Rongeurs

Une perte de poids supérieure à 20 %, ou une douleur qui résiste aux analgésiques, fait sortir la souris de l'étude et la fait tuer. 600 souris vont être utilisées dans ce second établissement, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement d'organes. Elles passent douze semaines sous une alimentation à 60 % de lipides, reçoivent une mini-pompe implantée par chirurgie, deux injections dans la trachée et deux dans une veine chaque semaine pendant un mois, une échographie cardiaque hebdomadaire et un test de tolérance au glucose de deux heures. Les animaux font le trajet à pied entre les deux établissements, dans des sacs opaques, et les retombées annoncées pour des personnes de 70 à 80 ans sont renvoyées au long terme.

Objectifs

Avec l’âge, le cœur perd progressivement sa capacité à se remplir correctement, ce qui peut conduire à une forme fréquente d’insuffisance cardiaque chez les personnes âgées. Ce projet vise à mieux comprendre comment le vieillissement contribue à cette maladie. En particulier, nous nous intéressons à des cellules dites « sénescentes » qui s’accumulent dans le cœur avec l’âge et impactent la fonction cardiaque. Le projet testera également de nouvelles approches pour éliminer ou neutraliser ces cellules nuisibles, dans le but d’améliorer la santé cardiaque. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet permettront de mieux prévenir ou traiter cette forme d’insuffisance cardiaque, pour laquelle il n’existe à ce jour pas de traitement efficace. À long terme, ces travaux pourraient contribuer à améliorer la qualité de vie et l’espérance de vie des personnes âgées souffrant de maladies cardiovasculaires.

Procédures

Les souris suivront plusieurs types d’interventions : alimentation modifiée riche en graisse (60% kcal) pendant 12 semaines ; une chirurgie pour implanter une mini-pompe sur animal anesthésié (intervention de 10min) ; des injections intra-trachéales 2x par semaine d’une durée de quelques secondes à 1 min chacune (temps d’intubation et injection, sur animal anesthésié) et intra-veineuse 2x par semaine (quelques secondes par injection, sur animal vigile), pendant 4 semaines; des examens du coeur par échographie 1x par semaine, environ 10 min, sur animal anesthésié; des exercices physiques adaptés (quelques minutes par séance) ; un test de tolérance à l’insuline et au glucose en fin de protocole (intervention de 2h).

Impact sur les animaux

Certains régimes peuvent entraîner une prise de poids, une fatigue ou une réduction de mobilité. Des traitements peuvent provoquer une tension élevée ou une inflammation. Les signes de douleur ou d’inconfort seront surveillés, et des mesures seront prises pour soulager les animaux ou les retirer de l’étude si nécessaire.

Devenir

L’étude implique des analyses tissulaires nécessitant le prélèvement d’organes. Ces analyses ne peuvent pas être réalisées sans mise à mort.

Remplacement

Avant d’utiliser des animaux, des expériences sur cellules ont été menées et ont permis d’identifier des cibles thérapeutiques pour lutter contre l’insuffisance cardiaque chez les personnes âgées. Mais pour comprendre les effets du vieillissement sur un organisme entier, les animaux sont indispensables. Ils permettent d’évaluer le fonctionnement du cœur dans un contexte proche de la réalité humaine.

Réduction

Dans un souci de réduction, nous nous limiterons aux seules expériences indispensables et chaque animal sera utilisé pour mesurer un maximum de paramètres. Le nombre d’animaux minimum a été déterminé par approche statistique sans compromettre les résultats scientifiques attendus.

Raffinement

Dans un souci de raffinement, nous mettrons en place plusieurs mesures visant à assurer le bien-être des animaux et à réduire au maximum la douleur et la souffrance associées aux procédures expérimentales : - litière absorbante, renouvelée régulièrement, permettant les comportements naturels (fouille, creusage, nidification). De plus, les animaux obèses seront suivis plus régulièrement (remplissage des biberons, changement de litière plus fréquent si nécessaire). - interaction sociale préservée : les souris seront hébergées en groupes de 5 individus pour éviter l’isolement. - accès libre à l’eau et à la nourriture. Toutes les interventions potentiellement douloureuses seront réalisées sous anesthésie appropriée : - Anesthésie : l’induction et l’entretien seront adaptés en fonction du protocole expérimental. Les souris anesthésiées sont maintenues sur tapis chauffant et du gel oculaire sera appliqué pour prévenir la déshydratation. - Analgésie préventive et post-opératoire : administration de médicaments analgésiques, avec un suivi attentif des animaux pour ajuster les doses si nécessaire. - Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement tout signe de souffrance, de détresse ou d’inconfort : poil ébouriffé, posture anormale, signes de déshydratation, détection de signes de douleur (respiration anormale, mouvements réduits, vocalisations inhabituelles), analyse du comportement : isolement, diminution des interactions sociales, réduction de l’activité locomotrice, diminution de la prise alimentaire. - Des points limites stricts ont été définis pour mettre fin à l’expérimentation en cas de souffrance excessive. Un animal sera immédiatement retiré de l’étude et euthanasié si une perte de poids > 20 % est observée ou une douleur persistante ou non contrôlable est détectée malgré l’administration d’analgésiques. Ces mesures permettront de limiter au maximum la souffrance animale tout en assurant la qualité et la fiabilité des résultats obtenus dans cette étude. Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs sera effectué à pied, pour une durée inférieure à 10 minutes, à l’écart du public, dans des cages de transport sécurisées, placées dans des sacs spécifiquement conçus pour garantir l’obscurité et l’isolement des stimuli extérieurs. Cette procédure vise à réduire au maximum le stress des animaux pendant le déplacement.

Choix des espèces

Les souris sont utilisées car elles développent avec l’âge des signes d’insuffisance cardiaque similaires à ceux des humains, comme un cœur plus rigide ou des troubles de la relaxation cardiaque. Les jeunes souris représentent des adultes jeunes, tandis que les plus âgées correspondent à des personnes de 70 à 80 ans.

Un trou est percé dans l'os du crâne ou dans la mandibule de chaque rat, sous anesthésie profonde, pour y implanter un biomatériau. 600 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec des douleurs postopératoires de vingt-quatre heures au crâne, de trois jours à la mâchoire, des hématomes, des œdèmes mandibulaires et un risque de fracture. Le porteur présente le percement des deux côtés du crâne d'un même animal comme une économie d'animaux, et précise que la lésion mandibulaire ne sera faite que d'un côté pour ne pas empêcher les rats de s'alimenter. Tous sont tués à l'issue pour que les os implantés soient examinés au microscope.

Objectifs

Les os du crâne et du visage sont particulièrement exposés aux pertes osseuses d’origine traumatique, tumorale, infectieuse ou congénitale. Leur réparation nécessite le développement de matériaux capables de soutenir mécaniquement la zone tout en favorisant la repousse osseuse. Avant toute application clinique, ces matériaux doivent être testés dans des modèles animaux adaptés. Le modèle le plus couramment utilisé est la réalisation d’une petite lésion dans l’os du crâne du rat. Cet os n’est pas soumis à des forces mécaniques importantes (il ne supporte pas de charge). Ce modèle est simple et reproductible ; il permet d’implanter deux matériaux chez le même animal (un de chaque côté du crâne), ce qui permet de vérifier la reproductibilité de la réparation de l’os au sein du même animal. Il est donc idéal pour sélectionner et comparer plusieurs matériaux selon leur capacité à favoriser la formation osseuse. Cependant, ce modèle ne reproduit pas les conditions réelles pour les os soumis à des forces mécaniques importantes, comme la mâchoire inférieure. C’est pourquoi un second modèle est utilisé en complément consistant en une petite lésion réalisée sur un seul côté de la mâchoire inférieure. Ce modèle simule un environnement mécanique plus réaliste, d’un seul côté pour ne pas gêner l’alimentation des rats. L’utilisation séquentielle et complémentaire de ces deux modèles permet de combiner leurs avantages : •Le modèle crânien, sans contrainte mécanique, sert à sélectionner les matériaux les plus prometteurs dans un contexte simple et reproductible. •Le modèle de la mâchoire inférieure, soumis à la mastication, permet ensuite de valider l’intégration osseuse de ces matériaux dans des conditions proches de la réalité clinique. L’objectif final est de développer et valider des matériaux capables de restaurer efficacement les pertes osseuses importantes de la tête et du visage, afin de préparer leur utilisation future chez les patients.

Bénéfices attendus

Ce projet est un projet de recherche fondamentale pré-clinique pour la réparation des os du crâne et de la face. Alors que la prévalence des grandes pertes osseuses causées par des traumatismes diminue dans les pays de l'UE, les cas de cancer maxillo-faciaux attribués au papillomavirus humain augmentent, en particulier chez les jeunes adultes. Les techniques actuelles de reconstruction osseuse altèrent considérablement la qualité de vie des patients. Pouvoir proposer des matériaux qui s’intègre à l’os quel que soit les contraintes mécaniques qu’il subit, sans casser permettrait d’apporter de nouvelles solutions aux patients, y compris sur des os difficiles à reconstruire comme ceux de la mâchoire inférieure.

Procédures

Réalisation d'une petite lésion osseuse dans le crâne ou dans la mandibule, l'animal étant profondément endormi, (10min, n=12 rats / groupe / temps d'analyse), Prélèvement sanguin (1min, n= 6 rats/groupe/temps d'analyse), Imagerie scanner sous anesthésie gazeuse (10min, tous les rats non mis à mort). Injection de produit de contraste d'imagerie, l'animal étant endormi profondément (1min par injection/œil et 10 min entre les deux injections, n= 6 rats /groupe/temps d'analyse). Injection d'un produit de marquage vasculaire l'animal étant profondément endormi (1min, n= 6 rats /groupe/temps d'analyse).

Impact sur les animaux

Douleurs post-opératoires modérées au niveau du crâne pendant 24h, hématomes. Douleurs post opératoires modérées au niveau de la machoire pendant 3 jours, hématomes et œdèmes mandibulaires. Faible risque de fracture mandibulaire. Pour les rats subissant des injections, ils peuvent avoir des douleurs légères au point de prélèvement.

Devenir

Tous les animaux implantés seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de permettre des analyses histologiques.

Remplacement

La régénération osseuse présente une biologie complexe impliquant la participation et l’interaction de différents types cellulaires. Les matériaux utilisés seront tous validés préalablement in silico par des tests de simultations informatiques et des tests mécaniques; puis par des tests in vitro pour vérifier leur biocompatibilité cellulaire. Néanmoins, les processus complexes impliqués dans la régération osseuse ne peuvent être mimés en utilisant uniquement des cultures in vitro ou des modèles informatiques. La réalisation de défaut osseux dans le crane et la mandibule chez le rat permettra de sélectionner les matériaux adéquats pour favoriser leur intégration osseuse, y compris dans des situations de contraintes mécaniques importantes.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe et par temps d'analyse est justifié en fonction de nos objectifs de mise au point. Sur le plan statistique, la réparation osseuse et la vascularisation seront quantifiés et les différents groupes comparés grâce à l'application de différents tests statistiques adaptés. Une veille bibliographique sera systématiquement effectuée pour éviter toute expérience redondante.

Raffinement

La souffrance animale sera réduite au maximum par le raffinement des méthodes expérimentales notamment l'utilisation d’anesthésie générale, l’utilisation d’une anesthésie locale, et d’analgésique adaptée durant les procédures avec une médication systématique en per et également post-opératoire 72h, et l’établissement de points limites adéquats. Concernant le modèle mandibulaire, une nourriture en gelée sera donnée 15 jours suivant la chirurgie pour prévenir au mieux tout risque de douleur et de fracture, le retour à la nourriture en croquette sera validée par l'imagerie à J15. Une surveillance biquotidienne des animaux sera effectuée les 5 premiers jours puis quotidienne (6 jours sur 7). Les conditions d’élevage sont présentes pour le bien-être animal de façon à réduire le stress et l’anxiété dans un environnent enrichi au sein de groupes sociaux de 2 individus, avant et après les procédures.

Choix des espèces

Le rat est une espèce de laboratoire appropriée et classiquement utilisée pour l’étude du tissu osseux. A partir de 8 semaines et jusqu'à 5 mois, les rats ont terminés leur croissance et sont considérés comme de jeunes adultes.

Cent cinq jours de régime gras, quarante-huit heures enfermées seules dans une cage de mesure sans le moindre enrichissement, une pression artérielle relevée chaque semaine sur animal conscient : 720 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un inhibiteur métabolique ajouté à leur eau de boisson, associé au régime, leur fait prendre du poids, rigidifie leurs vaisseaux et abîme leur cœur, ce que le projet cherche justement à observer. Le porteur reconnaît que les injections répétées exposent à une péritonite, l'anesthésie à une détresse respiratoire, et l'isolement à un stress social. Les souris sont décrites comme viables, fertiles, immunocompétentes et sans pathologie spontanée, l'atteinte étant entièrement fabriquée, et toutes sont tuées pour le prélèvement de leurs organes.

Objectifs

Certaines maladies métaboliques chroniques peuvent fragiliser les vaisseaux sanguins et le cœur. Elles surviennent souvent après une alimentation déséquilibrée, trop riche en graisses, et en raison de troubles de la régulation vasculaire. Ces désordres augmentent le risque de maladies cardiovasculaires, qui se manifestent notamment par une prise de poids excessive, une élévation de la pression artérielle, une baisse de la tolérance à l’effort et, à long terme, par une plus grande vulnérabilité à l’insuffisance cardiaque. Ces complications représentent aujourd’hui un problème majeur de santé publique, car leur fréquence augmente dans la population et elles sont associées à une forte morbidité et mortalité. L’origine exacte de ces atteintes reste encore mal comprise. Les interactions entre alimentation, métabolisme, système vasculaire et cœur sont complexes et ne peuvent pas être étudiées uniquement avec des approches cellulaires. Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes qui conduisent à ces complications cardiovasculaires. Pour cela, un modèle expérimental chez la souris sera utilisé afin de reproduire les effets d’un régime alimentaire déséquilibré associé à une altération de la régulation vasculaire. L’objectif est de déterminer si certains processus biologiques naturels peuvent limiter ou prévenir la prise de poids excessive, la rigidité des vaisseaux et les altérations cardiaques observées. À terme, ces recherches permettront d’identifier de nouvelles pistes pour protéger le cœur et les vaisseaux dans des contextes métaboliques défavorables. Elles pourraient contribuer à améliorer la prévention et la prise en charge des maladies cardiovasculaires en agissant sur leurs causes profondes.

Bénéfices attendus

Les maladies du cœur et des vaisseaux sanguins sont parmi les plus fréquentes dans la population. Elles sont souvent favorisées par une alimentation trop riche en graisses ou par un déséquilibre du métabolisme. Ces situations entraînent progressivement une perte de souplesse des vaisseaux et une baisse de la performance du cœur. Ce projet cherche à comprendre comment ces déséquilibres se développent et à trouver des moyens de les prévenir. Des études réalisées chez la souris permettront d’observer les effets d’une alimentation déséquilibrée sur l’organisme et d’identifier des mécanismes naturels capables de protéger le cœur et les vaisseaux. Les bénéfices attendus sont les suivants : – améliorer les connaissances sur les liens entre alimentation, métabolisme et santé cardiovasculaire ; – identifier des processus biologiques qui aident le cœur à résister aux effets d’une mauvaise alimentation ; – ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de prévention des maladies du cœur ; – à long terme, réduire le nombre de personnes atteintes d’hypertension, d’insuffisance cardiaque ou de rigidité artérielle. Ces recherches devraient ainsi contribuer à améliorer la qualité de vie et à diminuer la charge médicale associée aux maladies cardiovasculaires.

Procédures

Certaines souris recevront, pendant cinq jours consécutifs, une injection quotidienne réalisée sur animal vigile, chaque administration durant seulement quelques secondes. À partir du début du protocole, les animaux seront répartis entre deux types d’alimentation, maintenus pendant toute la durée du protocole distribués ad libitum pendant toute la durée du protocole (105 jours). À intervalles réguliers, des prélèvements sanguins seront recueillis chez chaque animal, chaque manipulation ne durant que quelques secondes. Les animaux disposeront d’un temps de récupération complet d’au moins quatre semaines entre deux prélèvements. La pression artérielle sera mesurée chaque semaine (environ 10 minutes) sur animaux vigiles, après une courte phase d’habitation. Les fonctions cardiaques et vasculaires seront évaluées à trois reprises (jours 35, 70 et 105) grâce à des examens d’imagerie réalisés sous anesthésie légère, d’une durée d’environ 30 minutes chacun. Entre les jours 90 et 92, les animaux seront hébergés individuellement pendant une durée maximale de 48 heures afin de mesurer en continu leur activité, leur dépense énergétique et leur consommation alimentaire et hydrique.

Impact sur les animaux

L’administration prolongée d’un régime alimentaire riche en graisses, associée à l’exposition à un inhibiteur métabolique dans l’eau de boisson, peut induire une prise de poids excessive, une diminution de la tolérance à l’effort et une altération de la mobilité. Ces modifications s’accompagnent d’un risque de déséquilibre alimentaire pouvant entraîner une diminution de l’appétit ou une perte de poids excessive. Elles peuvent également induire des perturbations cardiovasculaires progressives, responsables de fatigue accrue et d’une moindre activité locomotrice. Les injections nécessaires à l’induction génétique sont susceptibles de provoquer une douleur transitoire au point d’administration ainsi qu’un risque rare d’irritation locale ou d’inflammation et, en cas d’injections répétées, un risque rare de péritonite. L’anesthésie brève requise pour les examens échocardiographiques peut entraîner une perturbation de la thermorégulation, une récupération plus lente, et exceptionnellement une détresse respiratoire. Ces épisodes sont transitoires mais génèrent un stress physiologique et une sensation d’inconfort. Le placement temporaire en hébergement individuel, limité à 48 h, s’accompagne d’une réduction des possibilités d’enrichissement et peut induire un stress social ou environnemental. De même, les prélèvements sanguins effectués sur animaux vigiles peuvent provoquer une douleur brève, un risque de petit hématome et un stress lié à la contention.

Devenir

Tous les animaux du projet seront euthanasiés afin de prélever les différents organes pour analyses biochimiques, histologiques, métaboliques.

Remplacement

Notre équipe privilégie chaque fois que possible le recours à des méthodes alternatives pour limiter l’utilisation d’animaux. Dans les phases préparatoires, nous utilisons des modèles in vitro (cultures cellulaires) ainsi que des approches in silico (modélisation informatique et analyses prédictives). Ces méthodes permettent de formuler des hypothèses et de tester certaines pistes de recherche sans recourir directement à l’animal. Cependant, l’avancée de ce projet nécessite l’utilisation de modèles animaux. En effet, il s’agit d’évaluer les conséquences de déséquilibres métaboliques prolongés sur le cœur et les vaisseaux. Ces phénomènes reposent sur des interactions complexes entre plusieurs systèmes de l’organisme (métabolique, vasculaire, cardiaque, nerveux, immunitaire) qu’aucun modèle in vitro ou in silico ne peut reproduire dans leur globalité. À ce jour, aucune méthode alternative ne permet de simuler de manière fidèle l’impact chronique d’une alimentation déséquilibrée et ses effets sur l’ensemble du corps. Seul un organisme vivant permet d’intégrer et de mesurer ces réponses, dans des conditions proches de la situation pathologique humaine. L’expérimentation animale est donc indispensable à ce stade du projet, car elle seule permet de valider les observations, de comprendre les mécanismes en jeu et d’évaluer le potentiel de nouvelles approches préventives ou thérapeutiques.

Réduction

Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 720 souris. Pour limiter le nombre d’animaux, plusieurs mesures sont mises en place. Les suivis sont réalisés de manière longitudinale, ce qui signifie que les mêmes animaux sont observés à différents moments de l’étude. Cette approche permet d’obtenir plusieurs informations successives chez un même individu et donc de réduire le nombre total d’animaux nécessaires. De plus, chaque animal fournit plusieurs organes et tissus qui sont analysés selon différentes approches. L’exploitation multiple des échantillons maximise ainsi les informations recueillies pour un même animal. Ces échantillons pourront également être partagés avec nos collaborateurs, ce qui contribue à limiter encore davantage le recours à de nouveaux animaux dans le cadre d’autres projets. Le nombre d’animaux a été défini sur la base d’une analyse statistique préalable, afin de garantir que les effectifs soient suffisants pour obtenir des résultats fiables tout en évitant l’utilisation d’animaux en excès. L’équilibre entre mâles et femelles sera respecté afin de rendre les conclusions plus transposables. L’ensemble de ces mesures vise à optimiser l’utilisation des animaux, à réduire leur nombre au strict nécessaire et à maintenir la robustesse scientifique des résultats obtenus.

Raffinement

Les conditions d’hébergement respecteront la réglementation en vigueur, à l’exception de périodes très courtes encadrées par une autorisation spécifique, lors des séjours temporaires dans des cages de mesure où aucun matériel d’enrichissement ne peut être ajouté. L’environnement habituel sera enrichi avec du matériel permettant la construction de nids et des abris, favorisant les comportements naturels et limitant le stress. Les animaux seront observés régulièrement afin de détecter précocement tout signe de mal-être, tel qu’une activité réduite, un pelage terne, un isolement ou une posture inhabituelle. Des critères précis sont définis pour interrompre la participation à l’étude si l’état d’un animal se détériore, notamment en cas de perte de poids importante, de baisse durable de l’appétit ou de signes de faiblesse. Les zones d’injection seront suivies pour repérer toute irritation. L’utilisation d’aiguilles fines et l’alternance des côtés permettront de réduire les effets locaux. Pour les examens nécessitant une anesthésie, une durée courte sera privilégiée afin de limiter l’impact sur l’animal. La respiration et la température corporelle seront surveillées, et les animaux resteront sur une surface chauffée jusqu’à leur réveil complet. En cas de baisse d’appétit, une alimentation adaptée sera proposée. Lors des séjours temporaires dans les cages de mesure, la durée sera limitée à deux jours, avec une attention particulière portée au comportement et à l’état général des animaux. Le personnel participant à ces procédures est formé et suit une formation continue. Les ajustements nécessaires pourront être décidés avec le vétérinaire ou le responsable du bien-être animal pour améliorer les conditions sans compromettre la validité scientifique du projet.

Choix des espèces

Les souris utilisées dans ce projet sont viables, fertiles, immunocompétentes et ne présentent pas spontanément de pathologie. Le phénotype étudié est induit par l’association d’un régime alimentaire déséquilibré et d’un traitement perturbant la fonction vasculaire. Les animaux développent alors une prise de poids, une rigidité des vaisseaux, des anomalies cardiaques et une diminution de la tolérance métabolique, reproduisant certaines caractéristiques des maladies cardiovasculaires liées à une mauvaise alimentation et à une altération de la fonction endothéliale. Le choix de la souris repose sur sa pertinence scientifique et méthodologique. Ce modèle est bien établi, largement utilisé pour l’élevage, les manipulations et le suivi clinique. L’existence de lignées génétiquement modifiées ciblées permet d’explorer la contribution spécifique de certains tissus à la physiopathologie étudiée. Le modèle murin présente ainsi une transposabilité pertinente pour comprendre les interactions entre métabolisme, cœur et vaisseaux. Les animaux seront utilisés à partir de 8 à 10 semaines, âge correspondant à la maturité physiologique et métabolique, notamment cardiaque. Ce stade permet d’évaluer de façon fiable l’impact d’un régime alimentaire gras associé à une dysfonction vasculaire, tout en évitant les biais liés à la croissance ou au développement.

Comprendre comment les cellules sénescentes rigidifient le cœur vieillissant, et tester des moyens de les détruire, conduit à utiliser 600 souris dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent pendant douze semaines une alimentation composée à 60 % de lipides, portent une mini-pompe implantée sous anesthésie, subissent quatre injections par semaine pendant un mois dont deux dans la trachée, une échographie cardiaque hebdomadaire, des séances d'exercice et un test de tolérance au glucose de deux heures. Une souris qui perd plus de 20 % de son poids, ou dont la douleur résiste aux analgésiques, est retirée de l'étude et tuée. Le même protocole se déroule dans un second établissement sur 600 autres souris, l'ensemble étant tué à l'issue pour le prélèvement d'organes.

Objectifs

Avec l’âge, le cœur perd progressivement sa capacité à se remplir correctement, ce qui peut conduire à une forme fréquente d’insuffisance cardiaque chez les personnes âgées. Ce projet vise à mieux comprendre comment le vieillissement contribue à cette maladie. En particulier, nous nous intéressons à des cellules dites « sénescentes » qui s’accumulent dans le cœur avec l’âge et impactent la fonction cardiaque. Le projet testera également de nouvelles approches pour éliminer ou neutraliser ces cellules nuisibles, dans le but d’améliorer la santé cardiaque. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet permettront de mieux prévenir ou traiter cette forme d’insuffisance cardiaque, pour laquelle il n’existe à ce jour pas de traitement efficace. À long terme, ces travaux pourraient contribuer à améliorer la qualité de vie et l’espérance de vie des personnes âgées souffrant de maladies cardiovasculaires.

Procédures

Les souris suivront plusieurs types d’interventions : alimentation modifiée riche en graisse (60% kcal) pendant 12 semaines ; une chirurgie pour implanter une mini-pompe sur animal anesthésié (intervention de 10min) ; des injections intra-trachéales 2x par semaine d’une durée de quelques secondes à 1 min chacune (temps d’intubation et injection, sur animal anesthésié) et intra-veineuse 2x par semaine (quelques secondes par injection, sur animal vigile), pendant 4 semaines; des examens du coeur par échographie 1x par semaine, environ 10 min, sur animal anesthésié; des exercices physiques adaptés (quelques minutes par séance) ; un test de tolérance à l’insuline et au glucose en fin de protocole (intervention de 2h).

Impact sur les animaux

Certains régimes peuvent entraîner une prise de poids, une fatigue ou une réduction de mobilité. Des traitements peuvent provoquer une tension élevée ou une inflammation. Les signes de douleur ou d’inconfort seront surveillés, et des mesures seront prises pour soulager les animaux ou les retirer de l’étude si nécessaire.

Devenir

L’étude implique des analyses tissulaires nécessitant le prélèvement d’organes. Ces analyses ne peuvent pas être réalisées sans mise à mort.

Remplacement

Avant d’utiliser des animaux, des expériences sur cellules ont été menées et ont permis d’identifier des cibles thérapeutiques pour lutter contre l’insuffisance cardiaque chez les personnes âgées. Mais pour comprendre les effets du vieillissement sur un organisme entier, les animaux sont indispensables. Ils permettent d’évaluer le fonctionnement du cœur dans un contexte proche de la réalité humaine.

Réduction

Dans un souci de réduction, nous nous limiterons aux seules expériences indispensables et chaque animal sera utilisé pour mesurer un maximum de paramètres. Le nombre d’animaux minimum a été déterminé par approche statistique sans compromettre les résultats scientifiques attendus.

Raffinement

Dans un souci de raffinement, nous mettrons en place plusieurs mesures visant à assurer le bien-être des animaux et à réduire au maximum la douleur et la souffrance associées aux procédures expérimentales : - litière absorbante, renouvelée régulièrement, permettant les comportements naturels (fouille, creusage, nidification). De plus, les animaux obèses seront suivis plus régulièrement (remplissage des biberons, changement de litière plus fréquent si nécessaire). - interaction sociale préservée : les souris seront hébergées en groupes de 5 individus pour éviter l’isolement. - accès libre à l’eau et à la nourriture. Toutes les interventions potentiellement douloureuses seront réalisées sous anesthésie appropriée : - Anesthésie : l’induction et l’entretien seront adaptés en fonction du protocole expérimental. Les souris anesthésiées sont maintenues sur tapis chauffant et du gel oculaire sera appliqué pour prévenir la déshydratation. - Analgésie préventive et post-opératoire : administration de médicaments analgésiques, avec un suivi attentif des animaux pour ajuster les doses si nécessaire. - Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement tout signe de souffrance, de détresse ou d’inconfort : poil ébouriffé, posture anormale, signes de déshydratation, détection de signes de douleur (respiration anormale, mouvements réduits, vocalisations inhabituelles), analyse du comportement : isolement, diminution des interactions sociales, réduction de l’activité locomotrice, diminution de la prise alimentaire. - Des points limites stricts ont été définis pour mettre fin à l’expérimentation en cas de souffrance excessive. Un animal sera immédiatement retiré de l’étude et euthanasié si une perte de poids > 20 % est observée ou une douleur persistante ou non contrôlable est détectée malgré l’administration d’analgésiques. Ces mesures permettront de limiter au maximum la souffrance animale tout en assurant la qualité et la fiabilité des résultats obtenus dans cette étude. Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs sera effectué à pied, pour une durée inférieure à 10 minutes, à l’écart du public, dans des cages de transport sécurisées, placées dans des sacs spécifiquement conçus pour garantir l’obscurité et l’isolement des stimuli extérieurs. Cette procédure vise à réduire au maximum le stress des animaux pendant le déplacement.

Choix des espèces

Les souris sont utilisées car elles développent avec l’âge des signes d’insuffisance cardiaque similaires à ceux des humains, comme un cœur plus rigide ou des troubles de la relaxation cardiaque. Les jeunes souris représentent des adultes jeunes, tandis que les plus âgées correspondent à des personnes de 70 à 80 ans.

Jusqu'à deux administrations par jour, sept semaines de suite, par gavage, sous la peau ou dans l'abdomen, et jusqu'à quatre prélèvements sanguins sous anesthésie : 994 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées, elles développent dès deux semaines une obstruction du flux biliaire et une fibrose du foie, et servent à cribler des candidats-médicaments contre la cholangite sclérosante primitive. Le porteur qualifie de mineurs les symptômes attendus, léthargie et jaunisse transitoire, tout en indiquant que la mise à mort à douze semaines au plus tard leur évitera des symptômes sévères liés à leur modification génétique. Toutes sont tuées pour le prélèvement d'organes et de sang.

Objectifs

La cholangite sclérosante primitive (PSC) fait partie des maladie auto-immunes du foie et est caractérisée par une dégénérescence des canaux biliaires internes et externes au foie, entrainant une accumulation de bile. Cette accumulation provoque du stress oxydant, de l’inflammation, de la fibrose (surproduction de fibres de collagène réduisant la fonctionnalité d’un organe) et mène ultimement à la cirrhose du foie et à une insuffisance hépatique (perte de fonctionnalité de l’organe). La PSC ne présente pas de symptômes au stade précoce, mais les personnes atteintes présentent progressivement un état de fatigue, des démangeaisons, de la jaunisse, des douleurs articulaires ou abdominales et des diarrhées. L’estimation de la survie moyenne à partir du diagnostic de la maladie est de 15 à 20 ans ; celui-ci est le plus souvent posé chez des hommes entre 30 et 40 ans, mais 15 à 20 % des diagnostics sont pédiatriques. A ce jour, aucun traitement n’a été approuvé, et il est urgent de développer de nouvelles solutions permettant de traiter et d’améliorer la qualité de vie des patients touchés par cette pathologie. Cela implique la nécessité de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques afin de découvrir ou repositionner des molécules et comprendre les mécanismes qui jouent un rôle dans la survenue et l’évolution de la maladie. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce projet : composé d’une étape de caractérisation du modèle d’étude de la maladie (souris génétiquement modifiées), puis d'une phase de screening de molécules thérapeutiques, il permettra l’évaluation de plusieurs candidats-médicaments avant une éventuelle évaluation clinique chez l'humain. Ce projet a donc pour objectif l’évaluation de l'efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques pour la PSC, dans le modèle génétique considéré aujourd'hui comme celui reproduisant au mieux les caractéristiques de la maladie humaine.

Bénéfices attendus

Ce projet en général se focalise sur l’étude et la validation, dans un contexte physiopathologique pertinent, de l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques ou de molécules déjà approuvées pour une autre indication pouvant avoir un effet dans la PSC. Si le screening de molécules dans le modèle révèle des candidats médicaments prometteurs, ce projet débouchera sur l’étude de leur mécanisme d’action dans le contexte de la pathologie et permettra l’évaluation des meilleures molécules avant une éventuelle utilisation en clinique chez l’homme. Ainsi, cette étude supportera la recherche de nouveaux médicaments potentiels dont les effets seraient supérieurs aux traitements purement symptomatiques actuellement délivrés pour la PSC, et qui ralentiront ou stopperont l'évolution de la maladie.

Procédures

Afin d'évaluer de potentielles molécules thérapeutiques dans le modèle, puis de déterminer la dose, la fréquence et la voie d'administration permettant un effet optimal du composé, les animaux pourront recevoir un traitement administré une à sept fois par semaine, jusqu’à 2 fois par jour (en fonction de la molécule étudiée et de la voie d’administration), pendant 7 semaines maximum. Le mode d’administration du composé dépendra de la nature de la molécule, de son mécanisme d’action et de la cible thérapeutique. En effet, notre approche étant exploratoire, nous devons envisager plusieurs voies d’administration afin d’optimiser l’efficacité du traitement. Nous n’attendons pas de nuisance liée à la nature des traitements (doses non toxiques selon les études de toxicologie préliminaires ou la littérature). L’administration des traitements par gavage entrainera un stress dû à la manipulation et une irritation liée à la sonde ; l’administration par voie intra-péritonéale ou sous-cutanée entrainera un stress dû à la manipulation et une douleur liée à la piqûre. Des prélèvements de sang en cours de procédure pourront être réalisés sous anesthésie gazeuse à raison d'un prélèvement toutes les deux semaines au maximum (soit 4 prélèvements par animal au maximum sur toute la durée de la procédure), d’un volume conforme aux recommandations éthiques. Le sang sera récupéré et l’animal sera remis dans sa cage pour son réveil.

Impact sur les animaux

Bien que les marqueurs sanguins et l'imagerie du foie révèlent l'apparition d'une altération du flux biliaire et d'une fibrose du foie dès 2 semaines, les animaux ne montrent pas de symptômes avant 8 à 12 semaines. Les symptômes documentés survenant dans cette période et leur impact sur le bien-être animal sont mineurs : petites altérations du comportement (léthargie/activité réduite), jaunisse transitoire. Cependant, l'état des animaux sera suivi 2 fois par semaine en observant la survenue de ces symptômes, en vérifiant la prise de nourriture, et en mesurant le poids des animaux. Nous n’attendons pas de nuisance liée à l’administration des traitements (doses non toxiques selon les études de toxicologie préliminaires ou la littérature) en dehors de celle induite par la piqûre. De plus, les prélèvements sanguins seront réalisés sous anesthésie gazeuse.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés. Certains organes seront alors récupérés et des prélèvements sanguins seront réalisés afin de pratiquer différentes analyses qui nous permettront d'évaluer l'efficacité des candidats-médicaments dans ce modèle de PSC. De plus, l'euthanasie des animaux à 12 semaines maximum empêchera les animaux de subir des symptômes sévères liées à la modification génétique.

Remplacement

Des expériences sur cellules pourront être réalisées en amont selon le mode d'action documenté ou envisagé des molécules testées. Cependant, l’étude de l’efficacité de molécules pouvant agir sur l’inflammation et/ou sur la fibrose est bien plus pertinente dans ce modèle dont l’ensemble des caractères anatomiques, physiologiques et immunitaires reproduit la majorité des aspects de la PSC humaine. Cette souche de souris est le modèle génétique de référence pour l'étude préclinique de la PSC, et modélise tout à la fois une altération du flux biliaire, une infiltration de cellules immunitaires en périphérie des canaux biliaires, une fibrose autour des canaux biliaires dite en "peau d'oignon" caractéristique de la PSC, ainsi qu'un déséquilibre des acides biliaires et de la flore intestinale. Nos procédures expérimentales ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes alternatives n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Pour évaluer et déterminer l’effet d’un traitement sur tous les facteurs précités, il est essentiel d’examiner l’animal vivant entier.

Réduction

Pour nos expérimentations, nous nous sommes appuyés sur les données de la littérature pour déterminer un nombre d’animaux nécessaire afin de garantir une puissance statistique adéquate pour l’analyse des résultats et d’inclure un nombre suffisant de contrôles internes permettant de conclure de manière robuste sur l’efficacité des traitements. L’analyse des données impliquera la comparaison de 8 groupes de 7 animaux pour chaque étude et bénéficiera d'une analyse statistique appropriée.

Raffinement

Pour minimiser l'impact sur les souris, une étude préliminaire sera menée sur un petit nombre d'animaux afin d'optimiser les études de screening ultérieures. L'implantation des puces d’identification et les prélèvements sanguins sont réalisés sous anesthésie à l’isoflurane, un anesthésique volatile reconnu pour son induction et son réveil rapide, minimisant ainsi le stress et l’impact sur l’animal. L’implantation de la puce est une procédure rapide (quelques secondes) et bien que légèrement invasive, elle ne provoque qu’un inconfort transitoire. Les prélèvements sanguins sont effectués de manière à limiter le traumatisme local pour minimiser la douleur et l’inflammation post-procédure. Toutefois, les animaux seront surveillés attentivement après chaque intervention. Si des signes de douleur ou d’inconfort prolongés étaient observés (léthargie, prostration, diminution de l’alimentation), un analgésique sera administré. Les animaux seront également suivis et pesés 2 fois par semaine afin d’anticiper tout signe de souffrance. Si les points limites sont atteints et que des signes de souffrance sont avérés chez l’animal, il sera sorti du protocole et euthanasié. Les procédures seront réalisées dans une pièce calme, différente de la pièce d’habitation. Pour limiter le stress, la peur et l’angoisse des animaux, ils seront manipulés avec délicatesse et sociabilisés (habitués à l’expérimentateur) avant le début de l’étude, leur environnement sera enrichi avec du matériel de nidification et de divertissement afin que les animaux puissent exprimer leur comportement naturel. Une manipulation des animaux à l'aide d'un tunnel ou avec les mains en coupe sera privilégiée pour éviter la contention des souris par la queue. Afin d’optimiser l'expérience, les animaux seront randomisés selon leur poids et/ou selon un marqueur sanguin déterminé au cours de l'étude préliminaire. L’objectif est de préserver le bien-être des animaux, la satisfaction de leurs besoins physiologiques et comportementaux permettant également d’éviter tout biais sur les résultats des expérimentations.

Choix des espèces

Ce modèle de souris génétiquement modifiées exprime un ensemble de caractères anatomiques, physiologiques et immunitaires très proche de la cholangite sclérosante primitive. Il s'agit du modèle génétique de référence dans la littérature ou les entreprises de recherche préclinique afin de tester l’efficacité de nouveaux traitements pour cette maladie. Dans le cadre de ce projet, nous nous intéresserons à la phase précoce (semaines 4 à 12 de la vie des animaux) de la maladie pendant laquelle se développent l'altération du flux biliaire, l'inflammation en périphérie des canaux biliaires et la fibrose du foie qui seront les principaux paramètres que nous chercherons à diminuer par l'administration de candidats-médicaments. Lors de cette phase, la pathologie est en cours de développement, ses caractéristiques sont encore modérées mais suffisamment développées pour permettre l'évaluation d'un candidat-médicament. Ne pas poursuivre l'étude sur les animaux au-delà de 12 semaines nous permettra d'obtenir des résultats suffisants pour démontrer l'efficacité de nos molécules tout en réduisant l'impact que la modification génétique pourrait avoir sur le bien-être des animaux.

Trois ou quatre injections et jusqu'à sept prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse par animal : 36 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour des analyses post-mortem. Ils reçoivent de fortes doses d'un vecteur viral de thérapie génique, puis une molécule qui détruit une partie des cellules immunitaires de leur foie. Le projet existe précisément parce que ces doses abîment le foie des patients et font perdre aux rats l'expression du gène transféré. Le porteur écrit pourtant que l'injection intraveineuse du vecteur "est connue pour ne provoquer aucun effet indésirable", et ne décrit aucune conséquence de la destruction des cellules hépatiques.

Objectifs

Les virus adéno-associés recombinants (AAVr) sont de petits virus modifiés utilisés comme « véhicules » pour transporter des gènes dans les cellules. Ils servent aujourd’hui dans plusieurs thérapies géniques, notamment pour traiter des maladies de l’œil, du foie, des muscles ou du système nerveux. Sept traitements basés sur ces vecteurs sont déjà disponibles pour les patients. Pour certaines maladies plus complexes, il faut injecter de grandes quantités d’AAVr. Mais à fortes doses, ces traitements peuvent provoquer des effets secondaires, en particulier au niveau du foie, qui peut être endommagé. Notre équipe a mis au point un modèle de rat pour mieux comprendre ce problème. Nous avons injecté de fortes doses d’AAVr contenant un gène fluorescent . Nous avons observé que certains rats perdaient l’expression de ce gène dans leur foie, comme cela se produit parfois chez les patients. On ne sait pas encore si cette perte vient d’une toxicité directe ou d’une réaction du système immunitaire. L’objectif de notre étude est donc d’analyser le rôle des cellules immunitaires du foie dans cette toxicité. Pour cela, nous utiliserons une molécule (le clodronate) capable d’éliminer certaines de ces cellules. En parallèle, nous testerons des versions « inoffensives » du gène fluorescent pour disposer d’un bon contrôle.

Bénéfices attendus

Le projet devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes responsables de l’immuno hépatotoxicité observée chez les patients après utilisation de fortes doses d’AAVr dans des modèles précliniques. Cette étude pourrait contribuer à mieux comprendre et mieux anticiper l’impact potentiel de l’immunotoxicité du transfert de gènes sur l’efficacité et la sécurité du traitement dans les essais cliniques.

Procédures

24 rats subiront trois injections ainsi que 3 prélèvements sanguins. 12 rats subiront quatre injections et 7 prélèvements sanguins. Des protocoles d'anesthésie et d’analgésie seront mis en place selon la procédure. Les injections et les prélèvements sanguins se dérouleront sous anesthésie gazeuse de courte durée (environ 5 à 10min). L’état général et l’alimentation des animaux seront surveillés quotidiennement par les techniciens animaliers et le vétérinaire.

Impact sur les animaux

Pour les prélèvements sanguins et les injections, les animaux seront sous anesthésiés gazeuse. Les animaux ressentiront au réveil, une légère douleur au point du prélèvement sanguin et au point d’injection , due à la pénétration de l’aiguille. Par ailleurs, l’injection intraveineuse d’un vecteur chez le rongeur est connue pour ne provoquer aucun effet indésirable. Pour l'euthanasie, que ce soit pour la perfusion hépatique terminale ou le prélèvement sanguin terminale au niveau de la veine cave, cela n’engendrera pas de stress ou de douleur pour les animaux, puisque cet examen sera réalisé sous anesthésie générale renforcée par une analgésie ce qui limitera une éventuelle douleur liée au geste invasif.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure pour des études post-mortem.

Remplacement

L’enjeu majeur des protocoles de thérapie génique développés à l’aide de virus consiste à s’affranchir de la réponse immunitaire anti-vecteur observée chez l’humain. À ce jour, il n’est pas possible de reproduire in vitro un système immunitaire et encore moins de le combiner avec des cellules d’autres organes (également transduits par le vecteur de thérapie génique). Le modèle animal demeure donc incontournable. Pour ce protocole précis, nous avons choisi un modèle de rat , car c’est le seul modèle de petit animal, qui développe une réponse immunitaire contre le virus et une immunotoxicité vis-à-vis du virus similaire à celle observée chez l’humain.

Réduction

Chez l’homme, l’apparition d’une réponse immune dirigée contre le vecteur de thérapie génique ainsi que son intensité varient d’un individu à l’autre. Cette variabilité a également été observée dans une étude précédente réalisée au laboratoire où environ 60% des rats injectés développent une réponse immunitaire. Le nombre d’animaux par groupe 6 est donc basé sur nos expériences précédentes lors desquelles nous avons pu obtenir des résultats cohérents et reproductibles dans des groupes de cette taille, pour les analyses qui seront réalisées ici (biodistribution du vecteur, analyses biochimiques et analyses histologiques). Cela semble être un nombre minimal qui permette d’assurer la robustesse des résultats sans qu’il soit excessif en termes d’animaux à inclure. Afin d’obtenir des résultats statistiquement interprétables, le nombre d’animaux par groupe devra être porté à au moins 6.

Raffinement

Toutes les interventions sur animaux se feront sous anesthésie générale et locale renforcée si nécessaire par des compléments analgésiques appropriés, pour réduire la contrainte imposée aux animaux. Le bien-être animal passera également par : 1) de bonnes conditions d'hébergement selon la réglementation en vigueur (animaux hébergés à plusieurs par cage, dans la limite réglementaire ; accès à la nourriture et à l’eau ad libitum) avec un enrichissement du milieu (mise à disposition d’éléments d'enrichissement comme des carrés de coton, des tunnels en carton, des sizzle dry (papier) et des morceaux de bois) 2) un suivi régulier des animaux (observations quotidiennes, pesées régulières, analyse du comportement) 3) l'instauration de points limites pertinents et la mise en place de mesures adaptées si nécessaire (anesthésies, traitements analgésiques ou autre, ou euthanasie si pas d'autre alternative). 4) Une grille de scoring de la douleur sera mise en place dès que celle-ci s'avère nécessaire afin de pouvoir détecter précocement tout point limite et mettre en place les actions adéquates. 5) la mise en place de mesures adaptées en fonction des interventions éventuelles (anesthésie et analgésie si nécessaire).

Choix des espèces

Dans la majorité des études de thérapie génique ou d'immunologie, une espèce mammifère est requise pour avoir une pertinence clinique. Récemment, nous avons développé un modèle de rat dans lequel nous observons une réponse cellulaire et de l’hépatotoxicité après injection de fortes doses de vecteur. Ce modèle semble reproduire les effets secondaires observés chez l’homme dans les essais cliniques après injection à forte dose. L'utilisation du rat est donc justifiée par la preuve de concept de modélisation de la réponse immune et de l’hépatotoxicité. De plus, l’utilisation du modèle rat permet de constituer des groupes suffisamment larges pour effectuer des analyses statistiques. Les rats seront injectés entre 7 et 8 semaines, à l’âge adulte afin d’avoir un système immunitaire mature.

840 femelles, 756 souris et 84 rates, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tuées dès la fin de l'opération sans attendre le réveil. Chaque animal reçoit deux injections en étant conscient, puis subit une ovariectomie de quarante-cinq minutes, laparotomie, dissection, ligature des vaisseaux, ablation des ovaires et sutures, avec un risque d'hémorragie si l'hémostase du stagiaire est insuffisante. Un animal par participant, quarante participants par session, quatre sessions par an pendant cinq ans : le compte est celui d'une obligation réglementaire de formation, pas d'une recherche. Le porteur indique que les stagiaires s'entraînent d'abord sur des substituts synthétiques, des pièces de boucherie et des cadavres de rongeurs, avant de conclure que la maîtrise du geste "nécessite" un animal vivant.

Objectifs

Les personnes amenées à concevoir ou à réaliser des interventions chirurgicales sur des animaux dans le cadre des projets scientifiques, ont l’obligation réglementaire de suivre un enseignement théorique et pratique à la chirurgie expérimentale. Le projet concerne les travaux pratiques d’une formation aux bases de la chirurgie expérimentale à destination de ces personnes. Elle s’adresse à des personnes ayant validé préalablement une formation initiale à l’expérimentation animale (niveau applicateur ou concepteur). Chaque session de formation totale (formation théorique + formation pratique) dure 22h. Au cours de celle-ci, les participants sont préalablement sensibilisés à tous les aspects théoriques à l’occasion des cours et travaux dirigés. La formation pratique vise en particulier, sur un exemple pratique d’ovariectomie réalisée chez le rongeur, 1/ à leur dispenser les moyens de raffiner les procédures chirurgicales et à réduire le nombre d’animaux nécessaires, 2/ à acquérir les gestes nécessaires au bon déroulement d’une intervention chirurgicale réalisée dans le respect du bien-être animal. Cette formation a pour vocation de dispenser tous les concepts inhérents et indispensables à toute chirurgie expérimentale (asepsie, anesthésie, analgésie, respect des structures anatomiques, choix du matériel, principe des sutures, suivi des animaux). Elle enseigne ainsi dans le respect des 3R les différentes étapes d’une intervention chirurgicale incluant la préparation de l’animal, l’anesthésie, les soins péri- et post-opératoires, la bonne conduite de l’analgésie, la maitrise de la technique opératoire.

Bénéfices attendus

Chaque participant recevra ainsi une formation pratique pour mener à bien une intervention chirurgicale prenant en compte le respect du bien-être animal et la règle des 3R. La qualité de ces formations contribue ainsi à court terme à la maitrise des gestes chirurgicaux permettant d’obtenir à moyen terme des résultats scientifiques plus fiables et reproductibles tout en réduisant au maximum le stress et la souffrance des animaux et leur nombre.

Procédures

Chaque animal recevra en vigile une injection sous-cutanée (analgésique) 15s, puis une injection intrapéritonéale (anesthésique)15s. Ces gestes induisent un stress/et ou douleur légère de courte durée (15s) chez les animaux. L'anesthésie peut également être réalisée par anesthésie gazeuse. Il subira ensuite une intervention chirurgicale (ovariectomie) réalisée sous anesthésie d'une durée totale de 45 minutes de douleur modérée consistant en une laparotomie, une dissection atraumatique, une ligature vasculaire, une exérèse d’organes et des sutures dans le plan musculaire et cutané. La mise à mort des rates sera réalisée par injection intrapéritonéale réalisée sous sédation (15s)

Impact sur les animaux

Chaque animal recevra en vigile une injection sous-cutanée (15s) puis une injection intrapéritonéale (15s). Ces gestes induisent un stress/et ou douleur légère de courte durée chez les animaux. L'anesthésie peut également être réalisée par anesthésie gazeuse à l'isofluorane ( 3-4% en induction 30 secones à 2 min pour les souris et 1 à 3 minutes pour les rates puis 1,5-2% ). Il subira ensuite une intervention chirurgicale (ovariectomie) réalisée sous anesthésie d'une durée totale de 45 minutes au maximun.. L’animal peut être victime d’une hémorragie en cas d’une hémostase insuffisante. La couverture analgésique proposée permet de réduire au maximum la douleur liée à l’intervention chirurgicale.

Devenir

42 animaux mis à mort par session de formation soit au total 840 animaux sur 5 ans Un seul animal par participant permettra la réalisation d’une chirurgie complète (rat ou souris). L’utilisation d’animaux supplémentaires sera de 2 animaux/session grâce à l’entrainement préalable que les participants recevront en amont, diminuant ainsi le risque d’échecs. Au maximum, 4 sessions de cette formation réglementaire seront réalisées par an dans cet établissement et le nombre de stagiaires par session de formation est limité à 40 participants. Le nombre d’animaux pour la durée du projet sera donc de (1 animal /participant X 40 participants/session X 4 sessions/an X 5 ans) + 2 animaux supplémentaires/session X 4 sessions/an X 5 ans) = 800+40 soit 840 animaux pour la durée du projet.

Remplacement

La formation est réalisée de telle façon que les participants peuvent s’entraîner et répéter, à leur rythme, les gestes chirurgicaux, sans avoir le stress de la surveillance du respect de l’asepsie, de l’anesthésie et des fonctions vitales de l’animal vivant en utilisant des substituts synthétiques inertes, des pièces de boucherie ou des cadavres de rongeurs euthanasiés indépendamment des besoins de la formation. Cela favorise la sérénité́ et la confiance dans l’apprentissage de la chirurgie expérimentale. La maitrise des gestes associés à une procédure chirurgicale nécessite cependant dans l’état actuel des connaissances un entrainement pratique sur modèle animal.

Réduction

De notre expérience, 75 à 95% des animaux nécessaires à cette formation sont couverts par des animaux de surplus et donc destinés à être euthanasiés dans l’établissement utilisateur accueillant cette formation. Seuls 5 à 25% maximum des animaux nécessaires à cette formation nécessiteront une provenance d’un fournisseur. Ce qui contribue à la réduction. Afin de réduire le nombre total d’animaux utilisés, et grâce à l’entrainement préalable que les participants recevront en amont, un seul animal par participant permettra la réalisation d’une chirurgie complète (rat ou souris). En effet, le passage à la chirurgie pratique ne sera pas réalisé tant que l’apprentissage des gestes n’est pas suffisamment bien maîtrisé, diminuant ainsi le risque d’échecs et l’utilisation d’animaux supplémentaires.

Raffinement

Les animaux sont gardés dans une salle d’hébergement à part et ne sont amenés en salle de travaux pratiques qu’au dernier moment afin de réduire au maximum le stress des animaux. Les gestes réalisés sur animaux vigiles (sous cutanée, intrapéritonéale) sont normalement maitrisés par les participants qui ont validé au préalable une formation initiale à l’expérimentation animale niveau applicateur ou concepteur, limitant ainsi le stress et la douleur liés à la réalisation de ces gestes techniques. Les encadrants ayant sensibilisé les participants aux différentes phases de l’anesthésie, s’assurent que chaque participant réalise l’intervention chirurgicale sous anesthésie générale conformément aux bonnes pratiques de narcose, myorelaxation et analgésie. Un analgésique est administré 30 min avant le début de la procédure chirurgicale en quantité suffisante pour limiter toute douleur per-opératoire, sa durée d’action couvrant la totalité de la procédure chirurgicale. Les animaux sont euthanasiés dès la fin de la chirurgie sans attendre le réveil, leur évitant ainsi toute douleur post-opératoire. Enfin, l’encadrant veille tout au long de la séance de travaux pratiques au respect des bonnes pratiques, il sensibilise en continu les stagiaires au raffinement des techniques chirurgicales. Cette procédure chirurgicale sera réalisée dans un ratio encadrant/ participant (1/4) permettant de détecter précocement tout signe de souffrance des animaux ou une couverture anesthésique insuffisante et de prendre les mesures correctives adéquates (prolongation de l’anesthésie ou mise à mort précoce).

Choix des espèces

Cette formation a pour vocation de dispenser tous les concepts inhérents et indispensables à toute chirurgie expérimentale (asepsie, anesthésie, analgésie, respect des structures anatomiques, choix du matériel, principe des sutures, suivi des animaux). Les notions enseignées sont applicables à toutes les espèces de mammifères utilisés à des fins scientifiques. Les rongeurs étant très majoritairement utilisés dans la recherche, ces travaux pratiques sont réalisés sur rongeurs. Le choix de l’espèce (souris ou rat) est fait en fonction de l’agrément de l’établissement d’accueil de la formation, et des besoins pédagogiques exprimés par les participants. Pour les travaux pratiques de chirurgie, la procédure chirurgicale enseignée étant une ovariectomie, des femelles sont utilisées.

Valider un geste chirurgical, pas produire des connaissances : 10 rongeurs diurnes vont subir une opération d'une heure et demie sous anesthésie générale, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des électrodes sont implantées après incision du scalp, puis chaque animal reste seul en cage pendant une semaine. Le porteur indique que la plaie peut s'enflammer au point que l'animal se gratte et arrache ses points de suture, et qu'une infection reste possible. Les dix animaux sont tués pour autopsie, afin de vérifier ce que la chirurgie a fait à leurs tissus, et le RNT ne nomme pas leur espèce.

Objectifs

Ce projet s'inscrit dans un projet de recherche plus large visant à étudier les effets de la lumière ambiante sur le cycle veille/sommeil au cours des 24 h. Les expériences seront menées en parallèle chez un modèle animal nocturne et chez un modèle animal diurne. Le projet de recherche scientifique se propose de tester l’hypothèse selon laquelle l'exposition à la lumière optimise le cycle veille/sommeil chez les espèces diurnes et nocturnes, par deux processus temporellement cohérents qui sont 1) les effets dépendants des horloges circadiennes et 2) les effets directs de la lumière sur les états de vigilances. Pour tester cette hypothèse il sera nécessaire d'enregistrer le cycle veille/sommeil sur les animaux au moyen d'électrodes d'enregistrement. L'objectif du présent projet est l'acquisition et la validation de la compétence nécessaire à la mise en oeuvre de ces enregistrements sur l'espèce diurne. Cette étape vient en amont de la mise en oeuvre de l'étude scientifique.

Bénéfices attendus

L’identification des effets directs de la lumière sur le cycle veille/sommeil pourrait permettre de participer à la prévention des troubles du sommeil et de leurs conséquences comme les troubles de l'humeur, les troubles métaboliques comme le diabète ou l’obésité, par des approches de photothérapie ciblée et par des recommandations sur des horaires d’exposition à la lumière qui seraient à éviter. Le transfert et la validation de l'approche sur l'espèce diurne permettra à la partie du projet scientifique relative à l'étude du sommeil de démarrer dans des conditions qui garantissent le bien-être des animaux, la qualité des données enregistrées et donc leur exploitation statistique.

Procédures

Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d'une durée de 1h30 réalisée sous anesthésie générale et analgésie. Les animaux seront placés en cage individuelle à l'issu de la chirurgie pendant une semaine.

Impact sur les animaux

La chirurgie peut induit une douleur modérée, de l'inflammation au niveau de la plaie cutanée (incision du scalp) ce qui peut conduire l'animal à se gratter et à arracher les points de suture. Dans de très rares cas, une infection pourrait survenir. La contention nécessaire à la mise en place de l'anesthésie pourrait induire un stress léger transitoire. A l'issu de la chirurgie, les animaux seront placés en cage individuelle enrichie pendant une semaine pendant laquelle le suivi de l'état de santé des animaux sera réalisé. Cette situation pourrait induire un stress léger chez les animaux.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour autopsie afin de vérifier macroscopiquement les conséquences tissulaires de la procédure chirurgicale.

Remplacement

La régulation du cycle veille/sommeil et la mesure des effets de la lumière sur ce cycle implique plusieurs stuctures nerveuses et horloges cérébrales qui fonctionnent en réseau interconnectés et l'intégrité de la rétine qui leur relaie l'information lumineuse. Ainsi est-il impossible de réaliser ces études sur des organes isolés ou des cultures cellulaires in vitro ou de modéliser in silico la réponse de ce circuit multi-structures.

Réduction

Il n'y aura pas d'analyse statistique des résultats car il s'agit d'acquisition de compétences. Le nombre d'animaux a été défini sur la base de la complexité de la chirurgie, des connaissances du modèle animal et de sa physiologie et du risque anesthésique du fait que ces animaux qui sont diurnes seront opérés de jour moment où ils sont normalement actifs et au pic de leur métabolisme contrairement au rat et à la souris. Dèss que l'approche chirurgicale aura été validée comme reproductible la procédure sera stoppée.

Raffinement

La chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptée à l'espèce. Tout au long de la chirurgie, les animaux seront maintenus sur tapis chauffant thermostaté (température de 38°C) muni d'une sonde rectale pour éviter de placer l'animal en hypothermie. Les yeux seront recouvert de gel oculaire hydratant pour éviter le déssèchement de la cornée. La chirurgie sera réalisée en conditions aseptiques. Après la chirurgie, les animaux seront réhydratés par injection d'une solution saline isotonique et stérile puis placés sous lampe chauffante jusqu'à leur complet réveil et sous surveillance. La douleur sera prise en charge avant, pendant et après la chirurgie par la mise en place d'un traitement analgésique post-opératoire par prise de médicaments dans l'eau de boisson. La prise hydrique quotidienne sera alors mesurée. Dès le lendemain de la chirurgie, l'état de santé des animaux sera évalué quotidiennement à l'aide d'une grille de score pemettant d'objectiver des points limites pertinents suffisamment précoces pour interrompre dès que nécessaire la procédure et ainsi limiter la souffrance animale. A l'issu de la chirurgie, les animaux seront hébergés pendant une semaine dans seuls des cages enrichies avec plus du matériel de nidification pour aider à la thermorégulation et un bâton à ronger. Nous validerons que l'ajoût d'un tunnel en verre dans la cage est compatible avec la pose d'électrodes et d'un connecteur à la surface du crâne, afin de garantir l'intégrité du dispositif implanté qui permettra de collecter les données scientifiques et donc d'obtenir un résultat exploitable (principe de réduction).

Choix des espèces

Il s'agit d'un projet de formation visant à transférer une compétence chirurgicale à un modèle de rongeur diurne afin de permettre l'enregistrement du sommeil sur cette espéce. Le sommeil sera étudié sur de jeunes adultes lorsque les structures nerveuses impliquées sont mâtures.