Rongeurs
Acquisition et maintien de compétences techniques sur le rongeur MODIFICATION
- Formation professionnelle
Rats : 420
Hamsters dorés : 240
Autres rongeurs : 470
1 930 rongeurs, 800 souris, 420 rats, 240 hamsters dorés et 470 rongeurs d'autres espèces, vont être utilisés pour entraîner des apprenants aux gestes de base de l'expérimentation animale. 930 d'entre eux sont anesthésiés puis tués sans réveil, les 1 000 autres subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et sont annoncés comme réutilisables si aucun dommage n'est observé. Ils sont saisis et immobilisés cinq à dix minutes, reçoivent une injection, subissent un ou deux prélèvements sanguins, un frottis vaginal pour les femelles, et pour certains une injection terminale sous anesthésie. Le projet répond à une obligation réglementaire de formation, et le porteur affirme que ces gestes ne peuvent être réalisés que sur un animal "vivant entier", tout en indiquant qu'aucune validation des gestes n'est prévue pour l'initiation.
Objectifs
Le projet vise à répondre à la réglementation française sur l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques ou éducatives qui par l'arrêté du 1er février 2013 oblige à ce que tout personnel des établissements utilisateurs qu'il soit personnel de recherche ou étudiant soient formés aux gestes et déclaré compétent pour les gestes qu'il aura à réaliser ultérieurement dans le cadre de ses activités scientifiques. L'objectif est donc de former aux gestes de bases employés en expérimentation animale sur rongeurs comme la préhension, la contention de l'animal mais également l'administration de substances et le prélèvement de sang sur animal vigile. Une partie de cette formation consistera à délivrer la partie pratique de la formation intiale niveau concepteur aux étudiants en première année de thèse : préhension, contention, injections élémentairtes et la formation dans son ensemble s'adressera aux personnels de laboratoires ou personnels zootechniques dans le cadre de leur formation lors de leur recrutement ou du maintien des compétrences tout au long de leur carrière. MODIFICATION: Pour suivre l'évolution de la demande en formation en lien avec les projets de recherche mis en oeuvre au sein de l'EU, le projet est modifié pour intégrer de nouveaux gestes techniques terminaux d'injection et de prélèvements. Le nombre d'animaux n'est pas modifié.
Bénéfices attendus
La phase pratique des séances de formations en expérimentation animale permet aux personnes d'appréhender les grands principes de manipulation et d'avoir un premier enseignement des bonnes pratiques zootechniques lors de l'utilisation d'animaux. Selon les besoins en rapport avec les projets de recherche développés ensuite dans les laboratoires, l'apprentissage des gestes réalisés avec un tuteur technique puis validé par un membre de la cellule du bien-être animal permettra de garantir la compétence acquise et au personnel ou étudiant formé de devenir autonome dans ces pratiques expérimentales. Concernant la formation continue des personnels déjà en poste le bénéfice sera de garantir le niveau des compétences requises en lien avec leurs missions zootechniques ou expérimentales. La formation continue permettra également de créer une dynamique en contribuant à faire évoluer les pratiques en expérimentation animale en tenant des évolutions éthiques notamment en terme de raffinement et donc d'inclure les méthodes alternatives développées.
Procédures
Les animaux seront soumis à une préhension et contention qui ne durera pas plus de 5-10 minutes le temps de réaliser les injections (durée 1 minute). Ils seront également soumis à 1 ou deux prélèvement sanguins sur animal vigile ou anesthésié qui ne dureront pas plus de 15 minutes, à un frottis vaginal (animaux femelles uniquement) sur animal vigile d'une durée de 2 minutes . Ils seront soumis sous anesthésie/analgésie à un prélèvement sanguin terminale d'une durée de 5 minutes. Chaque animal ne pourra subir qu'un type d'injection et deux prélèvements sanguins au cours de chaque session de formation. Les animaux seront soumis sous anesthésie/analgésie à un prélèvement sanguin terminale d'une durée de 5 minutes. AJOUT: certains animaux seront soumis à un prélèvement sanguin d'une durée de quelques minutes ou une injection terminale avec ou sans produit de contraste d'une durée de 15-20minutes, réalisés sous anesthésie.
Impact sur les animaux
La préhension et la contention peuvent provoquer un stress ponctuel pour l'animal. Les injections pourraient provoquer un saignement, un hématome, une inflammation. L'administration par voie orale (gavage) pourrait provoquer une fausse route. Le prélèvement sanguin à la queue (coupe ou incision) pourrait conduire à une inflammation . Les prélèvements sanguins pouraient entrainer une douleur aigue , un hématome. AJOUT: le prélèvement sanguin ajouté pourrait induire un saignement, une douleur légère de courte durée, un hématome qui pourrait dans de rares cas induire une diminution de la prise alimentaire avec perte de masse (5 à 10% attendu en moyenne). L'injection terminale réalisée sous anesthésie ne créera pas de nuisance à l'animal.
Devenir
A l'issu des procédures les animaux seront soit réutilisés si aucun dommage n'a été observé, soit mis à mort si les points limites ont été atteints.
Remplacement
La formation intègre des gestes techniques en lien avec l'expérimentation animale qui ne peuvent être réalisés que sur animal vivant entier car ces gestes nécessitent un organisme dans sa globalité (système cardio-vasculaire fonctionnel et intègre, cerveau...).
Réduction
Aucune analyse statistique ne sera réalisée car il s'agit de formation. Le nombre d'animaux/procédure a été estimé en fonction du niveau des apprenants et des attendus des tuteurs. Pour les formations spécifiques réglementaires, il s'agit d'une initiation aux gestes et donc il n'y a donc aucune validation des gestes. Un seul animal/apprenant suffit donc à cette initiation aux gestes. Pour l’acquisition de nouvelles compétences techniques ou la formation initiale et continue des personnels de laboratoire ou zootechniques, les gestes enseignés pourront faire l'objet d'une validation de la part des tuteurs. Nous avons alors évalué le nombre d'animaux/apprenant à N=2. Il s’agira autant que possible d’animaux de réforme. Un maximum de trois gestes seront réalisés sur un même animal réduisant ainsi le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Lorsque cela sera nécessaire, pour des raisons liées aux gestes réalisés ou à l'espèce manipulée, les animaux seront anesthésiés pour limiter le stress, la souffrance ou l'inconfort. Tous les animaux utilisés seront au préalable habitués à la préhension et contention avant chaque session de formation afin de limiter le stress lorsque ces gestes seront réalisés par les apprenants. En alternative à la préhension par la queue ou le corps , pour la souris ou le rat, la méthode du tunnel qui consiste à apprendre à l'animal à entrer de façon volontaire dans le tunnel intégré en tant qu'enrichissment dans la cage sera proposée ce qui permet de sortir les animaux de leur cage sans les manipuler au risque de les stresser. Les animaux seront maintenus en groupe dans des cages enrichies avec le matériel dédié à chaque espèce leur permettant ainsi d'exprimer des comportements naturels comme ronger et nidifier. Pour limiter la souffrance animal des points limites prédictifs ont été définis pour chaque procédure du projet.
Choix des espèces
Le rat et la souris seront les espèces animales prinicpalement utilisées dans le cadre de la formation pratique incluse dans la formation des étdudiants puisque ces deux espèces sont les plus manipulées et utilisées dasn les projets de recherche scientifiques. D'autres espèces de rongeurs plus spécifiques des domaines de recherche ciblés par les apprenants seront également utilisées afin de former les étudiants et personnels impliqués dans les projets de recherche. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte à partir de 3 mois. Selon les gestes enseignés, nous pourrions être amenés à affiner notre choix en prenant également en considérant le poids et le sexe de l'animal.
Évaluation de la biocompatibilité et/ou de l’efficacité de biomatériaux après implantation ou injection chez le rat.
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Pour répondre aux exigences réglementaires qui encadrent la mise sur le marché des dispositifs médicaux, 2 520 rats vont être utilisés afin d'évaluer la tolérance et l'efficacité de biomatériaux. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré pour 1 620 d'entre eux et sévère pour 900, tous étant tués à l'issue pour le prélèvement des organes. Le matériau leur est injecté ou implanté sous la peau, dans le muscle ou dans l'os, les implantations osseuses exigeant la création préalable d'un défaut dans l'os pour reproduire une perte de substance humaine. Le porteur annonce une inflammation, une douleur locale, un gonflement et parfois une boiterie au site d'implantation, et prévoit de tuer tout animal atteignant un point limite.
Objectifs
La présente saisine vise à évaluer la biocompatibilité (sécurité) et l’efficacité de biomatériaux selon les exigences réglementaires et scientifiques actuelles. Les biomatériaux représentent un enjeu majeur dans l’innovation médicale, car ils permettent de restaurer la fonction des tissus, de remplacer ou de soutenir des organes défaillants, et d’améliorer significativement la qualité de vie des patients. Leur utilisation s’étend à de nombreux domaines, tels que la chirurgie orthopédique, la cardiologie, la dentisterie, la chirurgie reconstructrice et la médecine régénérative. Face à la complexité croissante des dispositifs médicaux et à l’évolution rapide des technologies, il est essentiel de garantir que les biomatériaux mis sur le marché répondent à des critères stricts de sécurité, de performance et de durabilité. Cela implique la réalisation d’évaluations approfondies, incluant des essais in vivo, pour vérifier l’absence de toxicité, la compatibilité avec les tissus biologiques, ainsi que l’efficacité clinique attendue. L’objectif global de cette démarche est donc double : d’une part, assurer la conformité réglementaire des biomatériaux avec les normes européennes et internationales en vigueur ; d’autre part, favoriser le développement de solutions innovantes, sûres et performantes, capables de répondre aux besoins cliniques actuels et d’anticiper les défis médicaux de demain. Pour évaluer les biomatériaux au fil du temps, un nombre robuste de sites implantés ou injectés sera utilisé, avec un effectif suffisant par groupe pour permettre des comparaisons fiables. Ce dispositif garantit le développement de biomatériaux sûrs et performants, supérieurs à ceux actuellement disponibles. Jusqu’à 2520 rats pourront être mobilisés, ce qui correspond à la réalisation de 7 études par an sur 5 ans, chacune impliquant 72 animaux répartis en 4 groupes, observés à 3 points temporels différents.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer la biocompatibilité et l’efficacité de nouveaux biomatériaux implantables ou injectables chez le rat, un modèle largement utilisé et reconnu en recherche biomédicale. Les bénéfices attendus sont multiples et touchent à la fois l’avancée des connaissances scientifiques, la santé humaine et la santé animale. À court terme, durant la durée du projet, l’étude permettra d’acquérir des données fondamentales sur le comportement des biomatériaux in vivo, notamment leur cinétique de dégradation, leur intégration tissulaire, leur tolérance locale et leur impact immunologique. Ces résultats sont essentiels pour mieux comprendre les mécanismes d’interaction entre matériaux artificiels et organismes vivants, et pour optimiser les formulations futures dans un objectif d’application clinique. Ils permettront également d’identifier d’éventuels effets indésirables et de proposer des solutions adaptées avant toute utilisation chez l’homme. À long terme, les résultats obtenus contribueront à la conception de nouveaux biomatériaux plus sûrs, plus efficaces et mieux adaptés aux besoins cliniques. Ils orienteront la mise au point de dispositifs médicaux innovants, capables de réduire les risques de complications post-opératoires ou de rejets immunitaires, et d’améliorer la qualité de vie des patients. Ces avancées pourront trouver des applications dans des domaines variés. Les bénéfices du projet dépassent le cadre strictement humain. Les connaissances acquises pourront également profiter à la santé animale, notamment en médecine vétérinaire, en permettant le développement de traitements ou d’implants spécifiques adaptés aux animaux. En résumé, ce projet s’inscrit dans une démarche responsable, visant à maximiser les bénéfices scientifiques et médicaux tout en minimisant les impacts négatifs. Il ouvre la voie à des applications concrètes et innovantes, tant pour la recherche biomédicale que pour la santé humaine et animale, à court, moyen et long terme.
Procédures
Les rats recevront une injection ou une implantation du biomatériau à évaluer. Les injections sous-cutanées, intra- ou intermusculaires, ainsi que les injections intradermiques seront réalisées sous anesthésie, avec un temps opératoire estimé entre 5 et 10 minutes. Les implantations sous-cutanées, intra- ou intermusculaires et intra-osseuses seront également effectuées sous anesthésie et sous analgésie, pour une durée chirurgicale estimée entre 20 et 30 minutes. Les implantations intra-osseuses nécessiteront la création préalable d’un défaut osseux afin de mimer la perte de substance osseuse observée chez l’homme. L’analgésie sera assurée pendant l’intervention, puis maintenue après la chirurgie, jusqu’à 72 heures pour les implantations intra- ou intermusculaires et intra-osseuses. Un suivi quotidien des animaux sera mis en place afin de détecter précocement toute anomalie et d’exclure de la procédure expérimentale les animaux présentant des signes de souffrance. Au cours de l’étude, des prélèvements sanguins pourront être réalisés, avec une durée estimée à environ 1 minute. Le volume prélevé n’excédera pas le volume maximum éthiquement prélevable, à raison d’un prélèvement maximum par semaine. Si un prélèvement important est nécessaire, il sera effectué uniquement en point final, après anesthésie et analgésie. Des prélèvements d’urine pourront également être réalisés au cours du protocole en environ 1 minute, en exerçant une légère pression sur la vessie, à raison d’un prélèvement maximum par jour. Des analyses radiographiques pourront être menées sur animaux anesthésiés, avec un temps estimé à environ 5 minutes (anesthésie + radiographie). Si nécessaire, les animaux recevront une double injection de produit fluorescent, peu de temps avant leur mise à mort. En général, ces injections seront administrées environ deux semaines, puis une semaine avant la mise à mort. La mise à mort des animaux sera réalisée conformément aux normes éthiques en vigueur. Ce projet sera limité à un maximum de 2520 animaux sur 5 ans, avec une durée maximale d’étude fixée à 52 semaines après implantation.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont principalement liées à l’acte chirurgical ou à l’injection / implantation du biomatériau : - Suite à la chirurgie : traumatisme et inflammation transitoire au niveau du site d’implantation ou d’injection, pouvant entraîner douleur locale, gonflement, rougeur ou chaleur, une boiterie. Risque de réaction inflammatoire, de rejet local, bien que les biomatériaux soient choisis pour leur biocompatibilité. - Stress post-chirurgical ou post-injection, pouvant se manifester par une diminution de la mobilité, une inactivité ou un comportement anormal. - Perte de poids transitoire dans certains cas, surtout en période post-opératoire immédiate. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs points limites (repérés le plus précocement possible grâce à un suivi quotidien) sera euthanasié.
Devenir
A l’issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort. Les organes d'intérêts seront prélevés. Les prélèvements sanguins et urinaires seront utilisés pour doser le composé et/ou évaluer sa toxicité et/ou évaluer les modifications induites par son administration. Les organes seront également utilisés pour doser les composés et / ou réaliser des analyses histopathologiques et d’imagerie. Grâce à ces prélèvements / analyses il sera possible de conclure sur la sécurité et l’efficacité des produits testés.
Remplacement
De manière générale, les biomatériaux que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro. Le biomatériau idéal doit allier biocompatibilité, pour garantir la sécurité d’emploi (exigence réglementaire), et efficacité clinique (la sécurité seule ne garantit pas que le matériau soit utile ou performant). La recherche de nouveaux biomatériaux sûrs et performants est donc essentielle et nécessite une évaluation en expérimentation animale afin d’assurer leur conformité réglementaire (tests requis par la loi) et leur potentiel d’application en santé humaine. Le passage chez l’animal reste indispensable afin de vérifier les interactions avec l’organisme et aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité.
Réduction
La présente saisine vise à évaluer la sécurité et l’efficacité de biomatériaux, selon les exigences réglementaires et scientifiques actuelles. Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’avoir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. En s'appuyant sur les recommandations des normes et compte tenu de la variabilité probable des réponses aux biomatériaux, le protocole expérimental prévoit : Pour chaque point de temps (jusqu’à 3 selon la nature du biomatériau) et étant donné la variabilité probable de réponse aux biomatériaux, 10 sites d’implantation par biomatériau seront évalués sur au moins 3 animaux. Cet effectif pourra être revu, notamment si le biomatériau évalué est déjà connu, si des données antérieures permettent d’établir un parallèle, ou dans le cas où seules des données préliminaires sont nécessaires et que l’analyse reste pertinente.
Raffinement
Les animaux seront stabulés en groupes dans des locaux adaptés permettant leur maintien dans un environnement adéquat, n'induisant pas de stress. Les conditions d’hébergement seront optimisées si nécessaire (par exemple : litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilité d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente). Un hébergement individuel transitoire pourra-être réalisé, par exemple, en cas de complications post-opératoire nécessitant un isolement comme la réouverture d’un site. Dans ce cas l’enrichissement sera augmenté (en plus de celui déjà présent, ajout minimum d’un élément supplémentaire). Nous mettrons en place des mesures spécifiques et adaptées aux douleurs éventuelles occasionnées par les différents traitements pour éviter toute souffrance inutile et prolongée. En plus de l’analgésie et de l’anesthésie assurées lors de la chirurgie et de tout autres gestes le nécessitant (ex : prélèvement sanguin), une observation quotidienne sera mise en place, l’état général des animaux et du site d’injection/implantation (gonflement, rougeur, boiterie, paralysie du membre, et autres paramètres), ainsi que les poids seront évalués au minimum deux fois par semaine pendant toute la durée de l’étude. En cas d’apparition de signes persistants ou sévères, des mesures spécifiques seront mises en œuvre afin de garantir le bien-être animal, conformément aux protocoles éthiques établis. Les effets indésirables susceptibles d’être observés seront abordés avant toute mise en œuvre du projet. Ils seront anticipés au plus juste en fonction des informations obtenues lors de protocoles préalablement réalisés et appuyés d’une veille bibliographique. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs points limites (repérés le plus précocement possible grâce à un suivi quotidien) sera euthanasié. Nous maintiendrons les animaux le minimum de temps dans une situation d’inconfort et de douleur (lors du traitement expérimental et lors des prises de mesures).
Choix des espèces
Le rat, mammifère largement utilisé en recherche biomédicale, présente des caractéristiques physiopathologiques et des réponses tissulaires proches de celles observées chez l’homme. Ce parallèle permet d’obtenir des résultats pertinents pour la transposition à l’espèce humaine, notamment grâce à des approches statistiques robustes et validées. De plus, le rat est un modèle reconnu pour l’étude des effets de composés ou de dispositifs médicaux : les données générées permettent d’extrapoler efficacement les résultats à l’homme et de faciliter la prédiction des réponses biologiques attendues lors des premiers essais cliniques. Ce modèle offre également la possibilité de prélever un volume suffisant et analysable de liquides biologiques (sang, urine), ce qui est essentiel pour évaluer l’impact systémique des biomatériaux implantés. Enfin, le rat permet de réaliser des études de sécurité et d’efficacité dans des conditions standardisées, conformément aux recommandations internationales. A noter, que les animaux seront largement sevrés et auront dépassé la majorité squelettique.
Étude de la balance excitation/inhibition des neurones épineux moyen du complexe striatal chez des animaux compulsifs pour l’alcool.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Conditionnés à boire de l'alcool au cours de près de 80 sessions de trente minutes, 240 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils vivent seuls en cage individuelle de 129 à 138 jours, subissent une chirurgie du cerveau en deux sites, puis quatre injections intracérébrales à deux jours d'intervalle. Six sessions associent la recherche d'alcool à un signal désagréable, pour séparer les rats qui continuent de boire malgré ce signal de ceux qui s'arrêtent. 192 sont tués pour prélever leur cerveau, et le porteur prévoit d'orienter les 48 autres, ceux qui n'ont pas montré assez d'appétence pour l'alcool, vers des formations à l'expérimentation animale.
Objectifs
Démontrer qu’en modulant spécifiquement l’activité de certaines populations de neurones sensibles à la dopamine (une substance active du cerveau) dans le cerveau par des approches génétiques et pharmacologiques chez le rat - on peut moduler une prise compulsive d’alcool (une consommation irrépressible d’alcool en dépit des conséquences négatives que ces prises d’alcool peuvent avoir sur l’individu).
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de comprendre une partie des mécanismes liés à la prise compulsive d’alcool en lien avec le rôle de deux neurotransmetteurs (le GABA et le Glutamate) dans le cerveau. La prise compulsive d’alcool est à la base de nombreux troubles psychiatriques et comprendre son fonctionnement est un préalable indispensable au développement de stratégies thérapeutiques ciblées et efficaces.
Procédures
La production des animaux transgéniques nécessitera une biopsie de tissu. La recherche envisagée s’étale sur une durée d’environ 20 semaines. Des rats adultes seront conditionnés à consommer de l’alcool de façon compulsive au cours d’un total cumulé de près de 80 sessions de 30 minutes chacune. Après habituation à consommer de l’alcool (environ 60 sessions), 6 sessions seront associées à des stimuli pour associer la recherche d’alcool à un signal négatif et ainsi distinguer les rats compulsifs ne pouvant pas stopper leur consommation d’alcool malgré ce signal, de ceux non compulsifs. Des animaux utilisés dans ce projet auront une chirurgie du cerveau (sous analgésie et anesthésie générale en deux sites, pour une durée d’opération n’excédant pas 40 minutes) qui, permettront au bout de trois semaines, d’injecter à 4 reprises (une fois tous les 2 jours) des drogues permettant d’étudier les mécanismes de régulation de la prise compulsive d’alcool (durée d’injection n’excédant pas 5 minutes). Les animaux seront hébergés en cages individuelles au cours de cette recherche pour une durée de 129 à 138 jours.
Impact sur les animaux
L’effet du modèle de consommation d’alcool que nous allons utiliser et l’hébergement individuel des animaux pour cette expérimentation induisent des effets indésirables chez l’animal, augmentant son niveau d’anxiété mais n’induisant pas par exemple de symptômes physiques de manque. Des nuisances sont attendues liées à la procédure de chirurgie, la procédure d’injection intracérébrale aiguë et à la procédure des stimuli aversifs. Des effets indésirables sont également attendues pour ce qui est des injections dans l’abdomen et/ou sous-cutanées des traitements antalgiques et anesthésiques.
Devenir
Les animaux ayant suivi l'ensemble des expériences auxquels ils sont destinés seront tous mis à mort afin de prélever les cerveaux pour analyses. Cependant, dans notre projet, nous estimons à vingt pour cent au maximum les animaux ne satisfaisant pas au critère comportemental (appétence pour l'alcool) nécessaire à la poursuite des expériences. Ceux-ci seront proposés pour être réutilisés dans le cadre de formations à l’expérimentation animale ou autre formation d’enseignement. La décision sera prise en concertation avec le vétérinaire réfèrent et/ou un membre de la Structure chargée du Bien Être des Animaux
Remplacement
Il n’existe pas de méthodes alternatives n’impliquant pas d’animaux vivants qui permettront l’évaluation d’un comportement compulsif de prise d'alcool (comportement pour lequel on observe une continuation de la prise en dépit des conséquences négatives, un des critères de l’addiction).
Réduction
Chez les animaux dont nous étudierons le comportement compulsif à la prise d’alcool différents scores d’activité́ comportementale seront relevés et en fin d'expérimentation, après la mise à mort des animaux, les cerveaux seront prélevés pour être analysés. Le nombre d’animaux sera limité au nombre minimum nécessaire par groupe estimé sur la base de procédures similaires. Pour une question d’organisation et de gestion des expérimentations, l’ensemble des animaux dont nous étudierons le comportement compulsif à la prise d’alcool sera traité au cours de sessions distinctes et successives pour n’avoir à suivre simultanément qu’un nombre restreint d’animaux à la fois.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans les conditions répondant aux critères légaux relatifs aux soins et à l’hébergement des animaux, limitant ainsi les angoisses qui pourraient être induites par l’environnement. Nous serons cependant obligés de les maintenir en hébergement individuel par rapport à la procédure expérimentale, mais en cages ouvertes, ce qui limitera toutes nuisance associée à un isolement plus strict. Ils seront hébergés pendant une semaine à leur arrivée pendant laquelle ils sont manipulés quotidiennement, avant le début des expérimentations (pendant une semaine) afin d’atténuer le stress pouvant être lié aux contentions et aux manipulations. Les chirurgies du cerveau seront réalisées sous anesthésie générale, après analgésie préalable des sites d’incision. Les yeux seront protégés du dessèchement par application d’un gel ophtalmique. La température de l’animal sera maintenue constante par une couverture chauffante. En post-opératoire les animaux seront placés sous une lampe chauffante jusqu’à leur réveil avec contrôle de la température. Des injections d’eau glucosée seront réalisées pour faciliter le processus de récupération post-chirurgical. Les douleurs post-opératoires seront prévenues par un antalgique. L’intégrité du processus cicatriciel en post-opératoire sera renforcé par application d’une solution iodée après suture de la peau. A leur réveil les animaux seront retournés dans leur cage. Une échelle de cotation de douleur basée sur des signes indicatifs de gêne sera utilisée afin d’évaluer l’état général de chaque animal et de définir des points limites adaptés permettant ainsi de prendre le plus rapidement possible des mesures nécessaires pour préserver le bien-être animal.
Choix des espèces
Le rat est l’espèce adéquate car il existe un degré́ de similitude important avec le cerveau humain, notamment au niveau des réseaux de neurones sur lesquels portent notre étude, tant du point de vue anatomique que physiologique. Les registres comportementaux explorés sont facilement appréhendables dans cette espèce. Au début de l’étude, les rats seront de jeunes adultes (de 8 à 10 semaines, de 200 à 240 g), ce qui permettra de travailler sur un système cérébral stable, mature, qui n’évoluera pas au cours des procédures expérimentales qui pourront, pour certaines, prendre plusieurs mois.
Impact de l’anesthésie associée à des inhibiteurs antitumoraux sur l’efficacité de la résection chirurgicale dans le glioblastome et sur les caractéristiques des rechutes sur la souris et le rat
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 192
Des cellules de glioblastome sont implantées dans le cerveau de chaque animal, puis la tumeur est en partie retirée par une seconde chirurgie, avant cinq jours de radiothérapie et quatre à cinq semaines de chimiothérapie. 384 souris et 192 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue pour prélever leurs organes. Le porteur indique que la tumeur peut s'accompagner de nécrose, de cachexie et de perte de poids, et que les molécules testées, nouvelles par définition, peuvent produire des effets délétères inconnus. L'objet réel est de comparer les anesthésiques employés pendant la chirurgie du glioblastome, et le résumé annonce un suivi des signes cliniques et des points limites liés à la croissance tumorale et à la radiothérapie sans en donner un seul seuil.
Objectifs
Le glioblastome (GB) est une tumeur cérébrale primaire de très mauvais pronostic. Le traitement standard comprend une résection chirurgicale suivie d’une combinaison de radiothérapie et chimiothérapie et enfin de plusieurs cycles de chimiothérapie. Malgré ce traitement agressif, la rechute est quasi systématique, conduisant à une survie médiane des patients de l’ordre de 18 mois post-diagnostique. La procédure chirurgicale implique une anesthésie générale qui est classiquement réalisée avec le propofol. Il existe actuellement une forte interrogation sur les effets de l’anesthésie sur l’évolution de la pathologie cancéreuse et, par conséquent, le choix du protocole d’anesthésie à utiliser dans ce contexte. Les études cliniques sont peu nombreuses et souvent rétrospectives. En revanche, les études précliniques qui sont de plus en plus nombreuses semblent souligner un effet antitumoral du propofol. Le domaine de l’onco-anesthésie a débuté par des études cliniques rétrospectives critiquables méthodologiquement et des études in vitro qui ont mis en évidence de propriétés antitumorales du propofol dans différents types de tumeurs). Dans cette étude, nous souhaitons associer cet anesthésique à nos inhibiteurs afin de voir le gain de survie sur des animaux ayant subit la même prise en charge que les patients.
Bénéfices attendus
Les glioblastomes sont responsables de nombreux décès, à ce jour, une résection de tumeurs avec un traitement adapté permet une survie des patients de 6.9 à 14.6 mois. L’objectif est donc de prolonger ces délais, mais aussi et surtout améliorer le confort des patients. A ce jour les traitements pour les patients souffrants (GB) incluent la chirurgie (pour un peu plus de 60% des cas) et la combinaison de radio- et chimiothérapie (principalement appliquée par l’utilisation de l’agent alkylant temozolomide (TMZ). L’utilisation du propofol et d’un inhibiteur passant la barrière hématoencéphalique et potentialisant la combinaison radio- et chimiothérapie et ceux en diminuant les doses de TMZ ont pour objectif d’améliorer la survie, mais aussi le confort de vie des patients.
Procédures
Lors de l'implantation tumorale nous réalisons une analgésie en sous-cutanée (2 secondes) 30 minutes avant l’anesthésie qui elle est en intrapéritonéale (2 secondes) puis nous procédons à l’implantation intracérébrale de cellules tumorales (10 minutes). La suture de la peau est réalisée à la fin de l’implantation avec du fil de suture (2 minutes). Lors de la résection tumorale, nous procédons à une analgésie en sous-cutanée (2 secondes) 30 minutes avant l’anesthésie qui elle est en intrapéritonéale (2 secondes) et à l’injection dans la veine caudale (2 secondes), puis nous réalisons la chirurgie afin de réduire la tumeur (15 minutes). La suture de la peau est réalisée à la fin de l’implantation avec du fil de suture (2 minutes). Pour les traitements, les animaux subissent de la radiothérapie pendant 5 jours (2 minutes par irradiation) de la chimiothérapie en intrapéritonéale toutes les semaines hors week end pendant 4 à 5semaines (2 secondes) des injections intrapéritonéales d’inhibiteurs antimoraux toutes les semaines pendant 4 à 5 semaines (2 secondes)
Impact sur les animaux
Stress lié à l’anesthésie par agent chimique en inhalation (ex: isoflurane) lors des administrations/imageries. Le développement de tumeurs chez la souris et le rat pourra à terme être associé à des effets délétères (ex: présence d'une tumeur associée ou non à de la nécrose, cachexie, perte de poids). Traitements par différentes voies d'administration (i.p=intrapéritonéale / s.c=sous cutanée/ iv =intra-veineux) (douleur équivalente à la piqûre d’une aiguille) - De même, l’utilisation de traitements novateurs pour lesquels par définition nous ne connaissons pas tous les effets, pourront également induire des effets délétères. Les procédures chirurgicales d'implantation de cellules et les procédures chirurgicales d'exérèse induiront des douleurs suite à l'incision et à la cicatrisation.
Devenir
En fin de procédure les organes seront prélevés afin de réaliser des analyses immunohistologiques
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux inhibiteurs, ce projet est réalisé chez la souris et le rat, car il n’existe pas de méthode de substitution (in-vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur les cancers. De plus, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’une nouvelle thérapeutique. A ce jour, la souris et le rat sont les espèces les plus adaptées à ce type de modèle d’étude.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : classiquement 12 par groupe en fonction de l’effet thérapeutique attendu. L’analyse statistique sera par la comparaison des groupes d'animaux en fonction du traitement réalisé. Afin de mener à bien notre projet, nous souhaitons tester 4 inhibiteurs différents sur ces trois modèles d'animaux avec 7 groupes de 12 animaux par groupe soit un nombre total de 192 souris immunodéprimées, 192 immunocompétentes et 192 rats.
Raffinement
Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • des conditions d'hébergement garantissant la non-contamination des animaux immunodéficients • la formation du personnel, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • Le suivi des signes cliniques et la détermination des points limites, notamment liés à la croissance tumorale, liés à la radiothérapie (diarrhée) et/ou liés à l'utilisation de traitements de références et novateurs. • Un protocole d'anesthésie adapté à la chirurgie. • Un protocole analgésique adapté pour la chirurgie (exérèse tumorale) et la période post-opératoire et un suivi postopératoire de l’état de santé des animaux avec des soins et un enrichissement adapté afin de permettre une bonne récupération des animaux.
Choix des espèces
Dans cette étude nous allons tester de nouvelles molécules, afin d'améliorer la survie et le confort des animaux tout en combinant radiochimiothérapie. L’utilisation des modèles souris, déjà en place dans le laboratoire sera complétée par celle de rat, avec pour but des approches confirmatoires (modèles différents) mais aussi l’utilisation d’animaux modifiés. Nous utiliserons des souris et des rats de 8 à 10 semaines pour avoir une croissance tumorale optimale. En effet, les expériences peuvent s’étaler sur plusieurs semaines dans un modèle immunocompétent ou immunodéprimé, donc l’implantation sur des jeunes animaux permet de s’affranchir de l’affaiblissement d’individus plus âgés.
Diplôme universitaire de microchirurgie
- Enseignement supérieur
840 rats vont être anesthésiés, opérés sous microscope, puis tués avant tout réveil. Chaque animal ne subit qu'une intervention, d'une durée pouvant atteindre trois heures, sur laquelle des chirurgiens qualifiés ou en formation et des vétérinaires s'exercent aux sutures de vaisseaux et de nerfs. Aucune connaissance n'est produite : il s'agit de la partie pratique d'un diplôme universitaire de microchirurgie, après des séances sur vidéo, sur substituts et sur pièces anatomiques. Le porteur présente cette formation comme "indispensable" et cite le credo de la Haute Autorité de santé, "jamais la première fois sur le patient", sans que la protection ainsi revendiquée s'étende aux 840 rats opérés.
Objectifs
Ce diplôme universitaire (DU) a pour but l’enseignement de la microchirurgie (chirurgie qui permet de pratiquer avec un microscope opératoire et grâce à des instruments spéciaux des interventions très précises sur des organes de petites dimensions) dans le cadre de spécialité chirurgicales, pour des chirurgiens qualifiés ou en formation et des vétérinaires. Ce DU concerne de nombreuses spécialités : chirurgie maxillo-faciale, plastique, orthopédique, ophtalmologique, Orl, urologie, pédiatrie mais aussi les vétérinaires. Les applications de la microchirurgie sont nombreuses : réimplantation de membre, transplantation d’organe, réparation de lésions nerveuses et vasculaires, et les cas de reconstructions. Cette activité nécessite une formation spécifique en dehors de la formation au bloc opératoire. Après de nombreuses séances d’observation vidéo, de chirurgie sur substituts et pièce anatomiques, il est encore nécessaire de recourir à des séances de formation avec des animaux pour se retrouver dans la situation d’un tissu vivant, mobile et vascularisé et de pouvoir contrôler la perméabilité vasculaire.
Bénéfices attendus
L’acquisition des compétences à la dissection et à la suture sous microscope est grandement facilitée et sécurisée tant en chirurgie humaine que vétérinaire après une initiation suivie d’un entrainement solide sur modèle vivant. Il s’agit d’une formation indispensable pour tous chirurgiens ou vétérinaires qui se destinent à pratiquer l’une au l’autre des techniques microchirurgicales. Les compétences acquises seront applicables dès la fin de la formation.
Procédures
Les animaux sont susceptibles d’être soumis à de la contention, à une procédure d’anesthésie par injection ou par voie gazeuse, et à des procédures chirurgicales. Même si différentes techniques microchirurgicales seront enseignées à l'occasion de cette formation, chaque animal ne suivra qu'une seule procédure chirurgicale qui sera sans réveil et d'une durée n'exédant pas 3h00.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles pouvant être observés sont : contention, douleur et/ou stress liés à la réalisation de l'anesthésie des animaux (par injection ou voie gazeuze). Par ailleurs, compte tenu du caractère « formatif » de ce projet, aucune des techniques opératoires étudiées ne se clôturera par le réveil de l’animal qui pourrait l’exposer à des complications post-opératoires telles que des douleurs, des hémorragies ou la formation de caillots sanguins. Néanmoins, demeure présent en cours d’intervention, le risque de survenue d’un problème anesthésique (ralentissement cardiaque, difficulté respiratoire), d’une hypothermie, ainsi que celui d’une rupture vasculaire.
Devenir
Afin d'éviter aux animaux utilisés dans ces travaux pratiques d'être exposés à des complications post-opératoires, l'ensemble des animaux sont euthanasiés avant leur réveil.
Remplacement
Préalablement aux travaux sur les animaux, différentes techniques alternatives, ne faisant pas appel à l’utilisation d’animaux, sont mise en place. En effet, l’acquisition de la gestuelle de base en microchirurgie sera réalisée grâce à des travaux pratiques sur substituts, et pièces anatomiques, en remplacement de l’animal. L'acquisition des gestes de base par des méthodes alternatives est un pré-requis obligatoire à l'apprentissage sur animaux.
Réduction
La réduction du nombre d’animaux est rendue possible par la mise en place de phase successive d'acquisition des techniques microchirurgicales : d’abord sur substituts et pièces anatomiques et enfin sur animaux, d’une part. Et d'autre part, lorsqu’une procédure chirurgicale est réalisée, plusieurs techniques microchirurgicales pourront, si cela est possible, être réalisées et/ou enseignées au cours de cette même intervention (même période anesthésique). Toutefois, chaque animal ne sera soumis qu’à une seule procédure chirurgicale et ne participera pas à plusieurs interventions distinctes. Le nombre d’animaux est limité au minimum (1 animal par étudiant par séance de TP x 12 séances de TP/an, x14 étudiants/an, x5 ans = 840 animaux). L’utilisation de substituts et pièces anatomiques lors des premières séances de TP permet d’acquérir les compétences de base en microchirurgie sans recourir directement à l’animal, contribuant ainsi à réduire le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Ce n'est qu'après la validation de l'acquisition de la gestuelle de base, que les étudiants pourront continuer leur apprentissage sur des animaux. L’entraînement sur substituts et pièces anatomiques lors des premières séances de TP contribue au raffinement des procédures, en garantissant la maîtrise des gestes de base avant leur application sur l’animal. Afin d’assurer le bien-être de ceux-ci, ils seront hébergés dans des conditions de température, d’humidité et de ventilation optimales. Ils bénéficieront d’un enrichissement varié : - tactile (buchette, litière foisonnante, tube en carton), - sociale (groupe sociaux stables), - visuel (cages transparente) - et sonore (fond musicale). Par ailleurs, toutes douleurs interventionnelles seront exclues par l’utilisation d’anesthésique et d’analgésique. Il est à noter qu’aucun animal ne fera l’objet de plus d’une procédure chirurgicale ni ne sera réveillée au terme de cette procédure. De plus, des points limites ont été définis permettant de stopper immédiatement la chirurgie et de mettre fin à la vie d'un animal si cela s'avérait nécessaire (problème respiratoires, hemorragie, lésion d'un organe).
Choix des espèces
"Jamais la première fois sur le patient", tel est le credo de la haute autorité de santé. Il est bien évident que pour des raisons de sécurité, l'apprentissage des techniques microchirurgicales ne peut s'effectuer sur le patient. Ce type de chirurgie nécessite de travailler in vivo pour maitriser les problèmes liés au sang (thrombose, hémorragie, hémostase…) et pour vérifier la perméabilité des sutures. L’animal de prédilection est le rat, tant pour sa robustesse à l’anesthésie, que pour ses dimensions et son anatomie. En effet la taille de ses vaisseaux en particulier abdominaux et carotidiens, sont comparables aux structures vasculaires observées chez l’homme. Les rats utilisés seront de jeunes adultes (rats de 7 à 9 semaines). Leur taille étant adaptée au matériel chirurgical utilisé. Et de constitution suffisamment robuste pour supporter sans difficulté une anesthésie de 3 à 4 heures.
Etude exploratoire de l’activité de traitements antitumoraux sur des xénogreffes de tumeurs humaines implantées chez la souris
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Cancers
Les 200 études prévues consistent à tester, sur des tumeurs humaines greffées, des molécules présélectionnées en amont, à un stade précoce du développement des médicaments. 12 000 souris immunodéprimées vont y être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un fragment tumoral est implanté sous leur peau, une puce électronique posée ou les oreilles marquées, puis viennent les administrations jusqu'à deux fois par jour et jusqu'à seize prélèvements sanguins par animal. Le porteur qualifie ces 12 000 souris de nombre "strictement nécessaire", et précise que celles chez qui la tumeur ne prend pas sont tuées elles aussi, "compte tenu des nuisances occasionnées".
Objectifs
Le but de ce projet est de tester l’efficacité de nouveaux traitements contre le cancer sur des modèles de tumeurs humaines implantées chez la souris. Ces modèles, appelés xénogreffes dérivées de patients (PDX), permettent de reproduire au mieux les caractéristiques des tumeurs humaines, comme leur morphologie, leurs mutations et leur comportement biologique. Grâce à cela, ils offrent un moyen fiable d’évaluer l’action de nouveaux médicaments avant qu’ils ne soient testés chez l’Homme. Notre collection de modèles PDX couvre la majorité des cancers solides (par exemple : sein, poumon, côlon, foie, rein, peau, pancréas, ovaire, vessie, cerveau ou prostate) et reflète la diversité des patients. Chaque modèle est soigneusement étudié afin de mieux comprendre ses particularités et de relier ces informations à la réponse observée aux différents traitements anticancéreux. Les 200 études prévues dans ce projet sont réalisées à un stade précoce du développement des médicaments. Elles impliquent un nombre d’animaux strictement nécessaire et visent à identifier rapidement les traitements les plus prometteurs pour un type de tumeur ou une mutation donnée. Les molécules les plus efficaces seront ensuite testées plus largement pour confirmer et approfondir les résultats obtenus.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à identifier de nouveaux traitements efficaces contre différents types de cancers, à partir de modèles de tumeurs humaines implantées chez la souris (modèles de PDX). En testant des médicaments présélectionnés lors d’analyses préalables (modélisations informatiques, in vitro), nous pourrons repérer rapidement ceux qui montrent les effets les plus prometteurs. Ces candidats seront ensuite étudiés plus en détail pour définir les doses et les associations thérapeutiques les plus adaptées. Grâce à la diversité et à la caractérisation approfondie de notre collection de modèles PDX, nous pourrons également mieux comprendre pourquoi certains traitements fonctionnent mieux sur certaines tumeurs ou chez certains patients. À terme, ces travaux devraient contribuer à proposer de nouvelles options thérapeutiques aux patients pour lesquels les traitements actuels sont inefficaces ou inexistants, améliorer l’efficacité des traitements disponibles et réduire les effets secondaires associés aux thérapies anticancéreuses actuelles.
Procédures
Greffe : implantation d’un fragment tumoral sous la peau. Le temps de chirurgie n’excèdera pas 10 minutes. Identification : des puces électroniques sont implantées en sous cutané au moment de la chirurgie ou un marquage aux oreilles est réalisé. Surveillance des animaux : observation quotidienne du comportement par déplacement et/ou ouverture des cages d’hébergement. Administration de médicament : préhension des animaux à une fréquence dépendant du schéma de traitement : biquotidienne ou moins. La durée de préhension n’excèdera pas 1 minute. Prélèvement de sang : préhension des animaux à une fréquence dépendant des besoins en prélèvements, 16 prélèvements seront effectués maximum par animal. La durée de préhension n’excèdera pas 2 minutes.
Impact sur les animaux
Stress dû à la préhension (suivi du poids et de la taille tumorale, administration de molécules): nuisance transitoire de classe légère ; Douleurs post-opératoires: nuisance transitoire de classe modérée ; Risque d’infection: nuisance transitoire de classe modérée ; Perte de poids (cachexie, anorexie ou perte d’appétit): nuisance transitoire de classe modérée ; Diarrhées: nuisance transitoire de classe modérée
Devenir
Les animaux pour lesquels les tumeurs se seront développées seront euthanasiés pour réaliser les analyses associées (biologiques, histologiques). Les animaux n’ayant pas développé de tumeur malgré la greffe d’un fragment tumoral seront euthanasiés compte tenu des nuisances occasionnées. Les animaux de ce projet ne seront pas utilisés dans un autre projet.
Remplacement
Le développement de nouveaux traitements permettant de lutter contre le cancer nécessite la réalisation de tests précliniques afin de valider leur efficacité sur la croissance tumorale, avant une application chez l’Homme. Il existe des méthodes alternatives et préalables à la réalisation de tests sur les animaux (prédictions informatiques, in vitro …), permettant de tester rapidement un grand nombre de molécules, et de sélectionner celles qui semblent le plus efficace. Cependant, ces méthodes réalisées en dehors du cadre d’un organisme vivant n’offrent pas la possibilité de lier les effets des traitements avec la complexité de l’organisme, par exemple elles ne prennent pas en compte l’effet de la circulation sanguine ou le rôle du foie dans la transformation et la distribution des médicaments. Cela limite la possibilité de prévoir comment un traitement agira réellement dans le corps d’un patient. C’est pourquoi, une fois les tests préliminaires terminés, et les molécules les plus prometteuses identifiées, il est nécessaire de poursuivre leur évaluation chez l’animal. Ces études sont réalisées sur un nombre strictement nécessaire d’animaux, uniquement lorsque les alternatives ne permettent plus d’obtenir les informations nécessaires à l’avancée du projet.
Réduction
Ce projet utilise le nombre d’animaux strictement nécessaire pour obtenir des résultats fiables lors des premières étapes d’évaluation des traitements. Les expériences sont réalisées sur de petits groupes de souris afin de déterminer rapidement si un traitement est efficace ou non. La croissance des tumeurs est mesurée de manière standardisée pour savoir si le traitement fonctionne : s’il stabilise ou diminue le volume de la tumeur. Seules les molécules les plus prometteuses sont ensuite étudiées plus en détail sur un nombre plus important d’animaux pour confirmer les résultats avant des essais chez l’Homme. De plus, les animaux dont les tumeurs ne se développent pas sont utilisés pour la formation en vue de l’acquisition, de l’entretien et de l’amélioration des compétences professionnelles du personnel, ce qui permet de limiter encore l’usage d’animaux supplémentaires. La phase de formation est intégrée dans ce projet.
Raffinement
Pour prévenir l’hypothermie durant l’acte chirurgical, les animaux seront placés sur un tapis chauffant. Pour la prévention de la douleur et la souffrance lors de l’acte chirurgical et lors de prélèvements invasifs, les animaux recevront une anesthésiés générale. Un point de compression sera réalisé sur le site de prélèvement pour éviter l’hémorragie. Si une perte de poids est observée, un supplément nutritionnel sera proposé à l’animal. Pour les soins, si une lésion ou une sécheresse sont observées au niveau de la sphère oculaire, une solution nettoyante et/ou protectrice sera appliquée. Si une lésion cutanée est observée, une solution antiseptique sera appliquée. En cas d’infection, des analyses bactériologiques et/ou virologiques pourront être effectuées pour instaurer une thérapie adéquate et l’animal pourra être isolé pour lui permettre de se rétablir sans la présence de ses congénères. Dans ce cas, divers matériaux ajoutés pour atténuer l’effet d’isolement et permettre la création d’un cocon. Après l’administration de molécules, l’animal sera observé pour détecter tout comportement inattendu. Aussi, un point de compression sera réalisé au site d’administration si nécessaire.
Choix des espèces
Nous utilisons des souches murines immunodéprimés qui sont classiquement utilisées pour des greffes de fragments tumoraux issus de tumeurs humaines et dans le cadre d'évaluations pharmacologiques. Les souris présentant un système immunitaire résiduel qui se développe avec l'âge et qui peut réduire le taux de prise de greffe, nous utiliserons des animaux, en fin de période d'acclimatation, âgés entre 5 et 13 semaines afin d'homogénéiser les conditions de croissance entre les différentes études.
Etude des altérations de la signalisation calcique dans la mitochondrie au cours de la progression de l’insuffisance cardiaque liée au syndrome métabolique – MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Mises sous régime enrichi en graisses et en sucrose dès l'âge de 5 à 7 semaines, 474 souris développent un diabète et une défaillance cardiaque sur seize semaines, une partie recevant en plus un traitement hypertenseur pour aggraver la dysfonction. À dix semaines, elles sont mises à jeun six heures, reçoivent une injection de glucose ou d'insuline et subissent des prélèvements de sang à la queue toutes les quinze minutes. Viennent ensuite un test d'endurance sur tapis de course, deux échographies sous anesthésie, puis la mesure de la pression du sang dans le cœur au moyen d'une sonde, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 294 d'entre elles et sévère pour 180. Toutes sont tuées pour l'analyse moléculaire et cellulaire de leurs organes.
Objectifs
Le diabète est en pleine expansion dans notre société. Or le diabète entraine très souvent des complications cardiaques avec notamment l’apparition d’un mauvais fonctionnement du cœur, appelé cardiopathie diabétique, et pouvant mener à l’insuffisance cardiaque. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans cette dysfonction représente un challenge important pour les chercheurs et les cliniciens afin d’améliorer la qualité de vie des patients. Notre projet a pour but d’identifier et de comprendre pourquoi la cellule du cœur ne bat plus correctement. Nous nous intéressons à la source d’énergie dans la cellule du cœur, appelée mitochondrie. Plus précisément, nous allons analyser comment les mitochondries réagissent au cours de l’évolution de la pathologie de cardiomyopathie diabétique. Ces informations permettront de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Notre étude permettra de préciser les modifications de la structure dans la mitochondrie en charge de la communication du signal calcium au cours de la progression de la maladie au niveau cardiaque, mais aussi dans les autres organes, afin d’envisager à terme le développement de nouvelles molécules plus spécifiques et avec une meilleure efficacité pour un plus grand nombre de patients insuffisants cardiaques.
Procédures
Le protocole dure au total 16 semaines. Les souris seront mises sous régime standard, sous régime enrichie en lipides et en sucrose (développement d’un stade précoce de la dysfonction contractile) ou sous régime enrichie en lipides et en sucrose complémenté par un traitement hypertenseur (développement d’un stade avancé de la dysfonction contractile). Le développement du diabète chez les souris sera mesuré par un test à 10 semaines. Pour cela, les souris seront mises à jeun pendant 6 heures, puis une injection de glucose ou d'insuline, selon le test, sera réalisée et la glycémie sera mesurée toutes les 15 minutes pendant 1 heure par prélèvement d’une goutte de sang à l’extrémité de la queue (durée prise de sang : quelques secondes). Un test d’endurance sera également effectué à 15 semaines sur tapis de course (durée du test : 2 min d’habituation sur 3 jours consécutifs et 20 min maximum de mesure le jour du test). Une échographie sera effectuée à 12 et 14 semaines sous anesthésie légère (durée examen :
Impact sur les animaux
Nous nous attendons durant ce régime riche en sucre et en gras à une prise de poids corporelle importante et rapide, à une augmentation de la glycémie ainsi qu’à un dysfonctionnement cardiaque caractérisé par un cœur plus gros et un remplissage du cœur par le sang diminué, raison de l’étude. L’ajout d’un traitement hypertenseur entraine une hypertension modérée qui aggrave la dysfonction cardiaque. Le test sur tapis pourra entrainer un léger essoufflement. Lors des tests métaboliques, les injections et prises de sang peuvent entrainer un stress et une douleur.
Devenir
Les animaux sont mis à mort en fin d’expérimentation pour permettre l’analyse (moléculaire et cellulaire) des différents organes.
Remplacement
Le recours à l’animal vivant est nécessaire pour cette étude car pour obtenir un modèle de cardiomyopathie diabétique impliquant un mauvais fonctionnement contractile du cœur suite à un dérèglement d’origine métabolique et multi-organe, un régime riche en gras et en sucre doit être mis en place sur plusieurs mois et l’analyse du diabète et de la fonction cardiaque doit être réalisée sur un animal vivant.
Réduction
[Modification : Le nombre d’animaux par procédure a été calculé à l’aide d’un logiciel de statistiques afin de déterminer le plus précisément possible le nombre minimal d'animaux permettant d'obtenir des résultats statistiquement exploitables. Par ailleurs, les prélèvements des autres organes en parallèle du cœur ont été mutualisés sur chaque procédure afin de limiter le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Afin de supprimer toute souffrance ou douleur liées aux injections et prélèvements, ceux-ci seront réalisées sous prémédication analgésique et anesthésique local. L’examen échographique sera réalisé sous anesthésie générale. Par ailleurs, des points limites et critères d’arrêt adaptés à chaque procédure ont été définis. Les souris sont soumises à une période d’habituation sur le tapis de course et une stimulation par la voix et à l’aide d’un pinceau a été mise en place en remplacement des stimulations par flux d’air. La mise à jeun courte de 6h avant les tests métaboliques ou 4h avant le sacrifice est réalisée au matin, ce qui correspond au début de période diurne pour les animaux (c’est à dire à leur période de plus faible activité et en situation post-prandiale). [Modification : Pour la stabulation, les animaux sont placés à maximum 5 souris par cage ou 3 par cage pour les souris obèses] et en respectant les groupes sociaux, dans un environnement enrichi (boules de coton, dôme) avec un change réalisé toutes les deux semaines quel que soit la diète utilisée.
Choix des espèces
La physiologie de la souris étant « proche » de celle de l’Homme, pour la problématique étudiée ici, nous avons choisi de réaliser l’ensemble de nos expériences chez cette espèce animale. Les animaux auront 5-7 semaines lors de la mise en place du régime alimentaire pour 6 mois, menant à un âge de 21-23 semaines à l'issue de la procédure. La mise en place du régime dès cet âge permet le développement d’une cardiopathie diabétique.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Un cathéter est implanté dans le duodénum de chaque rat au cours d'une anesthésie d'au moins 45 minutes, pour administrer des molécules candidates directement dans l'intestin en contournant l'estomac. 725 rats vont être utilisés, 600 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 100 un niveau modéré, 25 étant anesthésiés puis tués sans réveil. Ils subissent jusqu'à huit prélèvements sanguins par 24 heures, jusqu'à trois administrations par jour pendant cinq jours, et un hébergement individuel pouvant durer huit jours, en cage à métabolisme pour certains. Tous sont tués, faute de pouvoir réutiliser des animaux dont le cathéter se bouche, alors que le porteur écrit qu'"aucune dégradation de l'état de santé de l'animal n'est attendue" et que les points limites limitent la nuisance "à un niveau de gravité modéré au maximum".
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans une stratégie globale de caractérisation de nouvelles entités en vue de la première administration chez l’homme, ou l’animal pour les médicaments vétérinaires. L’objectif du projet est de déterminer les paramètres pharmacocinétiques et/ou les concentrations tissulaires et/ou l’excrétion d’entités thérapeutiques chimiques ou biologiques après administration chez le rat par la voie intraduodénale permettant ainsi le shunt de l’estomac. Ceci facilitera l’étude d’entités thérapeutiques gastros sensibles notamment. Dans la recherche préclinique et la recherche de candidats, ces paramètres sont essentiels pour la sélection et l’évaluation des candidats médicaments. Les entités testées sont préalablement analysées lors de tests in-vitro. Une première sélection est ainsi réalisée pour n’administrer aux animaux que des entités avec des caractéristiques favorables en terme pharmacocinétique. Ces études préliminaires permettent d’objectiver les processus d’absorption, de dégradation, de distribution et d’élimination de chaque entité afin de prédire le comportement de ces entités chez l’homme ou l‘animal. Une chirurgie a été développée pour implanter un cathéter au niveau du duodénum et ainsi administrer une entité thérapeutique directement dans le duodénum en shuntant l’estomac.
Bénéfices attendus
A court terme, les expérimentations de ce projet permettront de déterminer les paramètres essentiels pour l’avancée du développement préclinique pour les entités testées. Elles peuvent aussi aboutir à l’identification des principaux métabolites et déterminer leur éventuelle toxicité. Ces résultats permettront de sélectionner les candidats potentiels ainsi que les doses et les voies d’administration les plus adaptées. A long terme, les entités sélectionnées constitueront la base pour un traitement applicable à l'Homme ou à l’animal dans le cadre de médicaments vétérinaires.
Procédures
Les gestes techniques concernent tous les animaux : •Procédure chirurgicale de pose de cathéter intraduodénale et veineux : o1 anesthésie gazeuse de 45 minutes minimum par animal oAdministration par voie sous-cutanée d’analgésique et anti-inflammatoire. Durée 30 secondes sur animaux anesthésiés. Unique. Mise en place d’une couverture analgésique sur une période de 3 jours post-opératoire o2 administrations par voie sous-cutanée d’une solution d’hydratation. Durée 30 secondes sur animaux anesthésié. • Hébergement individuel post-chirurgie : • Pesées : Durée 30 secondes sur animal vigile, jusqu’à une fois par jour sur la durée des études. • Administrations des composés à potentiel thérapeutiques o Sur animal vigile : Durée 30 secondes. Unique ou répété max 2 à 3 fois par jour sur une durée maximale de 5 jours. • Prélèvements de sang : o Via le cathéter : Durée 30 secondes sur animal vigile. Maximum 8 fois sur 24h. o En microsampling : Durée 30 secondes sur animal vigile. Maximum 6 fois sur 24h. o En phase terminale : Durée 1 minute sous anesthésie générale gazeuse ou chimique. o Les volumes et la fréquence des prélèvements seront selon les critères de la consigne interne en vigueur. Le volume total prélevé n'excédera pas 7.5% du volume estimé de sang total de l'animal sur une période de 24 heures. • Hébergement individuel post-chirurgie ou post-traitement : o Cage individuelle avec enrichissement complet (matériaux de nidification et bâton à ronger) avec maintien du contact olfactif et visuel. Habituation pendant au moins 10 jours. Durée de l’hébergement individuel maximale de 8 jours. o Pour certaines études, Cage individuelle à métabolisme avec maintien du contact olfactif et visuel. Habituation pendant au moins 12 jours. Durée de l’hébergement individuel maximale de 24h consécutives.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sont liés aux gestes techniques d’administration (maximum 3 fois sur 5 jours pendant 30sec) et de prélèvements (maximum 8 fois 30sec sur 24h), à l’acte chirurgical (maximum 1 heure) ainsi qu’aux contraintes d’hébergement individuel. Aucune dégradation de l'état de santé de l'animal n’est attendue par l’application des procédures de ce projet ou en lien avec les candidats-médicaments testés. Toutefois, la chirurgie peut amener de l’inconfort per et post-opératoire, compensé par une analgésie et anesthésie adapté (effets modérés). Et dans ces phases précoces de développement de candidat-médicaments, des effets secondaires non prédictibles peuvent survenir : perte de poids, hypo- ou hyperthermie, comportement anormal (animaux hypo- ou hyperactifs), vocalisations. Tout effet observé sera noté selon une grille spécifique et donnera lieu à une action adaptée à la gravité des signes ; les points limites anticipés permettent de limiter la nuisance à un niveau de gravité modéré au maximum.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures. Ces animaux ayant subis une chirurgie de pose de cathéter, il n’est pas possible de réutiliser les animaux pour de nouvelles études en effet la perméabiliité des cathéter est limité dans le temps.
Remplacement
De nombreux tests in silico et in vitro existent et permettent de sélectionner les entités d'intérêt uniquement sur la base de leurs caractéristiques pharmacocinétiques, notamment l'absorption et le métabolisme. Il n'existe pas de modèles in silico ou in vitro qui permettent de déterminer l'ensemble des propriétés pharmacocinétiques d'un composé d'intérêt. Seul un modèle animal peut permettre de caractériser ces entités et discriminer celles qui pourront être envisagées pour un traitement chez l’homme ou l’animal.
Réduction
Les entités thérapeutiques auront préalablement été évalués de manière extensive sur une batterie de tests in silico et in vitro permettant de prédire le profil pharmacocinétique du composé (ex : lipophilie, absorption, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d'interaction du composé avec la cible d'intérêt (ex. un récepteur, un canal ionique, une enzyme). Cette approche préalable permet de réduire fortement le nombre d’entités à tester. Lors de l’administration de doses croissantes, les animaux seront traités de manière séquentielle afin de s’assurer de l’innocuité d’une dose avant de passer à une dose plus élevée. Cette organisation permet d’éviter l’administration à des doses où les nuisances seraient trop fortes, et ainsi de réduire le nombre d‘animaux. Le nombre minimal d’animaux par cohorte de traitement est réduit au minimum scientifique, c’est-à-dire 3 animaux. Ce nombre suffit pour avoir des données assez robustes pour présélectionner des candidats pour la phase pré-clinique
Raffinement
Les animaux seront dans des cages contenant de l'enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Après réalisation des chirurgies, les animaux seront hébergés individuellement dans des cages conformes à la réglementation pour permettre une bonne récupération post-chirurgicale et éviter qu’ils ne s’abiment les sorties de cathéters ou les plaies en cicatrisation. Ces cages seront équipées d’enrichissement et matériaux adaptés. Suite à l’administration de l’entité thérapeutique, dans les cas où les animaux seront hébergés individuellement dans des cages à métabolisme pour permettre le recueil des excrétas, ce temps de recueil sera limité à 24h consécutives et un temps de récupération suffisant sera appliqué avant la réalisation d’un nouveau recueil d’excrétas en cage à métabolisme pour limiter le stress des animaux. Un contact olfactif et visuel sera maintenu entre tous les congénères. Les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de la procédure. Les locaux d'hébergement font l'objet de surveillance sanitaire régulière par le biais de contrôles environnementaux, des systèmes d'hébergement et d'animaux sentinelles. Des soins adaptés seront donnés aux animaux affectés, par ou sous l'autorité du vétérinaire désigné ou mis à mort selon les recommandations définies dans la consigne en vigueur. Un plan d'action sera établi et mis en place lors d'apparition d'évènements inattendus. Des critères d'arrêt anticipés seront mis en place pour chaque procédure afin de réduire tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile. Les procédures potentiellement douloureuses ou source d'inconfort ou de stress se feront sous anesthésie gazeuse. Le nombre de manipulations sur l'animal sera réduit au strict nécessaire. Le projet sera mis en œuvre par du personnel qualifié et habilité conformément à la réglementation en vigueur et ayant reçu une formation en Chirurgie Expérimentale. Une procédure spécifique permettra de continuer à travailler sur le raffinement notamment de la technique chirurgicale, de l’hébergement et de la collecte d’échantillon en vue de l’appliquer dans le cadre des études, une fois validé par le vétérinaire désigné, la Structure en charge du bien-être animal et le comité éthique de l’Etablissement utilisateur.
Choix des espèces
Le rat est une espèce couramment utilisée dans les stratégies de sélection de candidat, en réalisant des essais de pharmacocinétique préclinique. L’intérêt du modèle a été démontré dans plusieurs publications scientifiques. Le choix de l’espèce est dicté par le fait que le rat facilite par sa taille, la pose d’un cathéter intraduodénale et la pose simultanée d’un cathéter veineux. De plus, cela permet de répondre à des impératifs scientifiques : comparaison de résultats pharmacodynamiques et pharmacocinétiques chez la même espèce animale, homologie de récepteur de l’espèce choisie avec le récepteur humain. Le stade adulte sera utilisé par défaut (à partir de 7 semaines) car c’est celui qui permet de déterminer les paramètres pharmacocinétiques de l’espèce pour une entité donnée.
Etude de l’activité antitumorale et sénolytique d’anticorps couplés à des drogues dans des modèles de xénogreffes humaines
- Recherche appliquée
- Cancers
Les souris utilisées appartiennent à une souche athymique dépourvue de défenses immunitaires, choisie pour que des cellules cancéreuses humaines prennent sous leur peau. 974 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie, un fragment de tumeur humaine est implanté dans leur flanc droit, puis elles reçoivent des injections intraveineuses hebdomadaires pendant deux à six semaines selon la progression de la tumeur, complétées par des gavages et des injections dans l'abdomen. Toutes sont tuées, le porteur indiquant que des animaux porteurs d'une tumeur au flanc ne peuvent pas être inclus dans un autre protocole.
Objectifs
La sénescence est un processus biologique naturel qui intervient en protégeant les cellules contre des stress cellulaires comme le raccourcissement des télomères, les dommages à l’ADN ou encore le stress oxydatif. Durant certains processus naturels, comme par exemple l’embryogénèse, la senescence a un rôle fondamental. Cependant, l’accumulation de ces cellules sénescentes dans l’organisme au cours du temps conduit à l’émergence de pathologies que l’on retrouve majoritairement chez les personnes âgées. Par exemple, les fibroses comme celle du foie, des poumons, des reins ou du coeur, le cancer, les maladies neurodégénératives ou l'arthrose sont des ptahologies directement liées à l’accumulation de ces cellules sénescentes. L'objectif de ce projet est la mise au point de thérapies innovantes capable d'éliminer les cellules senecentes dans les tumeurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permet de valider l'efficacité de nouveaux composés dans le traitement du cancer. Ces thérapies ciblées permettent d'éliminer spécifiquement les cellules senescentes tumorales responsables des mécanismes de résistance aux drogues et de la formation des métastases. De plus, le ciblage des cellules senescentes cancéreuses permettra de limiter les effets secondaires associés aux traitements classiques comme la chimiothérapie comme par exemple la formation de tissus fibrotique.
Procédures
Les animaux seront greffés en sous-cutané avec des modèles de lignées cellulaire humaines tumorales. Au début du protocole, les souris seront anesthésiés puis des cellules cancéreuses seront implantées sous la peau au niveau du flanc droit. Puis, les animaux se verront injecter différents produits par intraveineuse, une par semaine, durant 2 à 6 semaines consécutives en fonction de la progression des tumeurs.
Impact sur les animaux
Plusieurs éléments peuvent nuire au bien être des animaux et engendrer un stress et une douleur notamment lors des greffes sous cutanées des cellules tumorales, des gavages et lors des injections intraveineuseet intrapéritonéales.
Devenir
Tous les animaux inclus dans le protocole expérimental seront mis à mort soit en fin de procédure. En effet, les animaux présentant une tumeur dans le flanc ne pourront être réutilisés ou inclus dans un autre protocole.
Remplacement
Ce projet a pour but le développement de potentielles thérapies ciblées pour la traitement du cancer. Ces études in vivo font suite à de nombreux résultats in vitro qui nous permettent d'affirmer que nos nouveaux ADC présentent un réel intérêt thérapeutique. Cependant, à ce stade du développement de nos recherches, l'utilisation de modèles complexes, comme des modèles de xénogreffes, est requise pour pouvoir prouver l'efficacité thérapeutique de nos candidats. De plus, pour le développement préclinique de nos ADC, nous devons apporté la preuve d'une efficacité sur des modèles complexes en plus d'étude de pharmacocinétique précise des molécules en développement.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été réduit au maximum tout en maintenant la possibilité d'une analyse statistique des résultats. Etand donné que l'originalité de nos ADC, ces expériences n'ont jamais été faites précédemment dans la littérature.
Raffinement
Nous mettrons en place une surveillance adaptée et individuelle des animaux afin de s'assurer que les animaux expérimentaux ne subissent aucune souffrance. L'apparition de signes évocateurs de souffrance, de mal-être comme la prostation, un comportement erratique ou une altération de l'état général de la souris permettra rapidement, en fonction de la gravité des observations, de procéder soit à une prise en charge de l'animal (administration d'un antalgique) soit à la mise à mort de l'animal concerné.
Choix des espèces
La souche NMRI nude athymique sera utilisée dans l'étude de modèles de xénogreffes de cellules humaines cancéreuses en greffées en sous-cutanée. Il s'agit d'un modèle immunodéprimé avec une courbe de poids homogène et couramment utilisée dans la littérature associée à la recherche en oncologie. Ce souche permettra l'évaluation de l'effiacité anti-tumorale de nos candidats médicaments dans des modèles de xénogreffes exprimant les cibles d'intérêts thérapeutiques. Les souris NMRI athymique nude seront âgées de 6-7 semaines lors de la greffe sous-cutanée pour garantir une prise tumorale homogène.
Implication d’une voie cérébrale dans la modulation de profils exacerbés de consommation et recherche de cocaïne chez le Rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tous tués en fin d'expérience pour prélever leur cerveau, destiné à des analyses moléculaires ou à l'enseignement universitaire de neuroanatomie, 673 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un cathéter est implanté à demeure dans leur veine jugulaire, une partie subit en plus une chirurgie intracérébrale, puis ils consomment de la cocaïne quelques heures par jour, cinq jours par semaine pendant cinq semaines. Après quatre semaines de sevrage, ils sont replacés face aux signaux lumineux et sonores associés à la drogue pour mesurer leur comportement de recherche. Le porteur reconnaît que la douleur postopératoire résiste aux anti-inflammatoires et qu'un traitement aux opiacés est exclu dans une étude sur l'addiction, quand les cibles thérapeutiques annoncées sont renvoyées au moyen terme.
Objectifs
Le présent projet s'intéresse notamment à l'implication, dans le comportement de consommation et/ou de recherche de cocaïne, d'une voie de communication dans le cerveau qui participe de façon prépondérante au contrôle des processus liés aux émotions et à la motivation. Plus précisément, ce projet veut d'une part tester si des changements de l'activité de cette voie impactent la consommation volontaire de cocaïne puis sa recherche après sevrage, et d'autre part examiner si le comportement de consommation et/ou recherche de cocaïne peut lui-même modifier cette voie. A l'heure actuelle, la littérature est très pauvre concernant cette voie pourtant intéressante dans le domaine de l’addiction, et devient inexistante si on s'intéresse à des protocoles expérimentaux conduisant les animaux à développer un comportement de consommation de cocaïne mal contrôlé qui, ensuite après sevrage, génère un comportement de recherche de drogue exacerbé. L'hypothèse formulée ici est que la voie qui nous intéresse est fondamentale dans l'expression de ces comportements de consommation et de recherche de cocaïne exacerbés qui modélisent les difficultés rencontrées par les toxicomanes à contrôler leur consommation. Si elle est confirmée, elle participera à une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux mis en jeu dans l'addiction. Le modèle utilisé ici est basé sur un test comportemental qui permet au rat de consommer lui-même volontairement la drogue. Cette approche présente l'avantage d'exposer l'animal à la drogue de façon très rapide (le passage au cerveau e fait en quelques secondes) et de façon dépendante du comportement volontaire de l'animal, qui a la liberté de ne pas consommer, ce qui lui confère une haute valeur de modélisation de la pathologie. Par ailleurs, nos modèles, qui soumettent les animaux à des protocoles d'accès particuliers à la drogue, peuvent les conduire à consommer des quantités importantes de drogue ou à la consommer de façon très intense, comme cela est observé chez les cocaïnomanes, et permettront ainsi de mettre en évidence des modifications tissulaires, notamment au sein de la voie cérébrale qui nous intéresse, susceptibles de se produire dans la pathologie humaine.
Bénéfices attendus
Les connaissances actuelles sur l’addiction sont considérables, mais force est de constater que les traitements actuels manquent d'efficacité, notamment en raison de l’utilisation de modèles animaux imparfaits. L'étude que nous proposons devrait permettre, de par la comparaison des modifications cérébrales induites chez des rats consommant la cocaïne de façon moins contrôlée que dans des conditions standard, de mettre en lumière, à moyen terme, des cibles de nouvelles approches thérapeutiques. Par ailleurs, la mise en évidence de l'implication potentielle d'une voie cérébrale nouvelle dans ces modèles de consommation et recherche exacerbées de cocaïne participera à susciter l'intérêt d'étudier une structure cérébrale jusqu'ici peu examinée et dont les caractéristiques neuronales ou moléculaires offriront peut-être, à long terme, de nouvelles approches pharmacologiques.
Procédures
Tous les animaux de ce projet sont soumis à une intervention chirurgicale (45 min max) qui permet d'implanter, de façon définitive, un système de cathéter accessible de l'extérieur de l'animal et qui se termine dans la veine jugulaire. Certains animaux recevront également, par chirurgie intracérébrale (1h30 max) des administrations de séquences de gènes permettant ultérieurement l'expression locale d'un récepteur artificiel. Tous les animaux de ce projet sont soumis à un test comportemental, quelques heures / jour, 5 jours / semaines pendant 5 semaines, où ils pourront consommer la cocaïne de façon totalement volontaire par le biais du cathéter préalablement implanté. Cette phase de consommation doit être suivie d'une phase de sevrage de 4 semaines. L'expérience se termine par une évaluation du comportement de recherche de cocaïne (30 min) provoquée par l'exposition de l'animal à des signaux (lumineux et sonores) qu'il a pu associer aux effets de la drogues durant la phase de consommation. Cette séance est immédiatement suivie, chez une partie des animaux, par une évaluation du comportement de recherche de drogue par l'exposition de l'animal à la drogue elle-même (30 min).
Impact sur les animaux
1/ Chirurgies - La technique permettant la consommation volontaire de cocaïne nécessite une chirurgie vasculaire chez tous les animaux pour implanter à demeure un cathéter intraveineux. Une partie des animaux subit en outre une chirurgie intracérébrale pour, ultérieurement, pouvoir moduler l’activité de la voie cérébrale d’intérêt. Donc, une douleur post-opératoire (résistante aux anti-inflammatoires) pourrait être ressentie transitoirement, d'autant qu'un traitement aux analgésiques forts (opiacés) ne peut être envisagé dans le cadre d'une étude sur l'addiction. 2/ Isolement - Après implantation du cathéter, un isolement de maximum 24h est nécessaire pour protéger les cicatrices et optimiser la récupération de l'animal. 3/ Vulnérabilité infectieuse - Au-delà des actes invasifs nécessaires à la chirurgie vasculaire, les animaux sont ensuite connectés et déconnectés de façon quotidienne de l'appareillage permettant la consommation de solution de cocaïne. Ainsi, le milieu intérieur de l'animal est exposé à l'environnement extérieur de façon répétée. Malgré toutes les précautions qui pourront être prises en termes d'asepsie, il existe un risque d'infection par des agents pathogènes (surtout bactériens), essentiellement en raison de l'interdiction de traitement antibiotique préventif. 4/ Sevrage à la cocaïne - Suite à la phase de consommation de cocaïne, les animaux sont soumis à une phase de sevrage. Même s'il n'existe aucun syndrome reconnu de sevrage physique à la cocaïne, des symptômes psychologiques, comme un niveau accru de réaction aux stimuli anxiogènes, peuvent être mis en évidence. Même si nous nous appliquons à ne pas soumettre les animaux à des situations anxiogéniques, cette éventuelle nuisance n'est pas traitée car le sevrage et ses conséquences font partie intégrante des processus addictifs et leur traitement pharmacologique pourrait induire des biais d'interprétation des résultats. 5/ Modulation de la voie cérébrale d'intérêt - La voie de communication cérébrale qui nous intéresse est connue pour être inhibée par des stimuli récompensants et plutôt activée dans des situations aversives. Même s'il n'est pas démontré que l'activation de la voie est un médiateur du ressenti aversif, l'activation pharmacogénétique que nous envisageons est susceptible de générer transitoirement un état dysphorique.
Devenir
Tous les animaux de ce projet sont mis à mort à la fin des expériences car les cerveaux doivent ensuite être prélevés pour analyses moléculaires ou tissulaires ou bien pour utilisation dans le cadre d’enseignement universitaire de neuroanatomie (principe de réduction).
Remplacement
A l'heure actuelle, les études in vitro et in silico dans le domaine de l'addiction existent mais elles présentent les limites inhérentes à leur nature, c'est-à-dire l'impossibilité, pour les premières, d'envisager l'aspect intégré de la pathologie et, pour les secondes, une sur-simplification des systèmes biologiques associée à un manque de prise en compte de la variabilité interindividuelle due aux multiples facteurs mis en cause dans la pathologie. L'addiction étant un trouble psychiatrique qui nécessite le fonctionnement du cerveau en situation intégrée dans un organisme vivant et vigile doté de ses particularités propres, elle requiert aujourd'hui encore l'utilisation d'animaux dans sa modélisation préclinique. Notre projet visant à étudier l'implication, dans l'addiction à la cocaïne, d’une voie cérébrale mise en jeu dans les émotions et la motivation, processus hautement variables et sous l'influence de l'organisme entier, il nécessite donc l'emploi d'animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est calculé au plus juste pour pouvoir déterminer d’éventuelles différences statistiquement significatives avec un minimum d’animaux. Pour cela, des calculs mathématiques dédiés à l’estimation prospective d’effectifs nécessaires aux études scientifiques sont employés.. Dans la mesure du possible, chaque animal est son propre contrôle. Par ailleurs, chaque procédure expérimentale est réalisée sur plusieurs cohortes succesives d'animaux, de sorte que les cohortes initiales peuvent donner des indications pertinentes sur la suite des expériences à mener (réitérer ou arrêter), notamment en utilisant les tests statistiques les plus adaptés aux données recueillies pour déterminer les analyses avec le plus de puissance possible. L’utilisation de groupes témoins est réduite au strict minimum.
Raffinement
Les animaux sont soumis aux tests comportementaux durant leur période d’activité naturelle pour limiter au maximum la perturbation de leur sommeil. La manipulation des animaux commence une semaine après leur arrivée et est ensuite obligatoirement quotidienne. Seules les personnes assurant les expérimentations (maximum 2 personnes) manipulent les animaux. Les actes chirurgicaux sont réalisés dans une pièce dédiée, avec constitution de champs stériles et utilisation de matériel à usage unique ou stérilisable, et tant que possible en travail d’équipe permettant au chirurgien de ne pas s’extraire du champ stérile. La qualité de l’anesthésie est vérifiée fréquemment. La température interne des animaux est contrôlée. Dans la mesure du possible, les chirurgies seront regroupées en une seule intervention. Les cicatrices sont enduites d’une pommade cicatrisante qui, en outre, empêche le contact direct des agents pathogènes et irritants avec l’épiderme. Un isolement post-opératoire de quelques heures est appliqué afin de protéger les cicatrices de l’animal et de quantifier les comportements alimentaire et de boisson d’eau. L’analgésie pendant et après la chirurgie est couverte. Les animaux sont examinés quotidiennement avec, tant qu’elles sont apparentes, une attention particulière portée aux cicatrices, systématiquement désinfectées. Les conditions d’asepsie durant les tests et lors de la manipulation des animaux sont validées par la structure du bien-être animal (SBEA) et/ou le vétérinaire référent et scrupuleusement suivies pour éviter les infections. Les tests comportementaux sont réalisés dans une pièce dédiée à laquelle les animaux sont habitués. La première exposition de l’animal à la chambre de test est une séance d’habituation pour éviter un stress de l’animal combiné aux effets de la drogue. La passation des animaux dans les tests est organisée de sorte qu’aucun animal n'est isolé, en attente dans sa cage. La mise à mort est le plus souvent immédiate et sans aucune souffrance grâce à l'administration intraveineuse de l’agent euthanasiant par le biais du cathéter préalablement implanté. De façon générale, le bien-être des animaux est fréquemment vérifié à l’aide d’une grille d’évaluation individualisée indiquant les points limites de différents paramètres adaptés aux procédures (comportement, poids, pelage, cicatrices…). En cas d’altération, cela fait obligatoirement l’objet d’interventions adaptées.
Choix des espèces
Le Rat représente un choix intéressant pour la modélisation préclinique de l’addiction. Sur un plan évolutif, les rongeurs appartiennent à l’ordre des mammifères, parmi ceux disponibles en laboratoire, le plus proche de celui des Primates. Le Rat s’impose par l’existence de très nombreuses données neuroanatomiques et comportementales solides sur les processus addictifs qui ont permis de mieux les comprendre chez l’Homme. Doté de capacités cognitives élaborées, le Rat développe facilement des comportements complexes permettant d’étudier des aspects précis de l'addiction. Enfin, sur un plan pratique, la durée de vie des cathéters intraveineux implantés à demeure est moins importante chez la Souris que chez le Rat et peut sérieusement compromettre la tenue des expériences sur le long terme (plusieurs semaines). Les rats arrivent au laboratoire âgés de 3 semaines. Débutant le comportement au moins 3 semaines plus tard, ils sont alors dans l'adolescence et entrent dans l'âge adulte. Cette période de vie chez le rat correspond à une période de vulnérabilité accrue de l'être humain (phase adolescence/post-adolescence) vis-à-vis de la dépendance aux drogues.
Bio-ingénierie de substituts de peau de nouvelle génération pour la régénération cutanée dans un modèle d’exérèse cutanée.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Pour valider un substitut de peau fabriqué avec des cellules modifiées afin d'échapper au rejet, 140 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal est anesthésié, un morceau de peau du dos lui est retiré et le substitut greffé, pour une chirurgie d'environ quinze minutes. Le porteur indique que l'opération peut provoquer une douleur et une perte de poids pendant trois à quatre jours, et que l'isolement en cage individuelle quatre jours avant l'expérience induit un stress. Toutes sont tuées pour prélever la peau en cours de cicatrisation, les observations visuelles de la plaie ne suffisant pas, selon lui, à conclure sur l'efficacité du substitut.
Objectifs
En raison de sa fonction protectrice, la peau est un organe indispensable à la survie de l’organisme. Lors d’agressions importantes, telles qu’une brûlure du troisième degré, la peau n’est plus capable de cicatriser spontanément et induit un déséquilibre parfois mortel. La prise en charge des victimes de brûlures sévères se base aujourd’hui sur l’utilisation de substituts cutanés préparés avec les cellules du patient. Cependant, la disponibilité limitée de cellules saines du patient et le long procédé de fabrication peut mettre en jeu la vie du patient. Une des solutions envisagée pour pallier au problème de disponibilité de cellules saines et limiter les temps d’attente est d’utiliser les cellules d’une autre personne saine. La contrainte alors rencontrée est le phénomène de rejet. Pour contrer cela, il est possible d’utiliser les propriétés de tolérance immunitaire d’une molécule centrale dans la protection du foetus contre le rejet par le système immunitaire maternel. En se basant sur cette stratégie, nous avons développé une méthode permettant de modifier des cellules de peau de manière à permettre une production contrôlable de cette molécule. L’objectif de ce projet est maintenant de valider la capacité de notre substitut cutané immunotoléré, préparé dans des conditions correspondant aux exigences réglementaires d’un médicament, à reformer une peau fonctionnelle après greffe.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre de sélectionner un milieu de culture chimiquement défini répondant aux exigences règlementaires d’un médicament et de valider la capacité du substitut immunotoléré à favoriser d’une bonne prise de greffe, la maturation de la peau et son auto-renouvèlement. Cette étape permettra une avancée significative vers la conception de nouveaux substituts cutanés immunotolérés pouvant servir de bio-pansements lors de greffes de peaux chez l’Homme (ex : grands brulés). En d’autre terme, ce projet a pour objectifs, à court et moyen termes de sélectionner les conditions optimales de culture de substituts cutanés universels pour, à plus long terme, développer le traitement des grands brulés en proposant un accès plus rapide et universel à des greffons tissulaires pour des patients chez qui l’autogreffe est limitée voire même impossible.
Procédures
Les animaux, sous anesthésie générale, seront soumis à l’enlèvement d’un morceau de peau et une greffe d’un substitut cutanée sur le dos pour une durée moyenne de chirurgie de 15 minutes par souris.
Impact sur les animaux
La nécessité d’isoler les animaux le temps de la procédure et la greffe d’un substitut de peau peuvent induire un stress. L’anesthésie peut provoquer chez les animaux une légère baisse d’activité au réveil pendant une ½ journée. La chirurgie peut provoquer une douleur et une légère perte de poids pendant 3 à 4 jours.
Devenir
L'euthanasie de tous les animaux inclus dans l’étude est nécessaire pour prélever la peau en cours de cicatrisation et réaliser les analyses qui viendront compléter les observations visuelles de la plaie et permettre de conclure à l’efficacité du substitut cutanée. .
Remplacement
Malgré l’existence de modèles d’études de réparation cutanée impliquant des cultures de cellules et des reconstructions de substituts cutanés en 3D, les mécanismes physiopathologiques mis en jeu lors d’une greffe, de sa maturation et des processus de cicatrisation ne peuvent être répliqués en laboratoire. Par exemple, les modèles de cicatrisation ex vivo qui reproduisent plus fidèlement l’environnement structurel et moléculaire de la peau sont eux limités par l’absence de mécanismes de coagulation, d’inflammation et de réponse métabolique. Le remplacement par des modèles in vitro ou ex vivo n’est ainsi pas possible ici car seul un modèle animal permet de rendre compte de la complexité de la réparation tissulaire, notamment des effets physiopathologiques de la possible réponse inflammatoire à la suite d’une xenogreffe, permettant ainsi d’atteindre les objectifs du projet.
Réduction
Pour limiter le nombre d’animaux utilisés, des premières études in vitro de culture cellulaire 2D et 3D ont été effectuées pour valider la non toxicité et la fonctionnalité biologique de la peau greffée préparée dans différents milieux de culture. Des tests statistiques prédictifs du nombre nécessaire d’animaux pour atteindre une différence significative ont été utilisés pour chaque procédure. Des calculs de puissance préalables ont été effectués pour prédéterminer la taille de l'échantillon à l'aide d'un logiciel en accès libre et sur la base d'expériences antérieures avec des modèles de cicatrisation similaires.
Raffinement
Tout le long du projet, les animaux auront un accès sans restriction à la nourriture et à la boisson. Pour réduire au maximum le stress lié à l’isolement et que ce dernier n’influence pas les résultats de l’étude, les souris seront acclimatées 3 jours à l’environnement de l’animalerie puis hébergées dans des cages séparées 4 jours avant le début de l’expérimentation, en mélangeant une petite poignée de la litière précédente à la nouvelle litière lors du nettoyage des cages. Pour réduire au maximum le stress lié à l’isolement et que ce dernier n’influence pas les résultats de l’étude, les souris seront acclimatées 3 jours à l’environnement de l’animalerie puis hébergées dans des cages séparées 4 jours avant le début de l’expérimentation dans des cages en conditions standard d’animalerie, avec un accès sans restriction à la nourriture et à la boisson. Le choix de la durée d’adaptation et d’isolement des souris est justifié par l’étude de la réaction immunitaire au greffon. Ainsi, la production de cytokines due au stress pourrait interférer avec notre étude, c’est pourquoi les souris doivent être adaptées à leur environnement afin de ne pas créer de biais supplémentaire. Par ailleurs, la durée d’adaptation a été réduite au maximum afin que la totalité de l’étude dure 21 jours. Le bien-être des animaux sera assuré par l’utilisation de moyens d’enrichissement du milieu de vie des animaux, par une visite quotidienne et un suivi analgésique avant, pendant et après les chirurgies. Une analgésie multimodale sera attribuée aux animaux associant du paracétamol quotidiennement (dans l’eau de boisson) pour une durée minimale de sept jours post-chirurgie (puis en fonction du comportement de l’animal) et un anti douleur en injection, 2 fois par jour pendant les 3 premiers jours après la chirurgie (puis en fonction du comportement de l’animal). Pour pallier l’éventuelle perte de poids, des gelées enrichies sont données aux animaux quotidiennement. Une grille de suivi des animaux est mise en place et des points limites ont été définis afin de réduire la souffrance animale. L’ensemble des effets indésirables sont pris en compte lors d’examens cliniques journaliers des animaux permettant la mise en place de traitements ou le cas échéants la mise à mort des animaux si les points limites sont atteints.
Choix des espèces
Nous avons choisi l’espèce souris car c’est un modèle largement décrit dans la littérature en ce qui concerne l’excision cutanée et l’évaluation de la greffe et la cicatrisation. De plus, la manipulation de cette espèce et de cette technique de chirurgie sont bien maîtrisées au sein du laboratoire. De plus, ce choix vise à standardiser ce modèle de greffe cutanée au sein du consortium expérimental du programme sur différents sites. Les souris seront utilisées au stade du jeune adulte (8 semaines). Un compromis a été effectué pour utiliser des souris à un stade du développement suffisamment avancé pour s’affranchir du cycle de croissance des souris (pouvant entrer en jeu dans les processus de greffe et de cicatrisation) mais suffisamment jeunes pour s’affranchir des processus de vieillissement de la souris.
Mini-foie de substitution comme voie alternative à la greffe
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
3 216 souris au système immunitaire affaibli vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 1 836 d'entre elles et sévère pour 1 380. Elles reçoivent par chirurgie un implant d'amas de cellules humaines, des séances d'imagerie et des prélèvements sanguins sous anesthésie, et une partie développe une cirrhose provoquée par un produit toxique administré à partir de la huitième semaine. Le porteur décrit une douleur postopératoire "moyenne à importante" pendant les 48 premières heures. Le bénéfice annoncé, éviter la greffe de foie chez des patients en insuffisance hépatique grave, est renvoyé au terme, et le porteur affirme que les effets physiques d'une structure cellulaire placée dans un corps vivant ne peuvent pas être reproduits en laboratoire.
Objectifs
En France, plus de 500 000 personnes vivent avec une maladie chronique du foie. Ces maladies peuvent avoir différentes origines : alcool, virus, anomalies génétiques ou troubles du métabolisme. Bien que le foie soit capable de se régénérer, certains dommages sont irréversibles et peuvent nécessiter une greffe. Malheureusement, tous les patients ne peuvent pas en bénéficier, et le manque de greffons complique la situation. C’est pourquoi il est essentiel d’agir tôt, pour éviter d’en arriver à cette solution ultime. Les principales cellules du foie peuvent se renouveler. Une piste de traitement consiste à les transplanter directement, mais cette approche présente encore de nombreuses limites : une grande partie des cellules est perdue après l’injection, et le foie malade n’offre souvent pas un environnement favorable à leur survie. Notre projet vise à développer une alternative. L’idée est de créer un implant à base de petits amas de cellules appelés "sphéroïdes", contenant des cellules humaines fonctionnelles. Une fois implantés, ces sphéroïdes doivent rapidement se connecter aux vaisseaux sanguins, rester actifs sur le long terme et remplir certaines fonctions du foie, comme la production de protéines. Nous avons déjà mis au point la culture puis l’implantation et le suivi par imagerie de ces sphéroïdes pendant plusieurs semaines. La prochaine étape consistera à tester ce dispositif chez des souris en bonne santé, mais aussi chez des souris atteintes de cirrhose, pour évaluer l’efficacité de l’implant dans un contexte pathologique. L’objectif est de proposer une solution innovante pour soutenir temporairement ou durablement le foie chez les patients souffrant d’insuffisance hépatique grave.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de prouver qu’il est possible de greffer, dans une autre partie du corps, un mini-foie fonctionnel fabriqué à partir de petits amas de cellules. À terme, cette approche pourrait ouvrir la voie à de nouvelles options thérapeutiques pour les patients humains. Ce projet s’inscrit dans le domaine de la médecine régénérative, une approche innovante qui vise à réparer les organes en intervenant tôt dans l’évolution de la maladie. L’objectif est de stabiliser l’état du patient, prévenir une aggravation, et si possible, éviter d’avoir recours à une greffe complète du foie. Des premiers résultats encourageants ont déjà été obtenus, et nous espérons que les travaux à venir permettront de produire des données solides pour envisager, à terme, des applications chez l’homme.
Procédures
Les prélèvements sanguins seront réalisés sous anesthésie générale. Les souris potentiellement greffées dans ce projet seront opérées sous anesthésie générale et avec administration d’antidouleurs pendant quelques jours. L’ensemble des séances d’imagerie suivant cette opération sera réalisé sous anesthésie et antidouleurs. Peu de souris recevront un traitement induisant une hépatite. Dans la mesure du possible, les animaux seront leur propre contrôle ce qui permettra de diminuer drastiquement le nombre d’animaux utilisés.
Impact sur les animaux
Chirurgie : douleur après la chirurgie dans les 48h premières heures, moyenne à importante mais traitée par antidouleurs. Administration du toxique : perte de poids Effets indésirables légers suite aux prélèvements sanguins et aux injections : gêne au niveau de la zone d’injection ou de prélèvement pendant 1 à 2h. Stress lié aux manipulations des animaux
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir réaliser des analyses histologiques de leur foie et du greffon implanté.
Remplacement
Les expériences en laboratoire ne permettent pas de reproduire les effets physiques qui se produisent lorsqu’on place une structure cellulaire en trois dimensions dans un corps vivant. Pour comprendre comment cette structure s’implante, se connecte aux vaisseaux sanguins et aide éventuellement le foie à fonctionner, il est nécessaire d’utiliser un modèle animal fiable.
Réduction
Dans une démarche de réduction du nombre d’animaux utilisés, une estimation a été réalisée à l’aide d’un logiciel adapté. Ce nombre pourra être ajusté si les résultats le permettent. Pour certaines étapes, les animaux seront suivis sur plusieurs jours, ce qui permet d’obtenir davantage d’informations tout en limitant le nombre total d’animaux nécessaires. Les premières phases du projet ont pour but de tester et d’optimiser les conditions d’intégration de l’implant, les techniques d’imagerie et la manière d’administrer certains produits, afin d’assurer la fiabilité des résultats.
Raffinement
Le bien-être des animaux est une priorité. Un temps d’adaptation est prévu avant toute intervention pour réduire le stress. Les animaux bénéficient d’un environnement enrichi qui favorise leurs comportements naturels. En cas de chirurgie, une anesthésie et une gestion de la douleur adaptées sont mises en place. Les animaux sont suivis de près pendant et après l’intervention, avec des soins spécifiques pour assurer leur confort et une bonne récupération. Une surveillance quotidienne est assurée par du personnel formé, à l’aide d’une grille d’évaluation du bien-être. Des critères précis permettent de réagir rapidement en cas de problème, pour éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser des souris adultes présentant un système immunitaire affaibli. Ce choix s’appuie sur des connaissances établies : leur système immunitaire affaibli permet aussi d’implanter des structures contenant des cellules humaines sans provoquer de rejet. Les souris utilisées sont génétiquement proches de l’humain et des modèles similaires sont déjà couramment employés pour étudier les maladies du foie. Nous travaillons avec des animaux âgés de 7 à 28 semaines, afin d’éviter les changements hormonaux liés à la croissance, qui pourraient fausser les résultats, en influençant par exemple la réaction à l’implant ou sa vascularisation. Il est également important que certains tissus soient suffisamment développés avant de commencer les traitements. C’est pourquoi l’administration du produit toxique ne commencera qu’à partir de la 8ᵉ semaine, et l’implantation se fera plus tard, vers la 22ᵉ semaine, après que la maladie du foie aura eu le temps de se développer.