Rongeurs

Huit heures de privation d'oxygène par jour, de 8 h à 16 h, pendant seize semaines : 390 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes. Elles subissent trois séries de tests de stimulation à l'insuline, au glucagon, à l'adrénaline ou à la dexaméthasone, trois électrocardiogrammes et trois échographies sous anesthésie, quarante-huit heures en cage de mesure des échanges gazeux, et des mesures de pression artérielle en tube de contention. Le protocole, réparti sur trois établissements voisins entre lesquels les animaux sont transportés, prévoit aussi soixante-dix chirurgies de trente minutes pour implanter un émetteur de télémétrie, suivies de quatorze jours de surveillance. La thérapie espérée contre les dérèglements métaboliques de l'apnée du sommeil reste énoncée au conditionnel, quand la privation d'oxygène, elle, court sur quatre mois.

Objectifs

Le projet vise à répondre à deux questions scientifiques, à savoir : -La privation intermittent d'oxygène (induite pas l’apnée obstructive du sommeil AOS) provoque-t-elle des dérèglements de l’activation sur système nerveux autonome ? -Si oui, ces dérèglements sont-ils responsables des troubles métaboliques hépatique associés à ce stress hypoxique et plus largement à cette pathologie (AOS) ? Pour cela le projet met en place une collaboration multi-équipes pour mutualiser les expertises et le matériel. Le projet sera donc réalisé dans 3 établissements utilisateurs voisins.

Bénéfices attendus

L'activation du système sympathique dans les apnées obstrutives du sommeil commence d'être décrite en clinique par des observations cardiaques (ECG). Par ailleurs, cette activation a sans doute des répercussions sur le plan métabolique que nous allons tenter de comprendre. Si une activation de la voie sympathique s'avère dans notre modèle d'exposition à l'hypoxie intermittente avec des désordres métaboliques associés, nous allons pouvoir envisager des traitements d'inactivation de cette voie (Béta bloquant ou autre) avec des répercussions importantes. Au final, l'idée est de développer une nouvelle thérapie pour lutter contre les déréglements métaboliques associés au syndrome d'apnées obstrutives du sommeil.

Procédures

Dans l'EU1 Les animaux seront soumis à de l'hypoxie intermittente 8 heure par jour, pendant 16 semaines de 8h à 16h. Ils suivront des tests de stimulations à différentes drogues connues afin d'évaluer leur sensibilité à celles-ci (3 tests à la 2ème, 8ème et 16ème semaine d'exposition à l'hypoxie). Ils auront des mesures de glycémie par microprélèvements (goutte de sang prélevée à la queue, 3 tests). Il suivront 3 ECG et 3 echographies cardiaques non invasifs, réalisés sous anesthésie générale (durée moyenne 10 min) dans l'EU2. . Certains d'entres eux (5 par groupes et par souches soit 70 animaux), suivront une chirurgie permettant la pose d'implant de télémétrie nécessaire au suivi en temps réel de leurs paramètres vitaux (ECG, glycémie et pression) (durée de la chirurgie 30 min) dans l'EU1. Les animaux seront hébergés en cage adaptée à la mesure des échanges de gaz respiratoires pendant 48 heures (24 heures d’acclimatation et 24 heures de mesures) afin de mesurer la dépense énergétique des animaux dans l'EU2. Ces cages sont conformes aux normes européennes sur le bien-être des animaux, elles contiennent des enrichissements (tunnel) et un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Enfin des mesures de pressions artérielles seront réalisées sur les animaux à la fin de l'exposition à l'hypoxie deux fois 15 min à intervalle de 4 jours (sur 280 animaux (140 de chaque souche)).

Impact sur les animaux

Le modèle d'exposition à la privation d'oxygène intermittente est bien connu au laboratoire et les effets secondaires sur les animaux sont bien décrits (augmentation de la ventilation et augmentation de l'hématocrite sans conséquence majeure). Les traitements utilisés sont déjà connus dans la litérature et au laboratoire, il ne devrait pas y avoir de problème. Les injections de glucagons devraient augmenter la glycémie des animaux (mais sans excés). Les injection d'insuline devraient provoquer une baisse de la glycémie. Si celle-ci devient inférieure à 40mg/dl les animaux recevront une injection de glucose). Les injections d'adrénaline, d'isoprénaline, de noradrénaline et de dexaméthazone sont attendues pour augmenter légèrement la fréquence cardiaque. Les mesures de pression artérielle à la queue étant réalisées en placant les animaux dans un tube de contention, les animaux pourront être stressés lors de ces mesures. Ils seront donc habitués progressivement et plusieurs fois à cette contention avant les mesures. Les animaux opérés pour être équipés d’implants de télémétrie auront besoin de quelques jours de récupération avec un suivi quotidien avec vérification des points limites décrits en procédure expérimentale (sur 14jours). Comme lors de toute chirurgie, un risque infectieux existe. La mise en cage colarimétrie n'induit pas de nuissance particulière car elles sont de taille identiques à celles de l'hébergement et avec le même enrichissement.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à l'issue des 16 semaines d'hypoxie afin de prélever différents organes. Une mutualisation des prélèvements pour d'autres analyses ou mises au points techniques pourra être faite avec d'autres chercheurs du laboratoire.

Remplacement

Nous avons pris en compte la règle des 3 R car ces expérimentations seront réalisées avec le souci de remplacer l'expérimentation animale. Seulement à ce jour aucun moyen ne nous permet de remplacer ce modèle animal pour analyser les dérèglements des systèmes intégrés comme l'activation du système nerveux autonome.

Réduction

Nous réduisons le nombre d'expérience en multipliant les tests à partir d'un seul animal grâce a des analyses non invasives (ECG+Echographie) à différents temps (avant le sacrifice terminal). Nous utilisons également le nombre minimal d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement fiables. Le nombre d’animaux a été évalué avec un test statistique tenant compte de la variabilité des précédentes expériences déjà réalisées au laboratoire en ce qui concerne les analyses métaboliques et en intégrant un effet de la privation de l'oxygène à hauteur de 20-30%. Nous obtenons un minimum de 10 animaux par groupe avec un risque de 5%. Les résultats obtenus seront analysés par des tests statistiques. Pour les données générées par la télémétrie, un n=5 devrait suffire car ces mesures sont très précises, réalisées sans stress des animaux et en continue (nombre de mesure supérieur à 1000).

Raffinement

Cette étude est menée avec un grand souci de raffinement d'autant que ces analyses sont très sensibles aux moindres perturbations des animaux (stress etc). Ainsi nous veillerons à respecter scrupuleusement les cycles jours/nuit et limiterons fortement les allers et venues dans l'animalerie ainsi que le bruit pour ne pas déranger les animaux. Les animaux suivront également des habituations de manipulation par les expérimentateurs afin de limiter fortement le stress des animaux durant les analyses en particulier celles de mesure de pression. Les animaux seront anesthésiés durant les ECG et les échographies. Les animaux qui suivront la chirurgie implantatatoire pour la télémétrie bénéficieront d’un traitement antalgique. Enfin, des points limites adaptés et des critères d’arrêt de souffrance sont définis pour la procédure que suivront les animaux de ce projet. La mise en cage colarimétrie n'induit pas de nuissance particulière car elles sont de taille identiques à celles de l'hébergement et nous les aménagerons avec le même enrichissement. Un éventuel stress des animaux pourrait être engendré par le transport entre les différents EU mais les distances sont faibles entre eux. L'EU3 est situé un étage plus bas de l 'EU1 et l'EU2 est situé à 10 min de voiture. Ces transports seront réalisés par l'expérimentateur lui même (pour limiter le stress des animaux) avec le plus grand soin (voiture climatisée, conduite souple etc...)

Choix des espèces

La souris est un mammifère dont certaines caractéristiques biologiques peuvent être extrapolées à l'Homme, notamment dans le cadre d'études systémiques, premettant ainsi de comprendre les mécanismes physiologiques et physiopathologiques avant d'entreprendre des études cliniques. Enfin la pertinence du choix de cette espèce animale repose sur le fait de la comparativité des études scientifiques. Le modèle d'exposition des souris à l'hypoxie intermittente étant déjà bien caractérisé et publié dans la litérature. L'utilisation d'animaux transgénique est le seul moyen d'évaluer spécifiquement l'implication du gène ciblé sur les perturbations métaboliques associées à l'hypoxie intermittente, la souris est l'espèce de choix pour ces expériences. Les animaux seront utilisés au stade jeune adulte ou adulte afin de mimer au mieux la pathologie clinique qui survient à l'age adulte. Age de 16 semaines à l'entrée dans l'étude.

Un agent qui détruit les cellules souches de la moelle osseuse est injecté à des souris vigiles, ce que le porteur décrit comme "une forte douleur abdominale disparaissant en quelques heures", avant la greffe de cellules souches sanguines humaines. 45 000 souris immunodéprimées vont être utilisées sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, les nouveau-nés étant anesthésiés par hypothermie sur glace jusqu'à dix minutes, avec en plus des injections de plasmides pouvant provoquer des troubles cardio-respiratoires, des prélèvements vaginaux quotidiens pendant plusieurs semaines, des prélèvements sanguins répétés et des chirurgies. 36 000 d'entre elles seront tuées et 9 000 transférées vers d'autres projets ou vers une formation interne aux gestes techniques, celles dont le taux d'humanisation reste sous 25 %. Le porteur écrit que le nombre d'animaux "sera réduit au maximum" et, dans la même rubrique, qu'"aucune approche statistique n'a été réalisée", l'effectif ayant été estimé d'après les années antérieures "en accord avec le plan commercial".

Objectifs

Ce projet a pour objectif de greffer des cellules souches sanguines humaines et leurs dérivées chez des souris immunodéprimées, et ainsi permettre la reconstitution d’un système immunitaire humain fonctionnel (ou représentatif d’une pathologie particulière) et pouvant être modifié par traitement, en vue d’essais préclinique chez la souris.

Bénéfices attendus

En greffant des cellules souches humaines, ou leurs dérivées, à des souris immunodéprimées, nous pouvons reconstituer un système immunitaire humain. Ce faisant, nous apportons un modèle d’étude spécifique qui peut jouer un rôle essentiel dans la compréhension et le traitement de pathologies d’importance, comme certaines infections virales (virus de l’immunodéficience humaine (VIH) ou hépatites), de nombreux cancers ou des maladies inflammatoires (asthme).

Procédures

Des prélèvements sanguins seront réalisés sur souris avec ou sans anesthésies. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids et à l’âge de l’animal selon un schéma établi et une limite fixée sur une période glissante de 14 jours. Une réhydratation avec du sérum physiologique sera réalisée si nécessaire. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole de l’étude et sera contrôlé par un vétérinaire. Chaque prélèvement durera quelques secondes. Pour les analyses nécessitant un volume plus important, un prélèvement terminal sous anesthésie gazeuse sera réalisé. L’anesthésie des nouveau-nés sera réalisée par hypothermie avec de la glace pendant maximum 10 minutes. Des prélèvements vaginaux pourront aussi être pratiqués quotidiennement pendant au moins cinq jours, voire plusieurs semaines pour caractériser le cycle œstral. L’humanisation inclura l’administration d’un agent, détruisant les cellules souches de la moelle osseuse, sur souris vigile, suivie d’une greffe de cellules souches sanguines sur souris vigiles ou nouveau-nés sous anesthésie sur glace. Ces interventions dureront de quelques secondes à quelques minutes. Les animaux recevront des injections de solution saline isotonique contenant des plasmides, une ou deux fois selon la durée de l’étude. Ces injections, administrées uniquement aux souris de plus de 18 g, dureront entre 10 et 15 secondes. Les injections pourront être répétées selon le protocole et dureront quelques secondes. Certaines procédures nécessiteront des actes chirurgicaux pour l’implantation de dispositifs sous-cutanés, réalisés sous anesthésie gazeuse avec une analgésie préopératoire et un suivi post-opératoire rigoureux. L’implantation durera moins de cinq minutes et pourra être répétée selon les besoins de l’étude. À l’issue des études, les animaux non intégrés aux essais précliniques seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires. Toutes les interventions seront réalisées sous un suivi clinique rigoureux afin de minimiser douleur et stress des animaux.

Impact sur les animaux

-Injection de l’agent myéloablatif : induit une forte douleur abdominale disparaissant en quelques heures. -Injection(s) de solution saline isotonique contenant des plasmides (pour favoriser le développement de populations immunitaires humaines d’intérêt) : peut engendrer des troubles cardio-respiratoires et une altération marquée de l’état général, pendant les minutes suivants l’injection. Peut engendrer un hématome. -Prélèvements vaginaux : peut engendrer une irritation locale, une inflammation ou un stress temporaire. -Chirurgie : douleur, hémorragie, un défaut du système d’anesthésie / analgésie (ex : la souris se réveille en cours de procédure), un état clinique détérioré au réveil (ex : hypothermie), mauvaise cicatrisation. -Administration de traitements : effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques, hématome, douleur, lésion au site d’administration (notamment si administrations répétées) - Prélèvements sanguins : anémie, hématome, douleur, lésion au site de prélèvement (notamment si prélèvement répétés). -Rasage et crème dépilatoire : microlésions, irritations cutanées, gêne (sensation de brûlure de la crème), inflammation transitoire. -Anesthésie : risque d’hypothermie et de sécheresse oculaire (ajout de gel ophtalmique en prévention). -Prélèvement d’urine et de fèces : stress, gêne voire potentiellement douleur si présence de tumeurs au niveau abdominal. La manipulation chez le nouveau-né pourrait engendrer le rejet de la mère. Afin d’éviter cela, des éléments sont décrits dans la procédure expérimentale. Des nuisances peuvent également être induites par le stress dû aux contentions. La douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.

Devenir

Le processus d’humanisation pourra être accompagné d’une phase de modulation ou de renforcement in vivo du système immunitaire humain en fonction des objectifs expérimentaux. Cette étape vise à préparer les animaux aux études précliniques envisagées en optimisant la réponse immunitaire du modèle humanisé. Les animaux n’étant pas jugés comme aptes à entrer en étude préclinique en projet de formation ou en projet de recherche interne seront euthanasiés. C’est-à-dire les animaux avec un état de santé jugé moyen et/ou avis vétérinaire défavorable. Dans le cadre d’une utilisation continue, pour réaliser les études précliniques, les animaux pourront être intégrés aux autres projets autorisés par le Ministère dans l’établissement utilisateur. Des souris issues de cette procédure pourront être réutilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris », sous réserve d’un avis vétérinaire favorable. Les animaux concernés seront ceux ayant un taux d’humanisation < 25%. Un nouveau-né mal humanisé pourra être nouvellement humanisé en étant plus âgé. La décision est prise par le vétérinaire.

Remplacement

Les tests in vitro seront envisagés si ceux-ci sont appropriés. Dans le cadre d’une utilisation continue, les souris humanisées seront impliquées dans des études de recherches précliniques impliquants le système immunitaire. Il n'est actuellement pas possible de recréer in vitro un environnement complexe comme le système immunitaire tout en objectivant les effets potentiellement toxiques d’une molécule en développement. La souris constitue un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement et la mise au point de thérapies innovantes pour les patients.

Réduction

Un total de 45 000 souris seront utilisées, couvrant une période de 5 ans et permettant de réaliser 720 études précliniques de 50 souris, en se basant sur un taux de succès de l’humanisation de 80%. Aucune approche statistique n'a été réalisée, l’estimation du nombre d’animaux est réalisée sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum.

Raffinement

Les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables composés de 5 individus à partir du sevrage. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux (dietgel). La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. Cette couche de litière pourra être supplémentée par un échantillon de litière provenant de cages mâles dans le but de synchroniser le cycle œstral de la souris. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse, une échelle de scores cliniques (pelage, mobilité, état général, activité, comportement etc) sera appliquée dès le premier geste invasif ou dès qu’un signe d’altération est observé lors de la surveillance quotidienne. Des traitements antalgiques préventifs et curatifs seront mis en œuvre dès que nécessaire, sous avis vétérinaire notamment buprénorphine 0,1 mg/kg (voie IP ou SC), administrée avant intervention chirurgicale ou toute procédure potentiellement douloureuse. Un rappel sera envisagé toutes les 4–6h selon l’évaluation. Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur s’il/elle le juge nécessaire. Les fréquences sont limitées et une réhydratation est prévue pour tout prélèvement unique à partir de 8 mL/kg. Les points limites déclenchant l’euthanasie incluent : atteinte sévère de l’état général, douleur non contrôlée, ou tout score clinique dépassant les seuils définis.

Choix des espèces

Le séquençage complet du génome de la souris a démontré la proximité phylogénétique des souris et des humains : 90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Lorsque les gènes orthologues produisent des effets différents entre souris et humain, le remplacement dans le génome du gène de la souris par son équivalent humain ou de manière fonctionnelle par greffe de cellules humaines dans une lignée immunodéficiente permet la création de lignées humanisées. Depuis de nombreuses années, l'entreprise développe une expertise dans l’humanisation du système immunitaire de multiples souches de souris, notamment les NCG, NXG, NOG et BRG. Fort de cette expérience, il est pertinent de poursuivre le processus d’humanisation sur cette même espèce. La procédure expérimentale requiert l'utilisation de souriceaux nouveau-nés La procédure expérimentale requiert l'utilisation de souriceaux nouveau-nés jusqu'à [MODIFICATION] jusqu'à l'âge de 3,5 - 4,5 semaines, car leur immunité immature favorise la prise de greffe et limite le rejet, garantissant ainsi une reconstitution optimale du système immunitaire humain. À cet âge, le thymus et la moelle osseuse offrent un environnement propice à la maturation des cellules immunitaires humaines, permettant d'obtenir un modèle plus fonctionnel et reproductible.

7 624 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les nouveau-nés reçoivent une injection sous-cutanée dans leur première semaine de vie, les adultes et les femelles gestantes un gavage de tamoxifène, et une chirurgie terminale sous anesthésie peut être pratiquée dès le septième jour après la naissance pour vider le cerveau de son sang. Le porteur reconnaît que le gavage des femelles gestantes peut provoquer des mises bas prématurées ou difficiles et affecter les embryons, et que les souris du modèle Alzheimer développent à partir de neuf mois pertes de mémoire, apathie et comportements sociaux anormaux. Il affirme que ces phénomènes "ne peuvent pas du tout être modélisés in vitro ou in silico" du fait de la complexité des interactions avec l'"organisme entier", sans indiquer comment un calcul de puissance aboutit à 7 624 animaux.

Objectifs

​​La maturation du cerveau comprenant les processus de myélinisation, différenciation des neurones et mise en place des circuits cérébraux implique des processus complexes et des populations spécifiques de cellules liées au développement. Au cours des 10 dernières années, une grande diversité de cellules a été décrite par différentes techniques de bilogie moléculaire à haut débit et a mis en lumière une sous population de microglie spécifique qui joue un rôle clé pendant le développement pré- et post-natal. Cette microglie partage des caractéristiques communes avec la microglie spécifique de maladie présente dans les maladies neurodégénératives comme Alzheimer (AD). Cependant, le degré de similitude/divergence de ces états, le fait qu'ils agissent via des voies communes pour exercer des fonctions protectrices dans des contextes différents et le fait qu'ils soient transitoires ou liés à l'ontogénèse restent largement à élucider. Pour mieux comprendre le rôle des macrophages cérébraux, dans les pathologies telles qu'Alzheimer, nous utiliserons des approches génétiques et pharmacologiques afin de perturber les microglies et leurs fonctions au cours du développement embryonnaire et post-natal.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche fondamentale a pour objectif de déchiffrer les dynamiques cellulaires de macrophages cérébraux, leur induction et leurs rôle dans les cerveaux en developpement et dans les cerveaux en vieillissement et neurodégénératifs. En étudiant avec des techniques et modèles murins innovants ces cellules à plusieurs stades : pré-natal, post-natal et adulte, nous pourrons apporter une vision cinétique et comparer les états des cellules de microglie jeunes et pathologiques. L’étude des deux sexes en parallèle permettra de donner des indications sur le caractère sexe spécifique. Les états et les fonctions des macrophages cérébraux sont généralement étudiés en parallèle, soit au cours du développement, soit dans les maladies neurodégénératives. Ce projet vise ainsi à mettre en place un pont entre ces périodes et comparer les rôles fonctionnels des cellules de microglie jeunes et pathologiques et notamment des deux principaux facteurs qu'ils produisent, afin d'identifier les facteurs et les voies qui induisent ces états et le lien ontogénétique potentiel entre eux. In fine, cela permettra d’ouvrir la voie à à des stratégies thérapeutiques très innovantes des maladies neurodégénératives telles qu’Alzheimer en exploitant les propriétés neuroprotectrices de la microglie.

Procédures

Les animaux vigiles recevront une injection sous-cutanée lorsqu'ils sont en première semaine de vie ou un gavage à l'âge adulte (pour les mères gestantes afin d'observer l'effet sur les embryons et pour les souris de 2 et 12 mois). En fonction de leur stade et de l'analyse prévue, les animaux seront soumis à une analgésie suivie d'une anesthésie et enfin euthanasiés afin de prélever le cerveau. Uniquement en cas de besoin, une chirurgie terminale sera réalisée sur les animaux à partir de 7 jours post-natals, toujours sous l'effet de l'anesthésie générale avec analgésie, pour éliminer les cellules sanguines du cerveau.

Impact sur les animaux

La molécule administrée par gavage aux femelles gestantes peut avoir un impact sur le déroulement de la gestation des femelles, provoquer des mises bas prématurées ou des difficultés de mise bas et avoir aussi un impact sur les embryons et les nouveaux-nés. De plus, la méthode d’administration par gavage peut induire un stress pendant la contention, et une gêne légère et transitoire. Le modèle murin d’Alzheimer utilisé dans cette étude développant des comportements ressemblant à la maladie d’Alzheimer humaine, les symptômes peuvent nuire au bien-être global de l’animal. Ces souris développent des comportements de perte de mémoire, apathie et comportements sociaux aberrants à partir de 9 mois liés à la perte neuronale dans certaines zones du cerveaux.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de prélever le cerveau et effectuer les analyses requises par le projet.

Remplacement

​L’étude des population microgliales au cours du développement et de la neurodégénérescence, de leur spécificité et de leur trajectoires nécessite l’utilisation d’un organisme vivant complet avec une maintenance de l’activité cellulaire, comme la synthèse ou la dégradation de protéines. Il est important de maintenir l’activité de l’organisme et des mécanismes physiologiques dans un état dynamique (c'est à dire en mouvement et fonctionnel) dans le cadre d’une étude temporelle. Ces phénomènes ne peuvent pas du tout être modélisés in vitro ou in silico, du fait de la complexité des interactions des cellules étudiées avec l'organisme entier.

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé par un calcul de puissance statistique afin de garantir une robustesse des résultats tout en limitant l’utilisation d’animaux. Pour une analyse comparative multi-groupes (effet du modèle, Alzheimer, sexe, temps d'intêret), nous avons ainsi calculé et optimisé le nombres d'animaux nécessaires. Les résultats seront analysés avec des méthodes statistiques telles que l'analyse de variance.

Raffinement

L'enrichissement sera augmenté pour les animaux vieillissants. Pour faciliter l'alimentation en cas de besoin, du Dietgel sera utilisé. Les manipulations (contention, gavage au tamoxifène, prélèvements, perfusion) seront effectuées par des personnes formées et compétentes. Les méthodes d'analgésie et d'anesthésie des animaux permettront de diminuer toute souffrance ou détresse liées aux manipulations. Des mesures de surveillance quotidienne sont mise en place par des personnes compétentes et formées. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués. Les interventions invasives seront faites sous anesthésie et analgésie.

Choix des espèces

Les souris sont devenues des modèles de choix pour l’étude des fonctions biologiques et des conséquences de leurs perturbations à différents niveaux : comportemental, physiologique et organique. Elles sont également utilisées pour créer des modèles d’étude des pathologies humaines. La proximité génétique avec l’homme, combinée à la disponibilité d’un grand nombre de lignées génétiquement modifiées, fait du modèle murin un choix idéal pour répondre à nos questions scientifiques. Le court cycle de reproduction et la petite taille des souris facilitent leur maintien, tout en conservant une espèce relativement proche de l’homme en termes de développement. De plus, la période de gestation courte et le nombre important d’embryons permettent de générer un nombre suffisant d’animaux pour plusieurs expériences à partir de relativement peu de parents. Ce choix stratégique garantit une compréhension globale des processus allant de la formation fœtale à la maturation et au maintien des circuits dans des contextes normaux et pathologiques​.

Greffées dans le cerveau de cellules de tumeurs cérébrales pédiatriques humaines au cours d'une chirurgie d'une dizaine de minutes, 472 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour des analyses histologiques ou génomiques. Certaines reçoivent en plus trois injections par semaine pendant quatre semaines, une prise de sang hebdomadaire pendant deux mois et jusqu'à douze séances d'imagerie sous anesthésie générale. Le porteur indique que la tumeur, en grossissant, peut provoquer des troubles neurologiques, des difficultés à se déplacer, une perte d'équilibre et une perte de poids. Les retombées annoncées, de nouvelles thérapies contre des cancers du cerveau de l'enfant aujourd'hui sans traitement efficace, sont renvoyées au long terme et suspendues à la démonstration qu'un gène est bien requis à la survie des cellules tumorales.

Objectifs

Les tumeurs cérébrales pédiatriques sont des maladies rares, graves et peu accessibles aux traitements actuels. Elles touchent des régions profondes du cerveau, rendant les interventions chirurgicales difficiles, et leur évolution est souvent rapide. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la croissance de ces tumeurs, en étudiant l’effet de certaines modifications génétiques dans des modèles expérimentaux. Pour cela, des cellules tumorales humaines seront greffées chez la souris afin de suivre leur développement et de tester de nouvelles stratégies de régulation de gènes.

Bénéfices attendus

Nous cherchons à comprendre si certaines cellules cancéreuses du cerveau ont besoin d’un mécanisme particulier pour survivre. Pour cela, nous utilisons un modèle de souris qui reproduit les tumeurs cérébrales observées chez l’enfant. Si ce mécanisme s’avère essentiel à la survie des cellules cancéreuses, cela pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements. À long terme, ces recherches pourraient aider à développer des thérapies innovantes pour des formes très graves de cancer du cerveau chez l’enfant, aujourd’hui encore sans solution efficace.

Procédures

Les animaux subiront une greffe de cellules tumorale dans le cerveau. Il s'agit d'une chirurgie qui dure une dizaine de minutes au maximum pendant le quelle la souris est anesthésiée et analgésiée. Certaines souris recevront en plus trois injections par semaine pendant quatre semaines, durée 1 minute, anesthésie locale. Une prise de sang sera réalisée chaque semaine pendant deux mois (n=8) pour l’analyse du plasma. avec anesthésie locale. Finalement, lors du suivi de la en imagerie, les animaux sont anesthésiés (anesthésie générale), durée maximum de 10 min, nombre maximal de séances : 12.

Impact sur les animaux

Les effets attendus chez les animaux sont liés à la croissance de la tumeur et à la chirurgie. La chirurgie entraînera une douleur légère et transitoire cutanée au lieu de cicatrisation.. Lorsque la tumeur devient volumineuse, elle peut provoquer des problèmes neurologiques, comme des difficultés à se déplacer et une perte d’équilibre. Les animaux peuvent également moins s’alimenter, entraînant une perte de poids. Concernant l’administration d'un médicament d'induction, aucun effet secondaire toxique n’est attendu via la consommation volontaire de croquettes enrichies, comme le rapporte la littérature pour une exposition prolongée par ce mode d’administration Les injections sous anesthésie locale entraîneront une douleur légère et transitoire.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures pour des analyses histologiques ou génomiques.

Remplacement

Les tumeurs cérébrales se développent dans des régions profondes et centrales du cerveau. Elles ont la particularité de s’étendre progressivement, d’abord dans les structures proches, puis dans tout le cerveau au fur et à mesure que la maladie avance. Cette propagation est influencée par l’environnement des cellules tumorales, un phénomène complexe qui ne peut être étudié que dans des modèles vivants capables de reproduire ces interactions. L’un des principaux obstacles au traitement de ces tumeurs est la barrière hématoencéphalique, une protection naturelle qui limite l’accès des médicaments au cerveau. Pour développer de nouvelles approches thérapeutiques, il est donc essentiel de disposer de modèles expérimentaux permettant d’évaluer ces traitements avant leur passage aux essais cliniques. Avant leur utilisation dans ce protocole, les modifications biologiques et les molécules ont été validées in vitro sur des cellules en culture. Toutefois, aucun autre modèle ne permettrait de reproduire avec autant de précision les défis posés par la barrière hématoencéphalique et les difficultés thérapeutiques qu’elle entraîne.

Réduction

Dans ce projet, nous avons appliqué le principe de réduction en utilisant le moins d’animaux possible, tout en assurant la fiabilité des résultats scientifiques. Pour cela, nous avons utilisé un logiciel de calcul statistique afin de déterminer précisément le nombre minimal d’animaux nécessaires pour répondre à nos questions de recherche. Ce calcul permet d’éviter les excès tout en garantissant que les résultats seront suffisamment solides pour être interprétés. Nous utilisons aussi une méthode d’imagerie qui permet de visualiser l’évolution des tumeurs de manière non invasive chez les animaux. Grâce à cette technique, nous pouvons suivre la progression du cancer sans multiplier les interventions, ce qui permet d’obtenir plus d’informations avec moins d’animaux. Enfin, des étapes de validation intermédiaires ont été intégrées dans le protocole : si une méthode ne fonctionne pas, nous l’ajustons avant de poursuivre, pour éviter d’utiliser des animaux inutilement.

Raffinement

Pour éviter toute douleur liée à la chirurgie, les animaux recevront un médicament antidouleur avant l’intervention. Une seconde dose pourra être administrée le lendemain si des signes de douleur apparaissent. L’opération sera réalisée sous anesthésie générale, pour que les animaux soient complètement endormis et ne ressentent rien. Pendant la chirurgie, leur température sera maintenue grâce à une plaque chauffante, et une injection de sérum physiologique leur sera donnée pour éviter la déshydratation. Un gel protecteur sera appliqué sur leurs yeux pour éviter qu’ils ne s’assèchent, et la zone opérée sera désinfectée pour prévenir toute infection. Après l’opération, les animaux seront surveillés jusqu’à leur réveil complet, ce qui prend seulement quelques minutes. Ils seront ensuite replacés en groupe avec un accès libre à la nourriture et à l’eau. Leur état de santé sera suivi de près, avec une pesée deux fois par semaine, puis trois fois par semaine dès l’apparition des premiers symptômes. Ils vivront par groupe de cinq, dans un environnement confortable avec des abris en carton, des tunnels, des bâtons à ronger et du papier pour faire leur nid, afin qu’ils puissent exprimer leurs comportements naturels et réduire leur stress. Des points limites ont été définis pour garantir une prise en charge éthique et rapide en cas de signes de souffrance ou de détérioration de l’état de santé.

Choix des espèces

Nous utilisons des souris car ce sont les animaux les plus couramment employés pour étudier les cancers chez l’humain. Elles permettent de mieux comprendre comment les tumeurs se développent dans le cerveau et de tester des traitements dans un organisme vivant, ce qui n’est pas possible uniquement avec des cellules en laboratoire. Les greffes seront faites sur des souris jeunes adultes, âgées de 6 à 8 semaines. À cet âge, leur corps est suffisamment développé pour bien supporter les interventions, tout en permettant d’étudier correctement l’évolution des tumeurs.

Pour comprendre comment un transporteur intestinal du fructose influe sur la glycémie, 1 100 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever pancréas, foie, intestin et contenu du cæcum. Chaque animal reçoit trois gavages de glucose, une injection, jusqu'à six prélèvements sanguins et cinq coupures à l'extrémité de la queue, et subit deux jeûnes de quatre et six heures. Le porteur décrit ces gestes comme un stress de moins de vingt secondes et affirme que les jeûnes n'entraînent aucune hypoglycémie. Il justifie l'espèce par des lignées génétiquement modifiées disponibles uniquement chez la souris et par l'absence, selon lui, de tout modèle capable de simuler in vitro les interactions entre organes.

Objectifs

La régulation de la glycémie est placée sous le contrôle de l’insuline dont la sécrétion est fortement stimulée par le glucose lui-même et pas du tout par le fructose, lequel représente pourtant 50% des sucres consommés dans notre alimentation. Le fructose est structurellement proche du glucose mais est transporté, notamment au niveau de l’intestin, par un transporteur spécifique qui ne transporte que le fructose et est ensuite métabolisé par une enzyme également spécifique au fructose. Les souris dont ce transporteur ou cette enzyme ne sont pas présents, absorbent mal le fructose et présentent une modification de leur flore intestinale. De façon intéressante, elles présentent également une forte augmentation de leur glycémie et une diminution de l’insuline dans le sang. De plus, ces variations de glycémie ne sont pas les mêmes en fonction de leur alimentation. Ainsi, La découverte d’une nouvelle voie de régulation de la glycémie via ce transporteur et cette enzyme spécifique du fructose liée à l’alimentation, semble très importante à caractériser et c'est le but du projet proposé. Ce travail vise à déterminer chez des souris mâles et femelles qui absorbent mal le fructose, quel est l’effet de l’alimentation sur la régulation de la glycémie et quels sont les mécanismes impliqués via l’utilisation de différents régimes connus pour interagir avec la flore intestinale.

Bénéfices attendus

Les caractéristiques observées chez les souris dépourvues du transporteur du fructose et de l’enzyme responsable de sa métabolisation, à savoir une importante augmentation de la glycémie et une baisse du taux circulant d’insuline, reflètent ce qui est observé dans le diabète de type 1. Le diabète de type 1 représente environ 10% des cas de diabètes en France et dans le monde. Depuis une vingtaine d’années, le nombre de personnes atteintes de diabète de type 1 ne cesse d’augmenter (+ 3 à 4% /an). Les raisons de ces évolutions sont inexpliquées à ce jour, mais certaines modifications de l’environnement et leurs interactions avec le génome sont suspectées telles que les facteurs nutritionnels ou la modification de la flore intestinale. Bien que le fructose soit suspecté de conduire à la mise en place d’un diabète de type 2 (mise en place progressive de l’insulino-résistance) le rôle de son transporteur et de la principale enzyme de son métabolisme, dans la sécrétion de l’insuline et dans la régulation de la glycémie n’a jamais été étudié. Notre projet permettra possiblement d’identifier une nouvelle voie impliquée dans cette régulation et peut-être de mettre en évidence des cibles thérapeutiques potentielles.

Procédures

Les animaux vigiles recevront 3 gavages de glucose (intervention d’une durée inférieure à 5 secondes), 1 injection (intervention d’une durée inférieure à 5 secondes), 5 petites coupures à l’extrémité de la queue (intervention d’une durée inférieure à 1 seconde) et ils auront au maximum 6 prélèvements sanguins (intervention d’une durée inférieure à 20 secondes).

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis à un stress sur des temps très courts au cours de la contention nécessaire lors des gavages, prélèvements et de l’injection (moins de 20 secondes). Les animaux seront soumis à stress lors du passage de leur salle d’élevage à la salle d’expérimentation. Les animaux seront soumis à une légère douleur lors des prélèvements et lors de l’ injection. Les souris seront soumises à 2 périodes de jeûne (4 et 6h) ce qui n’entraine qu’une diminution modérée de la glycémie et aucune hypoglycémie.

Devenir

L'ensemble des animaux sera euthanasié afin de prélever et analyser certains tissus (pancréas, foie, intestin et contenu de caecum).

Remplacement

Il n’existe pas aujourd’hui de modèle ou de technique in vitro ou ex vivo permettant de simuler les interactions inter-organes impliquées dans le contrôle de la glycémie d’un individu. Le recours à des animaux est donc nécessaire pour intégrer l’ensemble des paramètres spécifiques à chaque souris (génétique, microbiote, alimentation) et biologiques obtenues à partir du sang (glycémie, insulinémie), des tissus producteurs d’hormones (pancréas), intestinaux (tissus permettant de stimuler la sécrétion d’insuline via la production de molécules de type hormonales) et impliqués dans le métabolisme des sucres (foie).

Réduction

Nous avons prévu d’inclure 10souris par groupe expérimental, ce nombre apparait nécessaire afin de permettre la mise en évidence de différences statistiques significatives. De plus, nous avons fait le choix d’utiliser les mêmes groupes de souris ente 6 et 19 semaines et de n’effectuer les prélèvements finaux de tissus qu’à 19 semaines afin de réduire le nombre d’animaux.

Raffinement

Les animaux seront habitués à la contention avant le démarrage des gavages pour limier le stress lors de la procédure expérimentale. Les expérimentations étant effectuées dans une salle différente de la salle d’élevage les animaux seront habitués à la salle d’expérimentation et maintenus dans leur cage d’élevage avec les mêmes congénères afin de réduire le stress. Les animaux seront surveillés visuellement 1 fois par semaine et leur poids mesuré 1 fois par semaine. Des points limites ont été mis en place et seront appliqués.

Choix des espèces

Le modèle souris est largement utilisé pour les recherches sur les maladies métaboliques. De plus, les données préliminaires existantes ont été obtenues à partir de ces modèles animaux qui sont des modèles génétiques originaux disponibles uniquement chez les souris et surtout nécessaires pour décrypter le mécanisme posé ici (rôle du transporteur et du métabolisme du fructose dans la régulation de la glycémie). Il est désormais bien établi que la nutrition lors de la gestation et de l’allaitement, joue un rôle clé dans la programmation métabolique à long terme. Dans cette optique, l’alimentation durant les premières semaines de vie semble particulièrement déterminante dans l’établissement de la capacité à réguler la glycémie. Afin de clarifier l’impact de la nutrition au cours de cette période dite périnatale, nous comparerons les effets d’un apport en fibres et de la malabsorption du fructose sur la régulation de la glycémie, selon que ces interventions soient mises en place dès la naissance ou seulement à partir du sevrage. Nous avons choisi de travailler principalement sur des souris âgées de 6 semaines, car nos données préliminaires mettent en évidence des différences marquées au niveau de la glycémie et du taux d’insuline dans le sang à cet âge. Par ailleurs, afin d’évaluer la persistance ou non de ces différences au cours du temps, la mesure de la glycémie de ces mêmes animaux sera suivie et analysée également à 12 et 18 semaines d’âge.

1 440 souris, chacune pesée chaque semaine, gavée ou injectée, saignée neuf fois à l'état vigile puis mise à jeun dix-huit heures avant un dernier prélèvement, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent pendant vingt semaines un régime riche en graisses ou en sucres destiné à leur faire développer une maladie du foie, puis des médicaments anti-inflammatoires dont l'équipe veut mesurer l'effet sur la fibrose. Toutes sont tuées à l'issue pour analyser leur foie. Le porteur affirme qu'un modèle animal est "indispensable" pour étudier ces effets de manière intégrée et que les explorations sur animal vigile ne peuvent pas être substituées par des approches in vitro.

Objectifs

Les maladies métaboliques du foie représentent plusieurs syndromes qui vont de la simple stéatose du foie à la stéatose du foie inflammatoire et peuvent évoluer vers la fibrose et le cancer. L'inflammation est un facteur clef de l'évolution de ces maladies. Dans ce projet, nous souhaitons tester des médicaments ayant un effet anti-inflammatoire. Lors de cette étude, des souris ayant développées ces maladies du foie par une alimentation riche en graisse et/ou en sucres seront traitées avec des médicaments et nous caractériserons l'évolution de ces maladies afin de voir les effets positifs de ces molécules et les voies impliquées.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet est la potentielle mise en évidence d'un effet anti-inflammatoire et anti-fibrosant d'une nouvelle molécule pharmacologique. Nous pourrons en plus de cette mise en évidence étudier les voies impliquées dans la protection d'un régime

Procédures

La contention, le gavage et les injections causent un stress et une douleur modérée et de courte durée pour les animaux. Les animaux auront des injections (durée 15 secondes) ou des gavages (durée 1 mn/souris) et seront pesés une fois par semaine (30 secondes/souris). Un prélèvement de sang sera effectué 9 fois et prendra 1 mn/souris. Ils seront soumis un changement de régime ainsi qu’à une mise à jeun de 18h avec un prélèvement de sang (1mn/souris). Tous les prélèvements sont effectuées sur souris vigiles.

Impact sur les animaux

La contention, le gavage et les injections sont des sources de stress modéré pour les animaux. Les animaux seront soumis à des régulations nutritionnelles avec des changements de régime pendant 20 semaines pouvant induire un stress léger par une prise de poids avec possiblement une activité réduite . La mise à jeun peut entraîner un stress modéré aux souris.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin d'analyser l'effet des molécules sur le développement de la fibrose hépatique.

Remplacement

L’utilisation d'un modèle animal est indispensable pour étudier de manière intégrée les effets de ces molécules sur l’inflammation et la fibrose. Par ailleurs, l'identification et la validation de ces cibles thérapeutiques nécessite l'utilisation d'un modèle in vivo mimant le plus fidèlement la pathologie humaine ). La réalisation d'explorations fonctionnelles sur animal vigile ne peut donc pas être subsituée par des approches entièrement in vitro.

Réduction

Nous nous assurons d'utiliser le nombre d'animaux nécessaires afin de vérifier nos résultats et les valider. Un nombre minimum de souris sera inclus dans chaque groupe mais toutefois suffisant pour assurer la reproductibilité de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

La durée des régimes utilisés et les traitements relatifs aux tests métaboliques seront réalisés selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum et lors de la mise à jeun l'accès à l'eau est conservé. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. 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 et des soins adaptés entraînant la mise à mort anticipée si nécessaire. En effet, l’application des points limites établis pour chaque procédure de ce projet sera effectuée.

Choix des espèces

L’espèce souris a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier la physiologie des mammifères dans une population homogène d’animaux (même fond génétique). De plus, la souris représente un modèle de choix pour l'étude des dysfonctionnements métaboliques car de nombreuses voies de régulation métabolique sont conservées entre souris et homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. Enfin, la disponibilité de données bibliographiques importantes sur la physiopathologie de la souris est un atout important dans l'analyse et l'interprétation de nos travaux de recherche sur ce modèle animal. Nous utiliserons de souris adultes âgées de 10 à 30 semaines, car le métabolisme énergétique est régulé de manière différente chez les jeunes adultes et/ou pendant le vieillissement.