoir sélectionner 5 candidats médicaments pour nos évaluations de potentiel anti-fibrotique. Cependant, les modèles cellulaires ne permettent pas de refléter de manière satisfaisante le développement des lésions de fibrose. En effet, le processus de fibrose étant un processus dynamique mettant en jeu de nombreux types cellulaires, son étude ne peut se concevoir que sur organisme entier et de ce fait nécessite de recourir à l’expérimentation animale.
Réduction
Nos études in vitro effectuées en amont au laboratoire nous ont permis de réduire significativement le nombre de molécules d’intérêt à tester et de ce fait, de réduire le nombre d’animaux nécessaires pour notre recherche. En ce qui concerne le nombre d’animaux utilisés dans notre étude, en émettant l'hypothèse d'une fréquence de l'événement de 10% sans traitement et de 75% avec traitement, il est nécessaire d'inclure 7 souris par groupe. Du fait de la variabilité de réponse pouvant être observée lors du processus de fibrose, nous envisageons d’utiliser 9 souris par groupe expérimental. De plus, les modèles utilisés dans ce projet sont complémentaires et utilisent des procédures déjà mises au point et couramment décrites. Les différentes procédures mises en œuvre pour ce projet ont été élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement satisfaisants. Pour la mise en œuvre de ce projet qui durera 5 ans, le nombre total d'animaux estimé est de 986 souris.
Raffinement
Le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques en expérimentation animale. Afin de limiter au minimum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de maximum 5 animaux par cage dans un environnement enrichi avec des cotons de nidification, et dans des conditions classiques de stabulation (température régulée, cycle jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés de 7 à 10 jours dans leur salle d’hébergement. Les animaux seront manipulés individuellement avant la mise en place de l’expérimentation et dans une pièce séparée des autres animaux afin de réduire leurs stress et angoisse. Un suivi quotidien des animaux sera réalisé de manière à s’assurer qu’ils ne présentent pas de signes de souffrance nécessitant l’arrêt des procédures et leur mise à mort. La souffrance sera évaluée par l’observation de paramètres de poids, de comportement et d’apparences reportés dans une grille standard permettant d’établir un score à ne pas dépasser. Tout animal dépassant ce score sera exclu du protocole et mis à mort.
Choix des espèces
Le modèle murin constitue un modèle de choix pour l’étude de la fibrose tissulaire de par notamment les nombreuses similitudes avec la pathologie observée chez l’homme. Le choix des lignées utilisées est dépendant des protocoles déjà existants et décrits dans la littérature. La fréquence de la plupart des pathologies fibrotiques étant fortement augmentée après 50 ans, nous inclurons dans notre étude des souris jeunes adultes et âgées pour être plus représentatifs de la pathologie humaine. Seul le modèle de fibrose rénale spontanée inclura de jeunes souris de 4 semaines en raison du développement précoce des lésions de la pathologie.
Pharmacocinétique : Etude de l’effet de nouvelles cibles thérapeutiques chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Jusqu'à 365 administrations de composés et 52 prélèvements de sang par animal : 900 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués pour analyses immunologiques et histologiques. La plupart des gestes se font sur animaux vigiles, sous contention, le porteur décrivant des hématomes aux points de piqûre et une douleur brève à chaque injection. Ces études de pharmacocinétique servent à mesurer où va une molécule dans le corps et à quelle vitesse elle en sort, étape que les autorités de santé exigent avant tout essai chez l'être humain. Le projet pourra comporter dix études, et le bénéfice annoncé pour les patients reste renvoyé à d'éventuels essais cliniques ultérieurs.
Objectifs
La phase préclinique consiste à étudier l’action des agents pharmacologiques in vivo chez le rongeur sain est une étape essentielle dans le développement de médicaments et de vaccins. Ce projet a pour but de vérifier l'innocuité (absence de toxicité) et de déterminer la biodisponibilité de nouvelles molécules thérapeutique. La pharmacocinétique a pour but d'étudier le devenir d'une substance, contenue dans un médicament, dans l'organisme après son administration selon différentes voies d'administration. Ce projet a pour but d’étudier le devenir des agents pharmacologiques in vivo chez le rat sain qui est une étape essentielle dans le développement d’un candidat médicament afin d'étudier sa bio-distribution et biodisponibilité dans un organisme vivant. La pharmacocinétique est le devenir du médicament, depuis son entrée jusqu'à sa sortie de l'organisme, l'évolution en fonction du temps de son absorption, sa biodisponibilité, sa distribution, son métabolisme, et son excrétion. En effet pour développer un composé, il est indispensable d’étudier sa pharmacocinétique et de vérifier l’absence de toxicité sur un modèle animal. Les caractéristiques pharmacocinétiques sont les premières données générées in vivo après que les tests in vitro aient été concluants. Cette caractérisation des paramètres pharmacocinétiques permet par la suite de déterminer entre autres les voies d’administration et la posologie.
Bénéfices attendus
Les études de pharmacocinétique (PK) chez l'animal sont nécessaires et demandées par les autorités de santé afin de pouvoir réaliser des études cliniques avec un maximum de sécurité. Elles permettent de déterminer les doses, la fréquence des administrations et de calculer la marge de sécurité. Ce projet pourra comporter 10 études et permettra de générer des données scientifiques robustes chez l’animal afin de pouvoir passer ultérieurement aux essais cliniques chez l’Homme.
Procédures
Prélèvements de sang : maximum 52 prélèvements (30 secondes/rat) sur animaux vigiles et un prélèvement de sang en terminal sous anesthésie gazeuse (30 secondes/rat). Administrations de composés : maximum 365 administrations, durée : 30 secondes/injection.
Impact sur les animaux
Les contentions des animaux vigiles pour administrer les molécules thérapeutiques peuvent engendrer un stress mineur à l’animal. L’administration de molécules par injections répétées pourra provoquer de petits hématomes au niveau du site de la piqûre. La contention de l'animal ainsi que la piqure de l'aiguille pour l'injection des molécules entraînent une douleur légère, de courte durée (quelques secondes). La pharmacocinétique nécessite le prélèvement de petites quantités de sang à des intervalles répétés ce qui peut générer du stress et de l’inconfort se traduisant par une douleur légère, de courte durée (quelques secondes). Aucun problème de toxicité n’a été relevé sur les composés testés lors du précédent projet.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques.
Remplacement
Nous proposons dans ce projet d’étudier la bio- distribution, biodisponibilité de nouvelle molécules thérapeutiques et vérifier l’innocuité de nouvelles thérapies in vivo chez le rat. Les méthodes substitutives à l’expérimentation animale (culture cellulaire, modélisation informatique) ne peuvent être utilisées ici puisque nous testons des molécules candidat médicament. Ces tests sont nécessaires avant l’initiation d’une phase clinique. Aucun modèle substitutif n’est à même de remplacer l’animal entier pour étudier la pharmacocinétique de molécules thérapeutiques et les interactions entre les différents acteurs cellulaires et moléculaires des réponses immunitaires.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement significatifs évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Les tests statistiques utilisés permettront soit de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 1 variable ou bien de comparer 2 groupes indépendants entres eux en prenant en compte 2 variables.
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement (pour les études de plus de 24h) pour s’assurer de leur bien-être et pour détecter la douleur au moment de l’expérimentation. Si des animaux présentent des signes de souffrance au cours de l'étude, des croquettes humides ou de l'hydrogel seront ajoutés dans les cages et le vétérinaire en sera informé. Certains types de traitements seront effectués sous anesthésie ainsi que les prélèvements de sang. Un suivi et scoring quotidien seront effectués. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués. Pour les projets longs, au cours des précédents projet nous avons varié les enrichissements au cours de l’étude (tunnel, dômes, frisures de carton, cylindre de coton, morceau de bois à ronger) afin d’améliorer le bien-être des animaux (curiosité, diminuer l'ennui). Nous allons continuer de procéder ainsi dans ce projet.
Choix des espèces
Le choix du rat pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordre scientifiques, pratiques et éthiques : - Nos modèles d'études ont été développé sur des fonds génétique de rat dont les génomes possèdent 90% de similitude avec le génome humain, et ne présentent aucun gène manquant ou supplémentaire pouvant modifier l’intensité de la réponse immunitaire attendu. - De nombreux outils génétiques, anticorps spécifiques permettent la caractérisation des réponses immunitaires au niveau cellulaire/moléculaire chez le rat. - Le rat est l’autre espèce de rongeur utilisée en recherche biomédicale (en plus de la souris), même si son importance numérique est moindre que celle de la souris. C’est aussi une espèce de petite taille qui présente l’avantage, par rapport à la souris, d’être plus proche physiologiquement de l’homme, conférant ainsi aux résultats des recherches une meilleure comparaison inter-espèces. Les animaux sont utilisés au stade adulte (à partir de 7 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature (développement thymique achevé).
Décontamination de lignées murines d’intérêt par transfert d’embryons
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
Importées d'autres établissements ou déjà hébergées sur place, les lignées de souris concernées doivent changer de statut sanitaire, ce qui passe par la mort de toutes les femelles servant au transfert d'embryons. 600 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Les donneuses, âgées de quatre à six semaines, reçoivent deux injections hormonales à deux jours d'intervalle avant d'être tuées pour la récolte des embryons, les receveuses subissent une chirurgie de quarante-cinq minutes sous anesthésie générale puis partent chez un prestataire où elles sont tuées pour vérifier leur statut sanitaire. Celles chez qui la réimplantation échoue sont tuées faute de pouvoir être réutilisées, et le porteur affirme qu'un tel projet ne peut pas se faire sans souris, l'étude du cerveau étant selon lui hors de portée des modèles in vitro.
Objectifs
Les recherches réalisées dans l'établissement portent sur les maladies neurologiques telles que la maladie de Parkinson, Alzheimer, la sclérose en plaques et sur les maladies psychiatriques telles que la schizophrénie ou les troubles de l’humeur. Ces projets de recherche visent à développer les connaissances sur ces sujets et identifier des axes thérapeutiques innovants pour améliorer la prise en charge des patients. Les lignées murines nécessaires pour ces projets sont élevées en interne. Afin de pouvoir importer de nouvelles lignées d’intérêt possédant des caractéristiques génétiques précises il est parfois nécessaire de les décontaminer, de même pour certaines lignées déjà hébergées sur place mais nécessitant un statut sanitaire plus strict, notamment pour leur élevage. La décontamination des lignées et leur hébergement dans une zone protégée (exempte d’agent pathogènes et opportunistes pour les souris, ou SOPF) permettra un meilleur contrôle de leur statut sanitaire et une amélioration de leurs conditions d’hébergement. La décontamination se fera par la technique de transfert d’embryons se basant sur le principe que l’embryon est protégé de tout contaminant présent chez sa mère. Les embryons à transférer seront récoltés, puis lavés et réimplantés chez une femelle dite receveuse (pseudogestante) dans la zone protégée de l’animalerie dans le but d’obtenir des souriceaux de statut sanitaire SOPF.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’améliorer les conditions d’élevage des lignées murines concernées, grâce à un meilleur contrôle du statut sanitaire des animaux et de leurs conditions d’hébergement. En effet la zone protégée bénéficie d’un accès très restreint et donc un environnement plus calme, permettant aux animaux de ne pas être exposés au stress lié aux nombreux passages de personnes fréquentant l’animalerie, mais également aux pathogènes pouvant être amenés via ces mêmes personnes. Les animaux d’élevage seront donc placés dans des conditions optimales pour se reproduire. Les petits générés dans cette zone protégée pourront ensuite être récupérés par les chercheurs dans la zone expérimentale pour participer aux projets de recherche et donc contribuer à l’avancée de la recherche pour différentes pathologies du cerveau telles que la maladie d’Alzheimer, de Parkinson, la sclérose en plaques, l’épilepsie, les tumeurs cérébrales, etc…
Procédures
Des souris femelles recevront 2 injections d’hormones à 2 jours d’intervalle (durée quelques secondes par injection, souris vigile) pour obtenir une superovulation. D’autres souris femelles auront une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie adaptée pour réimplanter les embryons (durée environ 45 minutes, une fois).
Impact sur les animaux
Lors des injections les animaux ressentiront une légère et brève douleur au niveau des zones de piqûre. La chirurgie sera associée à un risque de douleur et d’inconfort post-opératoire. L’anesthésie générale nécessaire pour la réaliser sera associée à des risques d’hypothermie, de sécheresse oculaire et plus rarement un risque de difficultés cardiaque et, ou respiratoire. Il est possible que certaines lignées à transférer soient à phénotype dommageable. Pour la majorité de ces lignées le phénotype dommageable ne s’exprimera qu’à partir de l’âge adulte (plus de 8 semaines, exemples : perte de poids, apparition de tumeurs, difficultés motrices, etc.), ici nous utiliserons des femelles jeunes (moins de 6 semaines), les phénotypes dommageables que nous prévoyons de rencontrer pour ces jeunes animaux pourraient consister en des tremblements, des anomalies cognitives ou une différence de poids par rapport aux souris non génétiquement modifiées.
Devenir
Toutes les souris utilisées pour la production des embryons seront euthanasiées pour pouvoir récupérer ces embryons. Les souris réimplantées avec succès seront transférées à un prestataire pour la confirmation de leur statut sanitaire, ceci nécessitera leur euthanasie afin de réaliser des prélèvements d'intérêt post-mortem pour les différentes analyses nécessaires à la validation du statut sanitaire. Les femelles pour lesquelles la réimplantation n'aura pas fonctionné seront euthanasiées car elles ne pourront pas être réutilisées.
Remplacement
Ce projet consistant à décontaminer des lignées murines il ne peut se faire sans l’utilisation de souris. Cette décontamination intervient dans le contexte de souris utilisées pour des projets de recherche dédiés à l’étude du cerveau. Ces études ne peuvent s'effectuer que sur des modèles animaux car les modèles in vitro utilisant des lignées cellulaires ne suffisent pas à représenter les interactions complexes mises en jeu au niveau cérébral. De plus lorsqu’il est nécessaire d’étudier des composantes comportementales ou motrices, notamment pour certaines maladies du système nerveux, il est indispensable de recourir à l’utilisation de modèles animaux car cela ne peut pas être représenté in vitro.
Réduction
Nous utiliserons au total 600 souris pour ce projet. Nous avons défini cet effectif par rapport à notre expérience de la technique et au taux de réussite de chaque étape. Ainsi nous avons estimé que 6 souris donneuses étaient nécessaires pour obtenir un nombre suffisant d’embryons fécondés et viables à réimplanter. Ces femelles recevront un traitement de stimulation hormonale pour augmenter le nombre d’embryons récoltés permettant ainsi de réduire le nombre de femelles donneuses nécessaires pour chaque transfert. Pour les femelles receveuses nous avons défini qu’il nous faudrait 4 femelles maximum afin de prendre en compte le risque lié à la chirurgie et le risque de perte de la portée lié aux aléas de l’élevage. Nous avons choisi une souche de souris spécifique comme receveuses car elle permet d’avoir un bon rendement de réimplantation et présente un comportement maternel fort permettant ainsi de réduire le nombre de femelles à réimplanter pour obtenir un nombre de souriceaux suffisants. Nous estimons que nous aurons au maximum 12 lignées à décontaminer par an. Les mâles vasectomisés ne sont pas soumis à déclaration dans ce projet, mais, à titre informatif ils seront conservés pendant 10 mois afin de participer à plusieurs sessions de transfert dans un souci de réduction plus global.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce. Ils bénéficieront d’un enrichissement de leur milieu avec un carré de coton et un bâtonnet de bois à ronger au minimum, complétés par une maisonnette pour les femelles gestantes. Les animaux en provenance extérieure bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une semaine minimum avant leur entrée en procédure. La chirurgie s’effectuera sous anesthésie générale avec une prise en charge analgésique adaptée. Un gel oculaire sera appliqué sur les yeux des animaux pour éviter toute sécheresse oculaire. Leur température corporelle sera maintenue grâce à l’utilisation de chambres d’induction et de réveil chauffées et d’un tapis chauffant thermorégulé. Le réveil des animaux sera surveillé, et des croquettes et de l’hydrogel seront mis à disposition dans le fond de la cage pour faciliter leur récupération la première journée. Une évaluation de leur état général sera assurée en période post-chirurgicale. Tous les animaux seront observés quotidiennement. En cas d’anomalie, celle-ci est transmise à la structure chargée du bien-être animal (SBEA), au vétérinaire et à notre équipe afin d’assurer la meilleure prise en charge des animaux. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance. Il est possible que certaines lignées à transférer soient à phénotype dommageable, pour les femelles génétiquement modifiées qui pourraient être impliquées dans ce projet (cas des mutations génétiques complexes) nous nous assurerons que le phénotype ne soit pas impactant pour la reproduction et, ou, qu’il ne soit pas encore exprimé. Nous utiliserons des femelles très jeunes à un âge auquel nous ne devrions observer (au maximum) que des signes cliniques légers en lien avec ces phénotypes dommageables.
Choix des espèces
Ce projet portant sur le transfert d’embryons de lignées de souris transgéniques, il est impératif de conserver la même espèce. Le choix de cette espèce sera justifié dans les différentes demandes d’autorisation de projet afférentes aux lignées utilisées dans ce projet. Les femelles donneuses d’embryons seront utilisées à un jeune âge de 4 à 6 semaines. A cet âge la maturité sexuelle n’est pas complète et la souris n’est pas cyclée. Ainsi le traitement hormonal déclenche une maturation folliculaire massive et une ovulation. Les femelles receveuses seront utilisées à un âge compris entre 2 et 8 mois afin d’être sexuellement matures mais pas trop âgées pour conserver de bonnes capacités reproductives et maternelles. Cet âge permet également à la femelle de bien supporter la chirurgie.
Implantation d’un biomatériau régénératif comme stratégie thérapeutique innovante dans un modèle rat d’AVC. Suivi de l’évolution du tissu cérébral par IRM et histologie. EU 2/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Le crâne ouvert deux fois, une heure pour créer la lésion cérébrale puis une heure pour poser l'implant, chaque rat passe ensuite trois IRM d'une heure sous anesthésie. 84 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit une douleur aiguë liée à l'incision du cuir chevelu, à la trépanation et à la manipulation du tissu cérébral, des saignements intracrâniens possibles, des œdèmes cérébraux et des crises d'épilepsie soudaines, et compte pourtant parmi les bénéfices attendus une "réduction des interventions multiples" qui diminuerait le stress et la souffrance des animaux non-humains. Tous sont tués pour que leur cerveau soit analysé et le biomatériau observé en place.
Objectifs
L’objectif scientifique de ce projet est de développer une stratégie thérapeutique innovante visant à favoriser la régénération des voies nerveuses motrices après une lésion du cortex moteur. Les effets de cette approche seront évalués à la fois sur le plan tissulaire, par imagerie IRM et analyses histologiques, et sur le plan fonctionnel, au moyen de tests moteurs spécifiquement adaptés. Ce projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs (EU)
Bénéfices attendus
Ce projet vise à démontrer l’intégration d’un nouveau biomatériau dans le tissu cérébral et à évaluer son potentiel à favoriser la récupération structurelle et fonctionnelle de la composante motrice. Les principaux bénéfices attendus sont : - Restauration tissulaire ciblée : le biomatériau pourrait stabiliser la matrice extracellulaire et soutenir la reconstruction des circuits corticospinaux. - Amélioration fonctionnelle : en favorisant la régénération neuronale et la réorganisation synaptique, il pourrait améliorer la mobilité et la coordination motrice. - Réduction des interventions multiples : un implant efficace limite le recours à des traitements répétitifs ou invasifs, réduisant le stress et la souffrance des animaux. - Avancée méthodologique : le suivi longitudinal par IRM et tests comportementaux permet d’observer l’évolution de la récupération chez le même animal, augmentant la robustesse des données et réduisant le nombre d’animaux nécessaires.- - Impact translational potentiel : les résultats pourraient guider le développement futur de thérapies régénératives pour les AVC ou traumatismes cérébraux, combinant implants biomimétiques, facteurs de croissance et thérapie cellulaire. En résumé, le projet allie compréhension fondamentale de la régénération cérébrale et perspective thérapeutique.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à 2 chriurgies sous anesthésie (réalisation de lésion (durée 1h) puis pose de l'implant (durée 1h)) au niveau cérébral (EU 1/2). Une IRM cérébrale sous anesthésie (durée 1h) sera réalisée 3 fois aprés la lésion (EU 2/2). La mise à mort sera réalisée pour la récupération des tissus cérébraux (EU 1/2).
Impact sur les animaux
Nuisances liées à la chirurgie: La procédure chirurgicale elle-même constitue une source importante de gêne pour l’animal. Elle peut provoquer une douleur aiguë immédiate liée à l’incision du cuir chevelu, à la trépanation et à la manipulation du tissu cérébral. Malgré l’utilisation d’anesthésie générale et d’analgésiques adaptés, un risque résiduel d’inconfort ou de douleur persiste, notamment lors de la phase de réveil. La chirurgie comporte également des risques de complications, tels que : - Saignements intracrâniens - Infections post-opératoires - Réactions inflammatoires locales - Œdèmes cérébraux pouvant altérer le bien-être de l’animal et interférer avec la récupération attendue Conséquences post-opératoires et facteurs additionnels de stress Après l’intervention, les animaux peuvent présenter un inconfort prolongé lié à la cicatrisation et à l’adaptation physiologique post-lésion. Cela peut se traduire par : - Altération de la motricité - Diminution de l’appétit - Modification du comportement exploratoire - Apparition de crises d’épilepsie soudaines Les premiers tests comportementaux réalisés après récupération peuvent également induire un stress psychologique, en raison de la nouveauté des situations expérimentales et de la contrainte de manipulation.
Devenir
La procédure se termine par la mise à mort des animaux afin de pouvoir étudier leurs tissus cérébraux. Cette étape est nécessaire pour observer directement comment le biomatériau s’intègre dans le cerveau, et pour mesurer la reconstruction des zones touchées et la récupération des cellules et des circuits moteurs. Les informations obtenues permettent également de mettre en relation les changements observés dans le cerveau avec les performances motrices mesurées chez l’animal, donnant ainsi une vision complète de l’efficacité du traitement.
Remplacement
L’accident vasculaire cérébral (AVC) est une maladie grave causée par l’obstruction ou la rupture d’un vaisseau sanguin dans le cerveau, entraînant des séquelles neurologiques. Malgré les progrès de la recherche en laboratoire, les modèles actuels ne permettent pas encore de reproduire la complexité du cerveau humain, en particulier sa vascularisation et les réactions biologiques qui suivent un AVC. Pour mieux comprendre ces phénomènes et tester de nouvelles thérapies, il est donc nécessaire d’utiliser un modèle animal. Ce projet vise à évaluer une stratégie innovante basée sur l’implantation de biomatériaux dans la zone lésée du cerveau, afin de favoriser la régénération. Les effets seront suivis à la fois par des tests fonctionnels (motricité, force, comportement) et par imagerie cérébrale (IRM). Après avoir obtenu des résultats encourageants avec d’autres biomatériaux chez le rat, nous allons maintenant tester un nouveau biomatériau biodégradable, plus proche des conditions physiologiques humaines et offrant un meilleur potentiel régénératif.
Réduction
L’utilisation de méthodes non invasives comme l’IRM et les évaluations motrices permet de suivre les mêmes animaux dans le temps, ce qui limite le nombre d’animaux nécessaires. Nous prévoyons d’utiliser 84 animaux adultes, mâles et femelles, sur une période de 5 ans, et nous réutiliserons, lorsque possible, les données d’animaux témoins provenant de protocoles antérieurs. Les animaux seront répartis en différentes catégories : animaux non lésés, animaux ayant subi une chirurgie factice (sham lésion), animaux avec implantation factice (sham-implant), et hémisphères sains des animaux lésés. Le suivi longitudinal de chaque animal permettra d’évaluer la récupération motrice ainsi que les changements observés à l’IRM et en histologie, tout en respectant le principe de réduction du nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Le principe fondamental des 5 libertés est strictement respecté tout au long de l’étude. Les rats sont hébergés dans des cages ventilées, par groupes de deux individus (espèce grégaire), dans une salle dédiée exclusivement à cette espèce. L’alimentation est disponible ad libitum, y compris pendant les phases d'entraînement et d’évaluation motrice, sans jeûne ni restriction alimentaire. Le suivi de l’état de santé général est assuré par les expérimentateurs et le personnel de zootechnie : les animaux sont pesés chaque semaine et bénéficient de contrôles vétérinaires réguliers. Une attention renforcée est portée aux animaux opérés, qui font l’objet d’une surveillance quotidienne par du personnel formé. Cette surveillance comprend l’observation de l’appétit, du poids, de la mobilité, de l’état du pelage, du comportement général, et s’appuie sur un score clinique. Ce score guide les décisions à prendre : mise en place d’un traitement visant à diminuer la douleur, renforcement du suivi, retrait de l’étude ou mise à mort si nécessaire. La prise en charge de la douleur repose sur des protocoles stricts et validés, en cohérence avec les principes de nociception et leur impact potentiel sur le bien-être animal et la qualité scientifique des données (cf. paragraphe sur les chirurgies). Un enrichissement environnemental est systématiquement mis en place, incluant des éléments cognitivement stimulants (tunnels, boules de fouille, boules traversantes, odeurs naturelles variées…) ainsi qu’une stimulation sociale via une arène de rencontre intercage. les animaux sont conditionnés de manière progressive aux tâches motrices, à l’aide de renforcements positifs. Cette procédure est conçue pour être peu anxiogène et respectueuse du bien-être animal. Le transport des animaux de l’EU 1/2 à l’EU 2/2 (trajet routier de 10 km) est également encadré avec attention. Les cages sont sécurisées pour le transport, les biberons sont retirés afin d’éviter l’humidification de la litière, les animaux ont accès à des croquettes et à une coupelle de nourriture molle, les couvercles sont scotchés pour prévenir toute ouverture accidentelle, les cages sont placées dans des sacs isothermes afin de limiter les variations thermiques, les chocs et les nuisances sonores.
Choix des espèces
Le rat constitue un modèle privilégié pour l’étude de la récupération fonctionnelle de la motricité du membre supérieur après lésion cérébrale et implantation de biomatériaux. En effet, la mobilité et la force du membre antérieur représentent des fonctions motrices essentielles, dont la récupération est déterminante pour l’autonomie des patients cérébrolésés dans les activités de la vie quotidienne. De plus, des tests comportementaux validés et adaptés chez le rat permettent d’évaluer l’amplitude des mouvements, la force musculaire ainsi que la sensibilité des membres supérieurs. Enfin, le suivi longitudinal de la progression tissulaire est réalisé grâce à des examens d’imagerie (IRM) non invasifs, indolores et pratiqués sous anesthésie, garantissant le bien-être de l’animal. Pour l'IRM, la taille du cerveau de rat est privilégiée par rapport à la souris. Les expériences sont conduites sur des animaux adultes âgés d’environ 3 mois, ce qui correspond à l’âge adulte chez l’homme et se rapproche de la tranche d’âge à laquelle surviennent majoritairement les AVC ischémiques.
Étude du rôle de cellules immunitaires dans un modèle murin de fibrose pulmonaire.
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Jusqu'à 120 injections par animal, une par jour, et quarante-cinq minutes d'anesthésie pour une irradiation du thorax : 800 souris femelles vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour prélèvement des tissus. L'irradiation provoque au bout de plusieurs semaines une fibrose pulmonaire, avec difficultés respiratoires, perte de poids et baisse d'activité. Le porteur cherche à établir le rôle des neutrophiles et des pièges qu'ils libèrent dans cette cicatrisation anormale du poumon, complication de la radiothérapie thoracique chez les patients. Il retient des femelles de sept à neuf semaines issues de souches réputées pour leur forte sensibilité à la fibrose expérimentale, et note que les femelles se montrent moins agressives entre elles, ce qui limite le stress lié à la vie en groupe.
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre comment certaines cellules de défense de notre organisme, appelées neutrophiles, et les pièges qu’elles libèrent (appelés NETs), peuvent jouer un rôle néfaste dans la formation de cicatrices anormales dans les poumons, appelées fibrose pulmonaire. La fibrose pulmonaire est une maladie grave où le tissu pulmonaire devient rigide et perd sa capacité à assurer une bonne respiration. Elle peut apparaître après certains traitements anticancéreux, comme la radiothérapie thoracique, utilisée pour soigner des cancers du poumon ou du sein. Nos travaux en laboratoire suggèrent que les neutrophiles et les NETs contribuent à l’aggravation de la fibrose en activant d’autres cellules qui fabriquent de la cicatrice. Ce projet a donc pour but de vérifier ce rôle dans un modèle chez la souris, en reproduisant une irradiation similaire à celle reçue par les patients. L’objectif final est d’identifier de nouvelles pistes de traitement pour prévenir ou limiter la fibrose pulmonaire radio-induite, afin d’améliorer la qualité de vie des patients traités par radiothérapie.
Bénéfices attendus
Si ce projet aboutit, il pourrait ouvrir de nouvelles pistes pour prévenir ou limiter la fibrose pulmonaire, une complication grave qui peut survenir après certains traitements anticancéreux comme la radiothérapie. En identifiant précisément le rôle des neutrophiles et des NETs dans cette maladie, nos recherches pourraient déboucher sur le développement de nouveaux médicaments ciblés capables de réduire la formation de cicatrices dans les poumons. Ces avancées permettraient non seulement d’améliorer la qualité de vie des patients traités par radiothérapie, en réduisant le risque d’insuffisance respiratoire, mais aussi d’apporter des connaissances utiles pour d’autres maladies où la fibrose pulmonaire est un problème majeur. Ce projet contribuera donc à la fois à la recherche fondamentale et à l’émergence de solutions concrètes pour la santé humaine.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, les souris seront soumises à plusieurs interventions, toutes réalisées par du personnel formé afin de limiter au maximum le stress et la douleur. Une séance unique sera réalisée au début de l’étude (J0). Pour cette étape, les souris seront anesthésiées, garantissant une immobilité totale et l’absence de perception de la douleur pendant la procédure (45 minutes). Cette anesthésie permet un sommeil profond et suffisamment prolongé pour la durée de l’irradiation. Injections : certaines souris recevront les traitements testés sous forme d’injections. Chaque injection dure environ 20 secondes. Selon le traitement, ces injections seront réalisées quotidiennement (jusqu’à 120 fois par animal pour les inhibiteurs) ou trois fois par semaine (environ 40 fois pour les anticorps). Les sites d’injection seront alternés pour limiter les irritations locales. Pesées hebdomadaires : une fois par semaine, les souris seront brièvement manipulées (environ 15 secondes) pour être pesées, afin de suivre leur état de santé. Ces interventions sont de courte durée, non chirurgicales, et accompagnées d’un suivi régulier permettant de garantir le baneien-être des animaux tout au long de l’étude.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de cette étude, certaines interventions peuvent entraîner des effets indésirables chez les souris. L’irradiation thoracique peut provoquer, après plusieurs semaines, des difficultés respiratoires dues à la formation progressive de cicatrices dans les poumons (fibrose pulmonaire). Ces effets apparaissent progressivement. Les injections peuvent entraîner de légères irritations locales, telles qu’une rougeur ou un gonflement au point d’injection. Ces réactions sont généralement temporaires. De manière générale, certains animaux peuvent présenter une perte de poids, une baisse d’appétit ou une diminution de l’activité en lien avec le développement progressif de la fibrose pulmonaire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des expériences, afin de prélever les tissus en vue d’analyses biochimiques et histologiques pour répondre aux objectifs scientifiques définis.
Remplacement
Avant d’utiliser des animaux, des expériences ont été réalisées sur des cellules en laboratoire (fibroblastes, macrophages, neutrophiles et cellules pulmonaires). Ces modèles ont montré que les neutrophiles et les pièges qu’ils libèrent (NETs) jouent un rôle dans le développement de la fibrose. Cependant, les mécanismes observés ne peuvent être entièrement reproduits en dehors d’un organisme vivant, car ils dépendent d’interactions complexes entre les cellules immunitaires, les tissus et la réponse à l’irradiation. L’utilisation de souris est donc indispensable pour répondre aux objectifs scientifiques.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été calculé de manière rigoureuse grâce à une analyse statistique, afin d’obtenir des résultats fiables tout en limitant au maximum le nombre de souris utilisées. Les travaux préliminaires réalisés dans d’autres modèles de fibrose ont permis d’optimiser les conditions expérimentales et de définir précisément le nombre minimal de 10 animaux par groupe, garantissant la validité scientifique des données.
Raffinement
Tout au long de l’étude, des mesures sont mises en place pour réduire au maximum la douleur et le stress des animaux. Ils sont hébergés en groupe dans des cages ventilées et enrichies, afin de favoriser un comportement naturel et leur bien-être. Les souris sont observées chaque jour afin de détecter rapidement tout signe de souffrance ou d’anomalie. Elles sont anesthésiées lors de l’irradiation pour éviter toute douleur ou stress. Si un signe important de souffrance apparaît (perte de poids importante, difficulté à respirer, prostration), l’animal sera retiré de l’étude et mis à mort de manière éthique afin d’éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
Nous cherchons à comprendre le rôle de certaines cellules du système immunitaire, appelées neutrophiles, dans le développement de la fibrose pulmonaire. Cette maladie correspond à une cicatrisation anormale du poumon qui le rend moins souple et gêne progressivement la respiration. Elle peut apparaître après certains traitements anticancéreux, comme la radiothérapie thoracique. La souris est l’espèce la plus adaptée pour ce type d’étude, car son système immunitaire et ses mécanismes de réparation des tissus sont très proches de ceux de l’être humain. De plus, certaines souches de souris sont reconnues pour leur forte sensibilité à la fibrose pulmonaire induite expérimentalement, ce qui permet d’obtenir des résultats fiables, reproductibles et comparables aux données déjà publiées dans la littérature scientifique. Nous utiliserons uniquement des souris femelles adultes jeunes, âgées de 7 à 9 semaines. À cet âge, elles ont atteint leur maturité physique et immunitaire, ce qui garantit une réponse stable et représentative. Par ailleurs, les femelles présentent moins de comportements agressifs que les mâles, ce qui limite le stress lié à la vie en groupe et améliore leur bien-être pendant l’étude. Ce choix d’espèce, d’âge et de caractéristiques garantit des données pertinentes pour la santé humaine tout en assurant le bon déroulement de l’étude et le respect du bien-être animal.
Etude de traitements par thérapie génique dans deux modèles de neuropathie chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Tout rat dont les signes de douleur dépassent le cadre prévu par l'étude est mis à mort. 356 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, tués à l'issue pour prélever leurs structures nerveuses. Ils développent une neuropathie provoquée soit par cinq administrations d'un réactif espacées d'une semaine chacune, soit par chirurgie, après une première opération destinée à injecter le traitement, puis subissent pendant neuf semaines des tests de réaction à des stimuli tactiles et thermiques répétés cinq fois. Le porteur reconnaît que ces tests peuvent déclencher une douleur au moment de la stimulation et que la neuropathie s'exprime par une hypersensibilité ou une douleur spontanée chronique, l'enjeu déclaré étant de vérifier si des vecteurs viraux atténuent ces symptômes.
Objectifs
La douleur neuropathique résulte d'une lésion ou d'un dysfonctionnement du système nerveux central ou périphérique dont les causes sont multiples, pouvant inclure entre autres des lésions nerveuses traumatiques ou faire suite à certaines catégories de traitements (notamment des anti-cancéreux). Touchant 7 % de la population générale, elles doivent conduire à l’emploi d’un arsenal thérapeutique différent de celui d'autres types de douleurs. Le traitement repose souvent sur des traitements de type antidépresseurs, antiépileptiques, ou non médicamenteux (p. ex., kinésithérapie, neuromodulation). Il n'existe à ce jour pas de traitement 100% efficace des douleurs neuropathiques, dont la prise en charge peut s'avérer complexe (douleurs chroniques, très durables dans le temps, d'où l'impossibilité de donner des antalgiques puissants tels que les opioïdes du fait de leurs effects secondaires), avec un accès inégal de la population aux spécialistes adaptés à la prise en charge de ces pathologies. Ce projet vise à évaluer des traitements qui interviendront au niveau génétique via l'administration de vecteurs viraux afin de diminuer les symptômes associés à différents types de neuropathie. Ce projet permettra de tester, dans deux modèles standard de douleur neuropathique chez le rat, ces nouvelles thérapies contre les douleurs neuropathiques.
Bénéfices attendus
Il n'existe à ce jour pas de traitement permettant de soigner l'ensemble des douleurs neuropathiques, dont la prise en charge peut s'avérer complexe (douleurs chroniques, durables dans le temps), avec un accès inégal de la population aux spécialistes adaptés à la prise en charge de ces pathologies. Ce projet permettra de tester, dans des modèles de douleur neuropathique chez le rongeur, des candidats de thérapie génique permettant de diminuer la douleur, dans le but de développer de nouvelles thérapies présentant une bonne efficacité dans la prise en charge de la douleur et l'amélioration de la qualité de vie des patients, le tout sans effet secondaire marqué.
Procédures
Une phase d'administration chirurgicale du traitement (durée de quelques minutes, 1 fois, sous anesthésie). Une phase d'induction, soit par 5 administrations espacées d'une semaine chacune d'un réactif (environ 1 minute par administration, sous contention), soit par chirurgie (1 fois, 5 à 10 minutes, sous anesthésie). Le comportement général des animaux sera évalué (observation sans manipulation, de l'ordre de quelques minutes) et des tests comportementaux (réaction à des stimuli tactiles ou thermiques, de l'ordre de 1 à 5 minutes). Chaque test sera réalisé 5 fois (sur des semaines différentes). L'étude durera 9 semaines.
Impact sur les animaux
Les animaux dans ce projet vont développer une neuropathie, qui peut se manifester par une hypersensibilité à la douleur ou une douleur spontanée, de manière chronique. L'administration de la thérapie (ainsi que l'induction chrirugicale de la neuropathie) nécessitera une phase chirurgicale pouvant entraîner une douleur post-opératoire malgré les soins péri-opératoires (incluant un analgésique). Les manipulations réalisées au cours des procédures peuvent entraîner un stress lors du test (e.g. stimulation tactile au niveau d'une patte). Les tests comportementaux basés sur la stimulation tactile ou thermique d'une zone potentiellement douloureuse, bien qu'il s'agisse de tests d'allodynie (c'est-à-dire stimulation en soi non douloureuse), peuvent entraîner une douleur au moment du test, et/ou un stress léger (pas de contention pour ces tests, mais les animaux seront manipulés hors de leur cage d'habitation pendant quelques minutes).
Devenir
Euthanasie pour prélèvement de structures nerveuses (impossible maintien en vie après ce prélèvement).
Remplacement
Ce modèle ne peut pas être remplacé par des méthodes alternatives car les modèles in vitro, ex vivo ou in silico ne permettent pas de reproduire actuellement les organes complexes et surtout leur interaction au sein du corps entier, ce qui est un point particulièrement important dans ces modèles car les lésions nerveuses induites entraînent des effets à différents niveaux de l'organisme, avec notamment une intégration centrale. Ces conditions spécifiques ne peuvent actuellement pas être reproduites in vitro, et l'étude de l'efficacité de la thérapie génique nécessite l'utilisation d'animaux présentant une douleur neuropathique. Cependant, les candidats traitements étudiés dans ce projet ont fait l'objet d'un tri et notamment d'une étude de biodistribution préalable, afin de vérifier qu'il ciblent bien les structures nerveuses d'intérêt (avant de passer sur un modèle de douleur).
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour chaque test a été optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose/effet et la comparaison entre deux traitements. Le nombre d’animaux a été déterminé par une analyse de puissance tenant compte de la structure de l'étude et utilisant les données comportementales des deux modèles évalués dans ce projet au sein de l'établissement utilisateur. Les études sont dimensionnées de manière à détecter une différence minimale de 30 % dans la réponse à la douleur entre les groupes traités et le groupe témoin. Ce seuil de 30 % a été choisi pour sa pertinence clinique, car il correspond au niveau minimal de soulagement de la douleur considéré comme cliniquement significatif chez les patients. Pour chacun des paramètres étudiés, des tests standards paramétriques seront appliqués. Aussi, les études réalisées dans ce projet seront complétées par une évaluation des potentiels effets secondaires, afin d'éviter d'utiliser d'autres animaux à cette seule fin.
Raffinement
Le raffinement des méthodes expérimentales pour réduire au maximum la souffrance animale est mis en oeuvre grâce à l'utilisation de points limites clairement établis, permettant d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse dépassant le cadre de l'étude. En cas de doute sur l’état général de l’animal, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux (ou attendus) ou jusqu’à atteinte des points limites. Un formulaire interne spécifique à l’espèce sera alors complété. Il intègre l’aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal quand il est approché ou stimulé, la respiration, l’appétit, le poids, l’état d’hydratation, les tremblements ou les convulsions, la présence de plaie, de tumeurs ou autres évènements imprévisibles. Ce formulaire de suivi des points limites permet de prendre les bonnes décisions en évitant toute souffrance animale. Il est aussi mis en place un enrichissement complet dans l'hébergement des animaux (e.g. sous la forme de jouets, litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères...). Pendant la phase chirurgicale, les animaux sont anesthésiés et analgésiés, le programme d’anesthésie et d’analgésie étant défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. De plus, la phase de chirurgie est raffinée au maximum, par la mise à disposition d’oxygène ou air ambiant à concentration ajustable, de tapis chauffants et/ou de lampes chauffantes et de soins péri-opératoires adaptés, définis avec le vétérinaire en charge du bien-être des animaux.
Choix des espèces
Les rats sont des modèles largement employés pour étudier une grande variété de douleurs neuropathiques, que ce soit des modèles de lésion, de neuropathie consécutive à une maladie, ou encore à un traitement par chimiothérapie. Il s'agit également de l'espèce dans laquelle des tests préalabales de biodistribution ont été réalisés pour la thérapie étudiée. Rongeurs sevrés (environ 5 semaines au 1er jour de l'étude) car les douleurs neuropathiques étudiées dans ce projet ne sont pas des maladies pédiatriques.
Mise en évidence de gènes clés dans la réplication du parasite responsable du paludisme.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Rats : 150
Injectés vigiles avec des globules rouges parasités, 2 822 souris et 150 rats sont ensuite piqués à la queue chaque jour pendant environ huit jours pour un prélèvement d'une goutte de sang, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur annonce une parasitémie faible et aucun signe clinique attendu, tout en indiquant que le paludisme cérébral peut provoquer des mouvements désordonnés, une paralysie partielle puis un coma irréversible. L'objectif déclaré est d'identifier les gènes qui commandent la multiplication du parasite, une centaine de gènes pouvant désormais être modifiés en une seule expérience. Tous sont tués à la fin de la procédure, leur sang étant prélevé après la mort pour récupérer les parasites.
Objectifs
Malgré de nombreux efforts depuis des décennies, le paludisme reste un problème de santé majeur dans le monde. Il touche environ 100 pays, et 40 % de la population mondiale vit dans des zones à risque. En 2020, on a recensé 241 millions de cas, entraînant 627 000 décès, principalement chez les enfants de moins de 5 ans. Le paludisme est causé par un parasite appelé Plasmodium, qui a besoin de deux hôtes pour survivre : un moustique du genre Anopheles et l’être humain, dans le cas du paludisme humain. Chez ce dernier, le parasite se multiplie dans les globules rouges, provoquant les symptômes de la maladie. Bien qu’il existe des médicaments, leur efficacité diminue à cause de l’apparition de résistances. Il est donc crucial de mieux comprendre ce parasite pour développer de nouveaux traitements. Notre projet vise à étudier comment le parasite contrôle son cycle de vie et se développe dans les globules rouges. Nous cherchons à identifier les gènes clés impliqués dans sa multiplication. Pour cela, nous allons créer des parasites fluorescents, puis les modifier afin de bloquer l’expression de certains gènes. Cela nous permettra de comprendre leur rôle et d’identifier de nouvelles cibles pour lutter contre le paludisme. Nous utiliserons Plasmodium berghei, un parasite qui infecte les rongeurs. Il est très similaire à Plasmodium falciparum, le plus dangereux pour l’Homme. De plus, il permet de mener des expériences en laboratoire qui sont impossibles à réaliser avec Plasmodium falciparum. Grâce à une technique innovante de transformation des parasites, nous pourrons réduire drastiquement le nombre d’animaux nécessaires, tout en obtenant des résultats robustes qui permettront d’ouvrir de nouvelles voies de lutte contre cette maladie toujours aussi dramatique.
Bénéfices attendus
Les traitements actuels contre le paludisme ne sont plus assez efficaces, car les parasites deviennent de plus en plus résistants. Il est donc urgent de trouver de nouveaux médicaments pour éliminer cette maladie. Pour cela, il faut chercher des solutions innovantes et viser de nouvelles cibles afin de limiter l’apparition de résistances. Notre projet va aider à mieux comprendre la biologie du parasite responsable du paludisme, d’abord chez la souris, puis chez l’Homme.Cette meilleure compréhension pourrait permettre de découvrir de nouveaux moyens de lutter contre le paludisme, surtout dans les pays où la maladie est très présente et où les résistances augmentent.
Procédures
Dans chacune des procédures, les animaux seront infectés par injection de globules rouges parasités. Les animaux sont vigiles ; il s’agit d’une injection unique. Tout au long de l’infection, environ 8 jours, un prélèvement d'une goutte de sang au bout de la queue sera réalisé, de manière journalière. Cette procédure ne prend que quelques secondes, et correspond à un prélèvement identique à celui de la glycémie. Finalement, à la fin de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés et un prélèvement total du sang sera fait de manière post-mortem. Au total, 2 822 souris et 150 rats seront injectés vigiles, monitorés par prélèvements sanguins et euthanasiés dans cette étude.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un léger stress lors de la contention ainsi qu’une légère douleur lors de l’injection ou du prélèvement d'une goutte de sang au bout de la queue, sur animaux vigiles. Lors de notre étude, nous atteindrons uniquement une faible parasitémie (correspondant au nombre de globules rouges infectés sur la totalité des globules rouges). À ce niveau-là, aucun signe clinique n’est à prévoir. Cependant, dans les cas rares de paludisme cérébral, la parasitémie reste faible, mais les souris peuvent développer des signes cliniques tels que : l’apparition de mouvements du corps désordonnés ou mal contrôlés, puis paralysie partielle allant jusqu’au coma irréversible.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures, pour récupérer le sang contenant les parasites pour la suite des analyses in-vitro.
Remplacement
Plasmodium falciparum est le parasite responsable du paludisme le plus dangereux pour l’Homme. Pour bien comprendre comment il vit et se développe, il faudrait l’étudier directement dans un organisme vivant, mais cela est très difficile. Cependant, il existe un parasite très proche, Plasmodium berghei, qui infecte les rongeurs et que l’on peut étudier de manière in vivo. Cela permet de mieux comprendre le cycle de vie du parasite et donc de pouvoir lutter plus efficacement contre la maladie. Pour cette étude, nous ne pouvons pas remplacer complètement l’étude sur les rongeurs, mais nous faisons d’abord le plus d’expériences possibles en laboratoire pour limiter le nombre d’animaux utilisés.
Réduction
Pour limiter l’utilisation d’animaux dans nos recherches, nous avons mis en place une méthode innovante permettant d’étudier plusieurs gènes en une seule expérience. Plutôt que de tester un gène à la fois, nous pouvons désormais modifier une centaine de gènes en une seule étape, en infectant un seul groupe de souris, réduisant considérablement le nombre d’animaux nécessaires. De plus, Plasmodium berghei infecte systématiquement les rongeurs, ce qui nous permet d’optimiser nos expériences en utilisant le strict minimum d’animaux. Le nombre de rongeurs est calculé en fonction de la quantité de globules rouges infectés dont nous avons besoin pour nos analyses.
Raffinement
Avant l’expérimentation, durant toute la période d'acclimatation d'une durée d'une semaine minimum, les souris sont manipulées de manière journalière pour éviter un stress lors de l'expérience. Lors des expérimentations, les animaux seront manipulés et injectés le plus rapidement possible, de manière à les remettre avec leurs congénères rapidement, et ainsi éviter un trop grand stress d’isolement. Lors de notre étude, nous nous limiterons à de faibles taux de parasitémie. Cela nous permettra d’obtenir une quantité de parasites suffisante pour une étude robuste, tout en évitant l’apparition de signes cliniques chez l’animal. Les animaux seront monitorés de manière journalière, l'observation de leur comportement ainsi qu'un examen clinique sera retranscrit sur une grille de score, que nous avons établi préalablement, et qui permettra de s'assurer de leur bonne santé. Cette grille comporte des critères considérés comme points limites, s’ils sont atteints les animaux seront immédiatement euthanasiés, afin d'éviter toute souffrance animale
Choix des espèces
Les recherches sur Plasmodium falciparum nécessitent généralement des modèles animaux complexes, comme certains singes ou des souris génétiquement modifiées, qui sont rares, difficiles à élever et très coûteux. Grâce à un génome très proche de ce dernier, nous pouvons utiliser Plasmodium berghei, qui infecte naturellement les rongeurs, pour mieux comprendre le paludisme humain. De plus, ces parasites murins ne présentent aucun risque pour l’Homme et ne se transmettent entre rongeurs que par la piqûre de moustiques Anopheles, absents en France métropolitaine. Nous utilisons des souris et des rats âgés de 8 à 12 semaines, car à cet âge, ils sont assez développés pour fournir un volume de sang suffisant pour nos analyses, tout en restant en bonne santé pour supporter l’infection.
Tests de molécules à visées thérapeutiques sur un modèle murin de syndrome métabolique (obésité, diabète, fibrose hépatique (NASH), foie cholestatique) [MODIFICATION].
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
L'effectif demandé suit la croissance annoncée du carnet de commandes de l'établissement. 1 650 souris au foie ou au système immunitaire humanisés vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, 1 600 tuées à l'issue et 50 réorientées vers un projet de formation interne aux gestes techniques. Elles développent obésité, stéatose hépatique et diabète sous régime gras et sucré, ou une cholestase provoquée par une substance qui bouche progressivement leurs voies biliaires, avec des atteintes annoncées allant de l'ictère à l'ascite et à l'encéphalopathie hépatique, avant de subir des jeûnes de six à huit heures, des injections de plasmides et des prélèvements sanguins répétés. Le porteur écrit n'avoir conduit aucune approche statistique pour fixer le nombre total d'animaux, l'estimation venant du nombre d'études des années précédentes et d'une croissance anticipée "en accord avec le plan commercial".
Objectifs
L’objectif de ce projet est de développer un modèle murin de syndrome métabolique, c'est-à-dire une association d'anomalies mêlant dans ce cas obésité, stéatose hépatique non alcoolique (NASH) qui est une pathologie caractérisée par un excès de graisses dans le foie qui n'est pas due à une consommation élevée d'alcool et le développement de diabète qui est donc une résistance à l’insuline. Ce syndrôme sera reproduit grâce à des régimes riche en graisse et en sucre mimant les régimes occidentaux et permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires de cette pathologie et de tester de nouveaux candidats médicaments puisqu'aucune thérapie curative n'est approuvée. [MODIFICATION] En plus du modèle métabolique, nous allons développer un modèle chez la souris pour étudier la cholestase, une maladie où la bile ne circule plus correctement dans le foie. Pour cela, nous utiliserons une substance appelée DDC, connue pour bloquer progressivement les voies biliaires et provoquer des dépôts spécifiques dans le foie. Ce modèle reproduit les problèmes observés dans certaines maladies chroniques du foie et des voies biliaires. Grâce à ce second modèle, nous pourrons mieux comprendre les mécanismes qui perturbent le système biliaire, souvent liés ou aggravés par des troubles comme le syndrome métabolique et la NASH (une forme avancée de stéatose hépatique).
Bénéfices attendus
En basant notre modèle sur des souris ayant un système immunitaire et/ou un foie humanisé, nous mettons à disposition des chercheurs [MODIFICATION] des modèles permettant d'étudier [MODIFICATION] des syndromes métaboliques et maladies hépato-biliaires (diabète, NASH, obésité, [MODIFICATION] cholestase hépatique) et des potentiels traitements avec davantage de spécificité pour l’espèce cible de ces recherches : l’Homme.
Procédures
Test de résistance à l’insuline et test de résistance au glucose comprenant une mise à jeun. Durée totale du test entre 6h30 et 8h30. L’administration de traitements ou de cellules pourra être réalisée selon différentes voies. Une anesthésie gazeuse sera appliquée en fonction de la voie choisie. Les volumes administrés seront proportionnels au poids de l’animal avec un maximum défini. La durée sera généralement de 10-15 secondes. Le nombre est défini selon le protocole d’étude et dépendra de la fréquence. Ceci sera évalué par le vétérinaire. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur souris avec ou sans anesthésie en fonction de la voie choisie. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids de l’animal avec une limite fixée sur une période glissante de 14 jours. Une réhydratation avec du sérum physiologique sera réalisée si nécessaire. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole de l’étude et sera contrôlée par un vétérinaire. Chaque prélèvement durera quelques secondes. Pour les analyses nécessitant un volume plus important, un prélèvement terminal, sans réveil de l’animal, sous anesthésie gazeuse sera réalisé. Les animaux recevront des injections de solution saline isotonique contenant des plasmides, pour favoriser le développement de populations immunitaires humaines d’intérêt, une ou deux fois selon la durée de l’étude. Ces injections, administrées uniquement aux souris de plus de 18 g, dureront entre 10 et 15 secondes. Les injections pourront être répétées selon le protocole et dureront quelques secondes. À l’issue des études, les animaux devant être euthanasiés le seront selon les méthodes réglementaires. Toutes les interventions seront réalisées sous un suivi clinique rigoureux afin de minimiser douleur et stress des animaux. Un jeûne de nourriture pourra être effectué sans dépasser 12 heures par semaine avec un maximum de 6h consécutives. L’eau ne sera jamais retirée des cages.
Impact sur les animaux
Pour le développement de [MODIFICATION] ces modèles pathologiques, divers signes cliniques pouvant entraîner un inconfort pourront être observés: en lien avec le développement d’un diabète de type II : polyphagie (besoin excessif de manger), polyurie (trouble urinaire) , polydipsie (sensation de soif exagérée), troubles de la vision, asthénie, pathologie cardio-vasculaires (accident vasculaire cérébral, crise cardiaques), néphropathie, neuropathie, rétinopathie; en lien avec l’obésité: accumulation de graisse viscérale et augmentation du poids pouvant entraîner une difficulté à se mouvoir, pathologie cardio-vasculaire; en lien avec une insuffisance hépatique : état général dégradé, encéphalopathie hépatique, ictère, asthénie, anorexie, ascite, troubles de la coagulation, vomissement (hématémèse), diarrhée (méléna ou hématochésie). -Injection(s) de solution saline isotonique contenant des plasmides (pour favoriser le développement de populations immunitaires humaines d’intérêt) : hématome, troubles cardio-respiratoires, altération marquée de l’état général, pendant les minutes suivants l’injection. -Administration de traitements ou de composés : effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques, hématome, douleur, lésion au site d’administration (notamment si administrations répétées). -Prélèvements sanguins : hématome, anémie, douleur, lésion au site de prélèvement (notamment si prélèvement répétés). -Rasage et crème dépilatoire : microlésions, irritations cutanées, gêne (sensation de brûlure de la crème), inflammation transitoire. -Anesthésie : risque d’hypothermie et de sécheresse oculaire. Des nuisances peuvent également être induites par le stress dû aux contentions. La douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.
Devenir
Les animaux ayant atteints les point limites ou sur demande du vétérinaire seront euthanasiés. Ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général. Des souris issues de cette procédure pourront être réutilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris » sur décision vétérinaire. Ceci ne pourra être envisagé que dans les cas ou des animaux ont subi seulement une partie de la procédure (ex : animaux du groupe contrôle négatif) et ne présentant pas d’altérations résiduelles de leur état de santé.
Remplacement
Il n'est actuellement pas possible de recréer in vitro un environnement qui mimerait le développement d'un syndrome métabolique (diabète, obésité, NASH, [MODIFICATION] cholestase hépatique) tout en objectivant l’efficacité de molécules agissant, entre autres, sur l’activité du système immunitaire, la mort cellulaire, le stress oxydatif ou les taux d’insuline et de lipides dans le sang. Les modèles murins en général, et plus particulièrement la souris avec un foie et/ou un système immunitaire humanisé(s), constituent donc un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable au développement et la mise au point de traitements innovants visant à lutter contre cette maladie.
Réduction
Un total de [MODIFICATION] 1650 animaux est demandé pour la réalisation de ce projet sur une durée de 4 ans, permettant de réaliser [MODIFICATION] 55 études de 4 groupes (contrôle négatif, contrôle positif, plusieurs doses ou traitements à comparer) avec 5 à 10 animaux par groupe. Aucune approche statistique n'a été réalisée pour le nombre total d’études ou pour le nombre total d’animaux dans le projet. L’estimation du nombre d’animaux est réalisée sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum par des analyses rétrospectives systématiques.
Raffinement
En début d'étude, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables composés de 5 individus. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux. La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse, une échelle de scores cliniques (pelage, mobilité, état général, activité, comportement, etc…) sera appliquée dès le premier geste invasif ou dès qu’un signe d’altération sera observé lors de la surveillance quotidienne. Des traitements antalgiques préventifs et curatifs seront mis en œuvre dès que nécessaire, sous avis vétérinaire. Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur. Concernant les prélèvements sanguins, le volume maximal est défini pour un prélèvement unique, au-delà il s’agira d’un prélèvement terminal sans réveil sous anesthésie. Les fréquences sont limitées et une réhydratation est prévue. Les points limites déclenchant l’euthanasie incluent : atteinte sévère de l’état général, douleur non contrôlée ou tout score clinique dépassant les seuils définis, perte de poids dépassant les seuils définis.
Choix des espèces
L'utilisation de modèles murins dans les syndromes métaboliques a déjà été démontré dans la littérature scientifique. Par ailleurs, nous maitrisons l'humanisation du système immunitaire et du foie chez des lignées de souris spécifiques. En se basant sur cette expertise, il est essentiel de poursuivre sur cette espèce. Pour les souris non humanisées et humanisées avec des cellules sanguines provenant du sang périphérique, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 6 semaines. Pour les souris humanisées avec des cellules souches issues de cordons ombilicaux humains, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 8 semaines, première apparition des cellules humaines dans le sang. Pour les souris humanisées au niveau du foie ou double-humanisées (foie + système immunitaire), les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 13 semaines correspondant au délai nécessaire pour obtenir une prise de greffe hépatique suffisante dans la majorité des souris.
Développement d’un traitement innovant des douleurs chroniques liées aux cancers
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Injectés de cellules cancéreuses puis soumis à des chimiothérapies, 720 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue pour prélèvement d'organes. Chaque animal reçoit une injection hebdomadaire de la molécule à tester pendant six à huit semaines, sous la peau, dans une veine ou dans le canal rachidien, et son hypersensibilité est mesurée chaque jour, la sensibilité thermique trois fois au cours de l'étude. L'objectif déclaré est de fixer la dose et la fréquence optimales d'un candidat médicament dont le porteur indique qu'il a déjà montré son efficacité in vitro et in vivo. Tout traitement antalgique reste proscrit une fois le modèle de douleur établi, alors que le porteur décrit par ailleurs une acclimatation, un enrichissement des cages et une grille de score censés limiter la souffrance.
Objectifs
Les cancers qui touchent 18 millions de personnes par an dans le monde conduisent chez plus de 50% des patients à des douleurs chroniques. Les douleurs chroniques liées aux cancers sont de type neuropathique et/ou inflammatoire et sont soit induites par la tumeur et les métastases soit provoquées par les traitements du cancer. La prise en charge de ces douleurs est difficile car elles sont persistantes et rebelles aux traitements usuels. Les médecins sont donc démunis devant les patients en souffrance, d’où la nécessité de trouver de nouvelles cibles et stratégies thérapeutiques. Le projet consiste à tester l’efficacité d’une molécule médicament que nous venons de développer pour traiter différents types de douleurs liées aux cancer. Notre molécule médicament a déjà démontré son efficacité pour le traitement des douleurs chroniques dans une étude in vitro et in vivo préalable. Aujourd’hui notre objectif est de tester in vivo son efficacité pour soulager les douleurs chroniques liées aux cancers et de déterminer la dose et la fréquence optimales du traitement. Des injections de la molécule médicament seront effectuées sur 2 types de modèle de douleurs liées aux cancers : les douleurs cancéreuses liées à une tumeur et les douleurs consécutives à une chimiothérapie.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont de démontrer l’efficacité de notre molécule thérapeutique pour soulager les douleurs liées aux cancers et nous espèrons ainsi pouvoir proposer une nouvelle piste thérapeutique pour les patients atteints de cancer qui souffent de douleurs chroniques conséquentes à cette maladie. Les résultats précliniques de ce projet pourront soutenir la mise en place d’un essai clinique avec cette molécule.
Procédures
Il est prévu d’utiliser 720 rats pour ce projet. Les animaux seront soumis à deux types d’intervention : des injections de cellules cancéreuses et des chimiothérapies. Notre molécule thérapeutique, dont nous souhaitons évaluer l’efficacité pour soulager les douleurs chroniques liées aux cancers, sera injectée une fois par semaine soit en sous-cutané soit en intraveineux soit en intrathécal durant 6 à 8 semaines. Chaque type d'injection dure entre 2 à 3 min par animal. Les animaux seront anesthésiés pendant les injections. Une surveillance post-injection sera assurée par l’expérimentateur et les zootechniciens. Les animaux seront ensuite observés quotidiennement au cours de l'expérimentation et nous utiliserons une grille de score d'évaluation de la douleur et/ou souffrance pour évaluer l'état général et la douleur des animaux. Différents paramètres sont observés tels que l'apparence, l'alimentation, le comportement naturel et la respiration. Les animaux seront pesés et leur hypersensibilté sera évaluée quotidiennement à l'aide de tests de référence, la duré de ces gestes techniques est de maximum 4 min par animal. La sensibilité thermique aux températures sera quant à elle évaluée trois fois au cours de l’expérience, en début, après induction de la douleur et en fin de l’étude. Cette dernière évaluation dure 3 minutes par animal. Les jours où la sensibilté thermique est évaluée, les tests d'hypersensibilité ne sont pas réalisés.
Impact sur les animaux
Ce projet porte sur la douleur est nécessite l’utilisation de procédures sévères pour induire des douleurs neuropathiques et/ou inflammatoires. Il est donc attendu que les animaux présentent des symptômes de sensibilité douloureuse. L’objectif du projet étant l’évaluation du soulagement de ces symptômes douloureux par notre molécule médicament, l'utilisation de médicaments anti-douleur suite à l'établissement du modèle de douleur est proscrite. Une surveillance post-injection sera assurée par l’expérimentateur et les zootechniciens. En effet, une tuméfaction au point d’injection des cellules cancéreuses pourrait apparaitre.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux sont euthanasiés et les organes seront prélevés pour analyses.
Remplacement
- Remplacer : la douleur est une réponse de l’organisme entier face à une agression. Ce phénomène ne peut donc être étudié autrement qu’en utilisant l’organisme entier lui-même. Il n’est actuellement pas possible de remplacer le modèle animal pour ce type d'analyse. Néanmoins, il est possible d’étudier in vitro certains mécanismes utilisés par la réponse douloureuse et c’est ainsi que nous avons pu identifier le gène cible du traitement. Nous développons un modèle in vitro de cellules souches humaines différenciées en neurones sensoriels pour mieux comprendre le fonctionnement de notre gène cible dans les neurones de la douleur. Cependant, pour étudier le rôle de cette molécule dans la réponse douloureuse globale, le recours à l’animal est obligatoire.
Réduction
- Réduire : le nombre de rats utilisé sera réduit au minimum afin de limiter l’utilisation d’animaux vivants mais de manière à avoir des effectifs compatibles avec les tests statistiques utilisés. Le nombre d’animaux par lot est basé sur la littérature où un effet statistiquement significatif est mis en évidence à partir d’un seuil de 6 mâles et 6 femelles par lot. L’étude nécessitant de nombreuses cohortes associé au fait que notre étude précédente avec cette molécule médicament donnait des résultats très homogènes dans un même lot, nous avons choisi de constituer des lots de 6 animaux par sexe pour réduire au maximum le nombre d’animaux et respecter la règle des 3R.
Raffinement
- Raffiner : pour limiter l’angoisse due aux tests pratiqués, une acclimatation est réalisée durant laquelle les animaux à leur arrivée sont laissés 5 jours dans les cages pour qu’ils s’habituent aux locaux de notre animalerie. Durant une semaine, les animaux sont ensuite manipulés et présentés aux différents appareils de tests comportementaux qui seront utilisés dans l’étude, mais aucun test n’est pratiqué, afin que les animaux s’habituent à l'expérimentateur ainsi qu’aux différents équipements de test. Cette étape d'habituation permet aux animaux de s’habituer à l’environnement, à l'expérimentateur et de limiter le stress lié à la procédure. Les cages auront un enrichissement du milieu. Ce milieu est constitué d’un tunnel cylindrique pour procurer un sentiment de sécurité à l’animal, du papier cartonné pour stimuler les instincts naturels de nidification et de jeu et des copeaux de pin pour réchauffer les rats en cas d’hypothermie. Les points limites sont répertoriés dans une grille de score d’évaluation avec une notation de 0 à 2 pour chaque point limite. Un suivi journalier des animaux sera effectué. En cas de score égal ou supérieur à 4, une observation attentive de l’animal sera effectuée et des soins appliqués lorsque cela est possible. Un animal avec un scoring entre 4 et 6 est observé de manière attentive c’est à dire 4 fois par jour par l’expérimentateur et l’équipe de zootechnie jusqu’à 3 jours. Si aucune amélioration n’est observée les animaux sont sortis du projet et euthanasiés par asphyxie au CO2. Les animaux avec un score inférieur à 4 sont observés 1 fois par jour, tous les jours. Et les animaux avec un scoring supérieur à 6 sont sortis du projet et euthanasiés par asphyxie au CO2.
Choix des espèces
Pour l'étude pharmacologique, la formulation chimique de notre molécule médicament est spécifique du génome du rat et de l’homme et nécessite des tests comportementaux chez le rat plutôt que chez la souris pour l'obtention de résultats transposables à l'homme. Ce projet nécessite d’utiliser des animaux au stade adulte qui correspond au stade d’expression optimale de notre cible thérapeutique. Tous les animaux arriveront au sein de l’animalerie au stade post-natal de 5 semaines. Ce stade a été déterminé par nos expériences antérieures. En effet, en arrivant à 5 semaines au laboratoire et après la période d’acclimatation et d’habituation, les animaux sont alors à un stade adulte de 6,5/7 semaines adéquat pour la réalisation des différentes procédures.