Rongeurs

Tuées à l'issue pour prélever leurs poumons, 120 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie, elles reçoivent dans les voies respiratoires une substance qui provoque une fibrose pulmonaire, par injection dans la trachée ou par pulvérisation, en une fois ou en six administrations espacées de douze jours. Le porteur indique que cette induction peut entraîner des difficultés respiratoires, une altération de l'état général et une perte de poids, sans nommer la substance employée. Le projet compare des méthodes d'induction entre elles, pour obtenir une fibrose plus homogène et plus proche de la maladie humaine, en amont de tout essai de traitement.

Objectifs

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une maladie des poumons qui rend la respiration progressivement plus difficile. Le terme « idiopathique » signifie que l’origine exacte de cette maladie reste inconnue. Bien que deux traitements antifibrosants permettent aujourd’hui de ralentir son évolution, aucun médicament ne permet actuellement de la guérir, sauf si on remplace les poumons par une greffe. Dans ce contexte, le développement de modèles murins demeure indispensable pour mieux comprendre la maladie. Notre objectif est d’améliorer notre modèle expérimental existant. On compare la méthode classique, ou une substance est administrée une seule fois pour provoquer des lésions, à d’autres méthodes utilisant des injections répétées ou une autre manière de l’administrer. L’objectif est d’identifier la technique induisant une fibrose pulmonaire plushomogène et plus représentative de la maladie observée chez l’être humain.

Bénéfices attendus

La FPI est une maladie progressive et fatale qui entraîne une détérioration progressive des poumons et pour laquelle les traitements disponibles restent limités. Ce projet a pour objectif d'améliorer un modèle utilisé chez la souris afin qu'il reproduise de manière plus fiable les caractéristiques de la maladie observées chez l'être humain. Disposer d'un modèle plus fiable permettra de mieux comprendre l'apparition et l'évolution de cette maladie, ainsi que de tester plus efficacement de nouveaux médicaments.

Procédures

Dans ce projet, les souris seront soumises à des interventions réalisées sous anesthésie générale afin de limiter toute douleur ou stress. Les animaux recevront une ou plusieurs administrations, selon le groupe expérimental, d’une substance utilisée pour provoquer une fibrose pulmonaire, directement dans les voies respiratoires. Cette administration sera réalisée chez des animaux endormis, soit par une injection au niveau de la trachée, soit à l’aide d’un dispositif de pulvérisation fine permettant une diffusion homogène dans les poumons. Selon le modèle étudié, cette administration sera réalisée une seule fois ou répétée (6 injections tous les 12jours). Chaque intervention est de courte durée (entre 5 et 7 minutes), et les animaux sont surveillés attentivement jusqu’à leur réveil complet après l’anesthésie.

Impact sur les animaux

L’induction de la fibrose pulmonaire chez la souris peut entraîner des difficultés respiratoires, une altération de l’état général et une perte de poids. Une irritation pourra apparaitre au niveau du site d'injection et de la cicatrice. Les injections pourront engendrer un stress de l'animal.

Devenir

L'ensemble des animaux seront euthanasiés en fin de procédure en suivant une méthode réglementaire.Les poumons seront prélévéess pour analyser les tissus et mieux comprendre le développement de la fibrose pulmonaire.

Remplacement

A ce jour, il n’existe pas de méthodes alternatives pour modéliser la réponse d’un organe entier dans le cas du développement de la fibrose pulmonaire. En outre, la compréhension du rôle du système immunitaire dans les poumons nécessite d'étudier le déplacement des cellules immunitaires, qui circulent dans le sang avant de rejoindre les poumons depuis d'autres organes de l'organisme. Il faut noter que des méthodes alternatives comme les organoïdes (culture cellulaire en laboratoire) ou les cultures ex-vivo de tranches de poumons humains sont déjà utilisées dans notre projet mais ne nous permettent pas encore de répondre à l’ensemble de nos questions notamment parce que ces modèles n’intègrent pas le système immunitaire et ne peuvent pas reproduire le dynamisme du recrutement cellulaire(c'est à dire l'arrivée de cellules non pulmonaires dans le poumon).

Réduction

Le nombre a été défini afin d’utiliser le minimum d’animaux tout en assurant l’obtention de résultats statistiquement significatifs

Raffinement

Nous veillerons à ce que les souris ne soient pas isolées dans les cages pendant les expériences afin de préserver leurs interactions sociales. Les animaux seront anesthésiés lors des procédures expérimentales et recevront des médicaments contre la douleur avant et après les interventions. Afin d’améliorer leur bien-être, les cages seront enrichies avec du coton et un tunnel. Une nourriture gélifiée, plus facile à manger, sera également mise à disposition pendant le protocole. Les souris auront un accès permanent à l’eau et à la nourriture. Les animaux feront l’objet d’un suivi clinique trois fois par semaine, à l’aide d’une grille de surveillance évaluant leur apparence, leur comportement, leur poids et la cicatrisation de la suture. En cas d’atteinte d’un ou plusieurs critères la surveillance sera renforcée pendant 24h, avec un traitement antidouleur. En cas d’absence d’amélioration l’animal il sera euthanasié par une méthode réglementaire afin d’éviter toute souffrance inutile

Choix des espèces

D’une part, les modèles de fibroses pulmonaires chez la souris sont largement décrits dans la littérature et reproduisent des aspects cliniques clés de la fibrose humaine. Les souris offrent aussi la possibilité de travailler sur des organismes génétiquement modifiés et de cibler le rôle d’une molécule en particulier dans le poumon. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, entre 8 et 12 semaines. La fibrose pulmonaire est une pathologie du sujet adulte.

Pour mesurer comment une naissance prématurée, un régime maternel gras ou un déséquilibre hormonal marquent durablement le cerveau, 12 134 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes ou allaitantes reçoivent des molécules ou un régime enrichi en graisses, puis leur descendance est suivie de la naissance à l'âge adulte, prélèvements de tissu à l'oreille ou à la queue, injections de vecteurs viraux, prélèvements sanguins, chirurgies de deux à quatre heures sous anesthésie, et des évaluations du comportement dont aucun test n'est nommé. Le porteur annonce des conditions d'hébergement dérogeant aux standards réglementés, séparation des congénères de 24 heures à deux semaines et répétable, restriction alimentaire jusqu'à dix jours, jeûne de 24 heures, exposition à 4 °C pendant 24 heures jusqu'à quatre fois. 11 634 souris seront tuées pour prélever des tissus et 500 proposées à un autre projet, pendant que les retombées annoncées pour la prévention de l'obésité, du diabète et de l'infertilité restent au conditionnel.

Objectifs

Les premiers mois de vie constituent une période essentielle pour le développement du cerveau et de l’organisme. Durant cette phase, des facteurs tels qu’une naissance prématurée, une alimentation maternelle déséquilibrée, des variations hormonales ou certaines maladies génétiques peuvent influencer durablement la santé. Ces perturbations précoces peuvent augmenter, à long terme, le risque de développer des troubles métaboliques (comme l’obésité ou le diabète), des problèmes de fertilité (par exemple le syndrome des ovaires polykystiques), ainsi que des difficultés cognitives. Ce projet a pour objectif de mieux comprendre comment l’environnement précoce influence le développement du cerveau, en particulier les circuits neuronaux qui contrôlent des fonctions essentielles comme l’alimentation, l’équilibre énergétique et la reproduction. Plus précisément, ce projet vise à : - explorer l’impact des perturbations précoces sur le développement du cerveau et sur certaines fonctions essentielles tout au long de la vie, de la naissance à l’âge adulte ; - comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans ces processus ; - identifier de nouvelles pistes thérapeutiques pour prévenir ou corriger certaines maladies, comme l’obésité, le diabète ou les troubles de la fertilité (par exemple le syndrome des ovaires polykystiques). Ce projet se déroulera sur deux établissements utilisateurs EU 1/2 et EU 2/2 et le transfert des animaux entre les établissements sera limité au maximum.

Bénéfices attendus

Les premiers mois de vie sont une période cruciale pour le développement du cerveau. Des perturbations durant cette phase, comme une naissance prématurée, des déséquilibres hormonaux ou une alimentation maternelle inadaptée, peuvent avoir des conséquences durables sur la santé de la descendance. Elles augmentent notamment le risque de troubles métaboliques (comme l’obésité, le diabète ou certaines maladies cardiovasculaires), de difficultés reproductives, ainsi que de troubles du développement cognitif à l’âge adulte. Les résultats de ce projet présentent un double intérêt. D’une part, ils permettront d’acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes cellulaires et neuronaux impliqués dans le développement postnatal des circuits cérébraux qui régulent ces fonctions essentielles. D’autre part, ils pourraient contribuer à la santé publique en ouvrant la voie à de nouvelles stratégies de prévention ou de prise en charge des maladies métaboliques et reproductives. Enfin, ces travaux participeront au développement de modèles expérimentaux plus fiables et mieux adaptés pour la recherche en endocrinologie, en neurodéveloppement et en reproduction.

Procédures

Les interventions décrites ici pourront avoir lieu dans les 2 établissements utilisateurs. Les interventions d’une même procédure auront lieu soit intégralement dans l’EU1/2 soit intégralement dans l’EU2/2. Aucun transport d’animaux n’aura lieu en cours de procédure. Les animaux dont le modèle aura été créé dans l’EU2/2 seront transportés vers l’EU1/2 pour l’évaluation métabolique et comportementale. Chez les mères: Des femelles gestantes et/ou allaitantes recevront des molécules actives (par voie orale ou par injection) ou feront l’objet d’interventions nutritionnelles (régime enrichi en graisses). Les effets de ces traitements seront évalués chez les souriceaux dès la naissance, au cours d’un suivi longitudinal à moyen et long terme. Ce suivi comprendra différentes procédures d’évaluation de la reproduction (à partir de 8 semaines), du métabolisme (entre 4 et 20 sem.), du comportement (vers 8 sem.) et de l’activité cérébrale (jusqu’à 8 sem.). Chez la descendance: Tous les animaux issus des mères gestantes seront identifiés et prélevés au niveau de l’oreille ou de la queue. Des souriceaux (mâles et femelles) recevront, à des âges définis, des injections de molécules ou de vecteurs viraux. Ils feront ensuite l’objet d’un suivi longitudinal similaire, incluant des analyses de la reproduction, du métabolisme, du comportement et de l’activité cérébrale. Types d’interventions et durée : Les animaux pourront recevoir différents types de traitements par voie orale, par injections ou implantation de dispositifs. Des prélèvements sanguins seront réalisés (veines mandibulaire, caudale ou latérale), en respectant les volumes et fréquences maximaux autorisés. La durée de ces interventions est généralement comprise entre 5 et 20 minutes. Certains groupes seront soumis à des interventions chirurgicales dans le but d’évaluer la reproduction (anesthésie: 1h; intervention: 15 à 20 minutes) ou de réaliser un enregistrement de l’activité cérébrale (anesthésie et intervention: 2 à 4 h). Au cours de ces procédures, des anesthésiques et des analgésiques seront utilisés chaque fois que nécessaire. Les anesthésies seront réalisées par injection ou par inhalation et l’analgésie sera administrée par injection ou par application locale. Les animaux impliqués dans l’étude du métabolisme pourront recevoir des régimes spéciaux (régime enrichi en graisses pendant 3 à 12 mois), une restriction alimentaire (jusqu’à 10 jours) ou des périodes de jeûne (durée maximale de 24 heures).

Impact sur les animaux

Les manipulations réalisées sur les animaux peuvent entraîner du stress, de la fatigue et un certain inconfort. Certaines procédures, telles que les interventions chirurgicales, les injections ou les prélèvements sanguins, peuvent provoquer des douleurs légères de courte durée pouvant être répétées. Dans le cadre des études métaboliques ou comportementales, les animaux seront soumis à des conditions d’hébergement dérogeant aux standards réglementés. En effet les animaux pourront être privés de leur congénères (sans isolement visuel et olfactif) pendant des durées allant de 24h à 2 semaines et pouvant être répétées. Les animaux pourront être restreints en quantité de nourriture (maximum 10 jours) et/ou être exposés à des jeûnes allant jusqu’à maximum 24h. Enfin, pour évaluer la réponse aux changements de température, les conditions standards de température d’hébergement pourront également modifiées (maximum 24h d’exposition à 4°C, 4 expositions au maximum espacées d’au minimum 72h OU 24-72h à 30°C).

Devenir

À l’issue des procédures, les animaux sont mis à mort selon des méthodes réglementaires et encadrées, afin de permettre le prélèvement des tissus nécessaires aux analyses scientifiques. Ces prélèvements sont indispensables pour comprendre en détail les mécanismes étudiés et ne peuvent pas être réalisés autrement. Les animaux ne présentant pas le bon génotype pour l'étude seront proposés pour un autre projet.

Remplacement

Pour évaluer l’impact de l’environnement périnatal sur le développement des systèmes neuroendocriniens, il n’existe actuellement pas d’alternative à l’expérimentation animale. La complexité des phénomènes étudiés, notamment l’influence de l’environnement maternel sur le développement de l’organisme, implique des interactions étroites entre plusieurs organes (cerveau, tissus périphériques, systèmes hormonaux) qui ne peuvent pas être reproduites de manière fiable par des modèles informatiques. Les animaux invertébrés ne peuvent pas être utilisés dans ce contexte, car leur organisation biologique est très différente de celle des mammifères. Ils ne possèdent pas les mêmes structures cérébrales ni les mêmes systèmes hormonaux, ce qui ne permet pas d’étudier les mécanismes neuroendocriniens pertinents pour la santé humaine. Par ailleurs, les modèles in vitro, tels que les organoïdes ou les cellules souches, bien qu’utiles pour certaines questions spécifiques, ne permettent pas de reproduire la complexité des interactions entre les organes ni les réponses physiologiques intégrées de l’organisme entier. Or, ces interactions sont essentielles pour répondre aux objectifs de nos recherches en physiologie intégrée.

Réduction

​​​​​Le nombre d’animaux nécessaires a été déterminé à l’aide de calculs de puissance statistique, afin de garantir l’obtention de données fiables tout en limitant leur utilisation au strict minimum. La taille de chaque groupe expérimental a été définie à l’aide d’outils de planification adaptés, permettant d’éviter l’utilisation d’animaux en excès tout en assurant la robustesse des résultats. Par ailleurs, certaines expériences ne seront entreprises que si les résultats des étapes précédentes le justifient, ce qui permet d’éviter des expérimentations inutiles. Enfin, les protocoles expérimentaux ont été conçus pour optimiser l’utilisation de chaque animal. Lorsque cela est possible, plusieurs types d’analyses seront réalisés sur un même individu (par exemple, des évaluations physiologiques et des analyses moléculaires sur différents organes), réduisant ainsi le nombre total d’animaux nécessaires.

Raffinement

​Les animaux sont hébergés dans des conditions strictement contrôlées, garantissant leur bien-être et un bon état de santé. Ils ont accès en permanence à l’eau et à la nourriture, et leur environnement est enrichi (par exemple avec des matériaux pour construire un nid), afin de leur permettre d’exprimer des comportements naturels et de réduire le stress. Les manipulations sont réalisées par du personnel formé et les animaux sont progressivement habitués à être manipulés afin de diminuer leur stress. Une attention particulière est portée à la réduction de toute douleur, peur ou inconfort. Lorsque des interventions sont nécessaires, elles sont réalisées sous anesthésie adaptée et des traitements contre la douleur sont administrés si besoin, avant et après les procédures. Après chaque intervention, les animaux sont surveillés attentivement jusqu’à leur réveil complet, puis leur état de santé est suivi quotidiennement (activité, alimentation, poids, comportement) avec le moins de perturbations possibles. Une attention particulière sera apportée afin de prévenir tout transfert d‘odeurs étrangères à la cage qui pourraient compromettre le lien entre la mère et ses petits. Des critères précis sont définis pour intervenir rapidement en cas de problème. Si un animal montre des signes de souffrance ou de détresse, il est immédiatement pris en charge et, si nécessaire, retiré de l’étude afin d’éviter toute souffrance prolongée. Dans le cadre des études métaboliques ou comportementales, les différentes contraintes sont appliquées de manière séquentielle avec des périodes de récupération permettant la stabilisation physiologique entre étapes et les animaux disposent d’un enrichissement compatible avec les mesures (litière et matériel de nidification). Lors du déplacement des animaux de l’EU2/2 vers l’EU1/2, les animaux seront transportés dans un véhicule climatisé dans des cages de transport agréées sous condition d’autorisation pour le statut sanitaire (distance 11,1 km ; statuts sanitaires équivalents) entre les EU. Les animaux seront acclimatés pour une période de 7 jours sur le site d’accueil avant toute manipulation. Des points limites ont été définis et seront appliqués. Tout animal présentant des signes s’approchant ou atteignant l’un d’entre eux seront retirés de l’étude et si nécessaire, mis à mort.

Choix des espèces

​Nos projets de recherche en physiologie intégrée visent à comprendre les interactions entre le corps et le cerveau afin d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques pour des pathologies telles que le diabète, l’obésité et l’infertilité. Nous étudierons des souris de la naissance à l’âge adulte afin de couvrir l’ensemble des étapes clés du développement et de la maturation des systèmes biologiques. La période néonatale correspond à une phase critique de mise en place et d’organisation des structures, notamment au niveau neuroanatomique et neuroendocrinien, tandis que l’âge adulte reflète un état fonctionnel stabilisé de ces systèmes. Cette approche permet d’appréhender la dynamique des mécanismes physiologiques au cours du temps et d’identifier d’éventuelles origines développementales aux altérations observées à l’âge adulte. Le recours aux animaux est strictement limité aux situations dans lesquelles aucune méthode alternative ne permet d’obtenir un niveau d’information équivalent. L’espèce utilisée a été choisie de manière à maximiser la pertinence scientifique tout en minimisant la douleur, la souffrance et le nombre d’animaux utilisés. La souris est privilégiée car des données essentielles à l’interprétation des résultats ne sont disponibles que dans cette espèce, ce qui contribue également à réduire la variabilité expérimentale et, par conséquent, le nombre d’animaux nécessaires. De plus, les études physiologiques en neuroendocrinologie ainsi que les recherches sur l’obésité et l’infertilité ont historiquement été menées chez la souris, facilitant la comparaison avec les données existantes. Enfin, certaines expériences proposées nécessitent l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés pour lesquels la souris constitue de loin le modèle expérimental le plus pertinent et le mieux caractérisé.

652 souris sont exposées à des stimulations électriques, à un stimulus visuel simulant l'approche rapide d'un prédateur et au froid, ou observent une congénère qui les subit, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie est opérée sous anesthésie pour recevoir un virus marqueur et une fibre optique implantée dans le cerveau, une autre est soumise à une restriction hydrique pour exécuter une tâche de récompense à deux. Leur état affectif est ensuite évalué par la préférence pour une solution sucrée, le toilettage après pulvérisation d'une solution sucrée sur le pelage et la suspension brève par la queue, épreuves dont le porteur écrit qu'elles peuvent entraîner "une gêne modérée mais brève". Il écrit aussi que ces stimuli "ne sont pas considérés comme douloureux aux paramètres appliqués", alors que le projet mesure précisément la détresse qu'ils provoquent et sa transmission à une congénère, avant que toutes les souris soient tuées pour analyse du cerveau.

Objectifs

Ce projet vise à caractériser les mécanismes neurobiologiques qui sous-tendent la résonance émotionnelle, c’est-à-dire la capacité d’un individu à percevoir et partager l’état émotionnel d’un congénère, et à déterminer comment cette résonance influence l’état affectif selon la nature de l’expérience vécue. Nous étudierons deux modalités complémentaires : (1) la résonance émotionnelle négative, observée lorsque l’animal perçoit ou vit directement une expérience faiblement aversive, et (2) la résonance émotionnelle positive, mise en jeu lors de l’observation ou de l’obtention d’une récompense au sein d’une tâche réalisée en dyade. Pour chacune de ces modalités, des analyses réalisées sur des tranches de cerveau et des enregistrements de l’activité de neurones impliqués dans la régulation des émotions, à l’aide d’une fibre optique, seront combinés afin d’examiner à la fois les dynamiques neuronales en temps réel et les modifications durables des connexions entre les neurones qui en résultent. L’accent sera mis sur le rôle d’un système cérébral impliqué dans la régulation de l’humeur, de la motivation et des comportements sociaux, et susceptible de subir des adaptations distinctes selon que l’expérience partagée est positive ou aversive. À partir d’interactions sociales contrôlées entre souris, nous analyserons comment les réponses comportementales et neuronales varient en fonction de l’expérience du congénère : perception d’un état de détresse (résonance émotionnelle négative par observation), exposition directe à une situation faiblement aversive, ou observation ou obtention d’une récompense (résonance émotionnelle positive). L’utilisation d’un modèle murin est indispensable, car la souris présente des formes robustes et quantifiables de résonance émotionnelle ainsi que des mécanismes d’adaptation des connexions entre les neurones comparables à ceux observés chez l’humain dans des contextes affectifs positifs ou négatifs. Les deux sexes seront inclus afin de prendre en compte les différences bien documentées dans la sensibilité aux interactions sociales et dans la vulnérabilité aux troubles émotionnels.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances fondamentales sur les mécanismes neuronaux qui permettent à un individu de percevoir, partager et intégrer l’état émotionnel d’un congénère, qu’il soit négatif ou positif. En combinant des tâches dyadiques contrôlées, des enregistrements de l’activité des neurones chez l’animal vivant (à l’aide de dispositifs d’enregistrement adaptés) et des analyses réalisées sur des tranches de cerveau ainsi que des analyses histologiques, il permettra de caractériser de manière fine les variations d’activité de neurones impliqués dans la régulation des émotions associées aux interactions sociales et d’identifier les modifications durables des connexions entre les neurones qu’elles induisent. L’étude conjointe de la résonance émotionnelle négative (exposition directe ou observation d’un congénère exposé à un stimulus faiblement aversif) et positive (observation ou obtention d’une récompense) fournira un cadre intégré pour comprendre comment le cerveau encode, différencie et met en relation les expériences émotionnelles vécues pour soi ou observées chez l’autre. Le projet permettra également de déterminer comment ces processus influencent l’état affectif, la motivation et les interactions sociales au long cours. Bien qu’inscrit dans le champ de la recherche fondamentale, ce travail présente une portée translationnelle importante. Les neurones étudiés sont directement impliqués dans la régulation de l’humeur, la sensibilité sociale, la motivation et la vulnérabilité aux troubles affectifs. Les résultats attendus contribueront à mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques susceptibles de conduire à une altération de la coordination émotionnelle, à une diminution des comportements sociaux adaptés ou à l’émergence d’états anxieux ou dépressifs. En apportant une compréhension mécanistique des adaptations neuronales liées aux interactions sociales positives et négatives, ce projet offrira un cadre conceptuel utile pour interpréter la variabilité interindividuelle observée dans les comportements sociaux et certaines conditions psychiatriques chez l’humain.

Procédures

Les animaux seront exposés à différentes interventions nécessaires à l’étude des mécanismes de résonance émotionnelle négative et positive. Certains animaux subiront une chirurgie réalisée sous anesthésie générale afin de permettre l’injection d’un virus inoffensif utilisé pour marquer certains neurones et, le cas échéant, l’implantation de fibres optiques destinées à l’enregistrement de l’activité des neurones chez l’animal vivant. Une gêne post-opératoire transitoire est possible mais systématiquement contrôlée par une analgésie préventive et post-opératoire adaptée, ainsi que par une surveillance quotidienne jusqu’à cicatrisation complète. Les procédures comportementales incluent soit l’observation ou l’exposition directe à des stimuli faiblement aversifs (résonance émotionnelle négative), soit la réalisation d’une tâche de récompense en dyade fondée sur une restriction hydrique courte et strictement encadrée (résonance émotionnelle positive). Ces manipulations peuvent entraîner un stress léger à modéré et transitoire, limité par une habituation préalable, un encadrement précis des paramètres expérimentaux et un suivi clinique régulier. Dans certaines conditions expérimentales, une batterie de tests comportementaux standardisés évaluant l’état affectif (préférence pour une solution sucrée, comportement de toilettage après pulvérisation d’une solution sucrée sur le pelage et suspension brève par la queue) sera réalisée. Ces épreuves peuvent induire une gêne modérée mais brève et sont espacées afin d’éviter tout effet cumulatif excessif. Enfin, les animaux seront euthanasiés à l’issue des expériences afin de permettre soit l’analyse histologique des tissus cérébraux, soit la préparation de tranches de cerveau destinées à l’étude du fonctionnement des connexions entre les neurones.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues dans ce projet restent limitées et relèvent principalement de la manipulation comportementale, de la restriction hydrique et, pour une partie des animaux, de chirurgies stéréotaxiques légères. Dans le cadre de la résonance émotionnelle négative, les situations expérimentales incluent l’exposition ou l’observation de stimuli faiblement aversifs (exposition au froid non douloureux, stimulus visuel simulant l’approche rapide d’un prédateur, stimulations électriques de faible intensité ne provoquant pas de douleur). Ces manipulations induisent une gêne transitoire mais ne sont pas considérées comme douloureuses aux paramètres appliqués. Elles peuvent provoquer une activation comportementale aiguë (immobilisation, sursauts, modification posturale) sans effet prolongé attendu. Dans le cadre de la résonance émotionnelle positive, la tâche de récompense en dyade repose sur une restriction hydrique strictement encadrée pouvant induire un stress modéré mais réversible. Les tests affectifs réalisés dans certaines conditions peuvent entraîner une gêne modérée mais brève. Les chirurgies (injection virale et implantation de fibre optique) peuvent provoquer une douleur post-opératoire légère et un inconfort local transitoire (inflammation, œdème, irritation cutanée). Des exclusions techniques (mauvaise expression virale ou mauvais positionnement de la fibre) peuvent survenir sans augmenter la sévérité individuelle. Les effets indésirables potentiels incluent une baisse transitoire d’activité, une diminution temporaire de la consommation alimentaire après la chirurgie ou une variation modérée de la motivation durant la restriction hydrique. Les conséquences de ces nuisances sont transitoires et aucun effet durable ou sévère n’est attendu.

Devenir

À l’issue des procédures expérimentales, tous les animaux seront mis à mort à mort afin de permettre les analyses des tissus cérébraux nécessaires à la réalisation des objectifs du projet. Ces analyses permettront notamment de vérifier le bon déroulement des expériences et d’étudier les modifications observées dans le cerveau. La réutilisation, le replacement ou le relogement des animaux ne sont pas envisageables, car ces analyses nécessitent le prélèvement des tissus cérébraux à la fin des expériences. L’euthanasie sera réalisée sous anesthésie profonde, selon les méthodes recommandées par la réglementation européenne en vigueur, afin de garantir une perte de conscience rapide suivie d’une mort sans douleur ni détresse.

Remplacement

Le projet vise à caractériser les mécanismes neurobiologiques qui soutiennent la résonance émotionnelle chez la souris, qu’elle soit négative (observation d’un congénère exposé à un stimulus faiblement aversif) ou positive (observation ou obtention d’une récompense). Ces phénomènes reposent sur des interactions sociales réelles, dynamiques et réciproques entre deux individus. Ils dépendent de l’intégrité des systèmes sensoriels, sociaux et moteurs, et ne peuvent être reproduits par des cultures cellulaires ou des modèles informatiques. L’étude de ces processus nécessite des comportements réalisés dans un contexte social réel, reflétant l’état émotionnel de l’animal et de son partenaire, avec des ajustements rapides et une synchronisation fine entre individus. Aucune préparation de tissus ni aucun modèle informatique ne permet de reproduire ces interactions sociales, ni d’examiner le lien direct entre comportement social, état émotionnel et activité des neurones. De plus, les approches essentielles à ce projet, permettant d’enregistrer ou de modifier l’activité de certains neurones et d’analyser les comportements en dyade, nécessitent un cerveau intact dont les différentes régions restent fonctionnelles et interconnectées. L’étude des modifications durables de l’activité cérébrale après une expérience émotionnelle, positive ou négative, impose de mesurer ces adaptations dans un organisme complet où les contraintes physiologiques, sociales et environnementales influencent réellement la réponse. Ainsi, l’utilisation du modèle murin est indispensable : il s’agit de l’espèce de référence en neurosciences sociales, présentant des comportements de partage des émotions et d’interactions sociales bien documentés, avec des outils permettant d’étudier précisément les régions cérébrales impliquées. Aucun modèle alternatif ne permettrait d’atteindre les objectifs scientifiques de ce projet.

Réduction

Plusieurs stratégies sont mises en place pour limiter strictement le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la robustesse scientifique du projet. Les dyades sont suivies longitudinalement dans les deux procédures, ce qui permet d’obtenir plusieurs mesures comportementales et de l’activité des neurones à partir des mêmes individus plutôt que de multiplier les cohortes. Les effectifs ont été déterminés par des calculs de puissance statistique réalisés à partir de nos données préliminaires et de celles de nos collaborateurs, afin de n’utiliser que le nombre minimal d’animaux nécessaire pour atteindre une puissance statistique de 80 %. Le recours à des souris génétiquement modifiées est limité aux seuls animaux indispensables aux enregistrements de l’activité des neurones, sans production excédentaire, et les deux sexes sont systématiquement inclus afin de maximiser les informations obtenues. Enfin, les analyses réalisées sur des tranches de cerveau et les analyses histologiques ne concernent qu’un sous-ensemble précisément défini d’animaux, évitant tout sacrifice non indispensable.

Raffinement

Des mesures de raffinement sont intégrées à chaque étape du projet afin de limiter au maximum la douleur, le stress et la détresse. Les animaux sont hébergés dans des cages enrichies (tunnels, matériaux de nidification, abris) et maintenus en groupes sociaux stables pour préserver la cohésion des dyades. Les chirurgies nécessaires aux procédures 2 et 4 sont réalisées sous anesthésie générale avec analgésie préventive et post-opératoire, dans des conditions garantissant la prévention des infections. Un suivi rapproché est assuré durant les jours suivant l’intervention afin d’ajuster les soins et de prévenir toute complication. Avant les tests comportementaux, les souris sont progressivement habituées au dispositif expérimental, au manipulateur et à leur environnement afin de limiter le stress lié à la nouveauté. Les sessions se déroulent dans un environnement calme et contrôlé ; l’expérimentateur reste constant pour limiter les sources de stress. L’ensemble du personnel impliqué est formé à la détection précoce des signes de douleur et de souffrance, et habilité à appliquer sans délai les mesures appropriées, incluant des soins renforcés, l’administration d’analgésiques ou, si nécessaire, une euthanasie conformément aux points limites définis.

Choix des espèces

La souris constitue l’espèce la plus pertinente pour étudier les mécanismes de résonance émotionnelle, qu’elle soit négative (observation ou exposition directe à un stimulus faiblement aversif) ou positive (observation ou partage d’une récompense en dyade). Elle présente des comportements sociaux spontanés, structurés et quantifiables, indispensables pour analyser les ajustements émotionnels et motivationnels entre individus dans un cadre expérimental contrôlé. Les régions du cerveau impliquées dans les émotions, la motivation et les interactions sociales sont largement conservées entre la souris et l’humain, permettant une exploration des mécanismes biologiques pertinente et transposable à des systèmes sociaux plus complexes. L’étude conjointe de l’activité des neurones chez l’animal vivant et des modifications durables observées dans le cerveau nécessite un cerveau intact dans lequel ces réseaux fonctionnent de manière intégrée. La souris est également l’espèce pour laquelle sont disponibles l’ensemble des outils nécessaires au projet, permettant de cibler certains neurones, d’enregistrer leur activité au cours des interactions sociales et d’étudier leur fonctionnement au fil du temps. Ces approches offrent un accès précis et spécifique aux mécanismes neuronaux impliqués dans la résonance émotionnelle. Les expériences seront menées chez des animaux adultes, stade de développement dans lequel la résonance émotionnelle est bien caractérisée chez les rongeurs et où les réseaux cérébraux sont matures et stables. Ce choix est également indispensable pour assurer le bon déroulement des manipulations expérimentales et l’exécution de tâches comportementales complexes nécessitant des capacités motrices et cognitives pleinement développées.

5 600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leur foie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent jusqu'à douze injections, subissent jusqu'à huit contentions, une biopsie et un régime hyperlipidique qui peut leur faire perdre du poids au moment de la mise sous régime. Le projet cherche les mécanismes de l'inflammation chronique et de la fibrose du foie, et le porteur affirme qu'il n'existe pas de "modèles cellulaires" permettant d'étudier les interactions entre cellules du foie et cellules immunitaires. La justification de l'effectif tient en une phrase, un nombre minimal par groupe suffisant pour des tests statistiques, sans qu'aucun calcul ni aucune taille de groupe ne soit donné pour ces 5 600 souris.

Objectifs

Les maladies chroniques du foie touchent un nombre croissant de personnes dans le monde. Elles peuvent évoluer progressivement, depuis une accumulation excessive de graisse dans le foie jusqu'à des lésions importantes pouvant entraîner une perte de son bon fonctionnement et, dans les cas les plus graves, un cancer du foie. Malgré leur fréquence, les mécanismes responsables de leur apparition et de leur aggravation restent encore mal compris. Ce projet a pour objectif d'étudier, à l'aide de modèles de souris, les mécanismes biologiques impliqués dans ces maladies afin d'identifier de nouveaux facteurs capables de ralentir leur progression, en particulier ceux liés à l'inflammation persistante et à la formation de tissu cicatriciel dans le foie. À terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour prévenir ou traiter les maladies chroniques du foie.

Bénéfices attendus

Ce projet répond à la nécessité de mieux comprendre les mécanismes biologiques qui favorisent l'apparition et la progression des maladies inflammatoires chroniques du foie. Il vise à étudier la façon dont les différentes cellules du foie communiquent entre elles et à comprendre le rôle de certaines protéines ainsi que des gènes qu'elles contrôlent dans ce processus. Ces recherches pourraient permettre d'identifier de nouvelles pistes de traitement et de mieux comprendre les mécanismes qui favorisent l'amélioration ou le ralentissement de l'évolution de ces maladies.

Procédures

Entre 1 et 8 contentions et entre 1-12 injections de traitements (20 secondes) chez des animaux éveillés. Pour certains animaux avec anesthésie : 1 Injection (30 secondes).

Impact sur les animaux

La contention peut induire un stress. Les animaux ressentiront une douleur légère et transitoire lors du prélèvement d'une biopsie. Ils subiront un stress et ressentiront une douleur légère et transitoire lors des injections. L'anesthésie peut engendrer une légère hypothermie. Le régime hyperlipidique peut entrainer une perte de poids transitoire lors de la mise sur régime.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour permettre le prélèvement de leurs foies, nécessaires aux différentes analyses.

Remplacement

Il n’existe pas à ce jour de modèles cellulaires permettant d’étudier les interactions existantes entre les cellules du foie et les cellules immunitaires dans le contexte de développement de maladie du foie. L’utilisation de modèles animaux est donc indispensable pour étudier les effets de ces interactions puisqu'elles mettent en jeu différents types cellulaires dans un environnement physiologique complexe.

Réduction

Un nombre minimal d’animaux sera inclus dans chaque groupe, tout en étant suffisant pour assurer la robustesse de l’expérience et permettre l’application de tests statistiques entre les différentes conditions. Les données expérimentales montrent que les atteintes hépatiques observées dans les différents modèles murins sont plus marquées chez les femelles que chez les mâles. Nous considérerons ainsi les deux sexes tout au long du projet de manière à déterminer pourquoi le développement des maladies du foie est plus sévère chez les femelles.

Raffinement

Les animaux sont hébergés par groupe sociaux dans un environnement enrichi. Le suivi de ces animaux sera quotidien par le personnel de l’animalerie et par l'expérimentateur pendant la durée de la procédure. Les points limites établis spécifiquement pour ce projet seront strictement respectés.

Choix des espèces

La souris a été choisie comme espèce d’étude car c’est un excellent modèle pour étudier la physiologie des mammifères dans une population homogène d’animaux. 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 la souris et l’homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. Les souris adultes mâles et femelles seront âgées de 10 semaines à 7 mois dans ce projet.

Une partie des souris utilisées porte une lignée transgénique qui reproduit plusieurs aspects de la maladie d'Alzheimer, une autre reçoit dans le cerveau des protéines issues de patients. 3 448 souris vont être utilisées dans ce volet 1/2 du projet, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, réparties entre deux établissements utilisateurs. Les interventions comprennent deux chirurgies par souris, des administrations par voie intranasale ou rétro-orbitale, des prélèvements de sang mensuels puis terminaux, une imagerie de deux heures sous anesthésie, et une chirurgie terminale sans réveil. Les souris sont tuées et perfusées à l'issue, le volet 2/2 du même projet déclarant lui aussi 3 448 souris, sans qu'aucune des deux fiches ne précise si ces effectifs se recouvrent.

Objectifs

Certaines maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, entraînent une altération progressive du cerveau. Elles se caractérisent par l’accumulation anormale de certaines protéines devenant toxiques, qui perturbent le fonctionnement des cellules du cerveau, appelées neurones, et conduisent à leur mort. Dans la maladie d’Alzheimer, cette atteinte touche particulièrement des zones du cerveau impliquées dans la mémoire et les fonctions intellectuelles. Les symptômes se traduisent par des troubles de la mémoire, des difficultés à s’orienter dans le temps et l’espace, ainsi que des problèmes de raisonnement ou de prise de décision. À ce jour, la maladie d’Alzheimer ne dispose d’aucun traitement curatif. Les traitements actuels permettent seulement d’atténuer certains symptômes et peuvent entraîner des effets indésirables. L’objectif de ce projet est de développer une nouvelle approche thérapeutique visant à aider les cellules du cerveau à éliminer les substances toxiques qui s’y accumulent. Pour cela, nous utilisons de très petites particules (nanoparticules) capables de transporter des molécules actives vers le cerveau afin de restaurer leur capacité à éliminer ces déchets. Cette stratégie sera administrée par différentes voies afin d’identifier la méthode la plus efficace pour atteindre les zones cérébrales concernées et améliorer l’élimination de ces substances. Ce projet est multisite ; il se déroulera sur les sites de 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2).

Bénéfices attendus

Ce projet vise à développer une nouvelle approche thérapeutique pour la maladie d’Alzheimer et plus largement pour les maladies associées à l’accumulation de protéines anormales dans le cerveau. Les bénéfices attendus sont une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l’apparition et la progression de ces maladies, ainsi que l’évaluation de l’efficacité de nanoparticules capables de transporter des molécules actives vers le cerveau et de restaurer les déficits rencontrés dans la maladie. À terme, cette stratégie pourrait permettre d’améliorer l’élimination des substances toxiques dans les neurones, de protéger les cellules du cerveau et de ralentir l’évolution de la maladie. Ce projet pourrait ainsi contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques, avec un objectif à long terme d’application chez l’humain.

Procédures

Les animaux seront soumis à différentes interventions : Dans L’EU 1 les procédures suivantes sont réalisées : Chirurgie : Deux chirurgies sur un même animal d'environ trente minutes. Traitements : différents modes d’administration, durée maximale de trente minutes. Prélèvements : Récolte d’urine excrétée (vigile) en terminale, prélèvement mensuel et terminal de sang (anesthésié/analgésié), durée quelques minutes. Optionnelle : enregistrements physiologiques durant cinq à six heures sous anesthésie, une séance par animal. Tests comportementaux cognitifs : une séance par animal, durée maximale de dix minutes. Une chirurgie terminale par animal sans réveil (anesthésié/analgésié) durée de dix à quinze minutes. Dans L’EU 2 les procédures suivantes sont réalisées : Imagerie microSPECT, durée de 2 h, une séance par animal sous anesthésie.

Impact sur les animaux

Les injections, réalisées sur un animal vigile (5 -à 10 minutes, légères), engendrent un stress lié à la contention et des nuisances légères liées à l’anesthésie. Les prélèvements sanguins (2 minutes, légers), peuvent générer un inconfort, un stress ainsi que des nuisances liées à l’anesthésie. Les interventions chirurgicales peuvent entraîner une douleur post-opératoire, ainsi qu’un risque mineur d’infection au niveau des sutures (30 minutes, légère). Le transport entre les deux établissements utilisateurs (10 minutes, léger) peut provoquer un stress. Les sessions de tests comportementaux peuvent entraîner un stress lié à l’isolement des congénères (15 minutes, léger). Les séances d’imagerie, peuvent provoquer une nuisance liée à la durée prolongée de l’anesthésie, notamment une hypothermie (2 heures, légère à modérée).

Devenir

Les animaux sont euthanasiés et perfusés à l’issue des procédures expérimentales 1 et 2 à l’exception du groupe 3. Pour la procédure 3 il est réalisé une dislocation.

Remplacement

Au regard de l’état actuel des connaissances, le recours à des animaux vivants demeure nécessaire, en raison de l’impossibilité de reproduire de manière fiable, au moyen de modèles in vitro, le développement spatiotemporel de la maladie d’Alzheimer, incluant la formation et la dynamique d’agrégats toxiques. L’évaluation de l’impact potentiel du traitement sur l’élimination de ces agrégats toxiques, ainsi que sur la survie neuronale et le maintien des fonctions cérébrales, ne peut ainsi être réalisée de façon pertinente qu’au sein de modèles animaux.

Réduction

Nous utilisons des tests comportementaux qui sont non invasifs et permettent un suivi à long terme sur un même animal. Afin d’assurer une marge de sécurité face aux pertes éventuelles et de couvrir les deux sexes de manière équilibrée, nous avons prévu n=30 souris par groupe (50 % de femelles, 50 % de mâles). Ainsi, n=30 souris (50 % de femelles vs mâles) seront utilisées pour chaque condition. Cette stratégie est conforme aux recommandations publiées pour la justification du nombre d’animaux en recherche. Les organes étudiés en fin de procédure constitueront également une banque de tissus utilisable pour des analyses complémentaires au sein de notre institut. La lignée transgénique est maintenue à un effectif minimal, strictement nécessaire pour assurer la pérennité de la colonie et la disponibilité des animaux requis pour les expérimentations. Les croisements sont planifiés en fonction des besoins expérimentaux afin de limiter la production d’animaux excédentaires et le maintien d’animaux non utilisés. Par ailleurs, l’inclusion des mâles et des femelles dans les protocoles expérimentaux contribue à optimiser l’utilisation des animaux produits et à réduire le nombre total d’animaux nécessaires.

Raffinement

À leur arrivée, les animaux sont acclimatés pendant une période de deux semaines afin de se familiariser avec leur nouvel environnement. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire au maximum la douleur ressentie. Des mesures de raffinement sont appliquées, telles que le maintien de la température corporelle, l’asepsie, l’application de gel ophtalmique et la fourniture de nourriture humidifiée post-opération. Des points limites sont définis pour chaque chirurgie, avec des soins conservatoires adaptés et un suivi post-opératoire structuré réalisé par l’expérimentateur par scoring permettant de décider des actions nécessaires. La surveillance est renforcée afin d’assurer la détection rapide de toute souffrance. Pour les autres actes expérimentaux, des dispositifs de raffinement sont également mis en place afin de réduire le stress et l’inconfort, notamment l’anesthésie lors des manipulations et le maintien de la température corporelle pendant les injections intranasales ou rétro-orbitales. Le transport des animaux s’effectuera dans une cage dédiée et protégée des regards extérieurs par une housse, la durée de transport sera d’environ 10 minutes et sera prédéfinie par un chemin spécifique établi par les deux établissements utilisateurs. Concernant l’hébergement, en cas de comportements agressifs ou de bagarres entraînant des blessures, les animaux concernés sont séparés afin de prévenir toute aggravation. Lorsque cela est possible, une réorganisation des groupes est privilégiée. L’hébergement individuel n’est utilisé qu’en dernier recours et pour une durée limitée, avec une surveillance renforcée.

Choix des espèces

La souris est un modèle de choix pour l’étude du cerveau en raison de son organisation et de son fonctionnement similaire à ceux de l’Homme. Cette proximité permet d’extrapoler les résultats obtenus afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans certaines maladies, notamment les maladies neurodégénératives. L’utilisation de souris génétiquement modifiées permet de reproduire de manière ciblée certaines caractéristiques de pathologies humaines. D’une part la lignée génétique utilisée modélise plusieurs aspects de la maladie d’Alzheimer, d’autre part le modèle reposant sur l’injection de protéines de patient, permet d’étudier les mécanismes précoces de la maladie d’Alzheimer. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge de 8 semaines pour les procédures, correspondant au stade jeune adulte chez cette espèce. À cet âge, les capacités d’apprentissage sont pleinement développées, le poids et la taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène. Ces caractéristiques garantissent la réalisation des injections intracérébrales dans des conditions fiables et reproductibles tout en limitant la variabilité expérimentale.

3 448 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune pouvant subir deux chirurgies crâniennes de trente minutes, une séance d'imagerie microSPECT de deux heures sous anesthésie et jusqu'à six heures d'enregistrements physiologiques sous anesthésie. S'y ajoutent des prélèvements de sang mensuels, une séance de tests comportementaux cognitifs de dix minutes dont le résumé ne nomme aucun, et un transport entre deux établissements. Le projet teste des nanoparticules censées aider les neurones à éliminer les protéines toxiques de la maladie d'Alzheimer, sur une lignée transgénique et sur des souris injectées avec des protéines de patients. Toutes sont tuées et perfusées à l'issue, sauf un groupe mis à mort par dislocation.

Objectifs

Certaines maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, entraînent une altération progressive du cerveau. Elles se caractérisent par l’accumulation anormale de certaines protéines devenant toxiques, qui perturbent le fonctionnement des cellules du cerveau, appelées neurones, et conduisent à leur mort. Dans la maladie d’Alzheimer, cette atteinte touche particulièrement des zones du cerveau impliquées dans la mémoire et les fonctions intellectuelles. Les symptômes se traduisent par des troubles de la mémoire, des difficultés à s’orienter dans le temps et l’espace, ainsi que des problèmes de raisonnement ou de prise de décision. À ce jour, la maladie d’Alzheimer ne dispose d’aucun traitement curatif. Les traitements actuels permettent seulement d’atténuer certains symptômes et peuvent entraîner des effets indésirables. L’objectif de ce projet est de développer une nouvelle approche thérapeutique visant à aider les cellules du cerveau à éliminer les substances toxiques qui s’y accumulent. Pour cela, nous utilisons de très petites particules (nanoparticules) capables de transporter des molécules actives vers le cerveau afin de restaurer leur capacité à éliminer ces déchets. Cette stratégie sera administrée par différentes voies afin d’identifier la méthode la plus efficace pour atteindre les zones cérébrales concernées et améliorer l’élimination de ces substances. Ce projet est multisite ; il se déroulera sur les sites de 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2).

Bénéfices attendus

Ce projet vise à développer une nouvelle approche thérapeutique pour la maladie d’Alzheimer et plus largement pour les maladies associées à l’accumulation de protéines anormales dans le cerveau. Les bénéfices attendus sont une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l’apparition et la progression de ces maladies, ainsi que l’évaluation de l’efficacité de nanoparticules capables de transporter des molécules actives vers le cerveau et de restaurer les déficits rencontrés dans la maladie. À terme, cette stratégie pourrait permettre d’améliorer l’élimination des substances toxiques dans les neurones, de protéger les cellules du cerveau et de ralentir l’évolution de la maladie. Ce projet pourrait ainsi contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques, avec un objectif à long terme d’application chez l’humain.

Procédures

Les animaux seront soumis à différentes interventions : Dans L’EU 1 les procédures suivantes sont réalisées : Chirurgie : Deux chirurgies sur un même animal d'environ trente minutes. Traitements : différents modes d’administration, durée maximale de trente minutes. Prélèvements : Récolte d’urine excrétée (vigile) en terminale, prélèvement mensuel et terminal de sang (anesthésié/analgésié), durée quelques minutes. Optionnelle : enregistrements physiologiques durant cinq à six heures sous anesthésie, une séance par animal. Tests comportementaux cognitifs : une séance par animal, durée maximale de dix minutes. Une chirurgie terminale par animal sans réveil (anesthésié/analgésié) durée de dix à quinze minutes. Dans L’EU 2 les procédures suivantes sont réalisées : Imagerie microSPECT, durée de 2 h, une séance par animal sous anesthésie.

Impact sur les animaux

Les injections, réalisées sur un animal vigile (5 -à 10 minutes, légères), engendrent un stress lié à la contention et des nuisances légères liées à l’anesthésie. Les prélèvements sanguins (2 minutes, légers), peuvent générer un inconfort, un stress ainsi que des nuisances liées à l’anesthésie. Les interventions chirurgicales peuvent entraîner une douleur post-opératoire, ainsi qu’un risque mineur d’infection au niveau des sutures (30 minutes, légère). Le transport entre les deux établissements utilisateurs (10 minutes, léger) peut provoquer un stress. Les sessions de tests comportementaux peuvent entraîner un stress lié à l’isolement des congénères (15 minutes, léger). Les séances d’imagerie, peuvent provoquer une nuisance liée à la durée prolongée de l’anesthésie, notamment une hypothermie (2 heures, légère à modérée).

Devenir

Les animaux sont euthanasiés et perfusés à l’issue des procédures expérimentales 1 et 2 à l’exception du groupe 3. Pour la procédure 3 il est réalisé une dislocation.

Remplacement

Au regard de l’état actuel des connaissances, le recours à des animaux vivants demeure nécessaire, en raison de l’impossibilité de reproduire de manière fiable, au moyen de modèles in vitro, le développement spatiotemporel de la maladie d’Alzheimer, incluant la formation et la dynamique d’agrégats toxiques. L’évaluation de l’impact potentiel du traitement sur l’élimination de ces agrégats toxiques, ainsi que sur la survie neuronale et le maintien des fonctions cérébrales, ne peut ainsi être réalisée de façon pertinente qu’au sein de modèles animaux.

Réduction

Nous utilisons des tests comportementaux qui sont non invasifs et permettent un suivi à long terme sur un même animal. Afin d’assurer une marge de sécurité face aux pertes éventuelles et de couvrir les deux sexes de manière équilibrée, nous avons prévu n=30 souris par groupe (50 % de femelles, 50 % de mâles). Ainsi, n=30 souris (50 % de femelles vs mâles) seront utilisées pour chaque condition. Cette stratégie est conforme aux recommandations publiées pour la justification du nombre d’animaux en recherche. Les organes étudiés en fin de procédure constitueront également une banque de tissus utilisable pour des analyses complémentaires au sein de notre institut. La lignée transgénique est maintenue à un effectif minimal, strictement nécessaire pour assurer la pérennité de la colonie et la disponibilité des animaux requis pour les expérimentations. Les croisements sont planifiés en fonction des besoins expérimentaux afin de limiter la production d’animaux excédentaires et le maintien d’animaux non utilisés. Par ailleurs, l’inclusion des mâles et des femelles dans les protocoles expérimentaux contribue à optimiser l’utilisation des animaux produits et à réduire le nombre total d’animaux nécessaires.

Raffinement

À leur arrivée, les animaux sont acclimatés pendant une période de deux semaines afin de se familiariser avec leur nouvel environnement. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et avec une couverture antalgique permettant de réduire au maximum la douleur ressentie. Des mesures de raffinement sont appliquées, telles que le maintien de la température corporelle, l’asepsie, l’application de gel ophtalmique et la fourniture de nourriture humidifiée post-opération. Des points limites sont définis pour chaque chirurgie, avec des soins conservatoires adaptés et un suivi post-opératoire structuré réalisé par l’expérimentateur par scoring permettant de décider des actions nécessaires. La surveillance est renforcée afin d’assurer la détection rapide de toute souffrance. Pour les autres actes expérimentaux, des dispositifs de raffinement sont également mis en place afin de réduire le stress et l’inconfort, notamment l’anesthésie lors des manipulations et le maintien de la température corporelle pendant les injections intranasales ou rétro-orbitales. Le transport des animaux s’effectuera dans une cage dédiée et protégée des regards extérieurs par une housse, la durée de transport sera d’environ 10 minutes et sera prédéfinie par un chemin spécifique établi par les deux établissements utilisateurs. Concernant l’hébergement, en cas de comportements agressifs ou de bagarres entraînant des blessures, les animaux concernés sont séparés afin de prévenir toute aggravation. Lorsque cela est possible, une réorganisation des groupes est privilégiée. L’hébergement individuel n’est utilisé qu’en dernier recours et pour une durée limitée, avec une surveillance renforcée.

Choix des espèces

La souris est un modèle de choix pour l’étude du cerveau en raison de son organisation et de son fonctionnement similaire à ceux de l’Homme. Cette proximité permet d’extrapoler les résultats obtenus afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans certaines maladies, notamment les maladies neurodégénératives. L’utilisation de souris génétiquement modifiées permet de reproduire de manière ciblée certaines caractéristiques de pathologies humaines. D’une part la lignée génétique utilisée modélise plusieurs aspects de la maladie d’Alzheimer, d’autre part le modèle reposant sur l’injection de protéines de patient, permet d’étudier les mécanismes précoces de la maladie d’Alzheimer. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge de 8 semaines pour les procédures, correspondant au stade jeune adulte chez cette espèce. À cet âge, les capacités d’apprentissage sont pleinement développées, le poids et la taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène. Ces caractéristiques garantissent la réalisation des injections intracérébrales dans des conditions fiables et reproductibles tout en limitant la variabilité expérimentale.

540 rats rendus obèses par une alimentation enrichie en graisses vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélèvement d'organes et de sang, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun vit seul jusqu'à douze semaines, subit jusqu'à 84 pesées, 36 administrations de traitement, sept prélèvements sanguins, deux mises à jeun de quatre à six heures et deux sessions de 36 heures de mesure des dépenses énergétiques. Le porteur reconnaît que l'hébergement individuel constitue une nuisance d'isolement chez une espèce sociale, et que l'obésité induite réduit leur capacité de mouvement. Ce que vise le projet, c'est le tri de candidats médicaments anti-obésité avant les phases réglementaires suivantes, les retombées pour les patients restant énoncées au conditionnel et à terme.

Objectifs

L’obésité constitue aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique à l’échelle mondiale. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), le nombre de personnes vivant avec une obésité a presque triplé depuis 1975, dépassant 650 millions d’adultes en 2016. Cette maladie est associée à de nombreuses complications, telles que le diabète, les maladies cardiovasculaires ou encore certaines atteintes musculosquelettiques, ce qui justifie le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Parmi les traitements récemment mis à disposition, le tirzépatide, un médicament agissant sur des mécanismes impliqués dans la régulation de l’appétit et du métabolisme, a démontré une efficacité remarquable pour induire une perte de poids. Cependant, cette perte de poids s’accompagne non seulement d’une diminution de la masse grasse, mais également d’une réduction de la masse musculaire. Cet effet est préoccupant chez les personnes souffrant d’obésité, qui présentent déjà un risque accru de perte de masse et de fonction musculaires. Dans ce contexte, le présent projet vise à évaluer de nouveaux candidats médicaments destinés au traitement de l’obésité. Sur une période de cinq ans, jusqu’à dix études indépendantes seront réalisées chez des rats présentant une obésité induite par une alimentation riche en graisses, un modèle couramment utilisé pour reproduire certains aspects de la maladie humaine. Les composés étudiés ciblent différentes voies biologiques impliquées dans la régulation du poids corporel et de l’équilibre énergétique. Leur efficacité sera évaluée lorsqu’ils sont administrés seuls, mais également en association avec un traitement de référence. Les objectifs du projet sont de déterminer la capacité de ces nouveaux traitements à réduire durablement le poids corporel, d’évaluer leur potentiel à renforcer les effets bénéfiques des traitements de référence lorsqu’ils sont utilisés en combinaison, et d’étudier leur aptitude à préserver la masse et la fonction musculaires. À terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de stratégies thérapeutiques plus efficaces et mieux adaptées aux besoins des patients atteints d’obésité.

Bénéfices attendus

Ce projet s'inscrit dans le cadre du développement d'un composé anti-obésité visant l'humain. Alors que plusieurs molécules anti-obésité ont été autorisées ces vingt dernières années, un grand nombre d'entre elles se sont vues retirées du marché en raison d'effets secondaires graves. Seules 3 spécialités sont actuellement approuvées en Europe pour des traitements de longue durée du surpoids et de l'obésité, dont le tirzépatide qui est le plus efficace et le plus prescrit. Néanmoins, le tirzépatide présente un effet délétère sur la masse et la fonction musculaire lors d'administration chroniques. Le bénéfice attendu du présent projet est double car si les résultats sont concluants, le composé X pourra venir compléter l'arsenal thérapeutique anti-obésité, en administration seule ou combinée avec le composé de référence, et dans ce dernier cas, il pourrait en améliorer l'efficacité tout en contrant ses effets secondaires au niveau musculaire.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes: 1) Hébergement individuel (max. 12 semaines); 2) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (max. 84 mesures; durée : 1 minute); 3) Administration des traitements (max. 36 administrations ; durée : 1 minute); 4) Analyse non invasive de composition corporelle (2 mesures; durée : 2 minutes); 5) Mesure de glycémie (6 mesures; durée : 2 minutes); 6) Mise à jeun en présence d'eau (2 fois; durée : 4h à 6h); 7) Prélèvements sanguins (7 prélèvements; durée : 5 min); 8) Mesure des dépenses énergétiques (2 sessions de mesure; durée : 36h); 9) Anesthésie générale avant mise à mort et prélèvement d'organes (durée : 10 minutes).

Impact sur les animaux

Les mesures de poids corporel, de composition corporelle ainsi que le placement en boîte de contention lors des prélèvements sanguins pourront être source de stress du fait d'une entrave aux mouvements de courte durée. Les administrations occasionneront également une douleur de faible intensité et de faible durée aux animaux. La mise à jeun de 4h ou 6h préalable aux prélèvements sanguins, bien que réalisée en phase diurne, pourra induire une sensation de faim. Les prélèvements sanguins seront source de douleurs légères. De par leur caractère social, l'hébergement en cage individuelle constituera une nuisance d’isolement sur les animaux. Les animaux garderont toutefois un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Les rats obèses pouvant présenter une capacité réduite à dissiper la chaleur et des adaptations de la thermogenèse, une attention particulière sera portée au maintien de conditions d'hébergement conformes aux recommandations de l'espèce. Lors des procédures susceptibles d'affecter la température corporelle (notamment lors de l’exposition aux lampes chauffantes prévus pour les prélèvements sanguins), le comportement des rats sera surveillé. Enfin, le caractère obèse des rats sera source d'inconfort en réduisant légèrement leur capacité de mouvement.

Devenir

L'ensemble des animaux sera mis à mort à l'issue de la procédure pour des prélèvements d'organes et de sang.

Remplacement

L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la composition corporelle, la prise alimentaire et les autres paramètres altérés dans le cadre des troubles métaboliques. Par ailleurs, l'étude in vivo reste une étape règlementaire incontournable pour la constitution d'un dossier de demande de premières études sur l'homme (passage aux études cliniques).

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur le modèle de rat obèse et l'analyse des paramètres d'intérêt de l’étude. Ainsi, le nombre de 9 animaux par groupe a été rationalisé de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés avec une puissance à 0.80 et une erreur alpha à 0.05.

Raffinement

Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux sans compromettre les objectifs de l’étude. Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour les besoins de l’étude mais les animaux conserveront des contacts olfactifs et visuels. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout de tunnels, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. L'administration des traitements sera réalisée par des expérimentateurs rodés à ce type de pratique. Par ailleurs, une phase d'habituation sera prévue une semaine avant la phase de traitement afin de réduire le stress pouvant être généré par la procédure. Avant la mesure de la composition corporelle, les animaux seront habitués à être installés dans le tube de couleur rouge permettant de réduire le stress des animaux au cours de la mesure. Les animaux seront habitués par deux fois aux systèmes de contention pour les prélèvements sanguins avant de pratiquer ces procédures. Les prélèvements sanguins via la veine de la queue seront limités au volume minimum nécessaire aux analyses ultérieures et une crème analgésiante sera appliquée sur la queue 30 minutes avant les prélèvements sanguins. Avant la mesure des dépenses énergétiques, les animaux seront également habitués à leur nouvel environnement durant 12h. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent, entre autres, une surveillance renforcée et l'emploi d'anti-douleur.

Choix des espèces

Le rat a été choisi comme modèle animal car l’étude nécessite la réalisation de plusieurs prélèvements sanguins et l’analyse de volumes de sang relativement importants. L’utilisation de rat aurait fortement limité le nombre de prélèvements pouvant être effectués sur chaque animal et aurait conduit à augmenter considérablement le nombre total d’animaux nécessaires pour obtenir les mêmes informations. Le choix du rat permet ainsi de répondre aux objectifs scientifiques de l’étude tout en réduisant le nombre d’animaux utilisés. Conformément au principe de Remplacement de la règle des 3R (Remplacer, Réduire, Raffiner), le recours à des espèces non rongeuses n’est pas envisagé à ce stade du développement. Les études sur des espèces plus proches de l’être humain sont généralement réservées aux phases réglementaires ultérieures, lorsque les molécules les plus prometteuses ont déjà été identifiées. Dans le cadre du présent projet, l’objectif est de sélectionner parmi plusieurs candidats médicaments ceux qui présentent le meilleur profil d’efficacité et de sécurité, afin de concentrer les développements futurs sur les composés les plus pertinents. Les animaux seront inclus dans les études à l’âge adulte. Ce choix est motivé par la volonté de reproduire au mieux la population de patients à laquelle ces futurs traitements sont destinés, à savoir des adultes atteints d’obésité.

Irradiées à vif dans une machine à rayons X pour détruire leur moelle osseuse, 4 460 souris reçoivent ensuite une injection de cellules leucémiques dans la veine de la queue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La maladie s'installe en quelques semaines, et le porteur indique qu'elle entraîne un amaigrissement, une prostration, une déshydratation et une paralysie des membres postérieurs qui empêche les souris de se déplacer et de s'alimenter. S'y ajoutent jusqu'à quatre prélèvements de sang à la joue, parfois une ponction de moelle au fémur, et un traitement quotidien par injection dans l'abdomen ou par gavage. Une grille de score déclenche l'administration d'un antalgique, puis la mise à mort quand celui-ci ne suffit pas, toutes les souris étant de toute façon tuées pour prélever moelle, foie, rate et cerveau.

Objectifs

Depuis ces dernières années, la recherche biomédicale s’est attachée à explorer « à grande échelle » la complexité liée aux gènes et aux différentes sous-populations de cellules cancéreuses, sans pour autant parvenir à saisir précisément les mécanismes à l’œuvre lors de la propagation des cellules cancéreuses dans l’organisme. Pourtant, celles-ci pourraient acquérir des caractères d’autant plus malins lorsqu’elles migrent d’un organe primaire (l’organe où se développe initialement ce cancer) vers des sites secondaires (organes qui sont colonisés dans un second temps). Pour comprendre si l’infiltration d’un site secondaire peut conférer aux cellules cancéreuses de nouvelles capacités malignes, nous avons choisi comme modèle d’étude la leucémie aiguë myéloïde (LAM) : les cellules leucémiques n’accumulent que peu de mutations (changements au niveau des gènes) et sont capables intrinsèquement de se déplacer dans le sang. Le projet que nous proposons ici cherche à comprendre quel est le bénéfice pour les leucémies aiguës de sortir de la moelle osseuse, site où la pathologie prend initialement place, pour aller infiltrer, non pas aléatoirement, mais bien spécifiquement des organes en particulier, comme le foie, la rate, ou le système nerveux central (SNC) et le cerveau. Nous allons tenter de répondre à ces questions en les considérant sous l’angle – encore peu abordé – de la dimension métabolique (soit la manière dont la cellule choisit de produire de l’énergie qu’elle utilise) et épigénétique (modifications affectant un gène sans en changer sa composition) qui pourrait moduler grandement l’aptitude des blastes leucémiques (cellules leucémiques)à infiltrer les organes à distance.

Bénéfices attendus

Ce projet permet d’interroger les fondements biologiques de l’infiltration blastique (la colonisation d’un organe/tissu par des cellules leucémiques) vers des sites secondaires dans les LAM dont la cause est encore méconnue et qui contribue à l’apparition de cette maladie. Cette connaissance précise permettra d’identifier de nouvelles combinaisons thérapeutiques (association de plusieurs traitements permettant d’avoir un meilleur résultat) avec des chimiothérapies ou thérapies ciblées (médicament qui cible un élément impliqué dans l’apparition ou la progression de la maladie réduisant les effets secondaires) existantes qui pourront alors émerger dans le but d'améliorer la prise en charge et le traitement des patients atteints de LAM.

Procédures

Les animaux vigile (c’est-à-dire non endormis) seront tout d’abord irradiés. L’irradiation, introduction des souris dans une machine à rayon X (semblable à une radiographie),permet d’éliminer les cellules de la moelle osseuse afin de pouvoir injecter en une seule fois les cellules leucémiques par voie intraveineuse dans la veine de la queue (durée de l'injection: 1 min). Des prélèvements de sang au niveau d’une veine de la joue de moins de 1 minute espacés d’au moins 1 semaine (4 au maximum) seront réalisés pour évaluer la prise tumorale et récolter du matériel biologique pour des analyses ultérieures. En cas de non-détection des cellules leucémiques dans le sang périphérique, nous ferons une ponction de cellules au niveau du fémur (durée du prélèvement: 5 minutes; sous anesthésie et analgésie). Une fois l'invasion des cellules cancéreuses établie, les animaux recevront un traitement quotidien de durée variable selon le type de thérapie (injection sur souris éveillée soit dans la cavité abdominale pendant 5 jours et/ou par gavage). De plus, certaines souris recevront un antibiotique soit dans leur alimentation soit dans l'eau de boisson, qui ici joue le rôle d’interrupteur, permettant d’exprimer de molécules capables d'éteindre les gènes.

Impact sur les animaux

Les animaux traités avec les différentes molécules (gavage, intra-péritonéal, intra veineux), greffés (administration de cellules leucémiques) ou prélevés en vue d’examens biologiques pourraient être confrontés à des effets indésirables (stress et/ou perte de poids). Une gêne physique en cas d'administration orale quotidienne peut également survenir. La greffe de cellules leucémiques va, comme attendu, permettre l’établissement de la maladie et donc entrainer au bout de quelques semaines un amaigrissement, une paralysie des membres postérieurs empêchant l’animal d’être mobile et de s’alimenter, une perte d’activité, une prostration, une déshydratation et/ou une hypothermie. De manière plus exceptionnelle, en cas de ponction osseuse (introduction d’une aiguille dans la moelle osseuse pour récupérer de la moelle osseuse), les animaux peuvent ressentir une gêne temporaire au niveau de la mobilité. Très rarement, il peut y avoir également apparition de masses tumorales solides (amas de cellules cancéreuses forment une masse), d’origines leucémiques, dans diverses localisations (organes, tête), à distinguer avec les infiltrats de cellules leucémiques (colonisations des cellules leucémiques d’un tissu donné) sur lesquels ce projet repose et qui ne font pas de masse solide.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés pour prélever la moelle osseuse, le foie, la rate et le cerveau afin de définir les caractéristiques des cellules cancéreuses.

Remplacement

Pour comprendre pourquoi les cellules leucémiques sortent de la moelle osseuse pour aller coloniser des organes à distance, des tests chez l’animal sont nécessaires car il n’existe pas de modèles in vitro permettant de reproduire de façon fidèle l’évolution du cancer au sein d’un organisme entier. Bien que certains modèles in vitro (expériences pratiquées au laboratoire sans utilisation d'être vivant) permettent d’obtenir un premier niveau de compréhension, ils ne sont pas suffisants car ils ne tiennent pas en compte de l’environnement des cellules cancéreuses qui peut les influencer. Afin d’appliquer nos résultats au stade clinique chez l’homme, il est indispensable d’avoir des preuves d’efficacité dans des modèles pré-cliniques murins.

Réduction

Le nombre minimum de souris nécessaires par groupe a été établi grâce aux études antérieures du laboratoire et à l’utilisation de tests statistiques appropriés.

Raffinement

En vue de réduire le stress subit par les animaux, le confort des cages sera optimisé par des buchettes en bois que les souris aiment ronger, des tunnels en carton où elles trouvent refuge et des nids en papier. Les animaux seront observés quotidiennement en faisant particulièrement attention aux signes cliniques et comportementaux tels que : niveau d’activité, agressivité, attitude/posture, réaction à la manipulation, toilettage/ consommation alimentaire et hydrique mais aussi des signes mesurables non subjectifs : perte de poids (une première pesée sera réalisé aux 9 eme jours après injection des cellules leucémiques, puis chaque 3 jours), rythme respiratoire, déshydratation (plis de la peau). Suivant la grille de suivi des souris et l’arbre décisionnel préalablement établi. Les protocoles seront étudiés afin de limiter au maximum le stress ainsi que la douleur subie par l'animal, en optimisant le mode et le volume d'injection et la durée de traitement. Les animaux seront anesthésiés et une analgésie sera effectuée lors des ponctions osseuses car il y a un risque plus important de gêne ou de douleur liée à cette procédure. De plus, les études antérieures ont permis de mieux appréhender les points limites (points qui permettent d’éviter une souffrance accrue et ou prolongée de l’animale) et d’établir d’une liste de différents points limites qui seuls ou cumulés vont nécessiter une intervention de l’expérimentateur afin de soulager l’animal. Une décision rapide et raisonnée sera prise pour éviter toute souffrance animale. En effet, si une douleur est constatée un antalgique sera administré à l’animal chaque fois que cela ne compromet pas les résultats attendus de l’expérience, si un antalgique ne peut être administré et/ou n’est pas suffisant à calmer la souffrance de l’animal, une mise à mort de l’animal sera réalisée.

Choix des espèces

Le modèle souris est à la base de la compréhension du développement du cancer chez l’homme. Du fait de la présence de nombreux gènes équivalents chez l’homme et la souris, ils intègrent les caractéristiques de la pathologie humaine (prolifération anormale de cellules sanguines anormales) et aident à comprendre pourquoi les cellules leucémiques sortent de la moelle osseuse pour aller infiltrer des organes à distance. Dans cette étude, nous utiliserons des souris âgées d’environ 6 à 11 semaines car les transplantations de cellules cancéreuses sont plus efficaces chez les jeunes adultes et permettent donc une meilleure prise de greffe.