Rongeurs

Greffées d'une tumeur dans le tissu mammaire sous anesthésie, puis soumises à deux injections intrapéritonéales, une injection intraveineuse et cinq prélèvements sanguins, 521 souris femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées pour prélèvements. Le projet teste deux médicaments radioactifs contre le cancer du sein triple négatif, un anticorps complet et un fragment d'anticorps, avec un suivi allant jusqu'à 150 jours après la greffe. Pour justifier la souris plutôt que le rat, le porteur invoque la quantité de vecteur radiomarqué, dix fois moindre, et une irradiation dix fois plus faible pour les expérimentateurs.

Objectifs

Le cancer du sein triple négatif métastatique, associé à une survie médiane globale d’environ 15 mois, représente un défi majeur en oncologie, soulignant la nécessité de concevoir de nouvelles approches thérapeutiques. Ce projet a pour but de tester des nouvelles formes de radiothérapie ciblée pour traiter ce type de cancer. Il vise à comprendre comment ces traitements fonctionnent au niveau biologique, à analyser les doses administrées. Plus précisément, le projet se penchera sur deux médicaments radioactifs . Le premier est un anticorps complet, tandis que le deuxième est un petit fragment d’anticorps, et tous deux visent une même molécule présente sur les cellules tumorales. Les tests seront réalisés sur des souris avec des modèles de cancer du sein qui imitent le comportement du cancer chez l'être humain. Ce projet évaluera l’efficacité thérapeutique anti-tumorale et la sécurité/toxicité, la biodistribution, la dosimétrie, ainsi que les mécanismes d’action biologique (et notamment immunologique).

Bénéfices attendus

Ce projet, en évaluant l’efficacité thérapeutique anti-tumorale et la sécurité/toxicité de nouveaux radiopharmaceutiques, devrait permettre d’évaluer à court terme l’intérêt du développement de cette stratégie thérapeutique pour les patientes atteintes de cancer du sein triple négatif. Le projet va comparer comment ces nouveaux médicaments se distribuent dans le corps, comment ils agissent sur les cellules cancéreuses, et comment le système immunitaire réagit. Cela devrait permettre d’identifier des biomarqueurs de réponse et des cibles pour de nouvelles approches thérapeutiques combinées qui pourraient par exemple associer radiothérapie et immunothérapies.

Procédures

Greffe dans le tissu mammaire sous anesthésie gazeuse et analgésie (10 minutes) _Deux injections intrapéritonéales de 100µl (30 sec) sur souris vigiles_ Injection intraveineuse sur souris vigiles (1minute)_ Cinq prélèvements de sang sous anesthésie gazeuse et analgésie (1 minute).

Impact sur les animaux

Les 2 injections en intrapéritonéale provoquent une douleur légère. L'injection en intraveineuse provoque une douleur légère. La chirurgie induit une douleur modérée. L'évolution tumorale peut également engendrer une douleur modérée.

Devenir

Mise à mort pour prélèvements

Remplacement

Remplacer : Les pathologies chroniques comme le cancer sont des phénomènes complexes qui font intervenir de multiples étapes. Ces paramètres ne pouvant être étudiés in vitro de façon globale et intégrée, le recours aux animaux est indispensable. La spécificité des vecteurs est préalablement testée in vitro sur des cellules tumorales.

Réduction

Réduire : pour chaque étude, le nombre d'animaux utilisés est réduit à un minimum acceptable pour l’obtention d’informations robustes et statistiquement pertinentes. Pour l'analyse des résultats, tous les tests statistiques seront réalisés sous logiciel dédié.

Raffinement

Les animaux seront hébergés selon la réglementation en vigueur avec un enrichissement du milieu. Les souris sont hébergées avec des frisottis pour pouvoir faire un nid , avec un libre accès à l'eau et la nourriture adaptée. Chaque cage contient un tunnel de préhension, pour pouvoir manipuler l'animal sans stress. Pour chaque procédure, les souris bénéficient d'une période d'acclimatation d'une semaine. Lors de l'étape de greffe des cellules tumorales , les souris sont préalablement analgésiées une demi-heure avant l’intervention. L'hydratation des souris est maintenue par l'injection souscutanée de 100µl de liquide tiédi à 37°C. L'ensemble de la chirurgie se déroule dans des conditions d'asepsie (champs, gants, manchettes, instruments et seringues stériles). L’état général et clinique des animaux sera surveillé de façon quotidienne selon une grille de score et de points limites qui permet de déterminer le palier de douleur. L’évaluation journalière permettra la mise en place et l’ajustement de traitements analgésiques lorsque ce sera nécessaire, en accord avec le palier de douleur observé.

Choix des espèces

Choix de la souris : Leur petite taille, leur grande fécondité et leur coût de production et d’entretien relativement peu élevé en font des animaux de choix. De plus, de nombreux modèles de tumeurs syngéniques ont été développés chez la souris et il en existe plus de modèles que chez le rat. Les quantités de vecteur sont proportionnelles au poids de l'animal. Un rat pèse environ 200 à 300 g et une souris entre 20 et 30 g. Il faudrait donc injecter 10 fois plus de vecteur radiomarqué à un rat qu'à une souris pour un coût 10 fois plus élevé et une irradiation multipliée par 10 pour les expérimentateurs. Choix du stade de développement : A partir de 7 semaines car les souris sont adultes. Les greffes sont faites entre 7 et 12 semaines, le suivi se fait jusqu'à 150 jours après la greffe. Exclusivement sur des femelles car nous étudions le cancer du sein.

630 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune est hébergée seule pendant toute l'expérience, pour l'empêcher de manger les excréments de ses congénères, et déplacée dans une cage neuve dix à quatorze fois pour recueillir ses selles. Une instillation intragastrique sous anesthésie leur inocule une bactérie résistante aux antibiotiques ou une levure, le protocole comparant 38 combinaisons d'expositions et de traitements. Le porteur affirme que la complexité du microbiote rend l'expérience irreproductible en laboratoire et conclut que le recours à ce modèle animal est "indispensable".

Objectifs

Le microbiote intestinal est un des principaux réservoirs de micro-organismes responsables de maladies comme des bactéries résistantes aux antibiotiques ou des levures. La colonisation digestive par un de ces micro-organismes est leur présence prolongée dans l'intestin, détectable dans les selles. Nous avons précédemment démontré qu’un traitement composé d’une fibre alimentaire et d’un médicament anti-acide réduisait la concentration de bactéries résistantes aux antibiotiques dans les selles de souris exposées à un antibiotique. Le traitement n’était efficace cependant que chez une moitié des souris. Nous faisons l’hypothèse que l’efficacité du traitement pourrait dépendre de l’alimentation des souris. Par ailleurs, afin de confirmer l’efficacité du traitement du traitement chez la souris avant d’envisager son étude chez l’Homme, nous devons démontrer que ces résultats s’appliquent à la colonisation digestive par un autre micro-organisme, comme une levure. Les objectifs de ce projet sont les suivants : 1° décrire l’effet de l'anti-acide seul, de la fibre alimentaire seule, et de leur association sur le microbiote intestinal. 2° mettre au point un modèle de colonisation digestive par une levure chez des souris exposées à un antibiotique 3° évaluer l’impact de l'anti-acide seul, de la fibre seule et de leur association sur la colonisation digestive par la levure 4° évaluer l’impact d’un régime occidental sur le microbiote intestinal et sur la colonisation intestinale par une bactérie résistante aux antibiotiques ou par une levure, chez des souris exposées ou non à un antibiotique.

Bénéfices attendus

La colonisation digestive par une bactérie résistante aux antibiotiques ou une levure ne provoque pas de symptôme, tant que le microorganisme reste à l’intérieur de l’intestin. Cependant, le micro-organisme peut finir par passer dans le sang ou les urines et provoquer une infection difficile à traiter. Par ailleurs, l'élimination du microorganisme lors de la défécation peut contaminer l’environnement et d'autres personnes qui vont devenir à leur tour colonisées. Il n’y a actuellement pas de traitement efficace de la colonisation digestive par une bactérie résistante aux antibiotiques ou une levure. Dans nos travaux antérieurs, nous avons identifié un traitement capable de limiter le niveau de colonisation digestive par une bactérie résistante aux antibiotiques. Ce traitement, basé sur deux composés bien tolérés par l’Homme et peu onéreux, serait facile à utiliser chez l’Homme dès le début d’une antibiothérapie. Avant d’envisager un essai clinique chez l’Homme, les mécanismes d’action de ce traitement chez la souris doivent être compris, y compris en cas d’alimentation de type occidental. Par ailleurs, l’efficacité de ce traitement sur la colonisation par une levure doit également être évaluée chez la souris. Ce projet vise à traiter en premier lieu un problème de santé chez l’Homme. Cependant la colonisation digestive par des bactéries résistantes aux antibiotiques existe également chez des animaux d’élevage et les petits animaux domestiques, avec un risque potentiel de transmission à l’Homme. Enfin, la diminution de l’élimination de bactéries résistantes aux antibiotiques dans les selles pourrait limiter la contamination des eaux usées, et donc la dissémination de la résistance aux antibiotiques dans l’environnement. La prévention de la colonisation digestive par des bactéries résistantes aux antibiotiques, cible de ce projet, a donc un impact potentiel positif sur les 3 composants d’une santé globale - humaine, animale et environnementale. Si ce projet expérimental conforte les résultats antérieurs, et si des études observationnelles humaines en cours laissent envisager l’extrapolabilité de ces résultats à l’Homme, un essai clinique pourra être débuté chez l’Homme, dont nous sommes en droit de prévoir la fin d’ici 10 ans. Les bénéfices de ce projet animal doivent donc être envisagés à moyen terme, et nous n’en identifions pas à court terme.

Procédures

Tous les animaux auront des prélèvements de selles à l'état vigile (1 par jour). Pour ce faire, chaque souris sera installée dans une nouvelle cage, le temps d'émettre une nouvelle selle (temps généralement inférieur à 30 minutes). Selon les groupes, 10 à 14 prélèvements de selle seront réalisés. Le seule procédure invasive sera une instillation intragastrique (une par animal) sous anesthésie, pour 17 groupes de souris (durée avec anesthésie, 5 minutes). Les autres procédures seront une modification du régime alimentaire, et l’administration dans l’eau de boisson de médicaments ou d’une fibre alimentaire, tous bien tolérés.

Impact sur les animaux

La seule procédure invasive prévue dans le protocole est une instillation intra-gastrique, réalisée au maximum une fois par souris. L’instillation intragastrique consiste à poser sous anesthésie une sonde dans l’estomac, en passant par la bouche, pour administrer le micro-organisme destiné à coloniser le microbiote intestinal. Notre expérience avec ce modèle montre que les souris souffrent peu tout au long de l’expérience : pas de douleur, pas de perte de poids, pas de limitation de l’activité ou de la mobilité, pas de comportement anormal. Les souris ont des selles molles au cours du traitement antibiotique, mais nous n’avons pas observé de diarrhée ni de déshydratation. De même, notre expérience montre que les traitements par anti-acide ou par fibre alimentaire n’induisent pas de signe clinique. Notre protocole induit une source de stress : l’isolement en cage seule, nécessaire par le fait que les souris mangent naturellement leurs selles et celles des autres souris présentes dans la cage. Ce comportement est en effet susceptible de modifier les microbiotes digestifs et de gommer les différences entre les souris, que nous avons identifiées dans nos travaux antérieurs, et qui permettent de modéliser une approche de type médecine personnalisée. Afin de limiter ce stress lié à l’isolement, nous enrichirons l’environnement des cages individuelles.

Devenir

Les interventions de la procédure expérimentale (traitement antibiotique ou par anti-acide, administration d'une fibre alimentaire, inoculation intragastrique d’une bactérie ou d'une levure) modifient durablement le microbiote des souris. L’âge des souris impacte également sa composition et ses fonctions. De ce fait, les souris ne sont pas réutilisables pour une nouvelle étude. De ce fait, toutes les souris seront mises à mort à la fin de l'expérimentation.

Remplacement

Les expérimentations animales prévues dans ce projet ne peuvent pas être remplacées par des expériences en éprouvette. En effet, celles-ci ne permettent pas d’obtenir des données fiables sur l’activité d’un anti-acide et/ou d'une fibre alimentaire sur le microbiote intestinal. L'étude chez l’Homme devant être précisément préparée par ces études animales, le recours à ce modèle animal est indispensable. En effet, le microbiote digestif est un écosystème complexe comprenant plusieurs centaines d’espèces bactériennes différentes (dont la grande majorité n’est pas cultivable au laboratoire), interagissant avec l’alimentation et l'hôte (ici, la souris). Cette complexité rend impossible la reproduction au laboratoire ce qui se passe dans l'intestin des souris. Le recours aux modèles animaux est aujourd'hui la règle dans les études expérimentales sur le microbiote digestif.

Réduction

Ce projet évaluera 38 combinaisons différentes d’expositions (antibiotique, régime alimentaire, inoculation par une bactérie ou une levure) et de traitements (anti-acide et/ou fibre alimentaire). Par ailleurs, nos travaux antérieurs ont montré la forte variabilité des effets des traitements d'une souris à l'autre. Cette forte variabilité interindividuelle offre l’opportunité de comprendre la variation de l'efficacité des traitements entre les souris, et de modéliser une médecine personnalisée chez l’Homme. Pour ce faire, nous avons besoin des comparer des sous-groupes de souris, par exemple comparer le sous-groupe des souris chez lesquelles un traitement donné est efficace au sous-groupe de souris chez lesquelles le traitement ne l’est pas. Pour ces comparaisons, les effectifs des sous-groupes doivent être suffisants, impliquant un nombre de souris dans chaque groupe qui peut paraître élevé. Néanmoins, nous avons limité le nombre de souris au strict minimum, tout en tenant compte des objectifs scientifiques du projet.

Raffinement

Les animaux auront un niveau de souffrance minimisé. L’administration dans l’eau de boisson de l’antibiotique et des traitements (anti-acide et fibre alimentaire) sera privilégiée pour le confort des animaux. L’instillation intragastrique de la bactérie ou de la levure reste cependant nécessaire pour contrôler le nombre de micro-organismes inoculés. La colonisation digestive par ces micro-organismes chez nos animaux en bonne santé ne provoquera pas de symptôme ni de souffrance. Les souris sont hébergées dans des cages individuelles de taille suffisante dont la litière est changée régulièrement (une fois par semaine) avec accès libre à l’eau et à la nourriture (alimentation spécifique pour rongeur). Les analyses de microbiote réclament des hébergements en cage individuelles afin pourvoir étudier la variabilité du microbiote d'une souris à l'autre. Les cages seront enrichies d'abris (tunnels ou dômes), de carrés de coton et de frisottis. Les animaux bénéficieront d'une semaine d'habituation avant le début des expérimentations.

Choix des espèces

Le modèle de colonisation digestive chez la souris est un modèle de référence, simple et facilement reproductible. Notre équipe maîtrise parfaitement ce modèle pour tous les types d’analyses prévues pour cette étude. Les animaux seront des souris albinos de 5 semaines de vie. Les souris auront donc 6 semaines de vie après habituation. Cette souche de souris a déjà été utilisée dans des modèles d'études du microbiote, en particulier dans notre laboratoire. L'âge de 6 semaines après habituation autorise l'instillation de volumes satisfaisants lors de l’instillation intragastrique ainsi qu'une manipulation plus aisée.

Nourries quatorze semaines avec un régime enrichi en graisses et en sucres, injectées une fois par jour pendant deux semaines, prélevées quatre à six fois au sang après quatre heures de jeûne, puis isolées 48 heures en cage individuelle : 591 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Leur descendance suit le même régime pendant neuf semaines, avec des lésions cutanées dues à un hypertoilettage que le porteur classe en nuisance légère. Le projet cherche à savoir si traiter des parents obèses protège la génération suivante de l'obésité et du diabète. Toutes sont mises à mort en fin de procédure pour prélever leurs organes.

Objectifs

La fréquence de l'obésité et du diabète a atteint les proportions d'une pandémie au cours des dernières décennies et l'obésité est désormais considérée comme l'un des principaux facteurs de risque pour la santé dans les sociétés modernes. Les possibilités de traitement sont malheureusement très limitées, la chirurgie bariatrique (bypass gastrique) représentant jusqu'à présent pour de nombreux patients quasiment la seule possibilité de perte de poids durable et d'amélioration du métabolisme glucidique, mais elle est non réversible, liée à de nombreuses complications post-opératoires et n’est envisageable que pour un très petit nombre de personnes extrêmement obèses. En-dehors des caractères génétiques, l'hérédité dite épigénétique des caractères acquis, contribue probablement de manière décisive à la pandémie d'obésité et de diabète observée dans le monde entier. L'épigénétique s'intéresse aux mécanismes et modifications chromosomiques héréditaires qui ne sont pas dues à des changements de la séquence d'ADN, mais des modifications chimiques ultérieures de l'ADN. Dans une étude précédente, nos collaborateurs ont pu montrer que la transmission épigénétique via les cellules reproductrices (spermatozoide, ovocyte) augmente la prédisposition à l'obésité et au diabète de type 2, l'information transmise à la descendance étant déjà ancrée dans les cellules reproductrices. Ces observations peuvent être mises en relation directe avec les études épidémiologiques menées chez l'homme, qui montrent que l'indice de massse corporelle de la descendance est significativement corrélé avec le degré d'obésité parentale, tant paternelle que maternelle. Dans ce projet, nous souhaitons étudier dans quelle mesure il est possible d'influencer l'obésité transmise par voie épigénétique en intervenant sur les parents par traitement pharmacologique ou en adaptant leur régime alimentaire et de déterminer si et dans quelles conditions l'hérédité épigénétique est réversible. Il s’agit ainsi de voir si la génération suivante peut être saine, lorsque les parents obèses sont traités de manière appropriée par voie pharmacologique ou par adaptation du régime alimentaire.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra d'appréhender les mécanismes liés à la transmission épigénétique de l'obésité et du diabète d'une génération à l'autre, d'évaluer une nouvelle approche thérapeutique en traitant les parents pour protéger la génération suivante de ces pathologies, et ainsi par le gain de ces connaissances proposer une solution pour influencer durablement la santé des générations futures.

Procédures

Alimentation avec une diète enrichie en graisses et en sucres (durée 14 semaines pour les parents (fondateurs) ou 9 semaines pour la descendance). Injections (1x/jour, sur une durée de 2 semaines; durée de chaque administration: environ 1min). Prélèvements sanguins (4-6 prélèvements; durée 1-3 min par prélèvement). Mesure de la composition corporelle, méthode non-invasive (2 fois; durée 3 min). Mesure de la dépense énergétique dans des cages d'hébergement individuelles (durée 48h)

Impact sur les animaux

Lors de la réalisation de ces protocoles, le régime enrichi en graisses peut entrainer la présence de lésions cutanées dues à un hypertoilettage (nuisance légère). Les prélèvements sanguins à la queue, après une mise à jeun de 4h, peuvent induire un stress et une douleur légère (pendant 1-3min). Les animaux seront isolés pour une période de 48h dans des cages spécifiques pouvant engendrant un stress modéré. L’évaluation de la composition corporelle sera faite par une méthode non invasive (qNMR), et les pesées hebdomadaires ne vont pas induire de nuisances ou stress particulier.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédures pour prélever des organes en vue d'analyses post-mortem.

Remplacement

Ce projet vise à comprendre l'impact des modifications épigénétiques de l'ADN sur le développement de l'obésité et du diabète, et plus particulièrement la transmission de cette information d'une génération à l'autre, en traitant les parents, puis en analysant le métabolisme de la descendance. Cette analyse ne peut être proposée que dans un organisme complet à même d'exprimer l'ensemble des fonctions physiologies de régulations (homéostasie glucidique et lipidique). Il n'existe actuellement pas de méthode alternative pour modéliser les analyses effectuées dans ce projet. Par ailleurs, seule une approche sur un mammifère permet une première collecte de données concernant les mécanismes physiologiques complexes mis en jeu dans cette étude (régulation des lipides, des glucides, de la balance energétique..), fournissant de nombreuses données qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle pour proposer une approche thérapeutique pour la population humaine.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe expérimental a été determiné sur la base de nos expériences dans le domaine métabolique. Nous avons ainsi effectué des analyses permettant de déterminer la puissance statistique des paramètres mesurés et avons conclu que qu'un effectif de 8 souris par sexe et par condition constitue un bon compromis entre puissance d'analyse et réduction du nombre d'animaux utilisés. Durant cette étude, nous allons générer des données (poids, glycémie, paramètres sanguins, consommation d'oxygène, composition corporelle) qui seront analysées à l'aide d'analyses statistiques appropriées. Nous avons aussi conçu notre protocole afin d'utiliser une seule cohorte d'animaux qui suivra un ensemble de tests, afin de réduire autant que possible les animaux employés pour répondre à notre problématique scientifique et permettre d’observer un effet du traitement.

Raffinement

Dans le cadre des procédures expérimentales réalisées, nous nous efforcerons de réduire autant que possible le stress engendré. Une surveillance quotidienne de l'état des animaux, une pesée hebdomadaire ainsi que la mise en place d'un suivi régulier de l'état général des animaux seront mis en place afin de s'assurer de la bonne santé de ceux-ci. Durant la période d'alimentation avec la nourriture enrichie en graisses et un sucres, de la nourriture sera mise à disposition sous forme de pâte dans des coupelles au fond des cages. Si la litière est souillée rapidement, le change sera fait deux fois par semaine. Par ailleurs, nous nous efforcerons de fournir les meilleurs conditions d'hébergement possible avec la présence d'un enrichissement. En cas de rixe entre animaux, nous isolerons l'animal dominant et procéderons à des soins locaux le cas échéant. Durant l'ensemble des procédures, des points limites spécifiques ont été mis en place afin de s'assurer du maintien des animaux dans des conditions éthiquement acceptables et d'une réponse appropriée à tout signe de souffrance ou de diminution du bien-être. Le cas échéant, une couverture pharmacologique pourra être employée, et adpatée en accord avec notre vétérinaire (analgésie, antiseptiques..).

Choix des espèces

La souris est un modèle mammifère qui permet une première approche informative concernant les mécanismes épigénétiques, et en cas de traitement des parents, l'évaluation de la protection attendue sur la génération suivante. Ces données pourront ensuite servir dans une approche translationnelle afin de proposer une approche thérapeutique à long terme pour traiter l'obésité et le diabète en clinique humaine. Les animaux démarreront le protocole après le sevrage, à partir de 4 semaines où la régulation métabolique est déjà mise en place, et jusqu'à 18 semaines d'age.

Des femelles gestantes reçoivent par voie orale une molécule qui déclenche une cardiomyopathie chez leur descendance, au risque de provoquer la mise bas ou une fausse route. 654 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les souriceaux sont injectés au deuxième jour, tatoués à dix jours, biopsiés de la queue pour génotypage, puis anesthésiés pour un électrocardiogramme, une stimulation cardiaque et une IRM, l'induction d'arythmies pouvant provoquer une fibrillation ventriculaire et la mort de certains animaux. Sur la réduction, le porteur écrit que les animaux subiront "le maximum de procédures possibles" afin d'obtenir le maximum de données sur un minimum d'individus.

Objectifs

Ce projet se déroule sur 2 établissements EU1 et EU2. La mort subite cardiaque due aux arythmies cardiaques représentent jusqu’à 85 % des cas de mortalité chez des patients atteints d’infarctus ou de maladies cardiaques (cardiomyopathies). Ces arythmies sont souvent déclenchées par des cellules cardiaques spécialisées appelés fibres de Purkinje. Ces fibres forment un réseau de conduction électrique rapide assurant la contraction coordonnée du cœur afin de pomper efficacement le sang. Bien que ces fibres ne représentent qu’une infime partie du cœur (2% de la masse du cœur), plusieurs études suggèrent que des dysfonctionnements au niveau de ces fibres jouent un rôle important dans les arythmies cardiaques et la mort subite chez l’Homme. L’objectif principal de ce projet est d’élucider comment ces dysfonctionnements peuvent provoquer des arythmies cardiaques. Notre hypothèse est que des perturbations de la structure ou de la fonction des fibres de Purkinje dans certaines formes de maladies cardiaques (cardiomyopathies) représentent un facteur de risque élevé de mort subite. Pour cela nous allons étudier la structure et l’activité électrique de fibres de Purkinje des modèles de cardiomyopathies chez la souris. Parmi les modèles de cardiomyopathies, nous travaillerons sur des souris modifiés génétiquement avec une dysfonction des fibres de Purkinje, identifiés chez des patients atteints de malformations cardiaques ou de cardiomyopathies très souvent associées à des arythmies.

Bénéfices attendus

La survenue de mort subite est très souvent liée à une arythmie ventriculaire imprévisible qui dans sa grande majorité provient d’un défaut du réseau de Purkinje. Malheureusement ce réseau ne représente qu’une infime partie du cœur et son étude chez l’Homme est limitée à des mesures invasives et indirectes. L’utilisation de souris transgéniques, chez lesquelles ce réseau est facilement identifiable, est un atout majeur pour comprendre l’origine des arythmies ventriculaires. Ce projet devrait nous permettre d’identifier des facteurs de prédisposition aux arythmies ventriculaires dans plusieurs modèles de cardiomyopathies.

Procédures

La première intervention consiste au traitement des souris gestantes, juste avant la naissance et par voie orale avec une molécule qui induit les cardiomyopathies chez la descendance (durée : moins d’une minute). La descendance issue de ces mères gestantes recevra une injection du même traitement au 2ème jour après la naissance (durée : moins d’une minute), une identification par tatouage digital à 10 jours (durée : moins d’une minute), une biopsie de la queue pour le génotypage (identification de la variation génétique) (durée : moins d’une minute). Ces interventions auront lieu dans l’établissement EU1/2 Ces animaux seront sous anesthésie générale, et leur activité électrique sera analysée au niveau du cœur entier par électrocardiogramme (ECG), au niveau tissulaire par stimulation cardiaque, et au niveau structurel par IRM. Ces interventions auront lieu dans l’établissement EU2/2.

Impact sur les animaux

Les animaux présentant les points limites suivants seront euthanasiés par dislocation cervicale : L’administration par voie orale du tamoxifène peut provoquer un stress à l’animal et provoquer la mise-bas des femelles gestantes. De plus, au moment du traitement par voie orale, le tamoxifène peut également suivre une fausse route. Chez les nouveau-nés, l’injection de tamoxifène peut provoquer un retard de croissance. L’anesthésie générale peut entraîner des difficultés respiratoires se manifestant par des spasmes abdominaux et ne devraient pas engendrer de nuisances ou d’effets indésirables particuliers sur les souris. L’induction d’arythmies ventriculaires par la stimulation cardiaque pourrait entrainer des effets indésirables sévères (fibrillation ventriculaire, tachycardie ventriculaire) et même conduire au décès de certains animaux.

Devenir

Tous les animaux utilisés dans ce projet seront euthanasié suite à la fin de fertilité ou bien afin d’effectuer des analyses ex vivo.

Remplacement

Pour le moment, les études sur cellules, organes artificielles ou par modélisation informatique ne peuvent pas remplacer l’organisme entier en raison de la structure et fonction complexe des fibres de Purkinje. Cependant, les résultats obtenus pourront enrichir de futurs modèles mathématiques des fibres pour la réalisation de simulation virtuelle de la fonction cardiaque et des arythmies.

Réduction

Les animaux subiront le maximum de procédures possibles (sous anesthésie générale) afin d’obtenir le maximum de données sur un minimum de d’animaux. Dès que les résultats auront une puissance statistique minimale pour être exploités, la production de souris sera arrêtée.

Raffinement

Les mesures de raffinement sont mises en place à toutes les étapes du projet, notamment au cours de l’hébergement (cage collective, litière et enrichissement adaptés) et seront manipulés par des personnes compétentes et formées. L’état des animaux sera contrôlé quotidiennement afin d’éviter toute souffrance. Les animaux seront anesthésiés quand nécessaire et des points limites sont déterminés afin d’utiliser une méthode analgésique ou bien d’interrompre le protocole en cas d’apparition de signes de détresse.

Choix des espèces

Nous avons choisi la souris comme modèle pour plusieurs raisons : -animal de petite taille, facile à héberger et à contentionner -modèle idéal pour la création de lignée : temps de gestation court (19 à 21 jours), -6 à 15 souriceaux par portée -modèle très utilisé pour mimer les maladies humaines de par les 99 pourcents d'homologies entre son génome et le génome humain - modèle très bien maitrisé en termes de manipulation génétique. Les stades de développement utilisés dans ce projet sont les suivants : -Souris adultes : des souris génitrices qui permettront le maintien de la lignée de souris transgéniques (à partir 6-8 semaines jusqu’à 24 semaines) et la descendance à partir du 3ème jour jusqu’à 6 semaines.

Une session d'ultrasons de trente secondes à une minute, précédée d'une injection de microbulles de gaz par un cathéter, puis trente minutes d'imagerie sous anesthésie, 40 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le projet existe parce qu'une étude précédente de la même équipe a laissé la moitié des animaux léthargiques après la séance d'ultrasons, des hémorragies cérébrales étant retrouvées chez 80 % de ceux qui ont ensuite été tués et examinés. Le porteur maintient que la technique est "prometteuse" et déjà en voie d'utilisation chez l'être humain, tout en cherchant à caractériser la neuroinflammation qu'elle provoque. Toutes les souris sont tuées pour des analyses complétant l'imagerie.

Objectifs

Le traitement des pathologies neurologiques, en particulier des maladies neurodégénératives, est limité par la présence de la barrière cérébrale qui complique le passage de molécules thérapeutiques au niveau du cerveau. Pour pallier cela, l’utilisation de la technique des ultrasons thérapeutiques semble une approche prometteuse. Cependant, lors d’une de nos précédentes études combinant l’utilisation des ultrasons, des microbulles et d’un composé thérapeutique, nous avons constaté un état léthargique chez environ 50% des animaux dans les heures suivant la session d’ultrasons. Après euthanasie de ces animaux, nous avons constaté, chez 80% des animaux, l’apparition d’hémorrhagie cérébrale. L’objectif de cette étude est donc de s’intéresser aux effets de ce schéma thérapeutique sur le cerveau et notamment sur l’inflammation. En effet, une augmentation locale de l’inflammation cérébrale suite à l’application des ultrasons associés aux microbulles est reportée dans la littérature. Nous souhaitons donc expliquer les effets des US après une ou deux sessions d’ultrasons grâce à l’imagerie basée sur la radioactivité et à l’analyse des molécules impliquées dans l’inflammation.

Bénéfices attendus

Ce projet va apporter des informations sur les effets des ultrasons cérébraux aigus et subaigus, notamment sur la neuroinflammation. En effet, l’utilisation des ultrasons pour perméabiliser la protection cérébrale est en voie d’utilisation chez l’homme et nous souhaitons caractériser la neuroinflammation induite. Cette étude vise à développer des nouveaux traitements dans les maladies neurologiques chez l'Homme

Procédures

Les animaux auront une session d’ultrasons d’une durée de trois minutes : pose de cathéter (1 minute) puis injection de microbulles de gaz (1 minute) et une séquence d’ultrasons (30 secondes à 1 minute, le tout sous anesthésie gazeuse. Ce groupe aura également une session d’imagerie TEP d’une durée de 30 minutes : pose de cathéter (1 minute) puis injection du radiotraceur (1 minute) et une séquence d’ultrasons (30 secondes à 1 minute, le tout sous anesthésie gazeuse. Ces animaux seront maintenus en contention lors du prélèvement sanguin en sous-mandibulaire (1 minute).

Impact sur les animaux

Injection des différentes molécules : un hématome au niveau de la queue à la pose ou au retrait de l’aiguille peut être ressenti. Session d’ultrasons : les souris ayant reçu les ultrasons peuvent présenter des difficultés à récupérer dans les heures suivant la session d’ultrasons. L’apparition d’hémorragies cérébrales est également possible du fait de la ou des sessions d’US.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de réaliser des études ex vivo complémentaires aux études d’imagerie.

Remplacement

Seules des études chez l’animal vivant peuvent reproduire la complexité de l’ensemble des processus physiopathologiques dans leur intégralité. De plus, il est important de noter que la méthode d’imagerie utilisée basée sur la radioactivité est intégralement transférable à la clinique. A l’heure actuelle il n’existe de méthode alternative permettant d’étudiant les conséquences de l’ouverture de la barrière de protection sur le tissu cérébral.

Réduction

L’utilisation de la méthode d’imagerie in vivo permet de réduire le nombre d’animaux utilisé (-25%) par le biais du suivi longitudinal. Le nombre total d’animaux est néanmoins dicté par les groupes expérimentaux requis pour l’obtention de résultats permettant de répondre à la question scientifique posée. Ces groupes seront composés de 50% de mâles et 50% de femelles. Nous prévoyons ainsi d’inclure un effectif de 20 animaux/groupe (afin d’assurer un minimum de 8 animaux à exploiter par sexe, par exemple en cas d’échec de l’injection du traceur), nombre qui a été suffisant lors d’études précédentes dans ce modèle. Des analyses statistiques seront réalisées dans ce projet.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupe avec présence d’enrichissement (bâton à ronger, papier absorbant, maison ou tube en plastique). Les animaux seront observés quotidiennement. En cas de blessures, la plaie sera nettoyée et désinfectée jusqu’à la cicatrisation complète. Une protection oculaire sera appliquée. L’animal sera maintenu durant toutes les expérimentations sur tapis chauffant, le rythme respiratoire et la température corporelle seront surveillés. Dès son réveil, l’animal sera remis dans sa cage d’hébergement. Le protocole expérimental sera mené avec une attention particulière portée au bien-être animal, notamment grâce à l'application de points limites stricts et spécifiques du projet.

Choix des espèces

Les modèles murins sont des modèles d'expérimentation animale de choix pour l’étude du système nerveux en condition normale et pathologique, la souris partage environ 99% de ses gènes avec l'homme. La taille du cerveau de la souris est compatible avec la résolution spatiale de la caméra utilisée en imagerie reposant sur la radioactivité. Adulte (6 mois) car les traitements US en clinique, notamment pour les maladies neurologiques, ne concernent que des sujets adultes. Les groupes d’animaux seront composés à 50% de mâles et 50% de femelles afin d’éviter les biais dus au sexe.

Un écoulement de sang ou un ulcère sur la tumeur déclenche la mise à mort de l'animal. 2 832 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélèvement d'organes. Prélevées à la queue à six jours pour le génotypage, elles reçoivent selon les groupes cinq jours d'injections ou de gavage, une irradiation de dix minutes, un transfert de cellules par une veine derrière l'œil, une greffe de cellules tumorales, puis un suivi de la tumeur pendant deux à huit semaines. Le porteur indique que la suppression des protéines étudiées dans les lymphocytes T peut déclencher une auto-immunité avec amaigrissement, inflammation de la peau, prostration et perte d'activité sévère, auquel cas les souris sont tuées et le traitement raccourci à cinq doses.

Objectifs

La modulation des réponses immunitaires par les lymphocytes T grâce aux immunothérapies est à présent mise en place comme un traitement standard contre divers cancers. Dans ce contexte, l'activation des lymphocytes T dépend d’une régulation hautement dynamique des programmes génétiques pour la production de molécules effectrices qui éliminera les cellules tumorales. Nos données préliminaires montrent que les fonctions effectrices et régulatrices des lymphocytes T sont modulées par les protéines de liaison à l'ARN (RBPs). Nous émettons l'hypothèse que les RBPs sont essentielles pour le développement de la réponse antitumoraux par les lymphocytes T. Avec l'utilisation de modèles de souris transgéniques, notre projet vise à découvrir de nouveaux mécanismes moléculaires qui contrôlent l'amplitude et l’étendue des réponses immunitaires contre les tumeurs. Plus précisément, les objectifs spécifiques de notre projet sont : 1 - Comprendre la fonction des RBPs pour la maintenance de populations de lymphocytes T saines. 2 - Étudier l’importance de ces protéines pour l’activation des lymphocytes T effectrices et régulatrices dans la tumeur.

Bénéfices attendus

Nous avons sélectionné les protéines TIA1, TIAL1, G3BP1 et G3BP2 comme modèles pour évaluer l'importance des mécanismes post-transcriptionnels clés des ARNm jusqu'à la synthèse des protéines. Pour certains cancers, l’expression de TIA1 et TIAL1 dans les lymphocytes T a été utilisé comme un marqueur pronostique, mais sa fonction moléculaire reste inconnue. G3BP1 et G3BP2 sont des protéine impliques dans l’apparition de cancer. Donc, nos études apporteront d'importantes connaissances sur la biologie de ces protéines et sur le fonctionnement des lymphocytes T qui permettra de mieux optimiser les stratégies pour la détection ou traitement de cancers.

Procédures

Les animaux sont soumis à une contention de 3-5 minutes pour un prélèvement de tissu (queue) lorsqu’elles ont 6 jours pour le génotypage (détermination des modifications génétiques) et, dans certains cas, un prélèvement du sang. Les animaux transgéniques n’expriment pas les protéines TIA1, TIAL1, G3BP1 et G3BP2 dans les lymphocytes T après un traitement spécifique par injection intra-péritonéale ou gavage oral (chaque intervention dure 2 minutes) pendant 5 jours, ou par régime alimentaire (sans manipulation). Ils serviront comme modèles tumoraux ou de donneurs de cellules T pour nos expériences de transfert cellulaire. Le transfert de cellules se fait dans la souris anesthésiée pendant 5 minutes par une injection de 100-200μL en voie intraveineuse, par injection rétro-orbitale. Certains animaux seront irradiés, une fois pendant maximum 10 minutes, avant la reconstitution du système immunitaire avec le transfert de cellules souches par injection intraveineuse de 100-200μL dans la souris anesthésiée pendant 5 minutes. Dans les modèles de cancers murins, l'implantation des cellules tumorales se fait dans la souris anesthésiée pendant 5 minutes par injection sous-cutanée (sc) au niveau du flanc. Les animaux sont soumis à une contention de 2-3 minutes pour mesurer la tumeur tous les 2-3 jours (pendant 2-8 semaines selon les expériences) jusqu’au point d’analyse. Toutes les souris seront euthanasiées avant le prélèvement des organes le jour du point d’analyse.

Impact sur les animaux

Pour minimiser les effets indésirables, la santé des souris et l’aspect des tumeurs seront surveillés 3 fois par semaine après injection des cellules tumorales, puis tous les jours lorsque l’on se rapproche de une taille tumorale maximale. Parfois, des nécroses peuvent apparaître au centre de certaines tumeurs et commencer à s’ulcérer ou à saigner. Si se le cas, les souris seront suivies par le/la vétérinaire. L’apparatition d’écoulement de sang ou d’ulcère avec un écoulement de liquide est un point limite, et le souris seront euthanasiées. Pour les animaux transgéniques qui n’expriment pas nos protéines d'intérêt dans les lymphocytes T, il y a la possibilité de développer un épisode d'auto-immunité associé à une perte de lymphocytes T régulateurs. L’auto-immunité peut être caractérisée par un amaigrissement, une inflammation cutanée, une peau rugueuse et/ou squameuse, une déshydratation, une posture prostrée, des poils hérissés, une absence de toilettage, ou une absence d’activité sévère. Si les animaux présentent un des phénotypes cités en amont, ils seront euthanasiés et nous remplacerons le traitement continu par un traitement limité à cinq doses de médicament (1 par jour durant 5 jours) où la perte de poids sera inférieure à 5 %, sans aucune inflammation cutanée et une activité physique normale. Nous n’avons observé aucun autre phénotype dommageable lié aux croisements de lignées génétiquement modifiées. Dans tous les cas, la santé de l’ensemble de nos souris sera surveillée au minimum 3 fois par semaine et les souris seront euthanasiées si elles perdent plus de 20% de leur poids initial ou présentent une posture voutée ou prostrée, des poils hérissés, des salissures ou écoulements ou une absence de toilettage. La souffrance, la douleur et le stress associés à la manipulation d'animaux, l’injection de substances et cellules (nuisances légères), l'irradiation de souris (nuisance modérée), et de prélèvement de sang et/ou d’une biopsie pour le génotypage (nuisances légères) sont limités en raison de la formation constante de notre personnel.

Devenir

Dans ce projet, tous les animaux seront euthanasiés à la fin d’étude afin de prélever les organes nécessaires aux analyses.

Remplacement

Les réponses immunitaires contre le cancer sont des mécanismes complexes qui ne peuvent pas être modélisés in vitro. Les souris ont un système immunitaire similaire à celui des humains et permettent l’obtention de résultats scientifiques exploitables et pertinents de la pathologie humaine. Dans la mesure du possible, nous remplacerons les souris avec des cultures cellulaires in vitro, mais ces cultures se limiteront à la description des interactions moléculaires entre nos RBPs et l’ARN.

Réduction

Nous suivons les directives ARRIVE afin de garantir le bien-être animal et la collecte de données de haute qualité avec un nombre minimum d'animaux. La stratégie d'élevage produit le même nombre des souris tests et contrôles. Les souris sont classées en fonction du sexe, mais pas du génotype. Le nombre minimal d'animaux dans chaque expérience est déterminé en utilisant des calculs de puissance statistiques. Sur la base de nos données préliminaires, pour avoir la plus grande puissance statistique, nous aurons besoin de 7 souris par groupe. Pour la reproductibilité de résultats concluants, nous répéterons chaque expérience 3 fois pour permettre un test statistique et une bonne reproductibilité. Finalement, dans certains cas, le transfert des lymphocytes T matures ou la reconstitution du système immunitaire avec des cellules souches permettra la reconstitution des lymphocytes T chez plusieurs souris réceptrices non-transgéniques, réduisant ainsi l'élevage des animaux transgéniques.

Raffinement

Les souris sont hébergées par 5 maximum dans des cages à 20-24°C et 30-50% d’hygrométrie, en portoirs ventilés (dans des cages d’une superficie de 500cm2), avec une alternance jour/nuit de 12h/12h. Les souris ne seront jamais laissées seules dans leur cage. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. Le change de la litière est réalisé 1 fois par semaine. De l’essuie-tout, des copeaux et du rouleau en carton et une maison en plastique rouge sont rajoutés en tant qu’enrichissements pour permettre aux souris de se détendre. Les animaux sont suivis au quotidien par les zootechniciens dès leur naissance. Les animaux disposent d'une semaine d'acclimatation avant le début du protocole. Les conditions d’expérimentation font l’objet d’une procédure de suivi du bien-être animal. Dans chaque procédure, nous avons mis en place des points limites (activité, posture, aspect et/ou respiration anormale, amaigrissement, inflammation cutanée, présence d'une anomalie ou avec une tumeur de taille anormale [ayant atteint 1500mm3], ulcère ou sanglante). Si l’un de ces critères est atteint, les souris seront euthanasiées. Les utilisateurs ont reçu des formations spécialisées et officielles qui leur permettent l’évaluation des souris et le raffinement des procédures. Les zootechniciens compétents assureront également le suivi du bien-être des animaux et des signes cliniques, et nous signaleront tout incident tel que les grimaces, l’amaigrissement, la déshydratation, une posture prostrée, des poils hérissés et/ou une absence de toilettage. L’anesthésie gazeuse (2% isoflurane + mélange air/oxygène, débit : 2 L/min pour la boîte et 0.2 L/min pour le masque) sera utilisée pendant le prélèvement du sang ou l’injection des cellules pour réduire le stress.

Choix des espèces

Les mécanismes moléculaires régulés par les protéines de liaison à l'ARN étudiées dans ce projet, ainsi que la dynamique des réponses immunitaires observées chez la souris sont similaires à celle observées chez l'homme. Donc, nos modèles de souris nous permettent d’identifier les mécanismes responsables d’une réponse immunitaire efficace contre le cancer. Tout particulièrement, nous pouvons évaluer le maintien et le fonctionnement des cellules lymphoïdes dans un environnement tumoral complexe et difficile à modéliser in vitro, et ainsi analyser l'impact des réponses immunitaires systémiques en dehors du site tumoral. Toutes les procédures seront effectuées sur des souris âgées de 6 à 20 semaines présentant un système immunitaire mature mais non vieillissant.