Rongeurs
Étude préliminaire de la caractérisation d’une stimulation amygdalienne et de la résistance inspiratoire dans l’épilepsie pharmaco-résistante chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Quatre heures de chirurgie pour implanter des électrodes dans le cerveau, dix-huit heures d'enregistrement avec privation de sommeil, une épreuve d'endurance inspiratoire d'une heure : 69 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Un état de mal épileptique leur est d'abord induit, avec isolement, baisse de la prise alimentaire et hypothermie transitoire, et les implants peuvent provoquer des plaies de grattage, une réouverture de la suture ou un œdème sous-cutané. Une stimulation électrique de l'amygdale de cinq secondes doit reproduire la mort subite qui frappe certains patients épileptiques, le porteur cherchant les paramètres pour lesquels la mortalité reste "minime". Tous les rats sont tués et leur cerveau prélevé, alors que le porteur reconnaît que cet effectif ne permettra aucune analyse statistique.
Objectifs
Plusieurs complications de l’épilepsie sont associées au sommeil, telles que les troubles respiratoires du sommeil ou la mort subite et inattendue (SUDEP). Les crises sont modulées par les états de vigilance des patients, avec une interaction entre le sommeil et l’épilepsie. La mort subite et inattendue fait généralement suite à une crise convulsive généralisée nocturne, résultant principalement en un dysfonctionnement respiratoire central post-crise. Cette altération de la commande respiratoire induit une apnée centrale, provoquant un décès non-traumatique, non lié à un état épileptique documenté. Cette interaction entre dysfonctionnement respiratoire et l’état de sommeil pourrait jouer un rôle dans la pathophysiologie de la mort subite et inattendue. La répétition chronique des crises, associée au développement d'altérations respiratoires inter-crises dans plusieurs modèles d'épilepsie chez les rongeurs et les données post-mortem chez les patients de mort subite et inattendue ont montré une altération des populations neuronales impliquées dans le contrôle respiratoire. À ce jour, il n’existe aucune stratégie de prévention spécifique de la mort subite et inattendue. Les stratégies pharmacologiques visant à réduire la sévérité du dysfonctionnement respiratoire post-crise sont donc apparues comme l'un des moyens les plus prometteurs de prévenir la mort subite et inattendue. Cette étude porte sur l'ajustement de paramètres expérimentaux chez des rats épileptiques, présentant ou non des altérations respiratoires. Les résultats obtenus permettront d’ajuster nos protocoles d’expérimentations afin de raffiner les paramètres d’une étude plus globale et poussée portant sur le co-dysfonctionnement de l’éveil et de la respiration dans l’épilepsie pharmaco-résistante.
Bénéfices attendus
Le bénéfice de cette étude pilote est de pouvoir déterminer dans un premier temps l’endurance inspiratoire chez le rat épileptique. Cette caractérisation nous permettra d’ajuster notre protocole si celle-ci diffère des animaux sains dont les données sont déjà connues. Dans un second temps, cette étude permettra de déterminer les paramètres optimaux de stimulation de l’amygdale afin que le taux de mortalité associé à ces paramètres soit minime et comparable à ce qui est observé chez l’Homme. À moyen terme, ces données préliminaires seront indispensables pour l’optimisation des procédures d’un deuxième projet plus global. De plus, les résultats de cette étude pilote pourront être incrémentées à ce deuxième projet, nous permettant de réduire le nombre d’animaux à utiliser. À plus long terme, ces résultats seront essentiels dans la compréhension du co-dysfonctionnement entre l’éveil et l’altération respiratoire due à la survenue de crises d’épilepsie et pourront servir de base dans de futures pistes de prévention voir de thérapie dans le cadre du SUDEP.
Procédures
Chirurgie (4h), injection intrapéritonéale de médicaments (moins de 1 min), enregistrement de l'activité de l'animal +/- privation de sommeil (18h), épreuve d'endurance inspiratoire (1h), stimulation électrique intra-cérébrale (5 secondes), enregistrement pléthysmographie (1h)
Impact sur les animaux
Stress lié à l'isolement des animaux suite à l'induction du statut épileptique, en post-chirurgie, à la privation de sommeil et à la contention lors de l'épreuve d'endurance inspiratoire. Diminution de la prise alimentaire suite à l'induction du statut épileptique. Hypothermie transitoire suite à l'administration de la molécule stoppant le statut épileptique. Perturbations transitoires survenant lors d'une crise d'épilepsie. Les chirurgies d’implantation peuvent entraîner des plaies de grattage, une déhiscence de la suture entrainant une réouverture de la plaie, une désunion du dispositif en ciment dentaire permettant le branchement des électrodes filaires, du stress dû à l’isolement jusqu’à cicatrisation ou encore la formation d’un œdème sous-cutané suite à l’implantation de l’implant de télémétrie sans fil.
Devenir
À l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort et le cerveau sera récupéré pour des investigations ex-vivo
Remplacement
Le caractère inattendu de la SUDEP chez le patient rend les expériences prévues dans ce projet non envisageables chez le sujet humain. L’étude des rythmes cérébraux et cardio-respiratoires au cours ou en dehors d’une crise épileptique nécessitent l’utilisation d’animaux vivants et ne permet pas l’utilisation de méthodes substitutives à l’expérimentation animales telles que des modèles in vitro ou des analyses informatiques de par notamment les interactions entre différents organes (système respiratoire et système nerveux) et ce en fonction de deux états très différents de l’organisme (la veille et le sommeil) dans la physiopathologie de la SUDEP.
Réduction
Cette demande est réalisée chez un faible nombre d’animaux afin de pouvoir mettre au point différents paramètres et réduire par la suite le nombre total d’animaux pour de futurs projets. Nous avons estimé un nombre suffisant d’animaux pour mettre au point notre protocole, en comparaison des données de la littérature et celles obtenues par le laboratoire. Ce nombre ne permettra pas de réaliser d’analyses statistiques, mais ces animaux pourront être incrémentés à un deuxième projet plus global et se basant sur les résultats de cette étude pilote.
Raffinement
Nous avons planifié ce projet en gardant à l’esprit la nécessité de réduire, sinon de soulager l’inconfort, la douleur, la détresse ou l’angoisse des animaux. L’évaluation et la prise en charge de la douleur, la souffrance et l’angoisse seront effectuées tout au long des procédures, assurée à l’aide d’une grille d’évaluation du bien-être. Des critères de points limites gardés précis sont définis dans une grille de suivi (perte de poids, apparence, comportement de l’animal…). Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. L’expérience sera stoppée si les points limites définis dans la grille de score sont atteints. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape, une pesée hebdomadaire, l’apport d’enrichissement spécifique aux rongeurs dans le milieu et le recours à de l’anesthésie générale, additionnée d’une anesthésie locale en présence d’antalgiques ainsi que d’un maintien de la température et d’une hydratation régulière des tissus lors des procédures de chirurgies. Toutes les mesures seront prises pour limiter la souffrance et la douleur. L’utilisation d’analgésiques par voie i.p. sera systématique avant la chirurgie puis quotidiennement et durant les 3 jours qui suivent le jour de la chirurgie. Afin de réduire au maximum le stress lieu au changement d’environnement entre le fournisseur et l’animalerie, les animaux seront commandés dès l’âge de 3 semaines, permettant une adaptation à l’animalerie ainsi qu’à l’expérimentateur de 4 semaines. Cette adaptation est essentielle car il a été observé que plus les animaux étaient stressés et moins l’injection de pilocarpine induisait un statut épileptique. Les animaux sont hébergés en groupe de deux ou trois avec accès à la nourriture et à l’eau ad libitum et à un enrichissement (bandes de papier, des cubes de bois et une maison en plastique semi-opaque) pour assouvir leur besoin naturel de ronger. Les animaux qui auront été isolés seront manipulés quotidiennement pendant 5 minutes. Le stress lié à la nouveauté sera diminué par l’habituation de l’animal aux différents appareils (non fonctionnels). La mise en place du SE induisant une diminution de la prise alimentaire, un massage abdominal quotidien sera effectué pour réinitier la motilité intestinale. Ce massage sera maintenu jusqu’à l’évolution positive de la masse corporelle.
Choix des espèces
Le projet sera réalisé sur le rat pour les raisons suivantes : 1) Le modèle d’épilepsie chez le rat fait partie des modèles les plus utilisés dans le domaine de la recherche préclinique en épilepsie, dès lors que des études comportementales et électrophysiologiques doivent être couplées 2) La caractérisation de ce modèle sur le plan respiratoire est à ce jour spécifique à l’espèce « rat » permettant ainsi de réduire l’effectif des animaux que nécessiterait une nouvelle caractérisation de la fonction respiratoire chez une espèce différente de celle du rat. L’utilisation de la souche Sprague-Dawley est utilisée car il s’agit de l’espèce la plus pertinente pour l’étude combinée du sommeil et de la fonction respiratoire. La lignée Sprague-Dawley a été choisi en raison d’une variabilité inter-individuelle faible et des données déjà disponibles. Nous travaillerons sur des rats pubères (âgés de 7 semaines, poids entre 180 et 200 g) au moment de l’induction de l’état de mal épileptique, car la grande majorité des cas d’épilepsie acquise (non-génétique) chez l’humain se déclarent chez l’adolescent et le jeune adulte.
Évaluation des effets comportementaux de molécules pour le traitement des troubles cognitifs.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
4 320 rats vont être utilisés, chacun pouvant subir jusqu'à 32 tests comportementaux et 184 prélèvements sanguins sur seize semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent jusqu'à quatre administrations par jour, dont des perturbateurs de la mémoire provoquant désorientation et hyper-locomotion, et de la scopolamine qui peut déclencher des convulsions. Le porteur indique tester des molécules candidates contre les troubles cognitifs ainsi que des molécules déjà commercialisées, afin de mesurer la prédictivité de ses propres modèles. Tous sont tués à la fin, une partie pour prélèvement, l'autre parce que le porteur écrit ne pas pouvoir garantir les conditions de placement prévues par le code rural.
Objectifs
Le trouble cognitif est un trouble mental fréquent au cours du vieillissement normal puisqu'il touche jusqu'à 50 % des sujets âgés de plus de 55 ans. Les principaux types de troubles cognitifs marqués sont le délire, la démence, la perte d’attention et l'amnésie. Les cas les plus sévères sont associés aux maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson ou la maladie de Huntington. A l’heure actuelle, il y a seulement quatre médicaments (donepezil, rivastigmine, galantamine et memantine) reconnus officiellement pour le traitement des symptômes cognitifs. Les effets de ces molécules restent modestes et ne sont pas dénués d’effets secondaires dont les plus courants sont des troubles gastro-intestinaux. Ainsi, la recherche vise à trouver des médicaments plus efficaces sans effets secondaires majeurs et à disséquer les mécanismes conduisant aux troubles cognitifs. A l’heure actuelle, la recherche de nouvelles molécules améliorant la cognition peut se faire sur les modèles basés sur la capacité d’apprentissage et de mémoire chez le rat non transgénique ayant un dysfonctionnement lié au vieillissement ou induit pharmacologiquement; le recours au modèle pharmacologiquement induit permet de reproduire de façon contrôlée, réversible et reproductible des déficits ciblés, facilitant l’évaluation précise du potentiel thérapeutique des composés. En effet, en fonction de la situation considérée les troubles peuvent résulter de la modification de différents phénomènes. Dans ce projet, nous nous proposons de tester des traitements en développement pour leur efficacité à améliorer la cognition. Dans ce but, des rats seront soumis à un ou plusieurs tests mimant différentes situations pathologiques. Nous prévoyons la mise en œuvre de 15 études sur une période de 5 ans.
Bénéfices attendus
Avec ce projet nous espérons participer à la sélection de nouveaux traitements pour traiter les troubles cognitifs. De plus, comme nous testons également des molécules déjà sur le marché ou en phase clinique, nous participons à une meilleure connaissance de la prédictivité des modèles, c’est-à-dire de leur capacité à reproduire les effets des médicaments dans la situation expérimentale comme lors de leur utilisation chez l’Homme.
Procédures
Les animaux de ce projet inclus dans la procédure 1 peuvent être amenés à réaliser au maximum 12 tests comportementaux d’évaluation de leur capacité cognitive et/ou de motricité (10-30 min). Ils auront un maximum de 4 administrations par jour et un maximum de 84 prélèvements sanguins sur la période de 6 semaines, en ne dépassant pas les recommandations éthiques en termes de volume prélevé et en garantissant le délai de récupération réglementaire. Les animaux de ce projet inclus dans la procédure 2 peuvent être amenés à réaliser au maximum 32 tests comportementaux d’évaluation de leur capacité cognitive et/ou de motricité (10-30 min). Ils auront un maximum de 4 administrations par jour et un maximum de 184 prélèvements sanguins sur la période de 16 semaines en ne dépassant pas les recommandations éthiques en termes de volume prélevé et en garantissant le délai de récupération réglementaire Les administrations durent moins de 30 secondes en prenant en compte le temps d’injection et également le temps de la contention. Une injection intraveineuse dure environ 5 min avec le temps de l’anesthésie, le temps de dilater la veine, l’injection et le point de compression au site d’injection. Concernant les prélèvements de sang, ils durent de 1 à 5 minutes selon la méthode utilisée.
Impact sur les animaux
Les administrations répétées ainsi que les potentiels prélèvements sanguins peuvent induire des désagréments au niveau des sites d’administration et de prélèvement comme une douleur passagère ou une irritation, une inflammation, mais aussi un phénomène de mâchonnement et de fausse route pour la voie per os (passage accidentel d’aliments ou de liquide dans les voies respiratoires (au lieu de l’œsophage). Un stress lié aux différentes manipulations (administration de composés, contention, …) et tests comportementaux peut également apparaître. Si le prélèvement terminal de sang nécessite une mise à jeun de courte durée, cela peut induire un stress chez l’animal. Dans le cas d’utilisation de perturbateur de la mémoire, une désorientation et une hyper-locomotion passagère des animaux peuvent être observées. Dans le cas de traitement avec de la scopolamine, il peut en plus y avoir de rares cas de convulsions.
Devenir
L'ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de l'expérience. Une partie des animaux est mise à mort pour faire des prélèvements, l’autre partie ne peut pas être replacée ou réutilisée car nous ne sommes pas en mesure de garantir les dispositions de l'article R214-112 du code rural et de la pêche maritime permettant le placement.
Remplacement
Ainsi, vue notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in silico. En effet, l'analyse de la fonction cognitive nécessite une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vivant et vigile. Néanmoins, les molécules testées dans ce projet ont fait l’objet d’une sélection sur des tests in vitro afin de choisir celles qui ont le plus fort potentiel thérapeutique.
Réduction
Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’obtenir le maximum d’informations scientifiques par test. C’est pourquoi, très souvent, des prélèvements post-mortem seront associés aux études in vivo dans l’objectif de soutenir les données obtenues par des analyses histologiques ou biochimiques. De plus, quand c’est possible et pertinent, nous associons plusieurs tests de comportement sur les mêmes animaux afin de ne pas multiplier les cohortes. Au regard de notre expertise, de la littérature et de la variabilité phénotypique interindividuelle et d'une éventuelle différence interindividuelle à l’exposition aux traitements. Des analyses statistiques finales sont réalisées.
Raffinement
Le bien-être des animaux est primordial durant les expérimentations. Ainsi, un certain nombre de mesures sont mises en œuvre, avec notamment l’intégration d’une phase d’acclimatation à l’arrivée des animaux sur site (minimum 1 semaine) avant toute expérimentation. Nous portons une attention particulière à fournir aux animaux des conditions optimales d’hébergement afin de réduire au maximum le stress lié à la captivité et aux expérimentations. Les animaux sont hébergés en cohorte pour respecter leurs besoins sociaux. Comme il est important que les animaux puissent exprimer certains de leurs comportements propres, nous fournissons un enrichissement important du milieu : un tunnel afin de permettre aux animaux de se cacher et des boules de bois pouvant servir de matériel de jeu et de matériel à ronger. Les animaux sont observés tous les jours et leur comportement est suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. Les animaux sont pesés au minimum une fois par semaine, mais dès les premières administrations, ils sont pesés les jours d’injection ainsi que tous les jours d’expérience. Les manipulations sont faites par du personnel compétent. Le nombre et la durée des tests sont réduits et espacés autant que possible. Le prélèvement de sang trans-thoracique est réalisé sous anesthésie. Chaque fois que les animaux sont soumis à divers tests, le choix des tests, la fréquence de mise en œuvre et leur ordre d’exécution est établi afin d’impacter le moins possible le bien-être des animaux. Le choc électrique appliqué (phase d’acquisition du test d’évitement passif) a été calibré pour être le plus faible possible. De plus, nous avons établi des points limites afin de soustraire l’animal à une douleur qui serait inattendue. Si le traitement par le composé à tester induit des souffrances, nous envisagerons, en accord avec notre client, la modification des doses ou l’arrêt du traitement. Si aucune solution n’est possible, l’animal sera euthanasié. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, une concertation en interne sera réalisée afin d’intégrer ces nouvelles pratiques dans nos procédures.
Choix des espèces
Dans le cadre de ce projet, nous utilisons des rats non transgéniques. Le choix de l’espèce a une importance primordiale dans la recherche à visée médicale. Ce choix prend en compte plusieurs critères mais le critère majeur est la pertinence scientifique du modèle. Nous n’utilisons que des modèles fiables qui présentent une prédictivité reconnue, une bonne reproductibilité et dont l’extrapolation des conclusions à l’homme est largement admise. De plus, cette espèce dispose d’une énorme base d’informations physiopathologiques et d’outils de diagnostiques, permettant ainsi de réduire considérablement les expérimentations pilotes. Les atteintes cognitives sont des phénomènes qui peuvent être liés à l’âge mais cela n’est pas systématiquement le cas. Ainsi, dans ce projet, nous utilisons des rats de 6 à 7 semaines au début du projet.
Evaluation des effets pro ou anticonvulsivants de candidats médicaments par le test d’inhibition ou potentialisation des convulsions induites par le pentylènetétrazole (PTZ) chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Les rats sont tués dès la première crise convulsive, ou à la fin de la perfusion si aucune crise n'apparaît. 400 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun recevant une molécule qui déclenche des convulsions. S'y ajoutent jusqu'à deux administrations par jour sur 28 jours, jusqu'à cinq prélèvements sanguins par 24 heures, trois mises à jeun de vingt heures et un hébergement isolé pouvant durer deux semaines. Le test répond à une exigence du développement pharmaceutique, et le porteur affirme qu'il n'existe pas de méthode de substitution et que l'animal constitue un "passage obligatoire" avant l'humain.
Objectifs
L’épilepsie est une maladie neurologique chronique caractérisée par des crises convulsives déclenchées par une hyperexcitation des neurones. Elle touche plus de 50 millions de personnes dans le monde. Bien que des traitements existent, environ 30 % des patients présentent une épilepsie résistante aux traitements, soulignant l’importance du développement de nouvelles molécules thérapeutiques pour améliorer la prise en charge des patients. Parallèlement, dans le cadre du développement préclinique d’un médicament, il est indispensable d’identifier d’éventuels effets pro convulsivants indésirables. Selon les données disponibles, les autorités sanitaires peuvent ainsi exiger l’étude du profil convulsivant d’une molécule d’intérêt, afin de s’assurer de l’absence d’effets délétères susceptibles de compromettre ou d’interrompre son développement. Le projet consiste à évaluer l’effet d’un candidat médicament sur l’excitabilité neuronale à l’aide du test de convulsions induites par une molécule de référence pro-convulsivante. L’administration de cette molécule provoque chez le rat des convulsions de manière dose-dépendante, reproduisant certains mécanismes des crises épileptiques humaines. En coadministrant la molécule d'intérêt, il est alors possible de mesurer une augmentation (effet anticonvulsivant) ou une diminution (effet proconvulsivant) de la latence d’apparition visuelle des crises induites par la molécule de référence. Ce modèle largement décrit dans la littérature scientifique, est reconnu par les autorités de santé comme un outil pertinent pour la détection d’effets potentiels pro- ou anticonvulsivants des candidats-médicaments.
Bénéfices attendus
A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter l'épilepsie, une pathologie humaine touchant plus de 50 millions de personnes dans le monde. A court terme, les bénéfices attendus sont d'évaluer les éventuels effets secondaires du composé testé avant son passage en phases cliniques. Pour l’animal, les bénéfices attendus sont une acquisition de connaissances sur l’espèce utilisée (rats) par le développement d’outils de raffinement de plus en plus adaptés et le choix de l’espèce la plus prédictive en fonction de l’objectif scientifique attendus.
Procédures
Les rats de ce projet subiront au moins une administration de molécule de référence pro-convulsivante (durée 5 min max). Ils pourront subir des administrations (max 2 administrations /24h, durée max 2 min, sur une période de 28 jours max) des prélèvements sanguins (maximum 5 prélèvements /24h, durée: moins de 30 sec/prélèvement), une anesthésie gazeuse (1 à 5 fois max, environ 10 min/prélevement). Ils subiront au moins 1 mise à jeun, pouvant être répétée, jusqu' à 3 mises à jeun maximum (durée maximum de la mise à jeun de 20h, avec un minimum de 72h d'intervalle entre 2 mises à jeun). Ils pourront être hébergés idividuellement (maximum une fois, avec une durée maximale de 2 semaines).
Impact sur les animaux
L’administration des composés à l'essai ou de référence pourra entrainer un stress mineur de courte durée et une douleur équivalente à la piqure d’une aiguille. Lors des prélèvements, les animaux pourront aussi subir une douleur légère et brève liée à la piqûre avec une aiguille. Dans le cas d’une anesthésie pour un prélèvement, celle-ci peut induire un stress à l’endormissement. De plus, les animaux de ce projet pourront subir un stress lié à la privation de nourriture la veille de l'administration du composé d'intéret ou de la molécule pro convulsivante de référence, et un stress mineur en cas d'hébergement individuel. De par le modèle, ils subiront lors de l'administration de la molécule pro convulsivante de référence une douleur et stress modérés et brefs entrainés par l'apparition de crises convulsives.
Devenir
Euthanasie des animaux dès l'apparition de la première crise convulsive ou dès la fin de la perfusion de la molécule pro convulsivante de référence si aucune convulsion n'est détectée, afin d’éviter une douleur ou une détresse prolongée, non maitrisables, liées aux convulsions.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez 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 convulsions. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament ou d'un dispositif. A ce jour, le rat est l'espèce qui est la plus adaptée 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 : 8 / par groupe.
Raffinement
Le raffinement de la procédure expérimentale sera obtenu par : - Avant expérimentation, habituation des rats à la chambre expérimentale afin de réduire le stress lié à un nouvel environnement. - La mise à jeun sera limitée à la durée minimale nécessaire, sans cumul des périodes de jeûne, et respectera un intervalle minimal entre deux mises à jeun afin d’éviter tout effet indésirable et stress supplémentaire pour l’animal. - En cas de mise à jeun nécessaire pour l’administration des composés d’intérêt, et si celle-ci n’est pas simultanément requise avant l’administration de la molécule pro convulsive de référence, une supplémentation en glucose sera ajoutée dans l’eau du biberon. - En cas d’hébergement individuel, l’animal restera en contact olfactif et visuel avec ses congénères (cages transparentes et ouvertes). En plus de l’enrichissement classique, un sur-enrichissement sera spécifiquement mis en place (lanières de papier Kraft pour accentuer son besoin de cachette). - L’état des animaux sera évalué quotidiennement lors du suivi sanitaire. - Les boîtes expérimentales sont dimensionnées pour permettre à l’animal de se mouvoir librement et de se retourner, réduisant ainsi le stress lié à la contention. - Les animaux seront observés dans des boîtes transparentes, permettant une intervention rapide dès l’apparition de signes cliniques. - Limitation des effets indésirables induits par la molécule pro convulsive de référence : la perfusion sera interrompue immédiatement après la première crise, et l’euthanasie sera pratiquée sans délai afin de limiter la sévérité et la durée des convulsions et d’éviter le retour à la conscience après celles-ci. - Les prélèvements sanguins et tissulaires seront réalisés selon la méthode la moins invasive compatible avec les exigences scientifiques, et optimisés afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires.- Mise en place de points limites adaptés et spécifiques au modèle expérimental.
Choix des espèces
La structure et l’organisation des régions cérébrales chez le rat présentent de fortes similitudes avec celles de l’homme, notamment celle des circuits impliqués dans l’excitabilité neuronale. Cette homologie permet de transposer les résultats expérimentaux obtenus chez le rat à des pathologies humaines, notamment les crises d’épilepsie. L’administration d'une molécule pro convulsive de référence chez le rat est un modèle robuste et largement validé et reproduit dans la littérature scientifique pour induire des convulsions comparables aux crises d’épilepsie humaines et refléter la réponse pharmacologique aux traitements anticonvulsivants chez l’homme. De plus, son utilisation historique dans la recherche sur l’épilepsie et les effets des médicaments sur les convulsions a généré une base de données importante sur cette espèce, facilitant l’interprétation des effets observés et la comparaison avec d’autres études. Animaux adultes : ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement. Le choix d'animaux adultes est justifié par la nécessité d'un cerveau pleinement développé afin d'obtenir des résultats pertinents concernant l'effet des substances testées sur les fonctions neuronales.
Etude par imagerie de l’état physique et fonctionnel de la Barrière-Hémato Encéphalique dans un modèle de dépression.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
Douze semaines sans aucun enrichissement physique dans la cage, pour installer un état d'anxiété-dépression : 1 224 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 924 subissent quatre semaines de stress chronique léger, 564 reçoivent quatre séances d'ultrasons crâniens sous anesthésie, et chacune passe deux séances d'imagerie pouvant durer deux heures. Six tests comportementaux mesurent ensuite la motricité, la dépression et l'anxiété ainsi induites. Toutes sont tuées pour prélever leurs organes et vérifier que les signaux vus en imagerie correspondent bien à des altérations réelles de la barrière hémato-encéphalique.
Objectifs
Les traitements actuels contre la dépression restent insuffisants pour une partie des patients, et les rechutes sont fréquentes. Pour développer de nouvelles approches plus efficaces, il est essentiel de mieux comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans cette maladie. Notre projet de recherche s’intéresse à un élément encore peu exploré dans ce contexte : la barrière hémato-encéphalique (BHE). La BHE est une structure qui agit comme un filtre protecteur, en contrôlant les échanges entre le sang et le cerveau. Des études récentes suggèrent qu’elle pourrait être altérée dans certaines maladies psychiatriques, comme la dépression, et ainsi contribuer à certains symptômes. De plus, des travaux montrent qu’il est possible de moduler temporairement la perméabilité de cette barrière, ce qui permettrait de faire passer dans le cerveau des substances actives susceptibles d’agir sur les symptômes dépressifs. Ces découvertes ouvrent des perspectives nouvelles, à la fois pour mieux comprendre la maladie et pour envisager de nouvelles voies d’administration de traitements ciblés. Notre projet repose donc sur deux grands objectifs complémentaires : 1. Étudier l’état de la barrière hémato-encéphalique dans un modèle animal (des souris) présentant des caractéristiques proches de la dépression humaine. Pour cela, nous utilisons des techniques d’imagerie non invasives permettant d’observer le cerveau (IRM) et son fonctionnement (TEP). 2. Tester la possibilité d’agir sur la barrière, en modifiant transitoirement sa perméabilité. Cela permettra d’évaluer si des composés potentiellement utiles contre la dépression peuvent franchir cette barrière et avoir un effet thérapeutique. Cette modulation sera testée par deux méthodes : l’utilisation d’ultrasons ciblés (FUS) et l’administration de substances spécifiques. L’ensemble de ces investigations vise à mieux comprendre le rôle de la BHE dans la dépression et à évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques en s’appuyant sur l’imagerie et la modulation ciblée de cette barrière.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à approfondir la compréhension des mécanismes biologiques impliqués dans la dépression afin d’ouvrir la voie à des traitements plus efficaces et mieux ciblés. À court terme, il s’agit : • d’évaluer l’état de la barrière hémato-encéphalique (BHE), filtre naturel du cerveau, chez des animaux présentant des comportements similaires à la dépression, pour identifier d’éventuelles altérations ; • d’étudier comment des ultrasons ciblés ou certaines substances influencent la perméabilité de cette barrière et le passage de composés vers le cerveau, afin d’optimiser l’administration de médicaments ; • d’analyser les effets cellulaires de ces modulations pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques ; • d’explorer un éventuel effet bénéfique des ultrasons sur le comportement de ces animaux ; • et de renforcer l’usage de l’imagerie TEP pour étudier, de manière non invasive, la BHE et les processus cérébraux associés à la dépression. À long terme, ces recherches devraient permettre : • une meilleure compréhension des mécanismes complexes de la dépression, essentielle au développement de traitements plus performants et durables ; • l’évaluation d’une approche innovante reposant sur les ultrasons ciblés, potentiellement capable d’agir à la fois sur la BHE et sur les symptômes dépressifs ; • des avancées vers des stratégies thérapeutiques non invasives, précises et personnalisables ; • une meilleure connaissance des effets des ultrasons sur le cerveau, nécessaire à leur future utilisation clinique ; • et des retombées méthodologiques utiles à la recherche en imagerie et en neuropharmacologie. En résumé, ce projet combine neurosciences, imagerie et technologies innovantes pour explorer de nouvelles voies thérapeutiques dans la dépression, avec l’ambition d’améliorer à terme la prise en charge des patients.
Procédures
Les interventions prévues sur les animaux sont listées ci-dessous : • Réalisation de sessions d’imagerie (2 imageries par animal) sous anesthésie gazeuse (durée 120 minutes au maximum ; 1224 animaux) • Induction du modèle dépressif : la dépression sera induite par un protocole standardisé de stress chronique léger, réalisé sur une période de 4 semaines (924 animaux) • Réalisation de sessions d’ultrasons (4 sessions d’ultrasons par animal) sous anesthésie gazeuse (durée 5 minutes au maximum ; 564 animaux) • Les rongeurs seront soumis à des tests comportementaux (6 tests par animal) afin de mesurer l'activité motrice (durée = 30 minutes), la dépression (durée = 5 minutes) et l’anxiété (durée = 5 minutes). • Administration 2 fois par semaine d’un candidat médicament par injection i (réalisée en 10 secondes ; 528 animaux) pendant 28 jours.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux : • Induction d’un phénotype dépressif • Administration de médicaments par injection, ce qui induit une douleur suite à la piqure inférieure à 3 secondes. • Absence d’enrichissement physique dans les cages afin de favoriser le modèle d'anxiété-dépression (12 semaines), les enrichissements environnementaux de type sensoriel et social sont maintenus. • Possible stress et désorientation au réveil de l’anesthésie relativement longue lors de l’examen d’imagerie. Afin de minimiser ce stress, la phase de réveil sera réalisée dans leur cage. Si un changement de cage est prévu, le transfert d’un peu de litière (généralement un papier absorbant) sera prévu dans la cage propre. • Stress possiblement induit par les tests de comportement mais tests réalisés sous étroite surveillance et interrompus en cas de stress trop important.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de prélever les organes, d’en analyser leur composition aux niveaux cellulaires et tissulaires. Ces analyses permettront d’obtenir des informations supplémentaires sur les mécanismes biologiques en jeu, notamment la distribution des biomarqueurs d’intérêt. Elles serviront surtout à valider et à interpréter les résultats obtenus par imagerie, en s’assurant que les signaux observés reflètent bien des altérations réelles et spécifiques de la barrière hémato-encéphalique. Cette étape est essentielle pour confirmer la pertinence de l’imagerie comme outil fiable d’investigation de la BHE.
Remplacement
En amont de ce projet, des études ont été menées en laboratoire, notamment en utilisant des matériaux simulant le cerveau (des "fantômes") et des cultures de cellules. Ces travaux préliminaires ont servi à tester et à ajuster les paramètres techniques, en particulier ceux liés à l'utilisation des ultrasons et à l'effet de certaines substances sur la barrière qui protège le cerveau (la Barrière Hémato-Encéphalique ou BHE). L'objectif était précisément de limiter le recours aux animaux. Cependant, ses recherches portent sur des pathologies complexes comme la dépression et sur les interactions fines entre le cerveau, sa barrière protectrice, et des interventions comme les ultrasons ou l'administration de substances. Actuellement, la complexité d'un organisme vivant, avec son environnement cérébral unique et l'interaction de ses différents systèmes, ne peut pas être reproduite fidèlement par des études en laboratoire sur des cellules isolées, des organoïdes ou par des simulations informatiques. Le recours à des modèles animaux est donc indispensable pour étudier ces maladies complexes et pour évaluer la variabilité de la réponse à des approches potentielles de traitement.
Réduction
Pour ce projet, nous avons déterminé le nombre d'animaux à utiliser par une approche intégrée visant à utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant des résultats fiables et reproductibles. Voici les techniques que nous mettons en œuvre pour réduire le nombre d'animaux nécessaires : - Imagerie longitudinale non invasive : nous utiliserons la tomographie par émission de positons (TEP) pour étudier les différences pharmacocinétique au sein de nos groupes. Cette méthode non invasive permet de réaliser plusieurs examens d'imagerie sur le même animal au fil du temps. En suivant les mêmes animaux à différentes étapes de l'étude, nous réduisons considérablement le nombre total d'animaux nécessaires. - Analyse statistique : l'analyse choisie permet de maximiser la précision des comparaisons entre groupes tout en tenant compte des variations individuelles. - Nous avons également utilisé des logiciels spécialisés pour optimiser la taille des échantillons.
Raffinement
Dans le cadre de ce projet, des mesures concrètes seront mises en place pour limiter au maximum la douleur, le stress et toute forme d'inconfort chez les animaux, conformément au principe de Raffinement. Les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de 1 à 4 semaines avant toute procédure, afin de s’habituer à leur nouvel environnement. Elles seront logées en groupe pour favoriser leur bien-être social, et manipulées de manière douce et progressive pour réduire leur stress. Un suivi quotidien sera assuré par du personnel formé, qui observera leur comportement, leur aspect général, leur poids, ainsi que leur consommation d’eau et de nourriture. Ce suivi permet de détecter rapidement tout signe de mal-être. Toutes les procédures pouvant causer une gêne (examens d’imagerie, injections…) seront réalisées sous anesthésie générale. Pendant l’anesthésie, leur respiration et leur température seront surveillées. Le réveil se fera dans leur cage habituelle ou avec leur propre litière pour limiter le stress. Un système d’observation rigoureux des animaux a été mis en place afin de repérer rapidement d’éventuels signes de stress ou de souffrance, bien que toutes les précautions soient prises pour les éviter. Des points limites adaptés ont été définis, permettant d’identifier ces rares cas. Dans une telle situation, une évaluation précise de l’état général de l’animal sera réalisée, et les interventions nécessaires seront mises en œuvre, conformément aux recommandations vétérinaires. Enfin, les différentes étapes expérimentales sont espacées dans le temps pour permettre aux animaux de récupérer entre les procédures.
Choix des espèces
Dans le cadre de cette étude, il a été décidé d'utiliser des souris. Ce choix repose sur des raisons scientifiques importantes. Premièrement, le modèle de dépression utilisé dans ce projet, qui est induit en donnant une substance (la corticostérone) dans l'eau de boisson pendant une certaine période, a été spécifiquement développé et validé chez la souris. L'utilisation de cette espèce nous permet donc de travailler avec un modèle dont les caractéristiques liées à la dépression sont bien établies. De plus, un type particulier de souris présente des avantages techniques pour les méthodes d'imagerie non invasives que nous allons utiliser, comme une meilleure transmission des ultrasons à travers le crâne. Ces souris sont également très similaires les unes aux autres, ce qui rend les résultats plus fiables et reproductibles. Concernant le stade de développement, nous utiliserons uniquement des animaux adultes. Ce choix est essentiel car la dépression est une maladie qui se manifeste principalement chez l'adulte. En travaillant sur des souris adultes, nous nous assurons que les mécanismes biologiques et les comportements que nous étudions sont pertinents par rapport à la maladie chez l'homme. Enfin, certaines des techniques d'imagerie non invasives employées nécessitent que le crâne soit complètement développé pour obtenir des données précises et comparables. Cela est généralement atteint à l'âge adulte chez la souris. En résumé, l'utilisation de souris adultes est la plus appropriée et la plus pertinente pour étudier les mécanismes de la dépression et évaluer de nouvelles approches dans ce projet.
Évaluation d’un composé thérapeutique incluant un dispositif d’activation par la lumière sur des animaux porteurs de tumeurs intracrâniennes
- Recherche appliquée
- Cancers
Des cellules tumorales sont greffées dans le cerveau de 250 rats, qui reçoivent ensuite trente minutes de traitement par une source laser, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit aussi une administration par voie orale sous contention et deux prélèvements sanguins sous anesthésie. Dix rats par groupe sont gardés jusqu'au bout pour mesurer leur survie, quatre autres subissent des prélèvements à trois temps, et tous sont tués pour récupérer organes et sang. Le porteur affirme que les méthodes sans animaux ne permettent pas de prévoir l'efficacité in vivo et que les reconstructions de tumeurs en trois dimensions restent "marginales".
Objectifs
Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, quelques 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Selon l’OMS, une personne sur cinq souffrira d’un cancer dans sa vie. Un homme sur huit et une femme sur onze en décèderont. Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints. Bien que possédant des caractéristiques communes, différents types de cancers ont des causes très éloignées et répondent de façon extrêmement différente à un traitement. L’objectif de ce projet est d’utiliser un modèle de tumeur intracrânienne (tumeur implantée dans le cerveau des animaux, = tumeur stéréotaxique), déjà mis en place dans nos laboratoires chez le rat afin de refléter la pathologie cancéreuse humaine et de pouvoir évaluer une nouvelle approche thérapeutique pour traiter ce type de cancer. L’évaluation de ce traitement potentiel chez l’animal permettra d’étudier cette nouvelle approche thérapeutique, dans un contexte physiologique le plus proche possible de la pathologie humaine et d’arriver, avant les essais cliniques, à réaliser une réelle évaluation de l’efficacité de cette molécule et du dispositif d’activation par la lumière destinés à traiter les cancers chez l’homme.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour finalité d’évaluer l’efficacité d’une molécule thérapeutique associée à un dispositif thérapeutique innovant grâce à un modèle préclinique le plus prédictif possible afin de pouvoir transposer leurs utilisations chez l’homme lors d’essais cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, représentant un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent la première évaluation de l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de ces nouvelles approches. Au cours des expériences, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur ou mimer l’apparition de sites métastatiques dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme, d’étudier les mécanismes de résistance/échappement après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression tels que la formation de métastases. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme des moyens de défense.
Procédures
-Greffe des cellules tumorale dans le cerveau, sous anesthésie et antalgie (fréquence :1 fois, durée : 30 minutes) -Traitement par une source photonique type laser (fréquence :1 fois, durée : 30 minutes) -Traitements par voie orale, sur animaux vigiles sous contention (fréquence :1 fois, durée : 5 minutes). -Prélèvements de sang, sur animaux anesthésiés, par ponction dans : la veine jugulaire ou veine caudale (fréquence :2 fois, durée : 5 minutes).
Impact sur les animaux
Une douleur sera induite par la procédure de greffe des cellules tumorales, l’analgésie mise en place permettra de l’atténuer très significativement. Une douleur modérée sera ressentie lors de la mise en place du dispositif d’activation par la lumière, l’analgésie mise en place permettra de l’atténuer très significativement. Les gestes techniques suivants induiront un stress léger (et de courte durée, moins de 1 heure) à l’animal, aucune analgésie n’étant donc requise : -Traitements par voie orale, sur animaux vigiles sous contention -Suivi des animaux (poids) Au début de l’étude avant le début des traitements, les animaux seront randomisés et donc mis en présence de nouveaux congénères. Cette nouvelle organisation sociale pourra engendrer un stress pendant 1 à 2 jours. Les traitements et les procédures chirurgicales pourront induire une perte de poids. Le modèle pourra également induire des signes neurologiques. Les prélèvements de sang en cours d’expérience induiront un stress modéré chez l’animal : -Prélèvements de sang, sous anesthésie, par ponction dans la veine jugulaire ou la veine caudale.
Devenir
Après les procédures, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir procéder à la récupération des organes et de sang, nécessaires pour évaluer la spécificité des composés sur la maladie d’intérêt.
Remplacement
Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments En effet, les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte global ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D peuvent être utilisées mais restent toutefois marginales et les résultats obtenus restent à ce jour difficilement transposables à l’homme.
Réduction
Les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s). Le nombre de groupes a été ajusté à la question scientifique posée et aux paramètres étudiés. Les variations de ces paramètres et de la survie des animaux entre les différents groupes de l’étude seront comparées pour évaluer l’efficacité des composés testés. La validité scientifique nécessite d’utiliser un nombre minimum d’animaux par groupe pour que les tests statistiques soient valides et représentatifs d’éventuelles variations inter individuelles. Ce projet sera composé de 6 groupes de 14 animaux dont 10 animaux dédiés à l’évaluation de l’activité antitumorale (critère d’évaluation principale : augmentation de l’espérance de vie des groupes traités par rapport au groupe contrôle) et 4 animaux satellites qui seront prélevés (prélèvement de sang) à 3 temps cinétiques pour le suivi de marqueurs biologiques. Ces animaux satellites seront euthanasiés au dernier temps cinétique. Chaque groupe est composé de 14 rats donc 10 rats seront gardés en survie après le traitement afin d’évaluer l’efficacité des traitements et 4 rats satellites par groupe seront prélevés (prélèvement de sang) au cours de l’étude afin d’acquérir des données pharmacologiques (cinétique des cytokines et de l’infiltrat immunitaire). Le nombre d’animaux engagés dans cette étude a été ajusté au minimum nécessaire afin de garantir une robustesse et la significativité des résultats obtenus.
Raffinement
Toutes les procédures sur les animaux seront réalisées, par des techniciens formés et qualifiés, selon les modes opératoires validés. L’induction tumorale et les traitements par un dispositif d’activation type laser seront réalisés sous anesthésie et analgésie pour limiter la douleur induite. Les animaux bénéficieront d’un suivi post op (réveil sous tapis chauffant pour éviter l’hypothermie, poursuite de l’analgésie tant que nécessaire). La réorganisation liée à la randomisation induira un stress léger, mais l’enrichissement présent limitera fortement l’impact sur les animaux. Le suivi des poids des animaux induira un stress léger. La fréquence de ce suivi sera quotidienne dès l’apparition des premiers symptômes de développement de la tumeur. Cela permettra de prodiguer des soins adaptés aux animaux dès que nécessaire. Les prélèvements de sang réalisés induiront un stress de l’animal. C’est pourquoi, ils seront réalisés sous anesthésie. Le développement tumoral entrainera une perte de poids. De même, des troubles du comportement, indiquant des troubles neurologiques, constitueront un point limite. Toute autre anomalie décelée sur un animal indiquant une quelconque souffrance de celui-ci sera rapportée à la SBEA et au directeur d’étude, et ce pour que la meilleure décision soit prise dans l’intérêt de l’animal.
Choix des espèces
L’utilisation d’animaux adultes garantit la reproductibilité l’injection des cellules tumorales, c’est-à-dire que cette injection est toujours réalisée au niveau de l’emplacement cérébral souhaité. Cela garantit également que la vitesse de croissance des tumeurs sera similaire d’une expérience à l’autre. L’utilisation d’animaux plus jeunes ne permet pas de garantir que l’injection des cellules est réalisée au niveau de l’emplacement cérébral souhaité, ceci pouvant donc induire des effets neurologiques néfastes.
Induction de tolérance au facteur VIII par thérapie génique dans un modèle murin hémophile A
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
1 666 souris vont être utilisées, dont 942 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie est hémophile sévère, exposée à une hémorragie au moindre traumatisme, et reçoit jusqu'à dix injections sous anesthésie, quatre à sept prélèvements sanguins et une biopsie de queue pour le génotypage. Toutes sont tuées pour prélever leurs organes lymphoïdes, celles qui n'ont pu entrer dans les procédures étant versées à d'autres projets quand c'est possible. Le porteur annonce une "preuve de concept" et des retombées en thérapie humaine à moyen terme, quand les injections, les prélèvements et le risque hémorragique courent, eux, sur toute la durée du projet.
Objectifs
L’hémophilie A est un trouble hémorragique héréditaire lié à un déficit en facteur VIII de la coagulation. 30 pourcents des patients hémophiles A traités avec du facteur VIII thérapeutique (afin de rétablir la coagulation) développent une réponse immunitaire contre le FVIII. L’apparition des anticorps anti-FVIII complique énormément la qualité de vie des patients et augmente considérablement le coût de leur prise en charge. Le but de ce projet est d’exploiter la thérapie génique pour induire une tolérance envers le facteur VIII. La thérapie génique ici consiste à introduire une copie fonctionnelle du gène codant le facteur VIII (transgène) dans les cellules hépatiques de l'hôte afin de restaurer la production endogène de facteur VIII. De nombreuses études dans divers modèles précliniques de pathologies humaines (hémophilie B, diabète de type 1, encéphalomyélite autoimmune expérimentale, ...) indiquent que la thérapie génique permet d’induire une tolérance envers la protéine que l’on fait produire par l’organisme. Pourtant, les expériences effectuées chez les souris hémophiles A sont décevantes, probablement en raison des faibles niveaux de facteur VIII exprimés après thérapie génique. L'objectif de ce projet est dans un premier temps de démontrer que la quantité de facteur VIII produit après thérapie génique est trop faible pour permettre une induction de tolérance du système immunitaire vis-à-vis du facteur VIII. Dans un deuxième temps, nous testerons la possibilité d’induire une tolérance immunitaire spécifique au facteur VIII en utilisant des transgènes correspondants à des fragments de facteur VIII (mieux exprimés par les cellules) au lieu de la protéine entière pour la thérapie génique. L’induction de tolérance vis-à-vis du facteur VIII représente un intérêt scientifique et clinique majeur. Son utilisation chez les patients pourrait améliorer considérablement les conditions de vie des patients hémophiles A et diminuerait le coût de leur prise en charge. Les différents aspects de notre projet sont évalués par des comités scientifiques indépendants qui, sur la base de l’intérêt scientifique des questions posées, décident de financer notre recherche.
Bénéfices attendus
Nous anticipons plusieurs bénéfices du projet avec des retombées en thérapie humaine à moyen terme. Tout d’abord nous aurons une confirmation que la concentration de protéine produite après thérapie génique est bien le facteur contrôlant l’établissement de la tolérance immunitaire dans le contexte d'une thérapie génique. Cette observation encouragera des recherches complémentaires destinées à augmenter l'efficacité de production des protéines dont l'expression est induite par thérapie génique. Nous apporterons la preuve de concept que la thérapie génique à l’aide de transgènes codant pour des fragments de la protéine d’intérêt permet d’induire une tolérance immunitaire complète contre cette protéine. Il y aura une application directe dans l'hémophilie A (maladie rare concernant 1 homme sur 10000 naissances) où le Facteur VIII de la coagulation est très mal produit par les cellules, et où la production de fragments protéiques transgéniques représente une alternative prometteuse. Nous apporterons aussi la preuve que cette stratégie fonctionne dans un contexte d’alloimmunité (réponse immunitaire non-désirée contre un médicament par exemple comme chez l'hémophile A) et dans un contexte d’autoimmunité (par exemple l'hémophilie A acquise qui concerne 1 à 5 personnes par million). Enfin, nous validerons une nouvelle approche thérapeutique basée sur l’exploitation du potentiel tolérogène de cellules T régulatrices exogènes qui pourrait avoir de multiples applications, notamment dans les situations d'hépatites autoimmunes (1 cas pour 6000 individus).
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections sous anesthésie. Jusqu'à 10 injections maximum seront réalisées (dont 8 injections hebdomadaire et 2 injections espacées de 2 semaines). Ces injections demandent moins de 1 minute d’immobilisation de l’animal. Les animaux seront également soumis à des prélèvements de sang sous anesthésie: 4 à 7 prélèvements d’une durée inférieure à 1 minute seront réalisés. Ces prélèvements seront réalisés à une fréquence hebdomadaire pour certaines procédures.
Impact sur les animaux
Un des modèles utilisés est un modèle préclinique de l'hémophilie A sévère, des risques hémorragiques sont possibles en cas de blessure ou traumatisme et demandent donc une adaptation de certaines procédures. L'induction d'un hématome, d'une hémorragie, d'une douleur ou d'une lésion lors des injections et des prélèvements sont possibles. L'induction d'un saignement et d'une douleur lors de la biopsie pour le génotypage est possible. L'induction d'une détresse respiratoire ou d'une hypothermie est possible lors de l'anesthésie, de même qu'un stress lors du réveil.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin de procédure. Une première partie dans le but de collecter les organes lymphoïdes pour l' évaluation de la réponse immunitaire ou pour des analyses ultérieures. Une seconde partie des animaux produits dans ce projet ne seront pas prélevés car ils ne pourront être inclus dans les procédures. Ils seront néanmoins si cela est possible inclus dans d'autres projets préalablement autorisés.
Remplacement
Le projet fera appel à différents modèles expérimentaux chez la souris. En effet, seule une approche expérimentale in vivo permet de rendre compte de la complexité des systèmes biologiques (notamment l’induction d'une réponse immunitaire ou d'une tolérance au FVIII). Néanmoins, les différentes constructions ont été validés sur des cellules in vitro (production/ sécrétion). Par ailleurs, toute information obtenue par l’expérimentation animale sera immédiatement transposée à des systèmes in vitro pour analyses ultérieures.
Réduction
Un nombre maximum de 1666 animaux sera utilisé pour ce projet. Le nombre de répétitions des expériences sera défini de manière rationnelle : si une expérience donne des résultats statistiquement significatifs avec une puissance appropriée, elle ne sera pas répétée, sinon elle sera répétée une à deux fois maximum. Les organes, sérum et cellules des souris euthanasiées en fin d’expérience seront conservés; ainsi, aucune expérience supplémentaire ne sera faite si des questions nouvelles surviennent. Nous optimiserons aussi les contrôles de manière à minimiser le nombre de groupes de souris. Enfin, les enseignements tirés des premières procédures seront utilisés pour réduire le nombre de groupe par lot dans les procédures suivantes.
Raffinement
Les souris seront hébergées en accord avec les lois d’éthique françaises. Les conditions d'hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées avec le personnel de l’animalerie. Les animaux seront contrôlés quotidiennement pour évaluer et réduire au maximum tout risque de douleur. Les conditions de vie seront améliorées au maximum (5 souris maximum par cage, ajout de nids végétaux et de tunnels en carton). Tout geste (injection/ prélèvement) susceptible d'entraîner une douleur/ souffrance sera réalisé sous anesthésie gazeuse. Du matériel stérile et exempt d’endotoxine sera utilisé afin de réduire au maximum le risque de lésion/ inflammation lors des injections/ prélèvements. Des points limites ont été définis et les animaux malades seront soignés ou euthanasiés.
Choix des espèces
La seule alternative connue est l’utilisation d’un modèle canin hémophile. Cependant, la souris est la seule espèce qui permettent d’avoir un nombre d’individus de même âge suffisant, et de génotype homogène, qui permette l’obtention de résultats statistiquement fiables, et pour lequel les outils nécessaires à l’étude de la réponse immunitaire sont disponibles sans restriction. Des souris adultes, âgées de 7-14 semaines en début d’expérimentation (systèmes immunitaires matures) seront utilisées.
Développement d’anticorps de type VHH dirigés contre la protéine prion chez le rongeur, à visée diagnostique et/ou thérapeutique
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Chaque souris reçoit six injections d'immunogènes espacées de trois semaines, six prélèvements sanguins, puis trois injections supplémentaires dans les cinq jours précédant sa mise à mort. 100 souris sont utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour produire des nanocorps dirigés contre la protéine prion. Le porteur décrit ces quinze interventions comme de "légères gênes temporaires" qui ne devraient entraîner "ni douleur importante ni effet durable", quand la gravité déclarée du projet est modérée. Toutes sont tuées dès que la réponse en anticorps est jugée correcte, pour prélever la rate.
Objectifs
Ce projet a pour but de produire un type particulier d’anticorps appelés VHH ou nanocorps. Ces anticorps sont beaucoup plus petits que les anticorps classiques. Leur petite taille est intéressante car elle leur permettrait, en théorie, de franchir plus facilement la barrière protectrice qui sépare le sang du cerveau. Cela ouvre la possibilité d’imaginer un jour des traitements pour des maladies qui touchent directement le système nerveux. Nous voulons produire ces anticorps contre la protéine prion (PrP). Cette protéine est responsable des maladies à prion, qui touchent l’animal et l’Homme, et qui sont toujours fatales car il n’existe actuellement aucun traitement. Les nanocorps obtenus pourraient servir à mieux comprendre comment ces maladies se développent, à améliorer leur diagnostic et à explorer de nouvelles pistes de traitement. Nous cherchons aussi à produire des nanocorps capables de reconnaître non seulement la forme « normale » de la protéine prion, mais aussi certaines formes anormales associées aux maladies. Cela permettrait d’obtenir des anticorps plus spécifiques et plus utiles que ceux dont nous disposons aujourd’hui. Enfin, la protéine prion est également impliquée dans d’autres maladies, comme certains cancers ou encore la maladie d’Alzheimer et de Parkinson. La production de nanocorps dirigés contre la protéine prion pourrait donc avoir un intérêt bien au-delà des seules maladies à prion, et bénéficier à un domaine plus large de la recherche biomédicale.
Bénéfices attendus
Les anticorps de type VHH, aussi appelés nanocorps, sont des outils innovants qui possèdent plusieurs avantages par rapport aux anticorps classiques. Leur petite taille leur permet de se fixer sur des cibles difficiles d’accès et, en théorie, de franchir la barrière protectrice qui sépare le sang du cerveau. Cela ouvre des perspectives uniques pour envisager un jour des traitements de maladies qui touchent directement le système nerveux. Ils sont aussi très stables, faciles à produire en laboratoire et peuvent être utilisés sous différentes formes pour la recherche, le diagnostic ou le traitement. Ces nanocorps sont déjà étudiés dans d’autres maladies humaines, par exemple certains cancers, des maladies infectieuses, ou encore des maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson. Leur potentiel d’application est donc très large. À ce jour, il n’existe aucun nanocorps dirigé contre les maladies à prion. Ce projet vise à combler ce manque en développant une nouvelle génération d’anticorps contre la protéine prion. L’intérêt dépasse les maladies à prion elles-mêmes, car la protéine prion est aussi impliquée dans d’autres pathologies. Les bénéfices de ce projet seront donc multiples : - fournir de nouveaux outils de recherche pour mieux comprendre le rôle de la protéine prion, - permettre un diagnostic plus précoce et plus précis des maladies à prions, - et à plus long terme, ouvrir des pistes thérapeutiques innovantes grâce à la petite taille des nanocorps, qui pourrait leur permettre d’atteindre le cerveau et de cibler spécifiquement les formes anormales de la protéine prion.
Procédures
100 souris sont prévues pour le projet. Pour chaque animal, les gestes techniques seront les suivants : - injection d’analgésique avant injection des immunogènes à hauteur de 6 injections toutes les 3 semaines sur animaux vigile. Il faut compter 30 secondes par intervention. - Injections des immunogènes à hauteur de 6 injections toutes les 3 semaines sur animaux vigiles. Il faut compter 1 minute maximum par intervention (contention et injection) - Prélèvements sanguins sur animaux vigiles 1 prélèvement avant la première injection puis toutes les 2 semaines après chaque immunisation, soit 6 prélèvements. Il faut compter 2 minutes par intervention (contention, prélèvement puis massage de la joue) - Cinq jours avant la mise à mort, 3 injections toutes les 24h d’immunogènes sur animaux vigiles. Il faut compter environ 1 minute par intervention (contention et injection).
Impact sur les animaux
Les interventions prévues (injections et prises de sang) peuvent provoquer de légères gênes temporaires chez les souris, mais elles ne devraient pas entraîner de douleur importante ni d'effet durable. Les effets observés peuvent être une petite rougeur ou un léger gonflement à l'endroit de l'injection ou de la prise de sang ; une sensibilité locale passagère ; un léger inconfort dans les heures suivant la manipulation. Il peut arriver que certains animaux soient un peu moins actifs ou mangent un peu moins pendant un jour ou deux, ou qu'ils perdent légèrement du poids. Ces effets disparaissent généralement rapidement, sans conséquence sur leur état général.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la campagne d’immunisation quand les réponses en anticorps seront correctes afin de prélever la rate.
Remplacement
Il existe aujourd’hui des méthodes permettant de produire des anticorps sans utiliser d’animaux, par exemple des techniques de sélection réalisées uniquement en laboratoire., Cependant, ces approches n’aboutissent pas encore à des anticorps de même qualité que ceux produits par le système immunitaire d’un animal. En effet, l’organisme possède un mécanisme naturel qui « améliore » progressivement les anticorps pour qu’ils se fixent très efficacement à leur cible, un processus qui ne peut pas être reproduit artificiellement avec les techniques actuelles. Dans ce projet, les souris sont utilisées pour générer des cellules capables de produire durablement des anticorps. Ces cellules seront ensuite immortalisées en laboratoire et permettront de produire les anticorps sur le long terme, sans avoir à réutiliser de nouveaux animaux pour chaque antigène ou chaque série d’expériences.
Réduction
Le nombre de 5 souris par antigène a été déterminé à partir d’un calcul statistique. L’objectif est de garantir, avec une forte probabilité, que au moins deux souris par lot développent une bonne réponse immunitaire. Cela est nécessaire pour pouvoir utiliser leurs cellules et produire les anticorps sans avoir à recommencer tout le protocole depuis le début. En pratique, il est bien connu qu’une ou deux souris sur cinq peuvent ne pas répondre correctement aux immunisations. Le choix de 5 animaux tient donc compte de cette variabilité naturelle tout en évitant d’utiliser plus de souris que nécessaire. De plus, si la première tentative de production d’anticorps en laboratoire échoue (ce qui est rare), les trois souris restantes du lot servent de filet de sécurité. Cela permet de refaire un essai sans devoir réimmuniser un nouveau groupe d’animaux, ce qui contribue directement à réduire leur nombre sur l’ensemble du projet.
Raffinement
Trente minutes avant l’intervention les animaux recevront une injection d’analgésique. Après les interventions, les animaux seront surveillés et placés sur un tapis chauffant à 37°C pendant 2 heures pour favoriser leur récupération. Des points limites ont été mis en place et seront appliqués.
Choix des espèces
Les lignées de souris de laboratoires sont classiquement utilisées pour l’immunisation et la production d’anticorps. Les souris transgéniques exprimant des anticorps de camélidés évitent le recours à ces espèces, protocole beaucoup plus difficile à mettre en œuvre. De jeunes adultes (6 à 8 semaines) seront utilisés au démarrage des immunisations ; ils ont en effet la maturité immunologique nécessaire pour produire de bonnes réponses immunitaires lors des immunisations successives.
PRELEVEMENT DE PRODUITS BIOLOGIQUES D’ORIGINE ANIMALE SUR RONGEURS
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
Rats : 575
Fournir aux laboratoires du sang, de la bile, du liquide cérébral, de l'urine et des fèces de rongeurs sains : 3 700 souris et rats vont être utilisés, dont 825 anesthésiés puis prélevés sans jamais être réveillés. Les autres passent jusqu'à seize heures en cage à métabolisme, quatre nuits par semaine pendant deux semaines, à jeun et parfois isolés. Tous sont ensuite tués. Le porteur présente ces animaux comme des "surplus de stock" d'élevage et décrit un service de fourniture interne, les scientifiques demandeurs devant justifier que les matrices in vitro ne permettent pas "d'atteindre les résultats attendus".
Objectifs
L’objectif de ce projet est de collecter sur des rongeurs (rats et souris) sains sans maladie des produits du corps : sang, liquide cérébral, bile, urine, fécès. Ces fluides servent par la suite à développer ou vérifier l’efficacité de tests de diagnostiques (tests permettant de vérifier l’absence ou la présence d’une maladie par exemple) ou servent dans des études regardant le devenir du médicament et sa toxicité dans le corps. Il n’est parfois pas possible de prélever ces produits sur animal non vivant car sinon la qualité ou la quantité n’est pas conforme aux besoins de la communauté scientifique pour des résultats fiables et pertinents (après la mort, le produit se détériore trop vite ; trop de produit est nécessaire ce qui demanderait de prélever beaucoup d’animaux après leur mort). Les produits sont donc collectés sur des rongeurs vivants si cela n’est pas douloureux (urine et fécès collectés grâce à un système collecteur le permettant dans la cage) ou sur rongeurs endormis et dont la douleur a été contrôlée et qui ne seront pas réveillés.
Bénéfices attendus
Les produits collectés servent dans la santé humaine et vétérinaire. Ils servent par exemple à développer ou vérifier l’efficacité de tests de diagnostiques (tests permettant de vérifier l’absence ou la présence d’une maladie par exemple) ou servent dans des études regardant le devenir du médicament et sa toxicité dans le corps.
Procédures
Prélèvement d’urines et de fécès pendant maximum 16 heures maximum 4 nuits par semaine sur maximum 2 semaines dans des cages permettant la collecte d’urines et fécès (présence de grilles pour collecte) pour les animaux entrant dans la procédure de collecte d’urines et fécès Une à deux injections (d’une durée de 10 secondes maximum par injection) d’analgésiques pour les animaux entrant dans la procédure de collecte de produits biologique sous anesthésie / analgésie générale Anesthésie générale d’une heure maximum pour les animaux entrant dans la procédure de collecte de produits biologique sous anesthésie / analgésie générale Collecte de produits biologiques (d’une heure maximum) sans réveil pour les animaux entrant dans la procédure de collecte de produits biologique sous anesthésie / analgésie générale
Impact sur les animaux
Dans le cadre de prélèvements d’urine ou de fécès, les animaux sont soumis à un hébergement en cage à métabolisme pendant une durée maximale de 16 heures maximum 4 nuits par semaine sur maximum 2 semaines. Hébergement isolé possible dans le cadre de prélèvements d’urine ou de fécès pour une durée maximale de 16 heures Mise à jeûn alimentaire dans le cadre de prélèvements d’urine ou de fécès pour une durée maximale de 16 heures 4 nuits par semaine sur maximum 2 semaines Stress dû à la contention et à l’induction d’une analgésie / anesthésie générale dans le cadre de prélèvements de produits biologiques d’origine animale sur animaux anesthésiés et analgésiés mais non réveillés
Devenir
Dans le but de réduire l’utilisation d’animaux (règles des 3R), les animaux ayant subi uniquement un prélèvement d’urine ou de fécès proviendront de nos surplus de stock puis mis à mort. Dans le cadre des animaux prélevés sous anesthésie / analgésie générale, tous les animaux sont mis à mort.
Remplacement
De nombreuses supports in vitro existent afin de mimer les produits biologiques d’origine animale et ont permis de réduire l’utilisation des animaux pour les études en question. Cependant, dans certains cas, ces matrices ne permettent pas d’atteindre les résultats attendus et une fiabilité forte des résultats (échec du diagnostic recherché par le test diagnostique, pas de possibilité de valider la matrice comme témoin pour des études de pharmacocinétique ou toxicologie). L’objectif du projet est donc de fournir aux scientifiques des produits biologiques d’origine animale de rongeurs (sang, sérum, plasma, organe, fluides) lorsque l’utilisation de matrices in vitro n’est pas possible. Une justification de l’obligation de l’utilisation de ces produits d’origine animale est demandée aux scientifiques avec support de la SBEA.
Réduction
Les animaux utilisés dans le cadre de ce projet sont des animaux de surplus de stock. Grâce à l’application de ces procédures au sein de nos zones d’élevage plutôt que chez les scientifiques (pas de remise en stock possible), aucun animal n’est produit volontairement pour l’application de ces procédures, contribuant donc à la réduction du nombre d’animaux utilisés dans le cadre de ce projet. Sur la base de notre expérience passée dans ce type de prélèvements, des tableaux sont à notre disposition afin de calculer au plus près le nombre d’animaux nécessaires en fonction du poids, du sexe et de la souche de l’animal. Les méthodes de calcul sont régulièrement revues pour utiliser le moins d’animaux possible pour le besoin attendu. La meilleure balance nuisances / nombre d’animaux utilisés sur une durée maximale de 10 jours (temps de conservation de l’urine au réfrigérateur) sera effectuée avec support de la SBEA.
Raffinement
Les produits biologiques d’origine animale peuvent également être collectés sur animaux après la mort, en post mortem. La pertinence de prélèvements de ces fluides sur animal vigile peut donc être demandée en amont au scientifique (en cas volume concordant avec un prélèvement post mortem pour les urines et les fécès et en cas de faisabilité en postmortem pour les prélèvements sous anesthésie/analgésie) avec si besoin support de la SBEA. Lors des collectes sur animal anesthésié, une anesthésie adéquate ainsi qu’une analgésie couvrant la totalité de la procédure sera effectuée. Des points limites spécifiques et suffisamment prédicitfs ont été définis et seront appliqués pour chaque procédure. Les animaux sont manipulés selon de bonnes pratiques de manipulation (main en coupe, tunnel, …). Une récompense alimentaire type graines de tournesol sera proposée lors de la remise en cage d’hébergement des animaux dans le cadre des prélèvements d’urines et de fécès.
Choix des espèces
Les produits biologiques d’origine animale sont utilisés d’une part dans le cadre de réalisation de tests diagnostiques qui ont été créés à partir des espèces souris et rat d’où l’utilisation de ces espèces ; d’autre part dans le cadre d’études de toxicologie dans lesquelles sont inclus principalement les espèces souris et rat. Le prélèvement de sang, d’organe ou de fluide pourra être réalisé sur des rongeurs de la naissance jusqu’au stade âgé, en fonction du besoin du scientifique. En cas de demande de prélèvement sur animaux non sevrés ou gestantes, un accord préalable de la SBEA sera demandé.
Phénotypage/génotypage par prélèvement sanguin de lignées murines génétiquement modifiées, modèles pour l’étude des cellules myéloïdes
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Remises en accouplement pour produire de nouvelles portées, 2 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune subit une contention et un ou deux prélèvements sanguins de quelques secondes, destinés à vérifier la fluorescence de ses cellules immunitaires. Ce projet entretient des lignées génétiquement modifiées destinées à d'autres travaux sur les macrophages, le porteur revendiquant un élevage calibré pour qu'un maximum de descendants portent le bon génotype. Celles qui ne le portent pas sont versées à d'autres projets déjà autorisés ou tuées pour prélever leurs organes.
Objectifs
Le projet a pour objectif d’assurer le suivi de lignées de souris génétiquement modifiées présentant des cellules immunitaires (monocytes et macrophages) avec différentes fluorescences permettant d’étudier leur complexité lors de processus physiologiques ou pathologiques. Le génotypage de ces souris nécessite un prélèvement sanguin pour analyser la fluorescence des cellules immunitaires.
Bénéfices attendus
Les études récentes montrent une implication de plus en plus importante des cellules immunitaires et en particulier des macrophages dans de nombreuses pathologies, notamment le cancer et les maladies inflammatoires. Cette étude de la physiologie des macrophages au sein de différents tissus permettra à moyen terme de mieux comprendre leur hétérogénéité et leur complexité notamment en présence des différents systèmes hormonaux. A plus long terme ce projet permettra d’identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le cadre des immunothérapies.
Procédures
Les animaux au cours de ce projet seront soumis à une contention d’immobilisation et d‘un ou deux prélèvements sanguins. Ces gestes ont une durée de quelques secondes à une minute par animal.
Impact sur les animaux
Le principal effet indésirable attendu est la génération de stress lors de la contention et du prélèvement sanguin. Les prélèvements sanguins peuvent également provoquer un hématome dans de rares cas.
Devenir
A la fin de la procédure expérimentale les animaux seront remis en accouplement pour la génération de nouvelles portées dans le cadre du maintien et du développement des lignées. Ils seront utilisés en continu dans le cadre de projets expérimentaux autorisés ou mis à mort s'ils ne possèdent pas les gènes d'intérêt ou pour le prélèvement d'organes.
Remplacement
Nous disposons de modèles cellulaires et de tissus de patients nous permettant d’étudier les macrophages dans des systèmes simples. Cependant l’étude dynamique de la complexité des populations de macrophages et de leur localisation dans différents tissus et notamment de l’impact des systèmes hormonaux sur ces populations nécessite l’utilisation de modèles animaux.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux générés dans cet élevage, nous faisons particulièrement attention aux génotypes des parents afin qu’un maximum des descendants ait le bon génotype. Nous contrôlons le nombre de couples afin de ne pas générer d’excédent d’animaux. Les animaux dont le génotype ne correspond pas sont dans la plupart des cas utilisés dans le cadre d'autres projets déclarés afin de ne pas produire d'animaux inutilement. Les mâles et femelles sont utilisés ensemble ou indépendamment en fonction des projets.
Raffinement
Nous accordons un point important à la formation du geste technique des zootechniciens réalisant les prélèvements sanguins. Le prélèvement de sang est limité au strict nécessaire. Concernant l'hébergement, les animaux disposent dans leur une cage de trois types d'enrichissements : du papier kraft, des carrés de coton et une maison en cellulose pour le confort des animaux leur permettant d’exprimer leurs besoins naturels de nidification.
Choix des espèces
L'étude de la complexité des populations de macrophages dans les différents tissus dans des conditions physiologiques et pathologiques et particulièrement de l’impact des systèmes hormonaux sur ces populations sont des éléments importants pour comprendre le fonctionnement et le rôle du système immunitaire. Les souris génétiquement modifiées utilisées sont un moyen unique de suivre et d'étudier les cellules immunitaire d'intérêts grace à leur fluorescence.
Evaluation de l’intéret thérapeutique de molécules chimiques pour traiter l’amyotrophie spinale
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
Les souris utilisées naissent avec une amyotrophie spinale, les plus atteintes étant incapables de se déplacer, de s'alimenter ou de respirer normalement et mourant vers dix jours. 2 168 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue pour prélever muscles, cœur, cerveau et moelle épinière. Elles reçoivent des injections répétées dans la veine, dans le bas du dos ou directement dans le cerveau, jusqu'à une par semaine pendant six mois. Le porteur décrit chez la lignée moins atteinte des nécroses sèches qui gagnent la queue puis les oreilles, et affirme qu'elles n'entravent pas le comportement normal de l'animal.
Objectifs
L’amyotrophie spinale (SMA) est une maladie génétique rare qui touche les muscles et les mouvements. Elle est causée par la mutation d’un gène qui impacte la production d’une protéine importante pour la survie des cellules nerveuses responsables des mouvements. Sans cette protéine, ces cellules nerveuses se détériorent, ce qui entraîne une faiblesse musculaire et des complications graves. Il existe un autre gène dans le génome de la souris qui permet de produire une petite quantité de cette protéine. Plus le nombre de copies de ce second gène est grand, moins la maladie est grave. Pour mieux comprendre la SMA et tester de nouveaux traitements, nous utilisons des modèles de souris génétiquement modifiées. Certaines souris ont peu de copies du second gène, ce qui imite les formes les plus graves de la maladie, tandis que d’autres ont plus de copies de ce gène, représentant des formes moins graves. Ces modèles permettent d’évaluer l’efficacité des traitements et de développer de nouvelles thérapies. Ces traitements pourraient aider à produire la protéine manquante et ainsi améliorer la qualité de vie des patients atteints de la SMA.
Bénéfices attendus
L’objectif principal de notre projet est d’identifier une ou plusieurs molécules thérapeutiques prometteuses pour de futurs essais cliniques destinés au traitement de l’amyotrophie spinale (SMA). Les bénéfices attendus incluent la sélection des molécules candidates ayant le plus grand potentiel thérapeutique ainsi que la détermination de la voie d'administration optimale, avec l'objectif à long terme d'apporter des bénéfices similaires aux patients traités
Procédures
Chaque animal recevra un seul type de procédure (injection intraveineuse, injection au niveau lombaire ou injection cérébrale). Les animaux pourront recevoir des injections chroniques (maximum une injection par semaine pour l'intraveineuse, ou maximum toutes les 2 semaines pour les injections cérébrales), sur une durée maximale de 6 mois. Les injections intraveineuses se feront sous anesthésie générale, avec un délai maximal de 10 minutes entre l'anesthésie et le réveil. Un analgésique local sera administré avant chaque injection. Les injections lombaires et cérébrales se feront également sous anesthésie générale. Compte tenu de la complexité de ces injections, le délai entre l'anesthésie et le réveil est compris entre 30 minutes et 1 heure. Un analgésique global et un analgésique local seront administrés avant chaque injection.
Impact sur les animaux
Les souris SMA type 1 ont une espérance de vie très courte (environ 10 jours). Cela limite les études à long terme sur la maladie ou les traitements. Ces souris présentent des anomalies sévères dès la naissance (faiblesse musculaire extrême, incapacité à se déplacer, à s’alimenter ou à respirer normalement, poids moindre), donc les manipuler n'est pas un acte anodin car elles sont extrêmement fragiles. Le modèle SMA type 3 (forme modérée à légère) présente une progression plus lente. À partir de 3 à 4 semaines de vie environ, ces souris présentent des nécroses sèches au bout de la queue, puis les nécroses évoluent au niveau des oreilles, et beaucoup plus tard (1 an environ) à quelques orteils. Ces nécroses sèches sont attendues chez ces animaux, sans automutilation et n’entravent pas le comportement normal de l’animal (alimentation, déplacements, survie …). Les injections intraveineuses et lombaires peuvent entraîner des douleurs, une légère perte de poids et un risque d’infection au point d’injection. Les injections dans le système nerveux (dans le cerveau avec chirurgie sont des actes nécessitant une chirurgie. Elles peuvent entraîner chez l’animal des douleurs, une perte de poids, des infections, des modifications du comportement (comme une diminution de l’activité, des prostrations, des paralysies en cas de complications).
Devenir
En fin de projet, tous les animaux seront euthanasiés afin d’analyser les différents tissus (muscles squelettiques, cœur, cerveau, foie, rein, cerveau, moelle épinière …).
Remplacement
Dans le cadre de notre engagement envers la règle des 3R, nous procédons systématiquement à une évaluation in vitro de nos molécules actives afin de ne retenir que les meilleurs candidats thérapeutiques, non toxiques pour les cellules, et ainsi minimiser le recours aux méthodes d'évaluation in vivo. Cependant, pour le développement préclinique de ces molécules, l’utilisation de modèles animaux est essentielle pour identifier celles qui ont le meilleur potentiel thérapeutique.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d’animaux nécessaire eu utilisant les données préliminaires.
Raffinement
Toutes les procédures seront réalisées avec une anesthésie et une analgésie appropriée. Les souris recevront si nécessaire un régime alimentaire additionnel (nourriture gélifiée). Les souris seront inspectées quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être. Des mesures précoces pour prévenir toute souffrance ou stress de l’animal seront mises en place grâce à l’utilisation d’une grille scorée pour le suivi des animaux. Ceci permet également d’avoir des points limites précoces permettant de mettre en place des actions avant que les animaux ne souffrent.
Choix des espèces
La souris est l'espèce modèle de référence en recherche biomédicale, notamment pour les pathologies neurodégénératives et les maladies génétiques humaines. Elle présente une grande similitude génétique avec l’humain (environ 95 % de conservation des gènes) et une reproductibilité expérimentale élevée. Par ailleurs, des modèles bien caractérisés de la maladie de l’amyotrophie spinale (SMA) existent chez la souris, permettant une transposition pertinente des résultats précliniques. Le modèle type 1 reproduit une forme grave de la SMA, caractérisée par un déficit de la protéine impliquée, une faiblesse musculaire progressive, une perte rapide de motoneurones. Il permet de tester l’efficacité de traitements précoces et d'étudier les mécanismes pathologiques initiaux de la SMA. Ces souris seront utilisées au stade nouveau-né, car l’injection doit avoir lieu précocement, afin d’étudier les effets du traitement, sur ce modèle présentant une mortalité précoce (souvent avant l'âge de 10 jours sans traitement). Le modèle de SMA type 3 repose sur une mutation génétique similaire mais moins sévère, induisant une forme plus modérée de la maladie, avec une apparition tardive des symptômes et une espérance de vie normale. Il permet d'étudier les effets à long terme des traitements, la récupération fonctionnelle et les conséquences chroniques de la pathologie. Pour toutes ces raisons, ces animaux seront utilisés à partir de l’âge de 3-4 semaines, correspondant au moment d’apparition des symptômes.
Etude des mécanismes pathogènes et des facteurs environnementaux dans un modèle de sclérodermie chez la souris 3/3
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
1 214 souris vont être utilisées, chacune recevant jusqu'à 24 injections dans l'abdomen et 40 gavages sur deux mois, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. S'y ajoutent deux instillations dans la gorge sous anesthésie, un prélèvement sanguin, une séance d'imagerie, un acte chirurgical et des transports entre trois établissements. Le porteur indique que le modèle peut provoquer des atteintes cutanées à partir de quatorze semaines, puis une perte de poids et une mobilité réduite, pour étudier une sclérodermie déclenchée par la silice. Toutes sont tuées afin de prélever sang, poumon, rate et peau, une partie l'étant simplement faute de porter le génotype recherché.
Objectifs
La sclérodermie est une maladie rare du tissu soutenant les organes et des petites artères dont la principale caractéristique est un durcissement (fibrose) de la peau et des organes internes. Les atteintes pulmonaires constituent les complications potentiellement graves de la sclerodermie. Les artères allant du cœur aux poumons peuvent également être affectées ce qui entraîne une hypertension artérielle pulmonaire. La fibrose est la conséquence d’une réaction inflammatoire inadaptée, il existe en effet une activation anormale du système immunitaire. Les causes de cette maladie sont favorisées par des facteurs de l’environnement. La silice a été reconnue comme responsable du déclenchement de la maladie. Notre projet a pour but de bloquer, par une approche thérapeutique, les molécules engagées dans l’activation des cellules et d’explorer l'impact des contaminants environnementaux sur la gravité de la maladie.
Bénéfices attendus
A terme, les résultats de ce projet permettront d'éclairer notre compréhension sur les mécanismes mis en jeu dans le développement de la maladie. Ces données nous permettront d'identifier de nouveaux candidats médicaments dans cette maladie capables de prévenir ou freiner le développement des atteintes potentiellement mortelles chez les patients.
Procédures
Le projet se déroulera dans 3 établissements utilisateurs : l’élevage et traitement dans l’établissement 1, l’imagerie dans l’établissement 2, la chirurgie dans l’établissement 3. Les animaux vigiles seront soumis à : 1) contention et injections intrapéritonéales tous les 2 jours pendant 2 mois, au total 24 injections d’une durée de 20 secondes 2) contention et gavage 5 jours consécutifs pendant 2 mois, au total 40 gavages d’une durée de 20 secondes, 3) injection intraveineuse caudale réalisée 2 fois d'une durée de 40 secondes. Les animaux anesthésiés seront soumis à : 1) Instillations oro-pharyngées réalisée 2 fois sous anesthésie générale en 2 minutes 2) prélèvement sanguin unique sous anesthésie générale en 30s 3) imagerie unique sous anesthésie générale en 5 minutes 4) acte chirurgical unique sous anesthésie générale en 15 minutes.
Impact sur les animaux
Le modèle va induire à partir de 14 semaines des potentielles atteintes cutanées. A partir de 17 semaines, une perte de poids et une mobilité réduite pourraient être observées. le gavage va induire une irritation potentielle et du stress, les injections intrapéritonéales et intraveineuses vont induire du stress et une douleur légère de courte durée. L’instillation oropharyngée va induire du stress. La chirurgie pourra induire une douleur. Les transports des souris entre les 3 sites utilisateurs vont induire du stress aux souris.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour prélèvement de tissus spécifiques : sang, poumon, rate, peau, afin de réaliser une évaluation approfondie de l’atteinte pulmonaire et de l’hypertension artérielle pulmonaire par différentes techniques. Une partie des animaux seront euthanasiés car sans génotype d'intérêt.
Remplacement
Les cellules spécifiques du système immunitaire ont été traitées avec les différentes molécules thérapeutiques et ont montré leur intérêt dans des expérimentations in vitro. Néanmoins, ces expériences de cultures cellulaires ne permettent pas de recréer les interactions entre les différentes cellules de l’organisme. Ainsi l'expérimentation animale est un élément clé de ce projet.
Réduction
Un nombre minimum d'animaux nécessaires, déterminé par une analyse de puissance statistique, sera inclus dans chaque groupe. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Nous nous efforcerons quotidiennement de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. Les traitements débutent à un stade précoce avant l’apparition des premiers signes cliniques. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Une surveillance régulière et une application de points limites stricts et spécifiques au projet permettra de garantir le bien-être des animaux. Une grille de score sera utilisée et des actions réalisées en cas d’atteintes, L’instillation oropharyngée a été choisie car elle est moins invasive et moins douloureuse qu’une chirurgie, elle sera réalisée sous anesthésie générale. Des anesthétiques seront utilisés pour le prélèvement sanguin. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale. La chirurgie sera réalisée sur souris ayant reçu un analgésique, puis une anesthésie générale. Les souris seront transférées dans des cages de transport agrées, bords opaques, sans visibilité de l’extérieur.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour les études de processus inflammatoire. Seule cette espèce possède une lignée transgénique permettant l’étude de la fibrose et de l'hypertension pulmonaire avec une séquence temporelle identique à celle de la maladie humaine. Les souris jeunes adultes seront mises en accouplement à 8 semaines. Les souris génétiquement modifiées et les souris contrôles seront âgées soit de 6 à 14 semaines pour l’administration de traitement.
Evaluation de l’efficacité de nouvelles cibles thérapeutiques dans le modèle murin de dermatite atopique
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
Rendues malades par un inducteur de dermatite atopique qui provoque des douleurs inflammatoires généralisées, 1 620 souris reçoivent jusqu'à 28 administrations de composés et jusqu'à trois prélèvements sanguins, dont un terminal. Les procédures impliquent un niveau de souffrance léger pour 180 d'entre elles et modéré pour 1 440, toutes étant tuées à la fin pour prélever des tissus. La douleur est quantifiée par un score attribué chaque jour et peut entraîner une perte de poids, que le porteur estime à 5 % au maximum d'après ses études précédentes. Il indique que des modélisations tridimensionnelles in vitro des systèmes nerveux et immunitaire de la peau sont en cours de développement, et conclut que le remplacement complet n'est "pas encore possible" avant le passage des candidats médicaments en clinique.
Objectifs
La dermatite atopique, aussi appelée eczéma atopique, est une maladie chronique inflammatoire de la peau. Elle se développe préférentiellement chez le nourrisson et l’enfant, mais peut persister et apparaître parfois chez l’adolescent et l’adulte. Elle est caractérisée par une sècheresse cutanée associée à des lésions de type eczéma (rougeurs et démangeaisons, vésicules, suintement et croûtes) qui évoluent par poussées. Environ 1 enfant sur 10 est touché par cette maladie. Cette pathologie est souvent associée à des allergies alimentaires, des rhinites allergiques, des crises d'asthme. Les complications les plus fréquentes des dermatites atopiques peuvent être associées à des retards de croissance et des complications ophtalmologiques (kérato-conjonctivites fréquentes, cataracte, décollement rétinien). Comme de nombreuses maladies chroniques, la dermatite atopique peut avoir un retentissement psychologique important, source de troubles du sommeil, d’irritabilité voire de syndrome dépressif. Un traitement de fond vise à lutter contre la sécheresse cutanée et à restaurer la fonction de barrière de la peau. Il passe par l’application quotidienne d’émollients (crèmes hydratantes). Lors d’une poussée, les soins visent à réduire l’inflammation et les démangeaisons, pour soulager le patient et éviter une surinfection. L’application d’un dermocorticoïde, d’un immunomodulateur, d’une solution antiseptique, avec éventuellement des antihistaminiques en comprimé en complément, aident le patient à traverser la crise. Plus récemment, des biothérapies ont vu le jour, à base d’anticorps monoclonaux. A ce jour il n'existe aucun traitement curatif, ce projet a pour but d'étudier de nouvelles molécules thérapeutiques dans un modèle murin de dermatite atopique.
Bénéfices attendus
Le traitement de la dermatite atopique est symptomatique. Il ne vise pas à faire disparaître définitivement la maladie, mais à traiter les symptômes lors des poussées et à prévenir les récurrences par une prise en charge au long cours. Ce projet a pour but de tester de nouveaux médicaments à visée anti-inflammatoire permettant de diminuer ou d’inhiber le développement de la maladie, qui pourront être proposés en essais cliniques à court terme. Au long terme, ce projet permettra de proposer de nouvelles thérapies et améliorer la qualité de vie des patients atteints.
Procédures
Prélèvements de sang : maximum 2 prélèvements (1 fois par semaine maximum, 30 secondes/souris) sur animaux vigiles et un prélèvement de sang en terminal sous anesthésie gazeuse (30 secondes/souris). Administrations de composés : maximum 28 administrations (2x/semaine à 2x/jour selon la voie d’administration; 30 secondes/souris)
Impact sur les animaux
Ce modèle induit des douleurs inflammatoires généralisées à l'animal liées au développement de la pathologie. La douleur pourra générer une perte de poids et être quantifiée par des scores attribués quotidiennement (pesée quotidienne). L’administration de traitement par injections répétées pourra provoquer de petits hématomes au niveau du site de la piqûre. La contention de l'animal ainsi que la piqure de l'aiguille pour l'injection des traitements entraînent une douleur légère, de courte durée (quelques secondes) et le produit injecté va permettre, selon l’efficacité des molécules, de réduire les douleurs inflammatoires.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux à la fin de la procédure expérimentale afin de prélever des tissus biologiques permettant de réaliser des analyses pour vérifier l'efficacité des candidats médicament sur la maladie
Remplacement
Ce projet permets de continuer nos études pharmacologiques sur le modèle de dermatite atopique chez la souris afin de pouvoir tester in vivo l’efficacité de nouvelles thérapies dans le cadre d’une monothérapie/combinaison thérapeutique. Les méthodes substitutives à l’expérimentation animale ne peuvent être utilisées ici puisque nous testons des molécules candidat médicament, test nécessaire avant l’initiation d’une phase clinique. Les molécules sont testées en amont sur des explants de peau et des lignées cellulaires, mais il n’y a pas, à notre connaissance, de modèle expérimental in vitro ni de modélisation informatique permettant de mimer toutes les interactions cellulaires et moléculaires observées dans un organisme entier. Le remplacement complet des animaux de laboratoire avant le passage des candidats médicaments en phase clinique n'est donc pas encore possible, bien que des modélisations tridimensionnelles in vitro des systèmes nerveux et immunitaire de la peau soit en cours de développement actuellement.
Réduction
Les nouvelles thérapies sont en premier lieu testées et validées sur des lignées cellulaires afin de sélectionner les doses à appliquer in vivo pour l'étude d'efficacité. Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement significatifs évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Par conséquent, 10 animaux/groupe seront necessaires. Les tests statistiques utilisés permettront soit de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 1 variable ou bien de comparer 2 groupes indépendants entres eux en prenant en compte 2 variables.
Raffinement
L'inducteur de la maldie est responsable d’une perte d’eau épidermique chez les souris recevant la molécule, des croquettes humides ou du gel de réhydratationl seront ajoutés dans les cages pour augmenter l’accès à la nourriture et pallier à la légère déshydratation et perte de poids (5% maximum d’après les études précédentes). Un suivi et scoring quotidien seront effectués. Un antalgique pourra être utilisé si nécessaire sur avis vétérinaire. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués.
Choix des espèces
Les souris sont des animaux pour lesquels les outils génétiques, les anticorps spécifiques permettant la caractérisation des réponses immunitaires au niveau cellulaire/moléculaire sont les plus développés. De plus leur génome possède 99% de similitude avec le génome humain, ne présente aucun gène manquant/supplémentaire pouvant modifier l’intensité de l’inflammation obtenue. Ces souris sont mondialement utilisées, permettant une continuité et un moyen de comparaison unique. Notre modèle a été initialement mis au point et développé à partir de données de la littérature. Ce projet est un renouvellement, le modèle est maintenant parfaitement maitrisé, et nous a permis de réaliser des études avec succès lors du précédent projet. Les animaux sont utilisés au stade adulte (8-12 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature (développement thymique achevé).