Rongeurs
Cryoconservation et redérivation de lignées transgéniques
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
Congeler du sperme et des embryons pour disposer d'un stock de secours des lignées de l'établissement : 550 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les mâles subissent une vasectomie, les femelles un transfert embryonnaire par ouverture de l'abdomen, avec un risque d'hémorragie et d'arrêt cardiaque sous anesthésie que le porteur classe parmi les effets pouvant aller jusqu'au grave. Les mâles vasectomisés sont ensuite accouplés à des femelles pour déclencher leur ovulation et sont tués après plusieurs échecs successifs, les femelles porteuses étant gardées jusqu'au sevrage des petits. Le porteur présente cette gestion de stock comme une "alternative plus éthique" au maintien de lignées non utilisées, la finalité réelle restant l'intendance des lignées de l'animalerie.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de cryoconserver des lignées murines de l'établissement utilisateur afin de disposer d’un stock dit de « backup » en cas de perte de la lignée ou pour toute autre nécessité, telle que la non-utilisation prolongée des lignées. Ces lignées pourront ainsi être redérivées ultérieurement dès que nécessaire (nouveaux projets, rafraîchissement ou perte de la lignée, etc.).
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de proposer une alternative plus éthique au maintien ou au stockage de lignées non utilisées, autre que par la génération d’individus, afin de limiter fortement le nombre d’animaux mis à mort. Il en est de même pour le rafraîchissement de lignée, où plusieurs croisements (backcross) et donc plusieurs générations d’individus sont nécessaires avant l’utilisation des nouveaux animaux dits « rafraîchis » ou « backcrossés ».
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule de ces interventions (Procédures chirurgicales): vasectomisation ou transfert embryonnaire soit une seule chirurgie par animal et une fois seulement.
Impact sur les animaux
Pour la partie cryoconservation, des nuissances ou effets indésirables possibles de type légères à modérées sont attendues tels que: des douleurs ou du stress lié à l'injection, des effets liés aux hormones utilisées, ou des gênes dues à la stimulation de l’ovulation. Pour la partie redérivation (procédure chirurgicale), les effets secondaires peuvent aller de légers à graves, comme : un refroidissement important du corps pendant l’opération, pouvant provoquer un arrêt cardiaque à cause de l’anesthésie, des douleurs à cause de l’ouverture du ventre (gérées par des médicaments contre la douleur), un risque de saignement important si les vaisseaux sanguins ou les organes sont mal manipulés. Si cela arrive, l’animal est euthanasié. Après l’opération, les effets attendus sont en général légers à modérés : perte de poids importante (plus de 15 % en 3 jours), souvent causée par un manque d’activité ou d’appétit, signes de douleur ou d’inconfort (comme du stress ou un comportement apathique). Un outil spécial (le "Mouse Grimace Scale") est utilisé pour évaluer la douleur. Si l’animal souffre trop, il est euthanasié.
Devenir
Les animaux vasectomisés serviront tous à l'accouplement de stimulation des femelles ou seront mis au repos en vue du prochain accouplement. Les mâles ne donnant plus de résultats ( plusieurs échec successif aux accouplements) seront mis à mort. Les femelles ayant subit un transfert embryonnaire seront gardées jusqu'au sevrage des petits. Les femelles n'ayant pas subit de FIV seront réaccouplées jusqu'à l'obtention d'un bouchon vaginal.
Remplacement
Dans ce projet, nous cherchons à conserver et restaurer des lignées de souris génétiquement modifiées en congelant du sperme, des embryons ou des ovocytes, puis en les réimplantant pour faire naître de nouveaux animaux. À l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode alternative (en laboratoire, sur ordinateur ou sur tissus isolés) permettant de créer un animal vivant et fertile uniquement à partir de matériel génétique. Des techniques comme la culture cellulaire, la modélisation informatique ou les analyses moléculaires sont utilisées en amont pour vérifier la qualité du matériel et éviter de recourir inutilement à l’animal. Toutefois, pour obtenir des souris vivantes, le transfert d’embryons dans des femelles reste indispensable. L’utilisation d’animaux vivants est donc nécessaire à cette étape. Tout est mis en œuvre pour limiter le nombre d’animaux utilisés et leur souffrance : des méthodes alternatives (PCR, analyses informatiques, bases de données) sont privilégiées dès que possible pour réduire les procédures. La souche CBA/C57 a été choisie car elle s’occupe bien de ses petits, même en cas de petite portée, ce qui n’est pas toujours le cas chez d’autres souches.
Réduction
Ce projet vise à conserver des lignées de souris génétiquement modifiées ou présentant un intérêt particulier, en congelant leur sperme ou leurs embryons. À chaque étape, tout est fait pour limiter le nombre d’animaux utilisés, tout en garantissant une conservation fiable du matériel génétique. a) Détermination du nombre d’animaux : Le nombre d’animaux nécessaires est basé sur les recommandations de réseaux spécialisés (EMMA, INFRAFRONTIER), les données historiques et les besoins techniques pour assurer une conservation réussie. Pour congeler du sperme : 2 à 3 mâles fertiles par lignée sont utilisés. Pour les embryons : les accouplements sont planifiés pour obtenir 40 à 50 embryons, en accord avec les standards (avec un taux de survie après décongélation supérieur à 90 %). b) Approche statistique : Aucune analyse statistique formelle n’est requise, car le projet ne teste pas d’hypothèses scientifiques. Le nombre d’animaux est défini de manière raisonnée, en s’appuyant sur l’expérience, des protocoles optimisés et les bonnes pratiques partagées dans la communauté scientifique. c) Réduction du nombre d’animaux : Plusieurs mesures concrètes permettent de réduire le recours aux animaux : Études pilotes pour vérifier à l’avance la qualité des échantillons, selection du génotype le plus adapté (homozygote ou hétérozygote) pour éviter de produire des animaux inutilisables, mutualisation des procédures entre équipes travaillant sur les mêmes lignées, réutilisation d’animaux quand c’est possible, production limitée aux seuls animaux nécessaires ; par exemple, les femelles ne sont produites que si elles sont requises pour une procédure.
Raffinement
Le bien-être des animaux sera vérifié deux fois par jour en semaine, et une fois par jour les week-ends et jours fériés, par du personnel formé. Lors des interventions chirurgicales, une anesthésie générale et des traitements contre la douleur seront systématiquement appliqués et adaptés au cas par cas après l’intervention. Une attention particulière sera portée à la phase de réveil : les animaux seront placés dans un environnement chaud, sécurisé et confortable. Un suivi post-opératoire régulier sera effectué à l’aide d’outils validés pour évaluer leur état de santé et ajuster les soins si nécessaire. Des mesures de confort seront systématiquement mises en place : cage chauffée, enrichissement du milieu de vie, réduction du stress et des manipulations. En cas de douleur persistante ou de souffrance malgré les soins, des actions complémentaires seront envisagées, y compris une euthanasie si nécessaire, dans le respect des règles en vigueur.
Choix des espèces
Les lignées transéniques à conserver étant murines, cette espèce n'est donc pas rempaçable. Les mâles pour la vasectomie seront utilisés à 8 semaines de vie et les femelles entre 8-10 semaines, la maturité sexuelle devant être atteinte pour pouvoir réaliser la procédure.
Thérapie oncolytique dans un modèle de glioblastome orthotopique chez la souris. Etude en imagerie TEP/TDMX
- Recherche fondamentale
- Oncologie
120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, chacune subissant huit anesthésies gazeuses totalisant quatre-vingt-dix minutes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules cancéreuses leur sont injectées dans le cerveau au cours d'une intervention de trente-cinq minutes, suivies de deux injections d'un virus modifié et de trois séances d'imagerie nucléaire avec produit radioactif. Le porteur retient la souris parce que sa petite taille permet de réduire les quantités de radioactivité injectées. Il annonce comme bénéfice attendu une régression tumorale sans perte de poids ni effet secondaire notable, alors que les nuisances listées dans le même document comprennent une perte de poids, une encéphalite induite par le virus et des troubles de l'équilibre.
Objectifs
Malgré les traitements existants, les tumeurs cérébrales restent parmi les cancers ayant les plus mauvais pronostiques à court terme. La chirurgie n’est pas toujours possible, et même lorsqu’elle l’est, cette solution n’est souvent pas suffisante, comme en témoigne l’émergence de récidives dans la majorité des cas. La radiothérapie et la chimiothérapie ne sont pas plus efficaces, car elles engendrent rapidement une sélection des population cellulaires résistantes responsable des récidives. Ces aspects limitent l’espérance de vie des patients à 1 ou 2 années malgré la prise en charge thérapeutique. L’échec de ces thérapies est généralement lié à la récidive tumorale engendrée par des cellules résistantes aux traitements conventionnels surexprimant un marqueur tumoral spécifique. Le projet vise à développer un protocole complémentaire aux thérapies traditionnelles basé sur l’utilisation de virus capables d’éliminer les cellules cancéreuses. A ce jour le test le plus avancé pour l’utilisation de ce type de virus dans le cadre des glioblastomes (tumeur cérébrale) repose sur l’injection d’un adénovirus directement dans la tumeur. Toutefois cet adénovirus n’est pas sélectif des cellules cancéreuses. Même s’il les élimine moins efficacement que les cellules cancéreuses, il est aussi capable d’infecter les cellules saines. Cette non sélectivité induit une perte d’efficacité de la thérapie, des effets secondaires et complique son administration aux patients. Afin d’éliminer ces problèmes, nous utiliserons un virus innovant, capable de sélectionner préférentiellement les cellules résistantes exprimant le marqueur spécifique. La modification principale du virus consiste modifier une protéine de surface permettant d’obtenir un virus ciblant spécifiquement les cellules tumorales porteuse du marqueur spécifique. Il a été montré, en culture de cellules, que cette ce virus modifié se réplique préférentiellement sur les cellules tumorales par rapport aux cellules non tumorales. L’objectif du projet est de montrer que l’utilisation de ce vecteur viral conduit à l’élimination ou la régression de tumeurs obtenues par l’injection des cellules tumorales directement dans le cerveau via une administration intraveineuse. Ceci représenterait une avancée importante pour le traitement des patients. Le suivi de l'effet théraputique ce traitement sera réalisés en imagerie nucléaire avec l'injection de molécules radio-actives ciblant spécifiquement la tumeur.
Bénéfices attendus
Le traitement standard du glioblastome en clinique n’a pas évolué depuis 2005 avec un taux de survie à 5 ans qui n’excède pas 5%. Il est donc indispensable d’améliorer la prise en charge de cette maladie. Les bénéfices attendus sont : la mise en évidence d’une régression tumorale suite à l’injection du virus testé (en mono ou bi injection) sans perte de poids ou effet secondaire notable lors d'une administration systémique.
Procédures
Chaque animal sera sourmis à 1) 8 anesthésies gazeuses d'une durée de 3 à 30 minutes soit un total de 90 minutes sur la durée de l'étude, 2) une intervention chirurgicale (injection de cellules cancéreuses ) d'une durée de 35 minutes maximum, 3) 3 séances d'imagerie sous anesthésie d'une durée de 14 minutes chacune, 4) 2 injections de virus d'une durée de 4 minutes maximum
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sont : - hématome transitoire au niveau du site d'injection (72h maximum) , - perte de poids de l'animal, - développement de tumeur suite à l'injection de cellules tumorales, - encéphalite induite par le virus, - trouble de l’équilibre induit par la tumeur grossissante
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort pour des études complémentaires ex vivo sur les tissus et organes prélevés.
Remplacement
Afin de limiter le nombre d’animaux testés, la spécificité des virus utilisés a déjà été étudiée en culture cellulaire in vitro. Le virus non modifié n’a pas montré de sélectivité particulière pour les cellules tumorales par rapport aux cellules non tumorales , alors que le virus modifié permet une infection 210 fois plus sélective des cellules cancéreuses par rapport aux cellules non tumorales. La capacité des 2 virus à générer la mort cellulaire des modèles cellulaires tumorales a aussi été démontrée dans des expériences préliminaires (ainsi que dans la littérature). Il est maintenant indispensable de tester l’effet antitumoral de l’administration du virus sur un modèle animal de glioblastome. En effet, le modèle cellulaire ne peut pas recréer le micro-environnement tumoral ni les interactions avec le système immunitaire
Réduction
L’imagerie TEP (Tomographie à Emission de Positon) est peu invasive qui permet ainsi le suivi longitudinal des animaux. Chaque animal devenant son propre témoin, il est possible de réduire le nombre d’animaux par groupe. Cet effectif est suffisant pour s'affranchir des effets de variabilité et des sorties d'étude en raison d’atteinte de point limite. Le test statistique utilisé est adapté pour les petits effectifs.
Raffinement
Les animaux sont placés à plusieurs par cage, ont accès à l' eau et à la nourriture à volonté, et leur environnement est enrichi (tunnel en PVC, frisure, ouate de cellulose, bâtons de bois) afin de respecter les interactions sociales et permettre une activité motrice. La frisure de papier kraft est un enrichissement qui diminue le stress de l’animal et facilite sa thermorégulation ; elle permet également de créer des nids simulant ainsi l’activité naturelle. les injections de cellules et les séances d'imagerie sont réalisées sous anesthésie générale. Une analgésie pré et post opératoire est également administrée lors de la chirurgie. Une période d’acclimatation d’une dizaine de jours est respectée. Par ailleurs, les animaux sont observés quotidiennement par du personnel qualifié et formé à l’observation des animaux. Ainsi, un score clinique est attribué et une grille de points limites a été mise en place pour identifier la souffrance animale.
Choix des espèces
Des tests cellulaires in vitro ont déjà été réalisés. Cependant, le modèle animal est indispensable pour évaluer l’effet thérapeutique des virus dans des modèles tumoraux, en l’occurrence le glioblastome. La souris est l’espèce la plus adaptée pour répondre à cette question. De plus par sa taille, elle permet de réduire les quantités de radioactivité injectées à l’animal et donc les effets secondaires. Nous utiliserons des souris adultes de 7 semaines conformément à la littérature et aux protocoles expérimentaux déjà réalisés dans les projets précédents pour valider l'efficacité de ces virus dans le traitement du glioblastome
Etude du rôle des récepteurs astrocytaires dans la mémoire.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une perte de poids de 5 à 12 % est planifiée et un score de souffrance égal ou supérieur à 7 déclenche la mise à mort : 180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Chacune subit une chirurgie cérébrale avec implantation d'une lentille ou d'une fibre optique, puis reste isolée en cage pendant les tests. Quatre-vingts souris reçoivent des chocs électriques aux pattes lors d'un conditionnement de trace, cent autres passent douze jours consécutifs de labyrinthe à raison de quarante minutes par jour, sous restriction alimentaire. Le projet relève de la recherche fondamentale sur le rôle des astrocytes dans la mémoire, les retombées annoncées pour la maladie d'Alzheimer restant au conditionnel, tandis que le porteur écrit qu'il est "indispensable" de déterminer la contribution de ces récepteurs.
Objectifs
Depuis maintenant plusieurs décennies, de nombreuses études indiquent que l’astrocyte, une cellule support des neurones, joue un rôle clé au cours de la communication neuronale aussi appelée transmission synaptique. En effet, cette cellule détecte l’information transmise au niveau de la synapse (zone de communication entre deux neurones) et en retour régule la transmission synaptique via la libération de transmetteurs. L’astrocyte est capable de réguler l’efficacité de la transmission synaptique lorsqu’un récepteur astrocytaire est activé. En retour cette cellule libère des transmetteurs qui pourraient jouer un rôle clé dans la mémoire. Dès lors, il est indispensable de déterminer la contribution des récepteurs astrocytaires dans la mémoire.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les mécanismes astrocytaires sous-tendant la mémoire et l’apprentissage. Au travers des résultats attendus, ce travail pourrait avoir des répercutions positives sur la recherche pré-clinique s’intéressant aux maladies neurodégénératives touchant la mémoire, comme la maladie d’Alzheimer, et pourrait à terme mettre en lumière de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Les différents gestes techniques utilisés lors de ce projet sont au nombre de 4 : - Chirurgie : les animaux seront anesthésiés durant toute la chirurgie (soit environ 30min par animal, ou 1h pour les études nécessitant l’implantation de la lentille ou de la canule optique). Les animaux subiront au total 2 injections (2min30 chacune). La totalité des animaux seront concernés, soit 180 animaux; - Implantation des lentilles ou fibres : 20min. Un animal sera implanté une seule fois. Le système sera laissé en place le temps de réaliser les tests comportementaux. La totalité des animaux est concernée, soit 180 animaux; - Test comportemental de conditionnement de trace : les animaux seront testés sur 3 jours consécutifs (8 minutes par jour). 80 animaux sont concernés; - Test comportemental en labyrinthe : les animaux seront testés pendant 12 jours consécutifs (environ 40min par jour de test). 100 animaux sont concernés par ce test comportemental.
Impact sur les animaux
Les effets stressants chez les animaux sont liés à : - une chirurgie - une privation alimentaire - une mise en cage individuelle pour les tests comportementaux - l'application de chocs électriques. Néanmoins, afin de réaliser nos études neurobiologiques, les animaux sont mis à mort rapidement (90 min après le début du test comportemental). Concernant les procédures chirurgicales, une douleur ainsi qu’une perte de poids peuvent survenir dans des cas très rares. Si tel est le cas, une injection d'antalgiques sera réalisée pour calmer la douleur. La plaie chirurgicale sera observée quotidiennement afin de déceler les traces d’infection au niveau du site opératoire (rougeur, enflure, écoulement, saignement). Si la plaie présente un de ces signes, nous appliquerons un spray désinfectant et cicatrisant à base de cire d’abeille quotidiennement, jusqu’à complète cicatrisation et pendant 7 jours maximum. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas, nous ferons intervenir la vétérinaire responsable. Enfin, en cas d’absence d’amélioration de l’état de l’animal après traitement, il sera mis à mort. Concernant les chocs électriques, lors de la phase de conditionnement (un seul jour), l’animal ressentira une douleur peu intense et très brève au niveau de ses pattes suite aux chocs électriques. Après l’application de ces chocs, aucun autre effet indésirable n’est attendu. En effet, les diverses expériences réalisées précédemment ont montré qu’il n’y avait aucune augmentation de bagarres ou de comportements anormaux des animaux (prostration, freezing). Si au cours de l’expérience, les lentilles se détachent, ce qui arrive très rarement, l’animal sera aussitôt exclu de l’expérimentation et mis à mort. Si l’animal présente des signes de douleur suite aux chirurgies, nous injecterons immédiatement un antalgique pour calmer la douleur. Si nous n’observons pas d’amélioration de l’état de l’animal, nous ferons intervenir la vétérinaire responsable. Enfin, en cas d’absence d’amélioration de l’état de l’animal après traitement, il sera mis à mort.
Devenir
A l’issue de toutes les expériences, les animaux ne seront pas gardés du fait des techniques/procédures subies et seront de ce fait mis à mort.
Remplacement
Travaillant sur les interactions des cellules neuronales et astrocytaires dans le contexte de la mémoire, il est impossible de recourir à des modèles bioinformatiques ou à des cellules en culture. L’étude in vivo est donc indispensable.
Réduction
Le nombre de souris par groupe a été évalué sur la base des travaux précédents. Le projet sera réalisé sur des souris mâles et femelles. Si au cours du projet nous observons que les résultats sont similaires entre les mâles et les femelles, nous poolerons les données obtenues ce qui permettra de REDUIRE de moitié le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
A leur arrivée, les animaux seront classiquement hébergés dans des cages enrichies, en petits groupes sociaux de 8 individus. Ils auront accès à l’eau et nourriture ad libitum jusqu’au début des tâches comportementales. Les animaux seront stabulés dans une animalerie thermorégulée avec hygrométrie contrôlée. Un changement de litière sera effectué une fois par semaine. Pour les procédures avec restriction alimentaire, les animaux seront isolés dès le début de la restriction, et ce pendant toute la tâche comportementale, afin de contrôler le rationnement alimentaire de chaque animal. Ces animaux sont surveillés et pesés quotidiennement à partir du moment où les animaux seront en restriction alimentaire et la quantité quotidienne de nourriture sera adaptée en fonction de leur poids. Leur perte de poids (5 à 12 % de leur poids de base) sera ainsi progressive et contrôlée. Si la perte de poids dépasse les 12%, alors on augmentera la ration alimentaire. Si l’animal continue à perdre du poids, alors on rajoutera de la nourriture en poudre. Si malgré ces mesures, l’animal ne reprend pas son poids initial, ceci sera considéré comme un point limite et l’animal sera mis à mort. Pour le test de conditionnement de trace, les animaux seront isolés 3 jours avant le début de la tâche, pendant une durée totale de 5 à 6 jours. Lors de l’isolement, un tube en carton sera rajouté dans la cage pour augmenter l’enrichissement. De plus, on vérifiera tous les jours que les cages avec des animaux seuls seront collées les unes aux autres pour augmenter les interactions olfactives et visuelles. Outre le poids, d’autres indices seront surveillés quotidiennement durant tout le temps des procédures et des points limites précis et adaptés ont été définis. Nous regarderons également l’apparence et le comportement (poils ébouriffés, animal prostré, posture anormale, vocalisations, agitation). Au cours de l'expérimentation, si l'animal présente des signes de douleur, nous injecterons immédiatement un antalgique pour calmer la douleur. Les injections seront répétées si besoin toutes les 24h jusqu'à amélioration de l'état de l'animal. En revanche, si le score obtenu après évaluation de l'état de l'animal est égal ou supérieur à 7 (annexe 2), il sera mis à mort.
Choix des espèces
La souris est un mammifère dont les comportements peuvent être rapprochés de ceux de l’espèce humaine. De plus, la souris est classiquement utilisée afin de mieux comprendre le rôle des cellules gliales dans la communication neuronale et les processus de mémoire. Enfin, la souris offre une possibilité plus grande de manipulations génétiques. Les questions que nous posons concernent le stade adulte, c’est pourquoi les expériences seront réalisées sur des souris adultes âgées de 16 à 20 semaines.
Etude d’innocuité et d’efficacité de molécules destinées au traitement des accidents vasculaires cérébraux dans un modèle d’AVC hémorragique chez le rat.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
De la collagénase bactérienne est injectée dans le striatum de 1 188 rats pour provoquer une hémorragie cérébrale, au cours d'une chirurgie de quinze à vingt minutes. Ces rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec IRM sous anesthésie jusqu'à six fois et batteries de tests sensorimoteurs répétées jusqu'au vingt-et-unième jour. Le porteur qualifie les déficits fonctionnels de légers à court et moyen terme tout en décrivant des pertes d'équilibre et une faiblesse musculaire des membres opposés à la lésion. À la fin, la cage thoracique de chaque animal est ouverte pour une ponction cardiaque, suivie d'une perfusion du cerveau avant prélèvement.
Objectifs
En clinique, les hémorragies intracérébrales spontanées (HICS) ou AVC hémorragiques, non traumatiques, résultent d'une irruption plus ou moins importante de sang dans le tissu cérébral faisant suite à la rupture d'un vaisseau cérébral. À ce jour, aucune stratégie thérapeutique pharmacologique permettant de réduire les effets délétères d'un hématome sur le parenchyme cérébral n'est disponible. L'objectif de ce projet préclinique longitudinal est de tester des stratégies thérapeutiques innovantes dans un modèle d'AVC hémorragique chez le rat afin d'étudier leur impact sur les volumes hémorragiques et lésionnels grâce à l’IRM, ainsi que sur la récupération fonctionnelle. Pour ce faire, nous utiliserons un modèle d'AVC hémorragique consistant en l'injection latéralisée de collagénase bactérienne dans le striatum. Cette chirurgie, bien documentée, reproduit fidèlement la physiopathologie de l'AVC hémorragique, permettant une meilleure transposabilité des résultats obtenus vers la clinique. L'AVC sera induit sur des rats adultes d’environ 300 g (environ 8 semaines), chez des individus femelles et mâles, afin de reproduire la diversité clinique.
Bénéfices attendus
Actuellement, la prise en charge des patients en phase aigüe de la pathologie ne repose sur aucun traitement pharmacologique. Ainsi, il est indispensable depuis des décennies de développer des stratégies thérapeutiques innovantes dans le domaine de l’AVC hémorragique. C’est l’objectif fondamental de ce projet qui consiste en l'exploration de diverses approches thérapeutiques, en employant différents modes d'administration distincts, afin d'évaluer leur incidence sur les aspects cruciaux de l’AVC explicités dans les paragraphes précédents. En cas de résultats défavorables, les différents tests thérapeutiques auront contribué à élargir le champ des connaissances scientifiques dans le domaine de l'accident vasculaire cérébral hémorragique, offrant des enseignements précieux pour orienter de futures recherches et guider le développement de stratégies thérapeutiques novatrices. En présence de résultats encourageants, les molécules fournies par les partenaires industriels seront soumises à des essais cliniques, avec pour objectif ultime la mise sur le marché dans les années à venir. Ces résultats auront également un impact sur la communauté scientifique, stimulant la collaboration entre le secteur public et privé. Les résultats bénéfiques permettront non seulement d'offrir un nouvel espoir aux patients victimes d'AVC, mais également d'encourager la poursuite des travaux de recherche sur des axes thérapeutiques spécifiques. Cette collaboration renforcée entre public et privé favorisera un échange continu d'idées et d'expertise, créant ainsi un environnement propice à l'innovation et à la progression des connaissances dans le domaine. Pour finir, en obtenant l'approbation réglementaire, certaines des thérapies que nous souhaitons tester pourront donc bénéficier à un grand nombre de patients, marquant ainsi une avancée importante dans la prise en charge de l'AVC hémorragique.
Procédures
Les 1188 animaux de cette DAP seront soumis à une chirurgie au niveau de la tête afin d’injecter de la collagénase dans le cerveau des rats dans le but d’obtenir un AVC hémorragique. Cet acte chirurgical, se déroulant à J0, durera 15 à 20 minutes et l’animal restera endormi environ 30 minutes. La pose d’un cathéter dans la veine de la queue sera nécessaire pour certains animaux afin d’administrer un traitement en intraveineux. La pose de cathéter à travers la peau prendra moins d’une minute. À J0, J1, J5, J7, J14 et J21 en fonction des sous-groupes, les animaux seront soumis à l'IRM sous anesthésie générale, pour une durée variant de 15 à 40 minutes. Tous les animaux ne passeront pas chaque jour. Les animaux passeront également une batterie de tests comportementaux ayant pour but de contrôler les déficits sensorimoteurs après AVC et la récupération fonctionnelle au cours du temps. Ces tests se dérouleront jusque 7 jours avant l’induction de l’AVC pour déterminer l’activité basale, puis à J1, J2, J3, J5, J7, J14 ou J21. Chaque animal passera moins de 15 minutes pour chacun des tests. Une randomisation sera effectuée pour répartir les animaux en plusieurs sous-groupes expérimentaux, afin d’éviter que chaque animal ne participe à l'ensemble des jours d'acquisition et à l’ensemble des tests. Enfin, à la fin du projet, les animaux seront soumis à une ouverture de la cage thoracique pour accéder au cœur et faciliter le prélèvement sanguin par ponction cardiaque. Viendra ensuite soit une perfusion transcardiaque permettant la fixation du cerveau avant son prélèvement soit un prélèvement du cerveau frais. La durée de cette intervention sera comprise entre 10 et 15 minutes pour la perfusion puis 10 minutes pour les différents prélèvements.
Impact sur les animaux
Le modèle, par définition, reproduit les effets d’un AVC hémorragique, à savoir des déficits sensorimoteurs induits par les lésions cérébrales due à l’hématome et à l’œdème au niveau cortical et striatal. Les déficits fonctionnels sont considérés comme léger à court et moyen terme dans ce modèle d’AVC, mais peuvent occasionnellement entraîner des pertes d’équilibres et une faiblesse musculaire des membres opposés à la lésion chez l’animal. A long-terme les déficits fonctionnels ne sont plus que légèrement perceptibles. Les tests comportementaux réalisés par du personnel entraîné ne sont pas destinés à induire de la souffrance animale, mais leur répétition fréquente au fil du temps peut engendrer du stress chez les animaux. Un animal trop stressé et incapable de réaliser un test particulier sera exclu de celui-ci. Tout au long de l’étude l’animal peut aisément continuer à s’alimenter, s’abreuver et se fabriquer un nid avec les enrichissements mis à disposition dans la cage.
Devenir
A la fin du projet, tous les animaux seront donc mis à mort permettant le prélèvement du cerveau post fixation ou frais pour analyse.
Remplacement
Ce projet correspond aux étapes des tests d’innocuité et d’efficacité de thérapeutiques in vivo faisant suite aux nombreuses expérimentations et validations réalisées in vitro par les industriels financeurs. Actuellement il n’existe aucune méthode alternative à l’expérimentation animale nous permettant d’obtenir le même niveau d’information obtenue avec l’expérimentation animale. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons dans la littérature et au sein de notre laboratoire font du rat le modèle préférentiel pour mener à bien ce projet. En effet, rattus norvegicus est l’une des espèces animales la plus étudiée dans le domaine de l’AVC hémorragique, permettant une analyse comparative et critique des résultats obtenus.
Réduction
Les données extraites de la littérature scientifique préclinique, combinées surtout à une étude de détermination de la puissance statistique régulièrement mise à jour avec nos données permettent de définir un nombre minimal d’animaux de 18 par groupes dans nos conditions protocolaires. Cette approche nous offre la capacité de visualiser des différences réelles de manière statistiquement significative entre les groupes étudiés. Afin d’anticiper les exclusions d’animaux dues à des erreurs techniques ou à de la mortalité, l’augmentation de l’effectif de 22 par groupes expérimentaux est obligatoire pour atteindre un effectif final satisfaisant de 18 animaux par groupe. Maintenir cette marge de sécurité contribue à assurer la validité scientifique de notre projet tout en respectant les normes éthiques et les principes de réduction du nombre d'animaux utilisés en recherche. Ainsi, en optimisant le nombre d'animaux utilisés, nous parvenons à concilier l'efficacité de notre projet avec sa valeur scientifique, conformément aux principes de réduction du nombre d'animaux utilisés en recherche.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE) et isolés de tous les bruits extérieurs. Au sein de chaque cage, les animaux auront toujours accès à divers types d’enrichissements : des tunnels en carton et briques aspen, ainsi qu’accès ad libitum à la nourriture et à l’eau pendant toute la durée de stabulation. Leur bien-être sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés. Durant toute la durée de l’étude, les animaux seront régulièrement pesés (2 fois par semaine au minimum). Pendant l’opération chirurgicale conduisant à l’AVC hémorragique, l’animal sera et aura une couverture analgésique administrée en sous-cutanée (entre 30 minutes et 1h avant) avant la première incision expérimentale. L’anesthésie générale sera maintenue jusqu’au réveil. Sur le cadre stéréotaxique, pour limiter les douleurs liées aux barres d’oreilles proches du conduit auditif du rat, une anesthésie locale sera appliquée. De plus, chaque site d’incision de peau sera précédé d’une tonte préalable du pelage, d’une désinfection ainsi que de l’injection d’un anesthésiant local en sous-cutané. Les yeux de l’animal seront protégés avec du gel ophtalmique pendant toute la durée de la chirurgie. La température corporelle de l’animal sera maintenue à 37.5 ± 0.5°C grâce à un système de couverture chauffante rétrocontrôlée. Le choix de la technique de sutures se portera sur la méthode des points séparés, offrant une plus grande résistance que le surjet par exemple, et limitant le risque pour l’animal de rompre ses points et donc de déhiscence de la plaie. Même si la surveillance des animaux s’effectuera en continue, elle sera accrue pendant les premières heures de réveil. Des injections d’analgésique seront réalisées dans les premières heures suivant la chirurgie (relais de l’injection pré-opératoire) puis le lendemain de la chirurgie afin de maintenir une couverture analgésique post-chirurgicale. En cas de constatation post-opératoire de dépassement des points limites fixés et détaillés plus bas dans cette DAP, l’animal sera mis à mort par injection léthale de pentobarbital. Enfin, une surveillance stricte des rats sera réalisée pendant les jours suivants l’opération.
Choix des espèces
Le rat (Rattus Norvegicus) occupe une place importante dans la recherche en neurosciences et plus particulièrement dans le développement de stratégies thérapeutiques. Cette prépondérance découle de divers facteurs, notamment les homologies vasculaires et génétiques entre l’Homme et le rat, le coût relativement bas, et la logistique aisée associée à l'élevage et la stabulation de ces rongeurs. Ces caractéristiques (entre autres) font du rat un modèle animal privilégié pour la recherche préclinique. Dans le contexte spécifique de l'AVC hémorragique, l'utilisation du rat devient incontournable. En effet, il offre la possibilité d'une analyse comparative et critique des résultats obtenus avec ceux de la littérature, renforçant ainsi la fiabilité des conclusions et leur applicabilité potentielle chez l'Homme. Les animaux utilisés seront adultes le jour de l’induction de l’AVC pour un poids moyen d’environ 300 g. Nous effectuerons notre modèle sur des adultes afin de pouvoir comparer les données de cette étude avec celles déjà disponibles dans notre laboratoire et dans la littérature scientifique du domaine.
Etude des mécanismes de l’hypertension artérielle maligne chez la souris, 1/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système urogénital
Toutes tuées pour le prélèvement de leurs tissus, 6 030 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent cinq injections, subissent une chirurgie sous anesthésie et sont placées jusqu'à cinq fois en cage métabolique pendant six heures pour la collecte d'urine, avec une échographie cardiaque dans un second établissement. L'hypertension artérielle maligne induite peut atteindre le cœur, les reins et la rétine, et les souris hypertendues urinent assez pour imposer un changement de cage fréquent. Le porteur justifie l'effectif de 6 030 par un plan expérimental stéréotypé et conclut que le recours au modèle animal est "nécessaire", la culture cellulaire ne reproduisant pas les interactions entre organes.
Objectifs
L’hypertension artérielle maligne est définie par l’association d’une tension artérielle élevée à des signes objectifs de l’atteinte des organes cibles de l’hypertension artérielle : reins, cerveau, rétine, coeur. Les objectifs du projet seront d'étudier une voie protectrice des vaisseaux sanguins dans l'hypertension artérielle. L’intérêt de ce projet est donc de comprendre deux systèmes modifiant la tolérance des vaisseaux sanguins à l’hypertension artérielle en particulier dans le coeur et les reins. Le projet se déroulera dans 2 établissement utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait aboutir à l'identification de paramètres sanguins et de variants génétiques qui pourraient être des marqueurs prédictifs et/ou diagnostic de l'hypertension artérielle maligne. Si l'hypothèse proposée se confirme, ceci pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques pour les patients atteints d'une hypertension artérielle maligne.
Procédures
Etablissement 1: Injections (5 x 30 secondes), chirurgie légère sous anesthésie générale avec analgésie (1 x 5 minutes), prélèvement d'urine en cage métabolique ( jusqu'à 5 fois, 6h à chaque fois), prélèvement sanguin sur animal anesthésié (1 fois au moment de la mise à mort). Etablissement 2: Echographie cardiaque sous anesthésie générale (1 fois 20 minutes)
Impact sur les animaux
Effets indésirables liés à l'expérimentation: inconfort lié à la préhension des animaux, douleur au point d'injection, inconfort lié aux cages métaboliques. Effets de la chirurgie: douleurs post-opératoire. Effets du modèle pathologique d'HTA: potentiellement atteinte des organes cibles (coeur, reins et rétines). Stress lié au transport des animaux.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour prélèvement des tissus
Remplacement
Différentes approches sont utilisées pour analyser les mécanismes de l'atteinte vasculaire liés à l'hypertension artérielle, incluant les cultures cellulaires (in vitro). En général, les expériences de remplacement ne peuvent pas reproduire la complexité des mécanismes mis en jeu au cours de l'hypertension artérielle comme les interactions entre les vaisseaux et le système immunitaire ou les interactions entre organes. C'est pourquoi le recours au modèle animal est nécessaire, en choisissant la souris comme modèle classique de mammifère, et comme modèle expérimental établi, avec de nombreux outils génétiques disponibles, un temps de génération court et des portées de grande taille
Réduction
Le nombre d'animaux est calculé sur la base d’un plan expérimental stéréotypé permettant d’obtenir la puissance statistique nécessaire à l’obtention de conclusions biologiquement pertinentes. Un maximum d'organes d'intérêt par animal est prélevé afin de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux seront élévés en cages enrichies et surveillés quotidiennement pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques pouvant indiquer une souffrance ou un mal-être. Les souris hypertendus urinent beaucoup. Pour cette raison, le nombre d'animaux par cage est limité à 3 et les cages sont changées dès que nécessaire. Les procédures chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec une analgésie péri-opératoire. Les échographies cardiaques qui sont non invasives, sont réalisées sous anesthésie gazeuse.
Choix des espèces
La physiologie des fonctions rénales chez la souris étant similaire à celle de l’homme, les expériences menées chez la souris offrent des modèles valides d’étude des pathologies humaines. De plus, le modèle d'hypertension artérielle utilisé au cours de ce projet est établi et validé par la communauté scientifique. Nous utilisons des souris adultes agées de 10 à 20 semaines car il faut de jeunes adultes. En effet, l'age est un facteur de risque de fibrose rénale et utiliser des souris trop agées induirait une plus grande variabilité de nos résultats expérimentaux
Étude du développement des neurones inhibiteurs dans le cerveau visuel de la souris
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour observer comment se forment les circuits inhibiteurs du cortex visuel, 960 souris génétiquement modifiées vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie des souriceaux reçoit une injection dans le cerveau, puis une plaque métallique est fixée sur leur crâne par chirurgie. Les animaux vivent ensuite en cage avec cet implant et sont immobilisés par la tête, éveillés, jusqu'à trente-deux séances d'une heure trente réparties sur trois mois. Une partie est tuée pour des analyses post-mortem, les autres sont proposées en don à d'autres équipes ou tuées faute de pouvoir être réutilisées en raison de leur modification génétique.
Objectifs
Notre projet de recherche cherche à comprendre comment se développent les réseaux inhibiteurs, ces circuits neuronaux qui régulent l'activité du cerveau, dans les régions responsables du traitement de la vision. Ces circuits sont composés de neurones particuliers, appelés interneurones, qui ont pour rôle de moduler l'activité cérébrale en empêchant une excitation excessive. Ils sont essentiels pour assurer un traitement équilibré et précis des informations visuelles. Nous étudierons chez des souris génétiquement modifiées comment ces réseaux inhibiteurs se forment et se connectent pendant le développement, en particulier dans le cortex visuel primaire, une région clé pour interpréter ce que nous voyons. Notre hypothèse est que le bon développement de ces réseaux est crucial pour que le cerveau puisse analyser les images de manière stable et cohérente. En comprenant mieux la manière dont ces circuits se construisent, nous espérons aussi mieux cerner certains troubles du développement cérébral, comme ceux liés à l'autisme ou à la schizophrénie, où l'équilibre entre excitation et inhibition est souvent perturbé.
Bénéfices attendus
Les maladies cérébrales ont un impact profond sur la santé des individus, affectant leur autonomie, leur éducation, leur capacité à travailler, leur mobilité ainsi que leurs relations sociales. Elles représentent ainsi un lourd fardeau à la fois humain, social et économique. Il est donc essentiel de mieux comprendre les propriétés fondamentales qui régissent la force, la dynamique, l’organisation spatiale, la localisation anatomique et la composition moléculaire des connexions synaptiques entre types neuronaux spécifiques, tant dans des conditions normales que pathologiques. Nous faisons l’hypothèse que de nombreux troubles cognitifs et psychiatriques, tels que la schizophrénie, l’autisme, la dépression, ou encore certaines formes de douleur chronique, trouveraient leur origine dans un dysfonctionnement des circuits du néocortex. Toutefois, les mécanismes précis du fonctionnement normal de ces circuits, ainsi que les altérations qui surviennent dans ces pathologies, restent encore largement inconnus. Par le biais de nos recherches, nous visons à combler ces lacunes fondamentales. En utilisant des modèles animaux génétiquement modifiés, nous serons en mesure de cibler des types cellulaires et des réseaux neuronaux spécifiques. Cela nous permettra d’élaborer un cadre physiopathologique robuste pour mieux comprendre les maladies du cerveau, avec pour objectif à long terme de développer de nouvelles approches thérapeutiques et d'améliorer la prise en charge des patients. En comprenant mieux la manière dont ces circuits se construisent, nous espérons aussi mieux cerner certains troubles du développement cérébral, comme ceux liés à l'autisme ou à la schizophrénie, où l'équilibre entre excitation et inhibition est souvent perturbé.
Procédures
Un petit prélèvement du bout de la queue sera fait sur une partie des jeunes animaux vigiles (1 fois, moins d’1min) afin de connaitre leur patrimoine génétique. Une partie des souriceaux recevra une injection dans une zone du cerveau (1 fois, durée 5minutes environ) sous anesthésie générale. Ces animaux auront au minimum 9 jours après une implantation d’un dispositif sur leur tête lors d’une procédure chirurgicale, sous anesthésie générale et analgésie adaptée (1 fois, durée 1h maximum). Ils seront ensuite habitués au dispositif expérimental pendant 5 jours, avec 1 à 2 sessions quotidiennes en commençant par quelques minutes et en augmentant progressivement jusqu'à 1h30 maximum. L’habituation pourra être prolongée d’1 semaine si nécessaire, soit 20 sessions maximum par animal avec 1h30 maximum par session. Des enregistrements quotidiens de 1h30 sont effectués ensuite, sur animal vigile, pendant 4 jours consécutifs, pendant 3 mois avec 1 semaine de repos entre chaque période d’enregistrements de 2 semaines, soit 32 sessions maximum par animal avec 1h30 maximum par session. Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir un stress dû aux manipulations et contentions nécessaires au cours du projet. Pour connaitre le patrimoine génétique des animaux nous prélèverons un petit fragment de la queue pouvant générer une brève et légère douleur. Pour la biopsie caudale, il y a un risque de saignement. L’injection intracérébrale chez les souriceaux est associée à un risque d’hémorragie et un risque de rejet de la portée par la mère. L'implantation d'une plaque métallique sur la tête des animaux pour l'imagerie biphotonique nécessite une procédure chirurgicale qui est associée à un risque de douleur et d’inconfort pendant quelques jours ainsi qu’un risque d’infection. Cette chirurgie implique une anesthésie générale qui entrainera un risque d’hypothermie, de sécheresse oculaire et de dépression cardiorespiratoire. De plus, après l'implantation de la plaque métallique, l'animal devra vivre dans la cage avec cette plaque métallique sur la tête, ce qui peut provoquer une gêne due à l’encombrement et limiter son comportement habituel, il existe également un risque rare de perte de l’implant. Afin d'imager l'animal sous un éclairage à deux photons, les animaux seront éveillés mais leur tête sera immobilisée, ce qui limitera les mouvements de la tête et génèrera un stress pour les animaux.
Devenir
À la fin des procédures, une partie des animaux sera euthanasiée afin de réaliser des analyses post-mortem et les autres seront proposés en dons à d’autres équipes ou euthanasiés car ils ne pourront pas être réutilisés en raison de leur modification génétique spécifique.
Remplacement
Il n’y a malheureusement pas d’alternatives à l’utilisation d’animaux pour ces expériences, car l'objectif est de découvrir le fonctionnement de zones spécifiques dans le cerveau intact. Il s'agit d'une question empirique qui nécessite l'examen de circuits intacts pour y répondre. Il n'existe aucune lignée cellulaire qui récapitule avec précision la physiologie neuronale des animaux, et comme nos expériences étudient les interconnexions entre les neurones qui se produisent dans le cerveau intact, ces expériences ne seraient pas possibles en culture cellulaire. Il est important de noter que notre projet scientifique global comporte une composante alternative à l’expérimentation animale : l’analyse de modèles in silico (création d’un modèle numérique du circuit neuronal étudié incluant les résultats de notre caractérisation expérimentale). Ce modèle sera diffusé publiquement et constituera une alternative à l’expérimentation animale pour l’étude du rôle fonctionnel de certaines cellules cérébrales spécifiques.
Réduction
Le nombre total d'animaux impliqués dans ce projet (960) est calculé en tenant compte des mesures de réduction. Le nombre d'animaux utilisés dans les procédures sera réduit en effectuant différentes procédures sur un seul animal : les animaux recevront des injections virales puis participeront à l’imagerie afin de maximiser les mesures longitudinales multiples sur un même animal. Nos compétences chirurgicales permettront également de réduire le nombre de complications chez les animaux et de minimiser les dommages durables. En outre, notre expertise dans l'entraînement des animaux à être fixées par la tête dans l'installation d'imagerie réduira également la variabilité et, dans une large mesure, les nombres globaux nécessaires pour obtenir une signification statistique dans les cohortes. Enfin, notre choix de la taille de l'échantillon est basé sur des études précédentes et est cohérent avec ceux généralement employés dans le domaine. La taille réelle de l'échantillon dépendra de la variabilité de la lecture biologique. Il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Il est également important de noter que le projet comporte un plan de partage de données. Les données expérimentales seront disponibles en libre accès sur la plateforme https:ebrains.eu (la plateforme de partage de données neuroscientifiques financées par l’U.E.) ce qui permettra à d’autres équipes de profiter de ces données, leur évitant ainsi de reproduire ces expériences, et réduira donc le nombre d’animaux utilisés à terme.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce. Les conditions d'élevage et d'hébergement (enrichissement de l'environnement avec des carrés de coton, bâtonnet de bois à ronger et maison) sont mises en œuvre afin d'accroître autant que possible le bien-être des animaux. Les animaux seront observés quotidiennement. En cas d’anomalie celle-ci sera gérée en collaboration avec la structure chargée du bien-être animal et le vétérinaire qui apportent conseils et recommandations pour assurer une prise en charge adaptée de l’animal. Le prélèvement pour connaitre le patrimoine génétique des animaux sera le plus petit possible et réalisé sur de jeunes animaux (cicatrisation rapide). Nous nous assurerons de la bonne reprise en charge des petits par leur mère immédiatement après le geste et environ 30 minutes après. La chirurgie stéréotaxique sera effectuée sous anesthésie générale et des analgésiques seront administrés avant et après l’intervention pour limiter la douleur. Nous maintiendrons la température des animaux au cours de toute la durée de l’anesthésie pour éviter toute hypothermie. Un soutien nutritionnel et hydrique ainsi qu’une surveillance étroite seront mis en place à la suite des chirurgies pour s’assurer de la bonne récupération des animaux. Pour les séances d’imagerie tête fixée, afin de réduire le stress, nous prévoyons d'effectuer entre 1 et 2 semaines d'habituation des animaux au dispositif de fixation de la tête. Nous ajusterons également la surface du disque rotatif pour faciliter une bonne prise pour les animaux et réduire l'inconfort. Et enfin nous prévoirons des périodes de repos entre les sessions d’imagerie, par exemple 3 jours de repos par semaine et 1 semaine de repos toutes les 2 semaines. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale.
Choix des espèces
Les propriétés de base des microcircuits de cellules du cerveau chez la souris sont similaires à celles des autres mammifères, y compris l'homme, ce qui rend les résultats obtenus avec un tel modèle éventuellement transposables à la médecine humaine. Actuellement, seuls les modèles murins nous permettent de visualiser les types de cellules spécifiques que nous étudions. Les souris peuvent être génétiquement modifiées révélant ainsi la fonction de gènes spécifiques. Le développement du cerveau chez la souris est très bien caractérisé, ce qui facilite les études anatomiques et fonctionnelles. Dans ce projet, nous prévoyons d'étudier les mécanismes cellulaires aux stades précoces et tardifs du développement. C'est pourquoi nous prévoyons d'utiliser des animaux dès leur naissance et jusqu'à plusieurs mois.
Evaluation de nouveaux axes thérapeutiques dans le cadre de récidives de glioblastomes post-chirurgicales.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Des cellules tumorales leur sont injectées dans le cerveau, puis la tumeur est retirée par chirurgie et remplacée par un gel chargé de médicaments : 1 512 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal peut recevoir jusqu'à six injections thérapeutiques et quatre injections d'agents d'imagerie, avec deux prélèvements sanguins par séance. Le porteur décrit une combinaison de radiothérapie, d'immunothérapie et d'ultrasons destinée à traiter les récidives de glioblastome après opération, les retombées pour les patients restant annoncées comme une survie prolongée et une meilleure qualité de vie. Il annonce quatre sessions d'imagerie au maximum et écrit dans le même paragraphe que chaque animal pourra être examiné jusqu'à six fois.
Objectifs
Le glioblastome est la forme la plus fréquente et la plus agressive de tumeur cérébrale primaire. Son taux élevé de récidive, associé à une survie médiane inférieure à un an, souligne la difficulté à traiter efficacement cette pathologie. Bien que la résection chirurgicale demeure la principale approche pour réduire la masse tumorale et soulager les symptômes, elle ne permet jamais une élimination complète de la tumeur. En effet, des cellules tumorales résiduelles, souvent localisées aux marges de la zone réséquée, contribuent inévitablement à la récidive du cancer. De plus, la chirurgie engendre des modifications substantielles de l’environnement tumoral, favorisant la prolifération, la migration et la résistance des cellules tumorales, ce qui rend encore plus complexe la mise en place d’un traitement efficace. C’est dans ce contexte que le projet proposé cherche à développer des stratégies thérapeutiques innovantes pour traiter le glioblastome. L’objectif est de combiner différentes approches : notamment la radiothérapie externe et interne, ainsi que des immunothérapies administrées soit localement sous forme de gel biodégradable, soit par injection. Une dimension supplémentaire de ce projet est l’utilisation d’une technique d’ultrasons thérapeutiques, qui doit favoriser le passage dans le cerveau des médicaments immunothérapeutiques et ainsi renforcer leur efficacité. Deux approches principales seront visées par la radiothérapie: d’une part, en ciblant le côté prolifératif et immunosuppresseur de la tumeur, et d’autre part en ciblant certaines voies métaboliques de la tumeur. Ces thérapies seront testées en combinaison ou non à des immunothérapies ciblées combinées ou non à des ultrasons thérapeutiques. L'efficacité de ces approches sera évaluée grâce à des techniques d’imagerie avancées, qui permettront de suivre de près la réponse biologique des tumeurs et d’ajuster le traitement de manière personnalisée. L’objectif final est de proposer une solution qui combine diagnostic et thérapie, les deux supervisés par l’imagerie, afin d’optimiser l’efficacité des thérapies tout en surmontant les résistances aux traitements traditionnels du glioblastome.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à répondre à des enjeux cliniques cruciaux concernant le glioblastome Bénéfices pour la recherche : • Compréhension accrue des mécanismes tumoraux post-chirurgie : La première phase du projet permettra d’étudier comment la chirurgie influence le microenvironnement tumoral. Ces données permettront de développer des stratégies pour minimiser les récidives tumorales après la chirurgie. • Évaluation préclinique de nouveaux outils thérapeutiques : Grâce à des technologies avancées, telles que l’imagerie TEP, l’imagerie optique et les gels vectorisant les traitements, ce projet validera de nouvelles combinaisons thérapeutiques associant immunothérapie, immunostimulation et radio-immunothérapie interne, offrant ainsi des alternatives aux traitements conventionnels. • Mise au point des traitements personnalisés : Les résultats obtenus contribueront à l’élaboration de thérapies plus ciblées et plus efficaces contre les cellules tumorales résiduelles, réduisant ainsi les récidives post-chirurgicales. • Validation et Optimisation des ultrasons thérapeutiques : L'intégration des ultrasons thérapeutiques avec des traitements ciblés pourrait améliorer la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique, augmentant ainsi la concentration d’agents thérapeutiques dans les tumeurs cérébrales et l’efficacité du traitement. Cette approche peut s’adresser à d’autres pathologies du système nerveux central. Bénéfice pour le patient : • Prolongation de la survie des patients . • Améliorer la qualité de vie des patients. L'utilisation de gels biodégradables pour une administration localisée, ainsi que l’optimisation des traitements systémiques, permettra de réduire les effets secondaires liés à l’utilisation de molécules toxiques.
Procédures
Les interventions suivantes auront lieu : • Mise en place du modèle tumoral (45 minutes, 1 injection par animal) : Des cellules tumorales seront injectées dans le cerveau pour induire la formation de tumeurs. Cette intervention est réalisée sous anesthésie générale. • Injection d’agents d’imagerie (5 minutes par injection, maximum 4 injections par animal au total car 4 sessions d'imagerie, séparées de 2 à 3 jours minimum) : • Injection d’agents thérapeutiques (5 minutes par injection, maximum 6 injections par animal) : Les traitements seront administrés tous les deux à trois jours pendant environ deux semaines, sous forme d'injections systématiques pour tester l’efficacité des thérapies ciblées. • Ablation tumorale (environ 30 minutes) : Une ablation tumorale sera réalisée sous anesthésie pour retirer la tumeur, avec une vérification de l’étendue de la résection tumorale via des techniques d’imagerie. • Application d’un gel biodégradable (15 minutes) : Après la résection tumorale, un gel biodégradable contenant des agents thérapeutiques sera appliqué directement dans la cavité tumorale avant la fermeture chirurgicale. Ce gel permettra une libération localisée et prolongée des traitements, ciblant les cellules tumorales résiduelles. • Sessions d’imagerie (15 à 70 minutes, maximum 4 sessions) : elles servent à surveiller la progression tumorale et évaluer l’efficacité des traitements. Elles sont réalisées sous anesthésie générale. Chaque animal pourra être examiné jusqu’à six fois à des moments différents pour un suivi dynamique des agents thérapeutiques et des marqueurs tumoraux. • Prélèvement sanguin (maximum 5 minutes, 2 fois par session d’imagerie);
Impact sur les animaux
Les procédures prévues dans ce projet peuvent entraîner différentes formes de nuisances pour les animaux, qui seront attentivement surveillées et documentées. Ces effets sont inhérents aux expérimentations et varient en fonction des interventions spécifiques : - Douleur et inconfort liés aux procédures chirurgicales Les résections tumorales et implantations nécessitent des interventions chirurgicales, potentiellement associées à des douleurs post-opératoires modérées. Une réduction temporaire de la mobilité et une inactivité peuvent être observées pendant les 2 à 3 jours suivant la chirurgie. Les douleurs post-opératoires devraient s’estomper dans les 48 à 72 heures suivant la chirurgie. - La croissance tumorale peut impliquer des problèmes neurologiques notamment quand la tumeur atteint un volume ou une prolifération trop importante pouvant induire une inactivité ou une mobilité réduite.Effets secondaires des traitements Les traitements immunostimulateurs peuvent induire une inflammation locale ou systémique, avec des symptômes comme la fièvre, la fatigue ou un stress métabolique (déséquilibre entre les besoins énergétiques et les ressources disponibles). La radio-immunothérapie interne peut provoquer une toxicité systémique légère à modérée, avec une possible perte de poids transitoire (jusqu’à 10 %), une diminution de l’activité et un changement comportemental. - Effets liés aux techniques d’imagerie Les anesthésies répétées pour l’imagerie multimodale peuvent générer un stress physiologique, une inactivité temporaire et un ralentissement de la reprise alimentaire après chaque session. Les ultrasons thérapeutiques, bien que non invasifs, pourraient entraîner des douleurs légères ou un inconfort transitoire au niveau des tissus ciblés. Les effets secondaires des traitements et des imageries seront surveillés et devraient se résorber en 2 à 3 jours, selon la gravité. - Stress général et comportements anormaux Les animaux peuvent présenter du stress comportemental (agitation, repli, diminution de l’interaction sociale) en raison des manipulations répétées et des injections. Une acclimatation rigoureuse aux conditions expérimentales est prévue pour réduire ces effets.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin d’extraire les organes et réaliser les différentes analyses ex vivo pour améliorer les compréhensions mécanistiques.
Remplacement
Actuellement, aucune alternative totalement fiable et valide aux modèles animaux n’existe pour reproduire la complexité du microenvironnement tumoral et et de tous les mécanismes pathologiques mis en jeu dans le glioblastome. Les modèles in vitro (lignées cellulaires ou organoïdes) et in silico permettent d’étudier des aspects isolés que nous exploitons afin de sélectionner au mieux les traitements que nous proposons. Mais ils ne peuvent pas reproduire cette complexité propre aux organismes vivants. Pour bien évaluer les rechutes de tumeur après une opération, il faut que le système immunitaire fonctionne normalement. Cela n’est pas possible dans des modèles en laboratoire (in vitro), car ils ne reproduisent pas toute la complexité du corps humain. Par exemple, la façon dont les cellules immunitaires atteignent la tumeur ou réagissent aux traitements (comme l’immunothérapie ou la radiothérapie ciblée) dépend de structures importantes comme la barrière qui protège le cerveau (barrière hématoencéphalique). Les techniques d’imagerie biomédicale que nous employons requièrent un fonctionnement organique préservé pour permettre une analyse fiable de la distribution des traitements et de leur efficacité.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé pour être le plus petit possible tout en étant suffisamment grand pour garantir une puissance statistique suffisante des données qui seront collectées. Les groupes sont composés de 12 animaux, un effectif défini pour détecter des différences significatives dans les paramètres mesurés (volume tumoral, biomarqueurs d’imagerie, survie). De plus, le choix a été fait de suivre les paramètres mesurés par imagerie longitudinale, qui contrairement à d’autres méthodes permet de faire plusieurs mesures des paramètres au cours du temps sur un seul animal. Un soin particulier est apporté à la sélection des modèles tumoraux de manière à limiter l’étude sur animal aux modèles les plus pertinents. Enfin, les protocoles expérimentaux sont standardisés pour minimiser la variabilité inter-individuelle et limiter le nombre de groupes nécessaires.
Raffinement
Des mesures spécifiques seront mises en place pour garantir le bien-être des animaux tout au long des procédures : - Surveillance accrue : Les animaux seront monitorés régulièrement pour détecter rapidement tout signe de douleur ou de stress. Des grilles de score validées seront utilisées pour évaluer leur état général. - Gestion de la douleur : Des analgésiques adaptés, seront administrés systématiquement en postopératoire, en complément des anesthésiques utilisés pendant les procédures. - Soins postopératoires : Une attention particulière sera portée aux soins après chirurgie, avec hydratation, alimentation enrichie et contrôle des plaies pour éviter toute infection. - Habituation préalable : Les animaux seront habitués aux manipulations et à l’environnement expérimental, réduisant ainsi leur stress lors des procédures. Ces mesures assurent en plus la qualité des données recueillies. Des mesures spécifiques seront mises en place pour garantir le bien-être des animaux tout au long des procédures. Des points limites ont également été définis afin de permettre une prise en charge rapide ou un arrêt anticipé si nécessaire.
Choix des espèces
Les espèces utilisées dans ce projet sont des souris, qui sont largement reconnues pour leur pertinence dans les recherches sur le glioblastome. Sur le plan scientifique, les souris utilisées dans nos recherches permettent de reproduire différentes situations proches de ce qui se passe chez l’humain. Certaines souris ont un système immunitaire affaibli: elles permettent d’implanter des tumeurs humaines et de tester des traitements ciblés sans que leur système immunitaire ne les rejette. D’autres, avec un système immunitaire intact, sont utiles pour étudier la réaction du corps face à une tumeur ou à un traitement. En combinant ces différents modèles, on peut mieux comprendre la maladie et évaluer les thérapies dans des contextes variés. Du point de vue technique, les souris sont particulièrement adaptées aux systèmes d’imagerie utilisés dans ce projet, tels que la tomographie par émission de positrons (TEP), l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et l’imagerie par fluorescence. Leur taille permet d’intégrer des équipements d’imagerie avancés, tout en facilitant des manipulations chirurgicales précises et reproductibles. En outre, ces animaux sont bien caractérisés en termes de biologie et d’éthologie, ce qui garantit une évaluation éthique rigoureuse et une minimisation des nuisances associées aux expérimentations. Les animaux utilisés dans ce projet seront des souris âgées de 6 à 10 semaines au moment de la chirurgie. L’âge choisi permet de travailler avec des animaux à un stade de développement adolescent à adulte, ce qui est en adéquation avec l’âge moyen des sujets humains concernés par la pathologie. Les animaux seront reçus à un âge minimal de 4 semaines et bénéficieront d’une période d’acclimatation d'au moins une semaine après leur livraison. Cela permettra de réduire le stress et d’assurer que les animaux sont dans un état optimal avant les interventions expérimentales.
Etude pilote pour la réalisation d’approches thérapeutiques en neurologie chez la souris EU1/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Des femelles au dernier tiers de gestation sont opérées trente minutes sous anesthésie, leurs embryons recevant une injection que le porteur décrit comme sans lésion ni nuisance à ce stade. 100 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées, une partie par injection d'un fixateur sous anesthésie, pour prélèvement de tissus et analyses histologiques. D'autres animaux reçoivent un vecteur de thérapie génique sous anesthésie, l'objet étant de choisir le sérotype et la dose de virus pour de futurs essais visant les troubles du neurodéveloppement. Le porteur annonce des chirurgies sur deux souris par condition et des injections de virus sur des groupes de trois, sans analyse statistique ni test de puissance, et sans expliquer comment ces groupes conduisent à cent animaux.
Objectifs
La connaissance des mécanismes impliqués dans le développement de réseaux neuronaux fonctionnels est essentielle pour comprendre l’origine des troubles du neurodéveloppement (TDNs), des atteintes du développement cognitif ou fonctionnel du cerveau ayant un impact important sur la vie des patients. Il est estimé que près d’une naissance sur 6 est concernée par un trouble du neurodéveloppement, et les options thérapeutiques restent dans la majorité des cas limitées. Ce projet, qui se déroulera dans deux établissements utilisateurs, s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche translationnelle, conduit chez la souris, qui constitue des essais préliminaires à visée thérapeutique. D’abord, nous testerons les fonctions neuronales d'un gène identifié comme un régulateur du trafic de membranes intracellulaires. In vitro, ce gène a un effet sur la pousse neuronale, dont la prédiction serait qu'elle module la connectivité cérébrale. Dans le cadre d’une approche translationnelle, il a développé des molécules interférantes qui bloquent la fonction de ce gène in vitro. Nous testerons l'effet de ces molécules in vivo. Dans un second temps, nous ferons la mise au point de virus vecteurs pour un futur projet de thérapie génique. Notre objectif sera de tester des virus contrôle, afin de sélectionner le sérotype et la dose de virus adaptés à de futurs essais thérapeutiques. A terme, le sérotype de virus sélectionné nous permettra d’exprimer les molécules d’intérêt dans des populations de neurones ciblées.
Bénéfices attendus
Les résultats de ces travaux permettront de comprendre les fonctions d’un gène impliqué dans le développement cérébral. Les outils développés dans ce projet seront la base d’études précliniques qui à terme pourront aboutir à la composition de thérapies ciblées pour le système nerveux.
Procédures
Dans l'EU1 : Les animaux inclus dans ce projet subiront entre une et trois injections d’analgésiques (durée contention/injection : 10 secondes par animal par injection). Certaines femelles subiront une chirurgie avec réveil, sous anesthésie et en respectant les règles d’analgésie et d’asepsie chirurgicale. La chirurgie dure environ 30 minutes et sera réalisée une seule fois. La procédure peut entraîner une douleur et du stress dans les heures suivant la chirurgie. Des animaux subiront une injection d’un vecteur de thérapie génique, une seule fois, sous anesthésie. Dans l'EU2 : Certains animaux seront mis à mort par injection d'un fixateur, sous anesthésie et analgésie (durée 3 minutes).
Impact sur les animaux
Certains animaux subiront une procédure chirurgicale, sous anesthésie générale et analgésie, qui peut entraîner une douleur le temps de la cicatrisation. Certains animaux subiront une injection au stade embryonnaire qui n'entraine aucune lésion ou nuisance chez les embryons à cet âge. Certains animaux recevront une injection de virus, une seule fois, qui entraînera un léger stress au moment de l’injection.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélèvement de tissus et analyses histologiques
Remplacement
Ce projet a pour objectif de caractériser les changements de connectivité cérébrale lors de la modulation d'un gène dont les fonctions ont été étudiées au préalable in vitro. Il est à présent nécessaire de tester l’effet de ce gène in vivo afin de valider les conséquences sur le ciblage des connexions neuronales, qui ne peut être reproduit in vitro en raison de la complexité cérébrale et de la diversité des types neuronaux impliqués. Dans l’état actuel des connaissances scientifiques, les étapes de développement du cortex cérébral et la mise en place des circuits neuronaux ne peuvent être modélisées entièrement in vitro. L’étude de circuits corticaux nécessite d’avoir recours à un animal possédant une structure corticale et par conséquent empêche le remplacement par un modèle invertébré. De même, nous souhaitons tester la distribution d’un virus pour la thérapie génique, ce qui ne peut être reproduit fidèlement in vitro (effet de la circulation et des barrières sang-cerveau, entre autres).
Réduction
Dans ce projet, nous limiterons le nombre d’animaux au strict minimum pour atteindre les résultats scientifiques et faire la preuve de concept de l’efficacité de nos approches en vue d’applications précliniques ultérieures. Il n’y aura pas d’analyse statistique et pas de test de puissance réalisé au préalable. Les chirurgies seront réalisées sur deux souris par condition, ce qui est le nombre minimum pour nous assurer de la reproductibilité des résultats sur deux expériences indépendantes. Les injections de virus seront réalisées sur des groupes de trois souris, ce qui est le nombre minimum pour nous assurer de résultats interprétables (en cas de variabilité d’un animal à l’autre). Nous commencerons par la dose la plus faible de virus, si celle-ci donne satisfaction, nous n’aurons pas besoin de réaliser la dose la plus importante.
Raffinement
Pour l'ensemble des procédures, nous avons défini des points limites prédictifs et précoces afin de prédire au mieux et le plus tôt possible des manifestations conduisant à la mise en place de traitements ou à l’arrêt de la procédure. La procédure chirurgicale est bien maîtrisée par les expérimentateurs et sera réalisée uniquement par un chercheur expérimenté. Un recours à l’analgésie péri-opératoire, ainsi qu’à une analgésie post-opératoire (calibrée par rapport à une grille d’évaluation de la douleur) nous permettra de limiter le stress et la douleur. Les mises à mort pourront se dérouler dans un autre EU, dans ce cas le transport des animaux est rapide puisque les deux établissements utilisateurs sont dans le même bâtiment. Les animaux seront placés dans une cage de transport adaptée et pris en charge immédiatement à leur arrivée afin de limiter le stress lié à un nouvel environnement. Les animaux seront traités individuellement, pendant que le reste de la portée sera isolée dans un portoir ventilé qui procure une isolation visuelle, acoustique et olfactive.
Choix des espèces
L’architecture du cerveau de la souris est très proche de l’architecture du cerveau humain dans sa structure et son fonctionnement. Le modèle murin est un modèle animal reconnu dans le cadre des études des pathologies neurodéveloppementales tels l’autisme et/ou les déficiences mentales. Les outils moléculaires que nous allons tester sont adaptés à la souris. La chirurgie se fera chez des femelles au 3ème tiers de la gestation chez la souris, qui est le stade auquel le développement cérébral a lieu chez la souris. Cette procédure est parfaitement standardisée au laboratoire. L’injection de virus sera faite dans des animaux jeunes adultes, entre 8 et 14 semaines. Il n’est pas attendu d’incidence de l’âge sur la distribution des virus. Le stade jeune adulte correspond à une cible thérapeutique potentielle à terme pour les maladies neuropsychiatriques.
Evaluation de l’excrétion biliaire et du métabolisme d’une entité thérapeutique (chimique ou biologique) chez le rat après pose d’un cathéter
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Quarante-cinq minutes d'anesthésie gazeuse au minimum, pose d'un cathéter dans le canal cholédoque, puis au moins douze jours d'habituation en cage métabolique individuelle. 625 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère, harnachés pour la collecte continue de bile. Vient ensuite l'administration unique du composé à tester, jusqu'à six microprélèvements sanguins en vingt-quatre heures, et pour une partie des animaux le retrait de tout enrichissement et le placement sur grille pendant quarante-huit heures afin de recueillir urines et fèces. Le porteur écrit que la bile étant entièrement collectée et non renvoyée dans le duodénum, la survie au-delà de quarante-huit heures n'est pas possible dans des conditions éthiques, et que tous les rats sont donc mis à mort.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans une stratégie globale de caractérisation de nouvelles entités en vue de la première administration chez l’homme, ou l’animal pour les médicaments vétérinaires. L’objectif du projet est d’étudier l’excrétion biliaire de potentielles entités thérapeutiques chimiques ou biologiques après administration par voie intraveineuse chez le rat. Dans la recherche préclinique et la recherche de candidats, les paramètres pharmacocinétiques sont essentiels pour la sélection et l’évaluation des candidats médicaments. Les entités testées sont préalablement analysées lors de tests in-vitro. Une première sélection est ainsi réalisée pour n’administrer aux animaux que des entités avec des caractéristiques favorables en terme pharmacocinétique. Ces études préliminaires permettent d’objectiver les processus d’absorption, de dégradation, de distribution et d’élimination de chaque entité afin de prédire le comportement de ces entités chez l’homme ou l‘animal pour les médicaments vétérinaires. Selon les propriétés des entités, il arrive que les études préliminaires ne suffisent pas pour déterminer le métabolisme hépatique et les voies d’élimination et qu’une étape « in vivo » sur organisme entier soit nécessaire. Une chirurgie a été développée pour implanter un cathéter au niveau du canal cholédoque et ainsi collecter la bile dès la fin de la chirurgie. L’absence de vésicule biliaire chez le rat permet de collecter la bile en continu après l’administration du composé.
Bénéfices attendus
A court terme, les expérimentations de ce projet permettront d’élucider les voies d’excrétion déterminantes pour l’avancée du développement préclinique pour certaines entités testées. Elles peuvent aussi aboutir à l’identification des principaux métabolites et déterminer leur éventuelle toxicité. A long terme, les entités sélectionnées constitueront la base pour un traitement applicable à l'Homme, ou à l’animal dans le cas de médicaments vétérinaires.
Procédures
Les gestes techniques concernent tous les animaux : • Procédure chirurgicale de pose de cathéter biliaire : o 1 anesthésie gazeuse de 45 minutes minimum par animal o Administration d’analgésique et anti-inflammatoire. Durée 30 secondes sur animaux anesthésiés. Unique. Mise en place d’une couverture analgésique sur une période de 3 jours post-opératoire o Administration unique d’une solution d’hydratation des animaux. Durée 30 secondes sur animaux anesthésié. • Hébergement individuel post-chirurgie : o Cage à métabolisme individuelle avec enrichissement complet (litière et matériaux de nidification) avec maintien du contact olfactif et visuel. Habituation pendant au moins 12 jours. • Pesées : Durée 30 secondes sur animal vigile, jusqu’à une fois par jour sur la durée des études. • Administrations des composés à potentiel thérapeutiques sur animal vigile : Durée 30 secondes. Une fois • Hébergement individuel post-traitement : Cage individuelle à métabolisme avec maintien du contact olfactif et visuel avec ou sans enrichissement selon la nécessité d’une collecte des excrétas (urine et fèces) en plus de la bile. o Condition 1 (sans collecte d’excrétas) : Avec maintien de la litière en fond de cage et du stick de bois mais matériel de nidification retiré (pour éviter l’emmêlage avec le harnais). Durée maximale de 72h (24h de récupération post opératoire + 48h d’étude). o Condition 2 (avec collecte d’excrétas) : Avec retrait de la totalité de l’enrichissement et placement de l’animal sur grille. Durée maximale de 48h. • Prélèvements de sang, sur certains animaux seulement : o Microsampling : Durée 30 secondes sur animal vigile. Maximum 6 fois sur 24h. o En phase terminale : Durée 1 minute sous anesthésie générale gazeuse ou chimique. o Les volumes et la fréquence des prélèvements seront selon les critères de la consigne interne en vigueur. Le volume total prélevé n'excédera pas 7.5% du volume estimé de sang total de l'animal sur une période de 24 heures.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sont liés aux gestes techniques d’administration (maximum 5 minutes) et de prélèvements (maximum 6 fois 5 minutes), à l’acte chirurgical (maximum 1 heure) ainsi qu’aux contraintes d’hébergement individuel (maximum 48h). Dans ces études, les composés testées auront déjà été administrés au préalable sur des animaux non opérés au canal cholédoque. Toutefois dans ces phases précoces de développement, des effets secondaires non prédictibles peuvent survenir : perte de poids, hypo- ou hyperthermie, comportement anormal (animaux hypo- ou hyperactifs), vocalisations. Tout effet observé sera noté selon une grille spécifique et donnera lieu à une action adaptée à la gravité des signes ; les points limites anticipés permettent de limiter la nuisance à un niveau de gravité modéré au maximum.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures. La bile étant entièrement collectée et non administrée dans le duodénum, la survie dans des conditions éthiques n‘est pas possible au-delà de 48h. De ce fait, il n’est pas possible de réutiliser les animaux pour de nouvelles études.
Remplacement
De nombreux tests in silico et in vitro existent et permettent de sélectionner les entités d'intérêt uniquement sur la base de leurs caractéristiques pharmacocinétiques, notamment l'absorption et le métabolisme. Il n'existe pas de modèles in silico ou in vitro qui permettent de déterminer l'ensemble des propriétés pharmacocinétiques d'un composé d'intérêt. Seul un modèle animal peut permettre de caractériser ces entités et discriminer celles qui pourront être envisagées pour un traitement chez l’homme ou l’animal dans le cas d’un médicament vétérinaire.
Réduction
Les composés auront préalablement été évalués de manière extensive sur une batterie de tests in silico et in vitro. Ces tests couplés avec les premières études in-vivo permettent de prédire le profil pharmacocinétique du composé (ex : lipophilie, absorption, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d'interaction du composé avec la cible d'intérêt (ex. un récepteur, un canal ionique, une enzyme). Après cette première sélection, les entités sont administrées en études de pharmacocinétiques exploratoires pour déterminer les paramètres de chaque entité. Selon ces résultats, les entités continuent à être testées en efficacité et aussi en dose croissante. Lorsque des incohérences sont observées ou bien que les mécanismes ne sont pas identifiés après toutes ces études préalables, il peut être nécessaire de réaliser des études d’excrétion. Cette approche préalable permet de réduire fortement le nombre d’entités à tester et ainsi de réduire le nombre d‘animaux.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes dans des cages contenant de l'enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Après réalisation des chirurgies, les animaux seront hébergés individuellement dans des cages à métabolisme pour permettre la connexion du système de collecte de la bile ; un contact visuel et olfactif est maintenu entre congénères. A minima pendant la période de récupération post-opératoire (au moins 24h), les cages seront équipées de litière et d’enrichissement adapté. Cet enrichissement sera maintenu tout au long de l’étude sauf lors de la phase de collecte des excrétas. Les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de la procédure. Les locaux d'hébergement font l'objet de surveillance sanitaire régulière par le biais de contrôles environnementaux, des systèmes d'hébergement et d'animaux sentinelles. Des soins adaptés seront donnés aux animaux affectés, par ou sous l'autorité du vétérinaire désigné ou mis à mort selon les recommandations définies dans la consigne en vigueur. Un plan d'action sera établi et mis en place lors d'apparition d'évènements inattendus. Des critères d'arrêt anticipé seront mis en place pour chaque procédure afin de réduire tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile. Les procédures potentiellement douloureuses ou source d'inconfort ou de stress se feront sous anesthésie gazeuse. Le nombre de manipulations sur l'animal sera réduit au strict nécessaire. Le projet sera mis en œuvre par du personnel qualifié et habilité conformément à la réglementation en vigueur et ayant reçu une formation en Chirurgie Expérimentale. Le protocole chirurgical a été raffiné à l’aide d’un expert en chirurgie. Une procédure spécifique permettra de proposer et de tester le raffinement notamment de la technique chirurgicale, de l’hébergement et de la collecte d’échantillon en vue de l’appliquer aux procédures d’étude une fois validé par le vétérinaire désigné, la Structure en charge du bien-être animal et le comité d’éthique de l’Etablissement utilisateur.
Choix des espèces
Le rat est une espèce couramment utilisée dans les stratégies de sélection de candidat, en réalisant des essais de pharmacocinétique préclinique. Pour le modèle de cathétérisation biliaire, le rat est l’espèce de choix car le rat ne possède pas de vésicule biliaire et présente donc une excrétion continue de la bile mais aussi pour des raisons scientifiques : comparaison de résultats pharmacodynamiques et pharmacocinétiques chez la même espèce animale, homologie de récepteur de l’espèce choisie avec le récepteur humain. Le stade adulte sera utilisé par défaut (à partir de 7 semaines) car c’est celui qui permet de déterminer les paramètres pharmacocinétiques de l’espèce pour une entité donnée.
Prévention de l’hépatite ischémique par les polyamines naturelles et ses métabolites chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Tuées en fin de procédure pour que leurs tissus et organes passent en analyse post-mortem, 1 600 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie subit une chirurgie du foie de deux heures sous anesthésie et analgésie, une autre un jeûne de douze heures en hébergement individuel, une autre vingt-quatre heures en cage métabolique sur grille, avec un risque de lésions aux pattes reconnu par le porteur. Des traitements antibiotiques ou des polyamines sont administrés dans l'eau de boisson pendant sept ou vingt-huit jours. L'hépatite ischémique visée touche entre 0,5 et 1,3 % des admissions hospitalières, et les molécules testées, censées reproduire les effets du jeûne, n'ont pour l'instant été sélectionnées qu'in vitro.
Objectifs
L’autophagie est un processus naturel essentiel, présent chez tous les êtres vivants, qui permet aux cellules de se nettoyer et de fonctionner correctement. Elle aide aussi les cellules à s’adapter en situation de stress. Lorsque l’autophagie ne fonctionne pas bien, cela peut contribuer au développement de maladies comme le diabète, certaines maladies neurologiques ou certains cancers. Le jeûne (ou restriction calorique) est un moyen naturel d’activer l’autophagie. Dans nos recherches, nous avons identifié des composés capables de reproduire les effets bénéfiques du jeûne, en particulier sur l’activation de ce mécanisme. L’objectif de ce projet est d’étudier l’effet de ces composés, appelés polyamines, sur le foie, et de voir s’ils pourraient aider à prévenir une atteinte grave du foie appelée hépatite ischémique, en utilisant des modèles expérimentaux chez la souris.
Bénéfices attendus
L’hépatite ischémique est une maladie grave du foie causée par un manque d’oxygène ou de sang. Il s’agit d’une affection relativement rare (incidence entre 0.5 et 1.3 pourcent des admissions hospitalières), mais qui entraîne la mort des cellules du foie et peut avoir des conséquences très graves : plus d’un patient sur deux décède dans les six mois. Il s’agit donc d’un véritable enjeu de santé publique. Ce projet vise à étudier si certaines molécules naturelles, appelées polyamines, peuvent protéger le foie contre ce type de lésion. L’objectif est aussi d’identifier de nouvelles pistes pour mieux prévenir ou traiter cette maladie à l’avenir.
Procédures
Une partie des animaux sera soumise à un jeun non strict de 12 heures et hébergés seule mais sans isolement sensoriel (une seule fois). Une partie des animaux sera soumise à des traitements antibiotiques ou avec des polyamines via eau de boisson pendant 7 ou 28 jours. Une partie des animaux recevra une seule administration d’un traitement (moins de 1 minute par animal vigile). Une partie des animaux sera mise pour 24 heures (une seule fois) dans des cages métaboliques (sur grilles) afin de recueillir les urines produites. Une partie des animaux sera soumise (une seule fois) à une procédure de chirurgie au niveau du foie (animal sous anesthésie et analgésie, acte de 2 heures /animal).
Impact sur les animaux
Certains effets indésirables peuvent être observés chez la souris lors des expérimentations, notamment la manipulation et la contention régulière peuvent leur engendrer un certain stress. De plus, lors des injections une légère douleur (équivalente à une piqure) peut survenir, éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection. Les sites d’injections peuvent s’infecter. Les conditions d’hébergement des animaux seront modifiées ponctuellement lors des mises à jeun (pour 12 heures) nécessaires pour le déroulement des expériences. Le jeûne peut induire une sensation de faim, une perte de poids, l’affaiblissement de l’animal et parfois de l’hypothermie. La stabulation sur grille pourrait induire des lésions aux pattes. L’hébergement individuel peut induire du stress. La chirurgie peut induire des douleurs post-opératoire. L’anesthésie peut induire de l’hypothermie. Les animaux seront euthanasiés, à la fin des procédures, par une méthode réglementaire en vue des prélèvements d’organes.
Devenir
Tous les animaux à la fin des procédures seront euthanasiés. A la fin des expériences, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Nos recherches ont permis d’identifier et de sélectionner in vitro des molécules (des polyamines naturelles), capables de mimer les effets biochimiques du jeûne et d’activer l’autophagie, un mécanisme physiologique essentiel, qui joue un rôle clé dans le maintien de l’équilibre cellulaire. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du métabolisme des polyamines sur le foie et la réponse à la modulation du microbiote intestinal. L’utilisation d’animaux vivants est indispensable car il est actuellement impossible à reproduire, in vitro ou ex vivo, les conséquences et les effets sur l’organisme de la chirurgie hépatique ainsi que la modulation du microbiote intestinal vu sa complexité.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 1600 souris. Pour sa réalisation, des groupes homogènes d’animaux seront utilisés afin de garantir une évaluation statistique robuste des effets analysés. Nous appliquerons des tests statistiques pour comparer l’effet étudié entre les groupes. Dans un souci de réduction du nombre des animaux contrôles, nous chercherons à regrouper les expérimentations lorsque cela est possible. L’étude sera interrompue si les expériences initiales ne confirment pas l’hypothèse de travail. Il est prévu de réaliser une veille bibliographique attentive et continue afin de vérifier que les expériences planifiées n'ont pas déjà été rapportées dans la littérature scientifique existante. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux commerciaux seront soumis à 7 jours d’acclimatation dès leur arrivée dans la structure. Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger, tunnels en carton, maisonnettes). Les souris seront soumises à un suivi quotidien afin d’évaluer leur niveau de stress et leur poids sera mesuré une fois par semaine tout au long des expériences. Les critères définis pour atteindre un point limite seront strictement appliqués, et les souris seront euthanasiées à la fin de l’étude ou en cas d’atteinte de ces points limites préétablis. Avant l’administration des produits, les sites d’injections seront désinfectés. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux (points limites surveillés, anesthésie/analgésie des animaux, utilisation de tapis chauffants). Lors de la chirurgie, l’asepsie et la stérilité du matériel seront respectés. Si les souris apparaissent affaiblies pendant les procédures, la nourriture et l’eau seront mises à l’intérieur de la cage pour leur faciliter l’accès ainsi que du coton pour les réchauffer. Toutes les interventions seront effectuées par des personnes expérimentées et éloignées des animaux hébergés.
Choix des espèces
Le choix d’utiliser la souris dans cette étude est justifié par des considérations scientifiques et éthiques. La souris a une génétique bien caractérisée, ce qui facilite les études génétiques et moléculaires. La souris est largement reconnue et utilisée comme modèle animal standard dans la recherche scientifique, notamment dans les études précliniques. Sa large utilisation au sein de la communauté scientifique internationale permet une meilleure comparabilité des résultats et une meilleure validation des observations entre différentes études. Nous disposons d’installations adaptées pour les souris, ainsi que d’une expertise solide en matière de techniques d’expérimentation animale et de suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Les animaux seront utilisés au stade adulte (à partir de 6 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et un système immunitaire actif.
Étude de voies moléculaires et nouvelles cibles thérapeutiques dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin dans des modèles murins
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Deux modèles de colite doivent mimer les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin pour tester une enzyme candidate au statut de médicament. 600 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour prélever des organes entiers. Les donneuses reçoivent cinq injections intrapéritonéales en cinq jours sur animal vigile, les receveuses une injection puis, deux jours plus tard, soit un agent dans l'eau de boisson pendant sept jours, soit un agent par voie rectale sous anesthésie. Le porteur estime la colite modérée compte tenu des points limites retenus, avec un score de sévérité relevé chaque jour et un suivi de la prise hydrique et alimentaire.
Objectifs
Les maladies inflammatoires de l'intestin (MICI) sont caractérisées par une inflammation intestinale inappropriée. Elles représentent un fardeau majeur pour les populations occidentalisées. En effet, leur incidence et prévalence ont augmenté de façon spectaculaire au cours des dernières décennies. Les thérapies actuelles ne sont que partiellement efficaces et principalement basés sur des immunosuppresseurs (médicaments affaiblissant le système immunitaire). Celles-ci sont associés à des effets secondaires, notamment des infections et des cancers. Il est donc urgent de mieux comprendre leur origine et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous avons observé chez les patients atteint de MICI, une altération dans l’une des voies métaboliques qui est directement corrélée à l’inflammation. L'hypothèse principale du projet est de caractériser l'effet de notre enzyme d’intérêt dans les MICI afin de pouvoir développer l’enzyme humaine comme un candidat thérapeutique. Ces résultats ouvriront la voie au développement de nouveaux traitements pour les MICI.
Bénéfices attendus
Ce projet est dans la continuité d’un programme de recherche complet et ciblé sur le métabolisme dans le contexte de la santé et des maladies inflammatoires de l'intestin (MICI). En France, ces maladies touchent environ 300 000 personnes (données 2021), ce qui en fait un enjeu majeur de santé publique. L’approche que nous proposons est entièrement nouvelle, fondée sur des découvertes récentes concernant le rôle de certains métabolites dans les processus inflammatoires. Elle repose sur la modulation de voies métaboliques altérées dans les MICI, avec pour objectif de restaurer la production de métabolites anti-inflammatoires et de réduire celle des métabolites pro-inflammatoires. Ce projet est multidisciplinaire, à l’interface de l’immunologie et du métabolisme. Les études menées devraient permettre de mieux comprendre les mécanismes pathologiques impliqués dans les MICI, tout en ouvrant la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques transposables chez l’homme.
Procédures
Les souris donneuses seront soumises à un traitement par injections afin d’induire la modification génétique, à raison d’une injection par jour pendant 5 jours soit un total de 5 injections par souris. Les injections seront effectuées sur animal vigile à raison de quelques secondes par animal. Les souris receveuses seront soumises à une injection unique sur animal vigile à raison de quelques secondes par animal. Deux jours plus tard, ces mêmes animaux seront impliqués dans l’un des deux modèles de colites mimant les aspects des maladies inflammatoires de l'intestin (MICI). Une partie sera exposée à un agent dans l’eau de boisson pendant 7 jours puis replacée en eau standard durant 5 jours. Une seconde partie sera exposée à un agent par voie rectale (par voie naturelle) sous anesthésie générale à raison de quelques minutes. Afin de vérifier la composition du microbiote, les selles fraiches de chaque animal seront recueillies régulièrement sans contrainte pour l'animal. Les animaux seront simplement placés dans des pots transparents permettant aux animaux de bouger librement, et après quelques minutes (maximum 5 minutes) les animaux produisent des fèces spontanément. Afin de vérifier l’état métabolique des souris, les animaux subiront un prélèvent de sang de faible volume sur animal vigile par simple contention par une personne formée avec un matériel adapté en moins de 30 secondes. Les animaux seront ensuite euthanasiés selon une méthode réglementaire au temps prévu pour effectuer les différents prélèvements nécessaires pour répondre aux questions scientifiques du projet.
Impact sur les animaux
L’induction du modèle génétiquement modifié utilisé dans ce projet comme souris donneuses reposent sur une injection intrapéritonéale tous les jours pendant 5 jours pouvant induire un stress et une douleur de courte durée au point d’injection pour les animaux. Aucun effet secondaire n’a été décrit dans la littérature pour cette administration. Il existe un risque (faible) d’inflammation abdominale ou de péritonite. Les souris receveuses auront une injection unique pouvant induire un stress et une douleur de courte durée au point d’injection puis seront soumises à une colite induite expérimentalement. Les modèles de colites sont associés à des effets indésirables attendus liée à l’inflammation intestinale. On peut estimer que son intensité sera légère à modérée au maximum. Pour l’un des modèles de colite, une anesthésie est nécessaire et pourrait induire dans de rare cas, une mauvaise réaction (stress thermique, difficulté respiratoire, arrêt cardio-respiratoire). Nous réalisons des recueils réguliers de selles fraiches sans contrainte (animal libre de ses mouvements) qui ne devraient pas induire de nuisance ou tout au plus un léger stress lié au changement d’environnement durant quelques instants. Nous réaliserons également un prélèvement sanguin de faible volume pouvant causer un stress et un inconfort pour l’animal lors de la contention et de la réalisation du geste ainsi qu’un risque d’hématome ou d’hémorragie.
Devenir
Les animaux seront tous euthanasiés par une méthode réglementaire afin de prélever les organes pour réaliser différentes analyses biologiques. Sur chaque animal, plusieurs organes sont prélevés en entier pour analyse ce qui impose une euthanasie.
Remplacement
Malgré le développement et l’utilisation en première intention de modèle non animaux tels que les organoïdes ou les systèmes d’intestin artificiel, un système vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans les interactions complexes entre le microbiote intestinal et son hôte en situation normale et inflammatoire. A l’heure actuelle il n’est donc pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et microbiens rentrant en jeu, un modèle animal est donc de ce fait totalement indispensable.
Réduction
Ce projet impliquera donc un maximum de 600 animaux. Nous limiterons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. Du fait des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Les nombre d’animaux utilisés par groupe est basé sur notre expérience de plus de 15 ans d’utilisation des modèles en question. Devant la variabilité biologique inhérente à ce type d’expérience, les expériences seront réalisées deux à trois fois pour s’assurer de la robustesse des résultats obtenus. Néanmoins nous ne répéterons l’expérience que si les résultats vont dans le sens de l’hypothèse de travail et que la puissance statistique n’est pas encore atteinte. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, suivi, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (grille de suivi, point limite) et des soins adaptés. La principale contrainte dans le cadre de ce projet est liée à la colite induite expérimentalement et aux signes cliniques qui y sont associés. Néanmoins, nous disposons d’une très grande expérience de ce type de modèle et assurons un suivi quotidien associé à un scoring de la sévérité de la colite permettant une prise de décision immédiate en cas d’aggravation des symptômes. Dans ce projet, la colite est estimée comme étant modérée compte-tenu des points limites mis en œuvre. En complément nous suivons également, la prise hydrique et alimentaire et l’aspect général des animaux quotidiennement. Pour les administrations, nous utilisons du matériel adapté (petite taille) afin de réduire au maximum la contrainte. De plus, les actes mis en œuvre sont parfaitement maitrisés par le personnel et adaptés au modèle animal.
Choix des espèces
Justification de l’espèce/modèle : La souris est une espèce de référence en immunologie, microbiologie et métabolisme, qui sont les thématiques de notre projet. La souris est un modèle d’étude très largement utilisé dans le cadre de l’étude de pathologies intestinales humaines. Dans le cadre de ce projet, nous utiliserons des souris non transgéniques mais également des lignées transgéniques (toutes sur le même fond génétique). Justification des stades : Les souris seront utilisées à l’âge adulte, entre 6 et 12 semaines de vie. Cet âge est couramment utilisé dans la littérature pour les modèles de colites.
Étude de l’activation des mastocytes sur l’activité sécrétrice des plexus choroïdes et sur le développement de la fonction du cerveau
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
4 003 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, certaines femelles gestantes subissant une laparotomie de quarante-cinq minutes suivie d'injections toutes les douze heures pendant deux jours en cas de douleur. Des nouveau-nés sont injectés directement dans le cerveau. Les souris menées jusqu'à l'âge adulte passent trois tests cognitifs de vingt minutes sur une à trois semaines, avant une chirurgie terminale sans réveil par perfusion, l'objet étant de savoir comment une réaction allergique induite après la naissance modifie les plexus choroïdes et le développement du cerveau. Le porteur justifie les effectifs par des groupes de cinq à sept animaux répétés en triplicat sur cinq stades de développement, sans détailler comment on parvient à 4 003 animaux.
Objectifs
Le cerveau a longtemps été considéré comme virtuellement séparé des autres organes et de la circulation sanguine. Pourtant, cette dernière décennie a vu l'émergence du concept selon lequel la fonction cérébrale est façonnée par divers facteurs biologiques, notamment par les cellules immunitaires. Parallèlement, certaines barrières du cerveau ont été identifiées comme des interfaces de dialogue croisé actif entre la périphérie et le cerveau, plutôt que comme des tissus barrières inertes.
Bénéfices attendus
Cette analyse permettra de mieux comprendre comment la mise en place physiologique du système immunitaire après la naissance façonne le développement de la fonction cérébrale via les cellules étudiées. Plus particulièrement, le but de notre projet est d’identifier comment une réaction inflammatoire de type allergique au cours du développement post-natal, modifie la physiologie des cellules étudiées, altère la composition de certains tissus et entraîne l’apparition de maladies neurodéveloppementales. Cette étude devrait permettre une meilleure compréhension de la biologie de cette interface barrière que sont les cellules étudiées et qui reste encore très peu étudiée, particulièrement au cours du développement après la naissance. Cette analyse permettra d’identifier les facteurs produits par les cellules étudiées et potentiellement impliqués dans la modulation de l’activité cérébrale au cours d’une réponse de type allergique et favoriser à terme la mise au point d’immunothérapie permettant de mieux lutter contre les maladies neurodéveloppementales.
Procédures
Une injection (quelques secondes) sera réalisée aux souris 16h avant une autre injection (quelques secondes). Une laparotomie sur femelles gestantes (environ 45 min de chirurgie) sera réalisée sous. A leur réveil, de nouvelles injections seront réalisées 6h après l’intervention puis toutes les 12h pendant 48h en cas de douleur. 1 à 3 injections de quelques secondes seront réalisées en l’espace de 24h. Sur certains des animaux une injection supplémentaire de quelques secondes aura été réalisée 6 jours auparavant. Les animaux maintenus jusqu’à l’âge adulte seront testés pour leur capacité cognitive (30min-1h/jour). Trois tests de 20min chacun seront réalisés, à raison d’un test maximum/jour sur une période d’1 à 3 semaines. A la fin de la procédure, dans les heures suivants la dernière injection ou plusieurs semaines plus tard, la procédure s’achèvera par une dernière injection. Des injections dans le cerveaux des nouveaux nés seront réalsiées. Une chirurgie terminale sans réveil sera réalisée (perfusion).
Impact sur les animaux
Les injections en elles-mêmes pourront causer un peu de stress aux animaux mais peu ou pas de douleur. L’induction d’une inflammation de type allergique par les molécules injectées pourront augmenter le niveau d’anxiété des animaux dans la première demi-heure après injection ainsi qu’une légère hypothermie avant de revenir à la normale au bout d’une heure. Les chirurgies pourront s’accompagner d’une douleur légère à modérée pendant 4 à 5 jours, d’un inconfort et d’une légère augmentation du stress des animaux. Les tests comportementaux réalisés sur animaux adultes entraineront peu ou pas de stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort par à la fin de chaque procédure soit pour la dissection des tissus afin de répondre aux questions scientifiques posées dans cette proposition, soit car les effets de la procédure que les animaux ont subie pourraient potentiellement introduire une variabilité indésirable/confondre les résultats de toute étude ultérieure.
Remplacement
Notre but est d’étudier comment certaines cellules agissent sur le développement du cerveau après la naissance. Le recours à l’animal est nécessaire car il n’existe aucun système in vitro qui puisse reproduire la complexité cellulaire de l’interface barrière du cerveau que nous étudions : les cellules étudiées sont en effet composées de plusieurs types cellulaires et tissus en intéraction. De plus, la fonction sécrétrice de l’épithélium des cellules étudiées est modulée par l’activation des cellules que nous cherchons à étudier varie avec l’âge et la réponse immunitaire locale et périphérique, et est spécifique de la première semaine après la naissance et ne peut être reproduites et étudiée in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu dans ce projet se base sur notre précédente expérience et des tests statistiques. Un des tissus étudiés est très petit et ne peut être utilisé que pour une seule analyse à la fois. Les analyses de la composition d’autres tissus et zones d’intérêt du cerveau pourront cependant être réalisées sur les même animaux qui auront au préalable été impliqués dans des tests de comportement (animaux maintenus jusqu’à l’âge adulte). Nous prévoyons pour chaque groupe de souris nouveau-nées 5 animaux par analyse, et 7 animaux adultes pour les tests de comportement, mâles et femelles. Des tripliquas d’expérience seront réalisés, à l’exception de certaines analyses pour lesquelles nous avons observé que 5 animaux par groupe permettaient l’acquisition de résultats significativement solides. Certaines études seront réalisées en comparant 5 stades de développement (5 variables). Les effectifs proposés (5x3 individus par groupe) devraient nous permettre d'obtenir des résultats significatifs pour des tailles d'effet forte à très forte. L’étude de certains effets sur l’activité du cerveau sera réalisée selon les cas en comparant 2 variables (5x3 individus par groupe seront néecessaires) ; en comparant 4 variables et 6 variables (5x3 individus par groupe nouveaux nés ou 7x3 individus par groupe adulte seront nécessaires).
Raffinement
Les procédures décrites visent à réduire autant que possible le mal-être animal. Des points limites spécifiques et précoces sont appliqués pour chaque protocole, pour l’ensemble des protocoles de chirurgies sous anesthésie, et nous rechercherons à minimiser la douleur par injection d’antalgiques, ajout de gel hydrique, par un réchauffement continu des animaux, et par des solutions de réhydratation maintenues à la température corporelle. Nous renforcerons également l’enrichissement des cages. Nous surveillerons l’utilisation des cotons, et l’état de la nidification le cas échéant sous les dômes en carton.
Choix des espèces
La souris est l'espèce la plus utilisée en laboratoire pour l’étude des fonctions cognitives car de nombreuses lignées sont disponibles et est génétiquement modifiable. Elle est facile à élever et ses grandes capacités de reproduction facilitent les études sur embryons et nouveau-nés. La souris permet également l’analyse des capacités cognitives au cours d’expériences comportementales. L’ensemble de ces avantages permet, en utilisant ce modèle, de répondre rapidement aux questions scientifiques posées. Ce modèle permet de travailler avec la meilleure efficacité́ possible tout en offrant une représentation certes imparfaite mais néanmoins proche de la physiologie humaine. Le nombre des cellules étudiées évoluant après la naissance, nous étudierons leur phénotype à différentes périodes du développement post-natal, de la naissance à l’âge du sevrage : P0/P1, P6, P10, P15 et P21. Le phénotype induit par nos expériences n’est analysable qu’au minimum 6-7 jours après injection. Afin d’étudier l’effet sur le développement du cerveau, nous injecterons des souris embryonnaires au stade E14-15 afin d’en étudier les effets chez les souris âgées de 0 à 2 jours, puis chez l’adulte enfin d’en étudier les effets à long terme sur la fonction cognitive.