Rongeurs
Création d’un modèle de greffe de neurones de cervelet de primates dans le cervelet de souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Légèrement immunodéficientes pour tolérer des neurones d'une autre espèce, les souris de ce projet reçoivent des greffes de neurones de cervelet humains, de primates non-humains et de souris. 985 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées par chirurgie terminale sous anesthésie pour prélever leur cerveau. La greffe se fait soit in utero, la mère gestante étant opérée sous anesthésie générale pendant moins de quinze minutes avec injection dans le cerveau des fœtus, soit par injection dans le ventricule cérébral du souriceau nouveau-né. Le porteur revendique une approche qui évite l'expérimentation sur des primates non-humains et sur des humains, et annonce 985 animaux au maximum sans détailler le calcul qui aboutit à ce chiffre.
Objectifs
Le développement des neurones du cervelet des espèces de primates, dont l’espèce humaine, reste largement inexploré, malgré l’implication du cervelet dans des troubles cognitifs (autisme), du langage (dyslexie), et moteurs (ataxies). En particulier, se pose la question de propriétés propres aux neurones humains et de primates comparés aux autres espèces animales, dont la souris. Pour répondre à cette question, des protocoles de différentiation in vitro de cellules souches humaines en neurones du cervelet ont été publiés. Cependant, ces approches ne récapitulent pas le développement et l’anatomie normales du cervelet (mauvaise organisation ou absence de certaines structures anatomiques, croissance des neurones limitée, absence de stimulations sensorielles). C’est pourquoi nous proposons de créer un modèle de greffe de ces neurones humains, primates et de souris dans le cervelet de souris. Cette approche permettra d’étudier les propriétés propres aux neurones de cervelet de ces différentes espèces, sans expérimentation sur des individus humains et primates non-humains. Le cervelet a une structure conservée entre les Mammifères, c’est pourquoi nous choisissons la souris comme modèle, comme Mammifère le plus éloigné de nous dans l'arbre de parenté entre espèces. De plus il s’agit d’une espèce pour laquelle le cervelet est très caractérisé.
Bénéfices attendus
A court terme, les résultats de ce projet augmenteront nos connaissances sur les propriétés propres aux neurones cérébélleux humains. Le développement de notre modèle de greffe permettra d’étudier in vivo des neurones d'espèces variées dont de primates non-humains et humains dans un contexte pathologique (spectre autistique, ataxie cérébelleuse, dyslexie). Il pourrait ainsi ouvrir de nouvelles possibilités thérapeutiques pour ces troubles. La greffe elle-même pourrait aussi être envisagé comme approche thérapeutique pour les troubles du cervelet humain et des autres espèces de Mammifères.
Procédures
Procédure 1: greffe in utero sous anesthésie générale de la mère suivie d'injection cérébrale sur foetus (
Impact sur les animaux
La greffe in utero est une technique chirurgicale qui peut entrainer une douleur et un stress modérés pendant l’opération (
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort et utilisés dans les procédures décrites pour analyses histologiques.
Remplacement
Les modèles in vitro différentiés à partir de cellules souches humaines sont encore trop immatures, manquent certaines structures anatomiques, et de stimulation sensorielle, ce qui ne sera pas le cas in vivo. De plus, notre étude in vivo pourrait permettre d’augmenter nos connaissances pour améliorer les protocoles de différentiation in vitro.
Réduction
Ce projet nécessitera au maximum 985 souris. Les procédures visent à limiter l’utilisation d'animaux tout en obtenant suffisamment de données. De plus, le contrôle des paramètres environnementaux mais également du statut sanitaire des animaux permettra de limiter la variabilité des résultats expérimentaux obtenus, et ainsi de réduire le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention de résultats statistiquement valables.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet seront élevées en groupes sociaux, dans des cages ventilées d'une surface adéquate, dans un environnement enrichi, et changés sous flux d'air. Soins spécifiques apportés à la mère gestante. La greffe in utero est effectuée dans une pièce dédiée, après désinfection de la mère, sous analgésie locale et générale, et anesthésie, en température contrôlée (
Choix des espèces
Notre approche permet d’étudier les propriétés propres aux neurones du cervelet d’espèces de primates non-humains et humains sans avoir recours à l’expérimentation sur des animaux primates. Une option alternative à l’approche expérimentale décrite dans ce projet serait l’utilisation d’une autre espèce de Vertébré telle que le poisson zèbre, qui possède également un cervelet. Cependant l’organisation et le développement du cervelet chez les Vertébrés non-mammifères est trop divergente comparé aux Mammifères pour pouvoir interpréter nos expériences et envisager une bonne intégration dans des réseaux différents de ceux des Mammifères. Les animaux seront utilisés au stade embryonnaire et au stade postnatals critiques dans le développement des neurones du cervelet de souris et humain.
Impact d’un fongicide sur les interfaces sang-cerveau chez le rat nouveau-né au cours du développement post-natal.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tués à cinq jours de vie pour prélever leurs tissus, 42 rats nouveau-nés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque raton reçoit quatre administrations de bixafen, un fongicide agricole, directement dans la cavité abdominale sous anesthésie générale, geste dont le porteur indique qu'il peut provoquer une douleur légère. L'étude est présentée comme exploratoire, destinée à récolter des résultats préliminaires pour de futures études, le bénéfice pour les populations exposées aux pesticides étant renvoyé au long terme. Sur le remplacement, le porteur affirme que les modèles in vitro de barrières sang-cerveau ne permettent pas de mimer des intoxications périnatales, ce qui "implique donc le recours à l'expérimentation animale".
Objectifs
Des études récentes montrent que certains pesticides utilisés contre des champignons, largement utilisés actuellement en agriculture, impactent également des cellules humaines. Ce manque de spécificité d’espèces pourrait poser un problème de santé publique important. Parmi les différents composés sur le marché, le bixafen réduit fortement la consommation d’oxygène des cellules. Dans le contexte du cerveau en développement, les barrières protectrices du cerveau nécessitent beaucoup d’énergie pour fonctionner correctement. Ainsi, l’altération de la consommation en oxygène des barrières protectrices du cerveau, provoquée par une exposition au Bixafen, est un facteur de risque méconnu de maladies du développement cérébral. Le premier objectif de cette étude exploratoire est de récolter des résultats préliminaires pour de futures études sur les effets toxiques pour le cerveau en développement des expositions à ces pesticides utilisés contre des champignons.
Bénéfices attendus
Le projet permettra l'acquisition de connaissances inédites concernant l'impact d'une famille de pesticide sur le développement du cerveau humain. A terme, ces connaissances permettront le développement de politique de santé publique qui bénéficieront aux professionnels et aux populations exposés à ces pesticides.
Procédures
Les animaux seront exposés à un pesticide par administration directe dans la cavité abdominale. Cette administration dure 5 secondes et est réalisée sous anesthésie générale. Chaque animal sera soumis à 4 administrations sur l'ensemble de la procédure.
Impact sur les animaux
L'administration directe dans la cavité abdominale est susceptible de provoquer une douleur légère chez les ratons, anticipée par une anesthésie générale. La manipulation des animaux est suscpetible d'engendrer du stress.
Devenir
Tous les animaux des portées sont mis à mort à 5 jours post-nataux afin de collecter les tissus pour analyses.
Remplacement
Le projet envisage l'étude des barrières protectrices du cerveau en lien avec une exposition expérimentale à un pesticide. Les modèles in vitro de barrières sang-cerveau ne permettent pas d’étudier l'influence globale des différentes cellules cérébrales sur la perméabilité de ces interfaces, et ne permettent pas de mimer des intoxications périnatales. Ceci implique donc le recours à l’expérimentation animale.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet.
Raffinement
Conformément aux exigences de raffinement, les animaux seront suivis quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie, et seront hébergés dans un environnement enrichi. Le suivi individuel consiste en une inspection visuelle du comportement et de l’apparence au quotidien. Des points limites concernant la perte de poids ont été définis et seront appliqués. L’administration directe dans la cavité abdominale est réalisée sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Le projet sera réalisé sur des rats Sprague Dawley qui est une espèce de référence pour l'étude du neurodéveloppement qui requiert une optimisation de la gestation. Cette lignée a des portées nombreuses et récurrentes. Le projet prévoit d’utiliser des ratons entre 1 et 5 jours afin d’étudier l’impact d'un pesticide sur l’intégrité des barrières protectrices du cerveau au cours du développement précoce.
Prévention et traitement de la néphrotoxicité et de la cardiotoxicité induites par les chimiothérapies par des interventions pharmacologiques ciblées dans des modèles murins.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système urogénital
Cinq injections quotidiennes la première semaine pour déclencher une délétion génique, puis jusqu'à 24 injections sur huit semaines, puis quatre autres sur quatre semaines, toutes sur animal vigile, avec neuf à douze pesées : 1 440 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les chimiothérapies administrées provoquent la cardiotoxicité et la néphrotoxicité recherchées, avec une perte de poids anticipée et, plus rarement, tachycardie, fibrillation ventriculaire ou insuffisance cardiaque aiguë. Le porteur qualifie cette toxicité aiguë de généralement asymptomatique, et affirme que l'usage d'animaux vivants est "indispensable" parce qu'aucune méthode in vitro ne rend compte de l'"organisme entier". Toutes les souris sont tuées pour prélever les organes destinés aux analyses biochimiques, histologiques et métaboliques.
Objectifs
L'autophagie est un mécanisme naturel essentiel permettant aux cellules de se débarrasser de leurs composants endommagés et de recycler certains éléments pour faire face à différentes situations de stress. Ce processus joue un rôle clé dans le maintien de l’équilibre cellulaire, en adaptant les ressources de la cellule aux besoins environnementaux. Des molécules naturellement produites par l’organisme peuvent moduler ce processus d’autophagie. Certaines d’entre elles sont libérées par différents organes (comme le foie, le cœur, les reins ou les muscles) et circulent dans le sang. En plus de leur rôle dans la gestion des nutriments et de l’énergie, elles peuvent aussi agir sur des récepteurs présents sur les cellules, ce qui peut freiner ou activer l’autophagie. Des études récentes ont montré que bloquer certaines de ces molécules favorise l’activation du processus d’autophagie dans plusieurs organes, notamment le cœur, le foie et les reins. Certains traitements anticancéreux peuvent entraîner des effets secondaires importants, notamment au niveau du cœur et des reins, augmentant ainsi le risque d’insuffisance cardiaque ou rénale chez les patients. Ce projet vise à évaluer si l’activation de l’autophagie, par le blocage de certaines molécules régulatrices, pourrait protéger ces organes et limiter les effets secondaires de certaines chimiothérapies, dans des modèles expérimentaux chez la souris.
Bénéfices attendus
Le cancer demeure aujourd’hui l’une des principales causes de mortalité. Bien que la chimiothérapie soit une stratégie anticancéreuse incontournable, son efficacité est souvent entravée par ses effets secondaires délétères. En particulier, la cardiotoxicité et la néphrotoxicité associées aux agents chimiothérapeutiques peuvent provoquer une détérioration progressive de la fonction rénale et cardiaque, limitant ainsi les options thérapeutiques disponibles et réduisant l’espérance de vie des patients. Environ 50 pour cent des patients atteints de cancer développent des complications cardiovasculaires liées aux traitements, et la toxicité cardiaque des anthracyclines concerne jusqu’à 26 pour cent des patients recevant des doses élevées. Par ailleurs, la maladie thromboembolique veineuse représente la deuxième cause de mortalité chez les patients cancéreux, soulignant l’ampleur de l’enjeu clinique et de santé publique. Dans ce contexte, il est urgent de développer de nouvelles approches thérapeutiques capables de prévenir ou de limiter ces toxicités sans compromettre l’efficacité des traitements anticancéreux. L’autophagie joue un rôle clé dans le maintien de l’homéostasie cellulaire, notamment par l’élimination des organites et des protéines endommagés. La modulation de ce processus pourrait non seulement prévenir les dommages tissulaires causés par la chimiothérapie, mais aussi améliorer la tolérance des patients aux traitements anticancéreux. En ciblant les modulateurs de l’autophagie, cette approche innovante pourrait permettre d’activer les mécanismes naturels de protection cellulaire contre les stress chimiques. Les résultats attendus de ce projet pourraient ainsi déboucher sur le développement de nouvelles thérapies adjuvantes, limitant la toxicité des chimiothérapies, tout en préservant leur efficacité anticancéreuse. Cette stratégie pourrait significativement améliorer la qualité de vie et le pronostic vital des patients atteints de cancer. De plus, les bénéfices de cette recherche pourraient s’étendre au traitement d’autres pathologies où l’autophagie joue un rôle central, notamment dans les maladies cardiovasculaires et les maladies dégénératives. En résumé, ce projet ouvre la voie à des innovations thérapeutiques majeures dans le domaine de l’oncologie et pourrait contribuer à réduire de manière significative les risques liés aux traitements actuels, apportant ainsi une avancée précieuse pour la santé publique.
Procédures
La mise en place des modèles murins implique différentes séries d’injections, variables selon les groupes expérimentaux : Certaines souris recevront 5 injections quotidiennes sur une semaine (traitement par une molécule pour l’induction de la délétion génique). D’autres souris ne recevront aucune injection préalable. Enfin, certaines souris recevront 4 injections hebdomadaires sur 4 semaines. Chaque injection dure quelques secondes et est réalisée sur animal vigile. Pour la mise en place des traitements, les animaux recevront 4 injections sur 4 semaines et d’autres animaux recevront 24 injections sur 8 semaines puis 4 injections sur 4 semaines en fonction des groupes sur animal vigile. Chaque injection dure quelques secondes. Les animaux seront pesés entre 9- 12 fois en fonction des groupes. Chaque pesée dure également quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus dans ce projet sont principalement liés à l’induction de la cardiotoxicité et de la néphrotoxicité par les agents chimiothérapeutiques, effets bien documentés dans la littérature scientifique. Aucun effet indésirable supplémentaire n’est attendu en dehors de ces réactions prévisibles. La toxicité aiguë induite dans ce protocole est généralement asymptomatique, se manifestant parfois par des altérations transitoires de la fonction systolique ou des arythmies cardiaques. Toutefois, une perte de poids corporel est anticipée en raison des effets secondaires des traitements chimiothérapeutiques. Des manifestations symptomatiques graves mais rares peuvent survenir, notamment des épisodes de tachycardie, de fibrillation ventriculaire ou des signes d’insuffisance cardiaque aiguë. Les souris seront soumises à des injections intrapéritonéales (i.p.), qui peuvent provoquer un stress lié à la contention ainsi qu'une douleur localisée de courte durée au point d’injection. Enfin, la modulation du flux autophagique par l’administration de traitements pourrait induire des effets métaboliques imprévus. Ces effets incluent potentiellement des modifications du métabolisme énergétique et des altérations physiologiques générales.
Devenir
Tous les animaux du projet seront euthanasiés afin de prélever les différents organes pour des analyses biochimiques, histologiques et métaboliques, car cela est nécessaire pour répondre à la question scientifique.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est indispensable dans ce projet, car les modèles cellulaires ou informatiques ne permettent pas de reproduire la complexité des interactions entre les organes et des réponses physiologiques impliquées dans la toxicité de certains traitements. Ces effets indésirables résultent de mécanismes multiples qui mobilisent plusieurs systèmes biologiques de manière coordonnée, ce qu’aucune méthode in vitro ou in silico ne peut modéliser de façon fiable. Avant d’envisager l’expérimentation animale, des travaux préliminaires ont été réalisés sur des cellules en culture afin d’analyser certains mécanismes moléculaires de manière simplifiée. Des approches informatiques ont également été utilisées pour prédire certaines interactions biologiques et effets pharmacologiques. Ces approches, bien qu’utiles, ne permettent pas d’évaluer la toxicité globale ou les effets à long terme sur l’organisme entier. Les modèles murins restent aujourd’hui les plus adaptés pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. Ils permettent d’étudier simultanément la transformation des médicaments, les interactions entre organes et les réponses immunitaires et inflammatoires associées. Ils offrent également des outils génétiques permettant d’explorer le rôle de certaines voies biologiques dans les effets secondaires observés. L’expérimentation animale reste donc nécessaire à ce stade, mais nous restons attentifs aux avancées scientifiques qui pourraient, à terme, proposer des alternatives fiables permettant de limiter davantage le recours aux animaux.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 1440 souris, réparties entre les différentes procédures expérimentales. Ce nombre a été déterminé à l’aide d’une analyse préalable, qui a permis d’estimer précisément le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables, tout en limitant leur utilisation au strict nécessaire. Afin de réduire encore le nombre d’animaux, les expérimentations seront organisées de manière à mutualiser les groupes témoins chaque fois que cela est possible. Cette approche permettra de limiter la redondance des procédures tout en conservant des comparaisons scientifiquement exploitables. De plus, l’étude pourra être arrêtée dès que les premiers résultats indiqueront que l’objectif scientifique ne pourra pas être atteint, ce qui évitera de mobiliser des animaux inutilement. Chaque animal inclus dans ce projet contribuera à la collecte de plusieurs types de données. À l’issue des procédures, différents organes et tissus seront prélevés pour réaliser plusieurs analyses complémentaires, portant sur les effets immunologiques, les lésions tissulaires ou encore l’étude des mécanismes cellulaires impliqués dans les effets secondaires des traitements. Enfin, il sera nécessaire de réaliser une analyse statistique sur les données recueillies afin de s’assurer que les différences observées entre les groupes sont bien significatives et non dues au hasard. Nous restons attentifs aux évolutions scientifiques permettant de réduire ou de remplacer l’utilisation d’animaux dans ce type de recherche.
Raffinement
Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification). Une surveillance régulière permettra de détecter rapidement tout signe de mal-être, tels que les yeux mi-clos, perte de poids corporel ou des comportements anormaux, ce qui permettra une intervention rapide pour adresser tout problème de bien-être. Des points limites précoces et adaptés à chaque type d'expérience seront établis pour garantir que la douleur et la souffrance des animaux soient minimisées autant que possible. La réaction au site d'injection sera régulièrement évaluée pour détecter tout signe d'inflammation ou d'infection, avec des interventions vétérinaires prêtes en cas de complication comme l’utilisation d’antiseptique. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. En cas de comportement agressif, notamment chez les mâles, les animaux seront hébergés individuellement pour empêcher l’aggravation de blessures suite à des bagarres. Des ajustements seront faits en temps réel pour améliorer les conditions de vie des animaux ou modifier les protocoles de traitement.
Choix des espèces
Le choix des souris comme modèle animal se justifie par plusieurs raisons scientifiques. Elles représentent le modèle de laboratoire le plus couramment utilisé, permettant de s’appuyer sur une vaste expertise en élevage, manipulation expérimentale et suivi vétérinaire. Les souris offrent également l’avantage de disposer de modèles génétiquement modifiés ciblant les protéines d’intérêt, ce qui est indispensable pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. Les lignées sélectionnées sont immunocompétentes et ne présentent pas de phénotypes spontanés susceptibles de perturber l’interprétation des résultats. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines, afin de disposer d’un organisme dont le développement est achevé.
Évaluation d’une prodrogue thérapeutique activable par la béta-glucuronidase dans des modèles de glioblastomes
- Recherche appliquée
- Cancers
150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 75 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 75 un niveau modéré. Elles reçoivent une injection de cellules tumorales sous la peau ou dans le cerveau par une chirurgie de vingt minutes, développent un glioblastome, puis passent deux IRM par semaine pendant dix semaines au maximum, sous anesthésie de moins d'une heure. Le porteur prévoit des troubles neurologiques possibles, mouvements circulaires, stupeur, troubles de la conscience, et la mise à mort de l'animal lorsqu'il n'est plus possible de le maintenir en vie. Il présente sa prodrogue comme activée seulement dans la tumeur, donc "sans effets secondaires" sur les tissus sains, et annonce une "efficacité redoutable" transposable rapidement à l'humain, alors que la moitié des souris est déclarée en souffrance sévère.
Objectifs
Ce projet a pour but d’évaluer une prodrogue thérapeutique plus efficace que la chimiothérapie de référence. Pour cela notre stratégie repose sur l’utilisation d’une nouvelle molécule, délivrant de manière ciblé un agent chimiothérapeutique au sein même des glioblastomes. Cette prodrogue activable transporte trois molécules de chimiothérapie sous leur forme inactive, et n’est activée (par clivage enzymatique) uniquement au sein de la tumeur, présentant donc une efficacité maximale, sans effets secondaires, sur les tissus sains où elle reste sous sa forme inactive. Notre approche s’inscrit dans un contexte de médecine de précision. Une fois validée chez le petit animal, cette stratégie pourrait être appliquée chez l’homme très rapidement.
Bénéfices attendus
L'administration contrôlée d'agents anticancéreux améliorera l'efficacité des systèmes moléculaires proposés sur le glioblastome, et augmentera ainsi les bénéfices en termes de survie et de qualité de vie des patients. Si cette approche se révèle efficace sur ces modèles de glioblastomes, elle pourrait être mise à profit pour beaucoup d’autres types de tumeurs. Cette stratégie de prise en charge pourrait potentiellement devenir universelle, quel que soit le type de tumeurs solides.
Procédures
Les animaux recevront une unique injection de cellules tumorales sous la peau (durée 2 minutes) ou dans le cerveau par chirurgie (durée 20 minutes). L’évolution des tumeurs cérébrales se fera par imagerie IRM, deux fois par semaines, durant 10 semaines maximum (durée de l’acte
Impact sur les animaux
Le protocole d’implantation tumorale orthotopique entraineront un léger stress post-chirurgical. On ne s'attend pas à ce que l'injection intracrânienne entraîne une mortalité aiguë. De même, une infection autour du site d’injection est peu probable. Pour le modèle orthotopique, les animaux développeront des tumeurs primaires dans le cerveau. Après l'implantation, il pourrait y avoir une réduction initiale du poids corporel, puis une reprise ultérieure du poids corporel. Il existe un risque théorique pour les animaux de développer des troubles neurologiques (observation visuelle d’une réaction altérée à la manipulation, de troubles de la conscience, de mouvements circulaires ou de stupeur) ou encore d’infections, auquel cas l'animal sera mis à mort s’il n’est éthiquement pas possible de le soigner et de le maintenir en vie. Pour le protocole d’implantation tumorale sous-cutané, l’implantation tumorale sur le flan des souris entrainera un léger stress à l’implantation. Les protocoles d’imagerie n’entraineront pas de douleur, souffrance ou angoisse supplémentaire. Les administrations de molécules thérapeutiques n’entraineront pas de douleur, souffrance ou angoisse supplémentaire en dehors d’un stress bref et modéré lié à l’injection intraveineuse des molécules à des animaux vigiles.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les souris seront mises à mort. Des analyses post mortem seront effectuées en particulier sur les tumeurs afin de valider l’efficacité de la thérapie au niveau cellulaire.
Remplacement
Aucun modèle alternatif n’est disponible actuellement pour s’affranchir de ce type d’étude. Seuls les tests in vivo pourront nous permettre de valider la supériorité en termes d’efficacité de la prodrogue pour la thérapie du glioblastome. Cependant, les études préliminaires réalisées in vivo avec d’autres constructions moléculaires ont permis d’avoir des arguments en faveur d’une efficacité redoutable sur les tumeurs.
Réduction
Nous limiterons notre étude au strict minimum requis dans le nombre de souris et les différents modèles murins à utiliser afin de sélectionner et de caractériser cette prodrogue pour la prise en charge du glioblastome. Dans ce projet, ce nombre est fixé à 150 animaux. Si aucune efficacité ni supériorité d’efficacité n’est démontrée par la prodrogue dans les modèles sous-cutanés, ce nombre sera réduit à 75 animaux, puisque les évaluations thérapeutiques sur les modèles cérébraux ne seraient pas réalisées.
Raffinement
Une attention particulière sera apportée au bien-être des animaux avec enrichissement du milieu de vie, un hébergement par groupe et un suivi de leur bien-être sera effectué quotidiennement. Les sessions d’imagerie seront réalisées sous anesthésie d'une durée inférieure à 1h. Les animaux seront placés sur un lit thermostaté le temps de l’imagerie et la fréquence respiratoire sera monitorée en continu afin de contrôler le degré d’anesthésie et de le moduler si nécessaire. Le protocole d’imagerie n’entrainera pas de douleur, souffrance ou angoisse en dehors d’un stress bref et modéré lié à l’injection intra veineuse de radiotraceur. Pour le protocole d’implantation tumorale au niveau du cerveau, l’implantation se fera chirurgicalement dans le respect de la stérilité, sous anesthésie, anesthésique local, et analgésie suivie d’un relai par anti-inflammatoire. Un onguent sera appliqué sur la cornée pour éviter toute sécheresse oculaire. Un suivi régulier permettra d’éviter toute souffrance de l’animal si les tumeurs atteignent un volume impactant le bien-être animal (pour les tumeurs aussi bien sous-cutanées qu’au niveau du cerveau). En ce qui concerne le phénotype dommageable des animaux immunodéprimées, une attention particulière leur sera portée, avec enrichissement du milieu de vie, un hébergement par groupe et un suivi de leur bien-être sera effectuée quotidiennement. Ces animaux seront également hébergés en environnement stérile (boite, litière, boisson et nourriture) et la manipulation des animaux se fera sous hotte. Nous utiliserons des lignées de cellules tumorales murines qui seront implantées chez des animaux ayant un phénotype non-dommageable lorsque possible.
Choix des espèces
Les études précédentes utilisant notre prodrogue thérapeutique précurseur ont toutes été effectuées chez la souris. Les modèles sélectionnés sont les seuls à pouvoir permettre une expression de l'enzyme d'intérêt au niveau tumoral et ainsi déclencher l’activation de notre molécule. Ces modèles sont très pertinents vis-à-vis de la pathologie clinique puisque ce sont des modèles qui présentent des caractéristiques similaires aux tumeurs humaines. Les protocoles concerneront uniquement des souris qui seront âgées entre 5 et 6 semaines au moment de leur arrivée dans le laboratoire, pour permettre une implantation et un développement tumoral optimal.
Choc septique et déficit énergétique : une étude biochimique pour ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
L'intestin de chaque rat est incisé sous anesthésie pour libérer de la matière fécale dans son abdomen et déclencher un choc septique sévère dans les 24 heures. 45 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, la moitié mourant du choc, les survivants présentant fatigue intense, frissons, écoulements oculaires et nasaux, hypothermie et chute de la pression artérielle. Le porteur écrit que les mesures prises garantissent le bien-être des animaux non-humains, et indique par ailleurs qu'aucune analyse statistique ne sera réalisée sur les données, l'objectif se limitant à valider le modèle. Tous les rats sont tués pour prélever le sang, le foie et le cœur.
Objectifs
L’état de choc septique, qui est une réponse du corps humain à une agression par un microbe infectieux, conduit à des situations critiques de stress important. Il se caractérise par une incapacité à assurer une circulation sanguine suffisante pour fournir l’oxygène nécessaire aux organes, perturbant fortement la production d’énergie par les organes, altérant leur fonctionnement et leur survie. En état de choc septique, on observe une inflammation importante. L’objectif de cette étude est de mettre en évidence le déséquilibre du métabolisme énergétique chez le rat ayant subi un choc septique provoqué. Ce travail préliminaire permettra la mise en place et la validation de ce modèle expérimental, crucial pour explorer les pistes thérapeutiques envisagées.
Bénéfices attendus
L’étude du déséquilibre énergétique chez des rats en état de choc septique nous permettra de mieux comprendre l’origine des troubles biologiques observés chez les patients pris en charge dans les services d’urgence des hôpitaux. La validation de ce modèle d’étude nous permettra de tester de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Tous les animaux subiront une intervention chirurgicale réalisée sous anesthésie générale durant 15 minutes environ par animal. Cette procédure consiste à réaliser une incision de l’intestin afin de libérer de la matière fécale dans l’organisme de l’animal, induisant ainsi un choc septique sévère dans les 24 heures suivantes. Des prélèvements sanguins de très faible volume seront effectués avant et après l’opération. Le lendemain de la chirurgie, le rythme cardiaque et la pression artérielle seront mesurés à l’aide d’instruments spécialisés nécessitant des perfusions, sous anesthésie, pendant environ 20 minutes. L’ensemble du protocole durera 24 heures au total.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux après l'induction du choc septique provoquent la mort dans la moitié des cas et dans les 24h qui suivent l’opération. Les animaux qui survivent montrent souvent des signes de grave infection, comme une grande fatigue, des frissons, des écoulements au niveau des yeux et du nez, et des selles collées près de l’anus. Ils peuvent aussi avoir une température plus basse pendant les 24 premières heures après l’opération. Leur cœur bat plus lentement et leur pression artérielle diminue, ce qui montre qu’il y a une grave infection bactérienne dans leur sang.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de prélever et analyser l'ensemble des organes impliqués dans la maladie (sang, foie, coeur).
Remplacement
On ne peut pas bien étudier le choc septique avec d'autres méthodes car cela nécessite d'examiner plusieurs fonctions du corps et comment elles interagissent, comme le cœur, les vaisseaux sanguins et le fonctionnement du foie. Ce modèle a pour but d'étudier les relations entre plusieurs organes tels que l'intestin, le foie, le coeur et le sang dans un état de choc septique.
Réduction
Pour limiter l’utilisation des animaux, nous avons prévu 20 rats par groupe (10 mâles et 10 femelles). Cependant, nous avons fixé un objectif de 10 réussites par groupe (5 mâles et 5 femelles) pour les analyses. Cela permettra d’atteindre les objectifs du projet sans utiliser tous les animaux disponibles. Nous faisons ce choix car nous nous attendons à observer des effets marqués, rendant inutile l’utilisation d’un plus grand nombre d’animaux. De plus, aucune analyse statistique ne sera réalisée sur ces données, l’objectif étant de mettre en évidence des problèmes énergétiques. Un surplus est prévu pour pallier d’éventuels échecs lors des procédures, ce qui permet d’éviter de nouvelles expérimentations.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages ventilées (2 maximum par cage) avec un environnement comprenant des abris, tunnels ou bâtons à ronger, et auront un accès libre à l’eau et à la nourriture. La durée d’étude après le choc septique est réduite à 24 heures après la chirurgie, avec une surveillance renforcée après l’opération. Des points limites ont été définis. Pour l'ensemble des procédures, telles que la chirurgie, l’échocardiographie et la mesure de la pression artérielle, les animaux seront placés sous antalgique et sous anesthésie afin de limiter leur souffrance. Pour atténuer la douleur, un analgésique sera administré une heure avant la chirurgie, puis toutes les 6 heures après l’intervention, soit à 18h, minuit et 6h du matin, et ajouté à l’eau de boisson pour un apport continu. Les chirurgies seront réalisées par du personnel formé pour garantir une intervention rapide et maîtrisée. Ces mesures garantissent le bien-être des animaux tout en respectant les objectifs scientifiques de l’étude.
Choix des espèces
Les rats âgés de 10 à 12 semaines ont été choisis car ils sont plus faciles à manipuler, ce qui réduit le stress pendant les interventions. Leur taille permet des prélèvements sanguins plus simples et précis. Contrairement aux souris, les rats présentent moins de variations dans certains paramètres importants dans ce protocole. Cela en fait un modèle adapté pour notre étude.
Dimorphisme sexuel de l’insuffisance rénale chronique chez les souris Alport (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Une souris qui atteint le score 3 de la grille d'évaluation, ou le score 2 sans amélioration après 48 heures, est mise à mort. 208 souris Alport, qui développent spontanément une insuffisance rénale chronique, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyse de leur sang, de leur urine et de leurs organes. À quatre semaines, elles sont castrées sous anesthésie, puis gavées cinq fois par semaine et implantées deux fois sous la peau de capsules d'estradiol ou de dihydrotestostérone, avec des prises de sang et une mesure de fonction rénale de 45 minutes, capteur fixé sur le dos. Le bénéfice annoncé se limite à une meilleure compréhension du dimorphisme sexuel de la maladie chez ces souris, quand la castration, les gavages répétés et l'injection rétro-orbitaire sont immédiats.
Objectifs
L’insuffisance rénale chronique (IRC) est une maladie multifactorielle souvent associée à l’hypertension artérielle et au diabète. Si elle n’est pas correctement traitée, l’IRC peut conduire à la dialyse ou la greffe rénale. Le traitement de l’IRC doit être adapté en fonction du sexe car son incidence et sa gravité sont différents entre les femmes et les hommes. L’objectif du projet est d’étudier l’influence du sexe sur le développement et le traitement de l’IRC. L’IRC mettant en jeux l’interaction croisée de plusieurs organes, son étude nécessite des études précliniques sur des modèles animaux adaptés. Le projet sera mené chez des souris Alport chez qui l’IRC se développe spontanément et rapidement (quelques semaines) en raison d’une mutation homozygote (KO) dans un gène essentiel pour la fonction rénale. Des expériences menées au laboratoire ont montré que chez ces souris, l’IRC était plus fort chez les femelles que chez les mâles au même âge. De plus, seules les femelles étaient sensibles à l’effet protecteur contre l’IRC d’un agent pharmacologique : l’AP#1. Dans le present projet, nous souhaitons tester l’hypothèse de l’implication des hormones sexuelles dans ces dimorphismes sexuels. A cette fin, nous étudierons l’impact de la castration [ovariectomie (OVX) ou orquiectomie (ORX)] et des hormones sexuelles exogènes sur le développement de l’IRC et de son traitement par l’AP#1. Le projet se déroule dans 2 Etablissements utilisateurs, EU1 et EU2.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont une meilleure compréhension des mécanismes responsables du dimorphisme sexuel dans l'installation et le traitement de l’insuffisance rénale chronique chez les souris Alport.
Procédures
Les souris femelles et males seront soumises à une castration (sous anesthésie gazeuse et analgésie, durée maximale d’environ 10 minutes) à l’âge de 4 semaines, puis traitées à un agent pharmacologique par gavage (5 fois par semaine) combiné ou non à des hormones sexuelle (estradiol ou dihydrotestostérone sous forme de capsules implantés sous la peau 2 fois au cours du protocole). Tous les animaux seront soumis à des prises de sang (sous anesthésie gazeuse) et à une mesures de leur fonction rénale (sous anesthésie gazeuse, un capteur est fixé sur le dos de l’animal pendant 45 minutes et une molécule est injectée). Toutes les procédures non terminales et la mise à mort des animaux seront sont réalisées dans l’EU1. Dans le cas où le matériel nécessaire et/ou des salles de sacrifice seraient indisponibles à l’EU1, la mise à mort des animaux sera réalisée à l’EU2.
Impact sur les animaux
- Castration chirurgicale (OVX, ORX) et implantation de capsules en sous-cutanée: ces interventions peuvent provoquer de la douleur (administration d’anti-douleur) et du stress, et des complications sont possibles (saignement, complications au niveau de la cicatrice). Les problèmes de cicatrisation sont des risques faibles- Gavage et collecte d’urine peuvent induire un léger stress - Prise de sang : les prélèvements de sang seront faits sous anesthésie - Evaluation du débit de filtration glomérulaire: légère douleur liée à l’injection rétro-orbitaire
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure en vue de l'analyse de leur sang, leur urine et leurs organes.
Remplacement
Le recours à l’expérimentation sur des animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes physiopathologiques complexes mis en jeux dans l'installation de l’insuffisance rénale chronique. Ces mécanismes restent à l’heure acutelle impossibles à modéliser in vitro. Une veille bibliographique est réalisée régulièrement par les responsables du projet pour prendre connaissance d’éventuelles nouvelles méthodes alternatives.
Réduction
Les modèles expérimentaux utilisés sont bien maitrisés par les expérimentateurs impliqués, limitant les étapes de mise au point couteuses en animaux. D’après notre connaissance du modèle utilisé, le nombre d’animaux est calculé au plus juste pour permettre d’identifier statistiquement des différences intergroupes interprétables pour chaque paramètre mesuré. Il est prévu d’utiliser 208 souris. La comparaison entre 2 groupes sera réalisée en utilisant un test statistique non paramétrique ou paramétrique (en fonction de la taille des groupes et de leurs distributions). La comparaison entre plusieurs groupes sera réalisée en utilisant un autres test statistique.
Raffinement
Les études sont optimisées d’après la littérature ou les observations réalisées au laboratoire (doses injectées, durée du traitement). Les animaux seront hébergés (service de zootechnie agréé par le ministère) par groupes de 4 dans des cages comprenant des éléments d’enrichissement (papier, tunnels...), avec alimentation et eau ad libitum. Ils seront observés quotidiennement (apparence générale, comportement, absence de plaies, apparence des cicatrices après la chirurgie...) afin de s’assurer de leur bien-être, et pesés une fois par semaine. Une grille de scoring a été établie et les points limites seront soit l’atteinte du score 3 sur l’un des critères, soit l’atteinte du score 2 sans amélioration après 48h de surveillance. Si un des points limites est atteint, l'animal concerné sera mis à mort. Pour les changes et les manipulations, les animaux sont tenus dans la main de l’expérimentateur mais jamais suspendus par la queue. Les personnels intervenant dans ce projet sont formés à l’expérimentation animale et à la chirurgie. Les procédures sont optimisées de façon à limiter au maximum la souffrance des animaux (anesthésie, analgésie, suivi attentif des animaux tout au long des différentes procédures). Lors de chirurgies, les animaux sont placés sur tapis chauffant, et du gel diet et de l’hydrogel sont placés dans les cages après les chirurgies pour faciliter l’alimentation et l’hydratation des animaux. Si les animaux sont transportés dans l’EU 2/2, il le seront en respectant la charte de transport.
Choix des espèces
L’espèce choisie permet d’utiliser le moins d’animaux possible pour atteindre les objectifs du projet. De plus, la littérature indique qu’elle est celle qui fournit les résultats les plus satisfaisants et qu’elle est la moins susceptible de ressentir de la douleur, de la souffrance, de l'angoisse ou de subir des dommages durables dans les conditions de la procédure expérimentale. Nous utilisons la souris car elle est à l’origine d’un grand nombre de données dans la littérature et qu’il existe un nombre important de modèles de souris mutantes et transgéniques ciblant des protéines d’intérêt dans la régulation de la fonction rénale. Le nombre d’animaux par groupe a été calculé sur la base de notre expérience antérieure, en tenant compte de la variabilité individuelle de la réponse aux différentes conditions expérimentales. Le nombre de souris par groupe (n=12) est calculé pour espérer observer une différence significative (P
Etude de la prévascularisation et la régénération osseuse par bioimpression assistée par laser in situ de nouvelles formulations de bioencres organo-minérales au niveau de défauts osseux de calvaria chez la souris (2/2)
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Sept séances d'IRM de trente minutes sous anesthésie, du premier au trente-cinquième jour, et deux défauts osseux percés de part et d'autre de la suture crânienne : 130 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées deux mois après l'opération. La chirurgie dure cinq minutes, l'impression de bioencre au laser directement dans le crâne quinze secondes, et trois injections d'antidouleur suivent l'intervention. Le projet vise à améliorer une bioencre pour la régénération osseuse et à valider une station de bioimpression, des dépôts de brevet figurant parmi les bénéfices annoncés. Les souris utilisées sont immunodéficientes, ce qui permet de leur implanter des cellules humaines, et le porteur indique que ce modèle est le seul dont la taille rentre aujourd'hui dans sa station de bioimpression.
Objectifs
Les pertes de susbtance osseuse, d'origine traumatique, tumorale ou dégénérative, constituent actuellement un problème majeur de santé publique. Les solutions thérapeutiques actuelles présentent toutes des limites et des risques (manque de disponibilité, infections, douleurs au niveau du site de prélèvement, rejet immunitaire). C'est dans ce contexte que se sont développées les stratégies d'ingénierie tissulaire osseuse. De précédentes études ont démontré l'intérêt des technologies de bioimpression pour produire des substituts osseux avec des propriétés optimisées, mimant fidèlement le tissu osseux natif et avec une prévascularisation permettant de limiter le risque de nécrose du greffon. De récents travaux ont pu démontrer la faisabilité d’imprimer des biomatériaux et cellules à l'aide de la Bioimpression Assistée par Laser (LAB) directement au niveau de défauts osseux crâniens chez la souris, pour favoriser une meilleure vascularisation et régénération osseuse. Malgré des résultats prometteurs, les conditions expérimentales n’ont pas permis une régénération osseuse complète. L'objectif principal de ce nouveau projet est d'optimiser les précédents résultats obtenus en développant une nouvelle bioencre, basée sur l'utilisation d'hydrogels naturels et synthétiques associés à différentes particules minérales, ainsi que des cellules souches ou dérivés cellulaires, afin d'améliorer la régénération osseuse par Bioimpression Assistée par Laser in vivo. Le second objectif du projet est de développer une nouvelle stratégie d'imagerie par IRM pour suivre l’organisation des motifs cellulaires, la vascularisation et la maturation tissulaire avec une haute résolution. Afin de répondre à ces deux objectifs, le projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mettre en évidence l'effet de la bioimpression in vivo combinée à de nouvelles formulations de bioencre, impliquant des nouveaux biomatériaux associés à différentes particules minérales et cellules/dérivés cellulaires. Ces résultats nous permettront d'envisager un/des dépôts de brevet dans le cadre de ces nouvelles applications. Ce projet visera également à évaluer, au niveau biologique, si des dérivés cellulaires pourraient remplacer les cellules elles-mêmes au sein d'une bioencre et si leur ajout est pertinent dans le contexte de régénération osseuse (permettant ainsi à terme de s'affranchir de l'utilisation des cellules souches). D'un point de vue technologique, ce projet constitue une étape-clé dans l'optimisation de notre station de bioimpression in situ, par l'intégration en son sein du dispositif anesthésique, les optimisations technologiques du dispositif au service d'une bioimpression plus précise et l'utilisation d'une nouvelle interface plus intuitive. Enfin, ce projet permettra de valider l'utilisation d'une nouvelle stratégie d'imagerie non-invasive haute résolution, basée sur l'IRM, pour assurer le suivi en temps des cellules bioimprimées in vivo.
Procédures
Au sein du premier établissement utilisateur, les animaux seront soumis à une chirurgie (durée de 5 minutes environ) et une procédure de bioimpression in situ (15 secondes pour l'impression en elle-même ; 5 minutes au total en comptant l'installation de la souris et le paramétrage de l'impression), sous anesthésie. Les animaux seront également soumis à l'administration d'un anti-douleur à 3 reprises (par injection intra-péritonéale) à différents temps (durée 30 secondes pour chaque injection) dans le cadre de la procédure analgésique. Au sein du second établissement utilisateur, l'acquisition de chaque séquence IRM sera de 30 minutes, sous anesthésie, et réalisée à 7 reprises (J1, J4, J7, J14, J21, J28, J35).
Impact sur les animaux
Les animaux pourront subir du stress lors de l'anesthésie (phase d'induction dans la boîte, entre 2 et 5 minutes) avant la chirurgie. Des douleurs pourront être ressenties lors des injections (anti-douleur), ainsi qu'après la chirurgie (procédure de classe modérée), sur les 3 jours post-opératoires. Le protocole de bioimpression et d'imagerie in vivo (IRM) n'engendreront aucune douleur (classe légère).
Devenir
Les animaux seront mis à mort 2 mois après l'intervention chirurgicale, afin de pouvoir évaluer la vascularisation et la régénération osseuse d'un point de vue quantitatif et qualitatif (microCT, histologie).
Remplacement
Ces expérimentations doivent se faire dans un modèle animal, car un environnement multifactoriel ne peut pas être reproduit in vitro. Seules ces conditions in vivo chez l'animal permettent l’étude de processus dynamiques complexes tels que la vascularisation et la cicatrisation osseuse, étroitement liées, dans un milieu proche des conditions physiologiques. Néanmoins, des expérimentations in vitro préalables seront réalisées (actuellement en cours) afin de déterminer les formulations optimales pour chaque biomatériau à évaluer in vivo et ainsi réduire considérablement le nombre de conditions expérimentales et donc d'animaux. Cinq conditions expérimentales in vivo sont ainsi finalement prévues pour chacun des deux biomatériaux (soit 2 x (5 x n=10) = 100 animaux) et 3 conditions expérimentales pour le suivi par IRM (soit 3 x n=10 = 30 animaux).
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux, deux défauts osseux seront créés sur chaque animal, de chaque côté de la suture crânienne. Il y aura 10 animaux par groupes, ce qui est le nombre minimal d'animaux que l'ont peut utiliser pour avoir ensuite des analyses statistiques qui soient pertinentes, compte tenu du degré de variabilité inter-individuelle.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe (5 par cage), dans des cages avec de l'enrichissement naturel afin de leur offrir le meilleur environnement possible pendant l'étude (nid de coton, litière en copeaux de peupliers et jouets). Les expérimentateurs sont tous titulaires d'une formation Concepteur ou Applicateur, et satisfont aux obligations de formation continue en expérimentation animale. Le stress sera réduit en manipulant régulièrement les animaux avant l'anesthésie pour qu'ils s'habituent aux expérimentateurs. Du gel lacrymal sera employé afin de limiter la sécheresse oculaire. Les interventions seront réalisées sous anesthésie. Le réveil s’effectuera sur couverture chauffante. La douleur sera réduite au maximum grâce à l'utilisation d'analgésique avant et après l'opération si besoin, après concertation avec le responsable du suivi du bien-être des animaux et en présence du vétérinaire référent. Les souris seront hébergées en cages individuelles pendant une durée inférieure à 24h après l’opération pour préserver les sutures et permettre un meilleur rétablissement, puis regroupées par 5 en respectant la composition du groupe pré-opératoire. L’estimation de la souffrance sera réalisée dans les 5 premiers jours par l’expérimentateur, en même temps que par le personnel de l’animalerie. Cette estimation est ensuite réalisée quotidiennement par le personnel de l’animalerie. Les animaux seront surveillés concernant leurs activités et leurs comportements. Des points limites stricts et spécifiques du projet seront appliqués.
Choix des espèces
Les souris utilisées dans ce projet présentent une immuno-déficience marquée, les rendant compétentes pour l’implantation de matériaux contenant des cellules humaines. Elles seront hébergées à l’animalerie pour une durée maximale de 4 semaines avant l’opération et 10 semaines après l’opération. Elles seront protégées des pathogènes et des opportunistes car hébergées en portoirs ventilés. Le défaut osseux de taille critique de calvaria chez ces souris est un modèle qui est largement validé dans la littérature scientifique. Il s’agit d’un modèle de choix en ingénierie tissulaire osseuse pour étudier l’influence des cellules et biomatériaux sur la régénération osseuse. Ce modèle animal est également le seul ayant une taille adaptée à la procédure de bioimpression assistée par laser in vivo à l'heure actuelle, permettant son insertion dans la station de travail. De plus, le site d’implantation au niveau de la surface du crâne permet d’avoir une surface facilement accessible et relativement plane, permettant la focalisation du laser sur le centre du défaut osseux. Les souris seront utilisées à l’âge de 8 à 12 semaines, donc dans un stade adulte pour éviter des faux résultats liés à la croissance de l’animal.
Étude d’une voie de la douleur par modification génétique vectorisée
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Chercher une alternative aux opioïdes conduit ici à provoquer des douleurs et des démangeaisons chez 204 souris, 144 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 60 un niveau modéré, toutes tuées à l'issue. Une partie reçoit une injection dans le cerveau ou la moelle épinière sous anesthésie de 45 minutes, avec une douleur post-opératoire modérée pouvant durer plusieurs jours jusqu'à cicatrisation, avant des tests de douleur ou de prurit de 30 minutes. D'autres subissent une inflammation de la patte qui provoque une hypersensibilité douloureuse modérée pendant six heures, jusqu'à leur mise à mort, ou des injections dans la cavité abdominale répétées cinq jours de suite. Un animal qui présente une prostration, un grattage excessif, une plaie de plus de deux millimètres ou une perte de plus de 20 % de son poids en une semaine est mis à mort.
Objectifs
Les opioïdes constituent une classe de médicaments antalgiques efficaces mais dont les effets indésirables sont un obstacle au soulagement des patients et à l’origine d’une crise sanitaire grave. La recherche d’alternatives thérapeutiques est aujourd’hui basée sur une évolution des modalités d’activation du récepteur mu aux opioïdes et ne résout que partiellement ce problème. Nous avons montré qu'une protéine était impliquée dans l’effet antalgique de la morphine mais pas dans ses effets indésirables, et que son activation directe était antalgique et bien tolérée. En s’appuyant sur le récent développement de nouveaux activateurs de cette protéine, ce projet vise à (1) déterminer dans quels contextes physiopathologiques cette stratégie antalgique est la plus efficace, (2) définir si cet effet antalgique fait intervenir la protéine au niveau du système nerveux central et/ou périphérique pour guider le développement de futurs composés, et (3) évaluer les potentiels effets indésirables liés à l’activation de cette protéine, notamment au niveau central. Ce travail permettrait une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques de la douleur, du potentiel antalgique des activateurs de cette protéine ainsi que de la sécurité de cette stratégie. Les activateurs de cette protéine pourraient en effet offrir une alternative aux opioïdes et constituer une nouvelle classe de médicaments antalgiques efficaces et mieux tolérés.
Bénéfices attendus
A l'issue de ce projet, nous aurons une vision claire du bénéfice thérapeutique potentiel des activateurs de la protéine étudiée, de leurs effets indésirables ainsi que des indications les plus pertinentes pour ces produits. L'étude de la contribution de cette protéine au niveau de système nerveux central et périphérique à l'effet antalgique des composés permettra d'orienter le développement de nouveaux activateurs. En effet, si l'effet antalgique est principalement périphérique, il pourra être intéressant de synthétiser des composés ne passant pas dans le système nerveux central pour limiter son exposition et donc les effets indésirables potentiels.
Procédures
- 2x72 animaux : injection dans le cerveau ou la moelle épinière sous anesthésie (45 min) - 2x72 2x72 animaux : tests de douleur ou de prurit (30 min) - 2x12 animaux : tests de sensibilité thermique et mécanique avant et après induction d'une inflammation de la patte (10 min) - 4x12 animaux : induction de prurit (10 secondes pour une injection sous-cutanée) - 60 animaux injection au niveau de la cavité abdominale ou de la patte (10 secondes) - 60 animaux injection au niveau de la cavité abdominale (1 fois par jour pendant 5 jours, 10 secondes par injection)
Impact sur les animaux
Les injections dans le cerveau ou la moelle épinière sont un geste chirurgical qui peut entrainer une douleur post-opératoire modérée chez les animaux (inconfort qui ne devrait pas être visible au delà de la récupération de l'anesthésie, mais qui peut durer plusieurs jours jusqu'à cicatrisation de l'incision cutanée). Il est également possible qu'une des modifications génétiques réalisées, au niveau local, entraine une hypersensibilité à certains stimuli thermiques ou mécaniques (au maximum équivalente à celle précédemment observée chez les animaux ayant subi cette même modification au niveau global), qui sera évaluée chez les animaux. Les animaux recevront également des injections provoquant une douleur légère de courte durée. Enfin, certains tests visant à étudier la douleur ou le prurit constituerons par essence un désagrément pour les animaux. Les tests utilisés induisent une douleur légère (seuil de détection) et très ponctuelle. L'induction d'une inflammation au niveau de la patte induit une hypersensibilité douloureuse modérée chez les animaux pendant 6h jusqu'à leur mise à mort. Les modèles de prurits utilisés entrainent une démangeaison (inconfort modéré) qui disparait en 30 min.
Devenir
Les contraintes imposées aux animaux pour l'enregistrement de l'activité neuronale sont telles que les animaux ne seront pas réveillés de l'anesthésie et seront mis à mort en fin d’expérimentation afin d’éviter toute souffrance inutile. Il en est de même pour les animaux modèles de douleur ou de prurit qui seront mis à mort après évaluation comportementale.
Remplacement
De nombreux travaux préliminaires concernant le rôle de la protéine étudiée dans la sensibilité sensorielle ont été réalisés in vitro. Il est cependant nécessaire de confirmer ce rôle in vivo, dans un contexte où les fibres nerveuses communiquent avec le tissu (en l'occurence la peau). La perception de la douleur et du prurit ne peux pas être modélisée in vitro à l'heure actuelle.
Réduction
Les expérimentations sont organisées de façon à obtenir des résultats statistiquement exploitables avec le plus petit nombre d’animaux possible. La taille des groupes expérimentaux a été déterminée grace à un outil statistique dédié. Les procédures sont adaptées pour obtenir plus d'information à partir des mêmes animaux, lorsque les tests réalisés chez les mêmes animaux n'interagissent pas ensemble et que la multiplication des tests n'engendre pas de nuisance supplémentaire. Les stimulations nécessitant d'être étudiées in vivo pourront également être réalisées de manière successive chez les mêmes animaux, permettant de limiter leur nombre.
Raffinement
Afin de prévenir une éventuelle souffrance, les animaux seront surveillés quotidiennement (Week-end et jours fériés compris) par l'expérimentateur et le personnel de l'animalerie, et mis à mort si un point limite est franchi. En effet, si un animal présente un comportement anormal (prostration, grattage excessif), une posture ou une démarche anormale (faiblesse, déséquilibre), une plaie (> 2mm) ou une réduction de poids >20% en une semaine, celui-ci sera mis à mort. Les animaux seront au maximum 6 par cage (animaux issus de la même portée, mâles et femelles séparés au sevrage pour ne pas inclure de femelles gestantes ou allaitantes dans les procédures) en respect de la réglementation en vigueur concernant la superficie au sol par souris. De plus, ces cages contiendront un enrichissement de type maisonnette ainsi que du coton pour la constitution d'un nid. Les procédures incluant le recours à la chirurgie seront réalisées sous anesthésie générale et un antalgique sera utilisé en péropératoire pour favoriser la récupération et limiter la souffrance.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler sur le modèle souris car c'est sur ce modèle que l'essentiel de la littérature scientifique existe et sur lequel notre niveau de connaissance est le plus élevé. Nous avons réalisé une cartographie de l'expression de notre protéine d'intérêt dans le cerveau et la moelle épinière de la souris qui sera essentielle à la génération de souris modifiées génétiquement de manière locale. La souris est de plus le seul modèle permettant la réalisation de ces modifications. C'est également chez la souris qu'ont été mis au point au laboratoire toutes les techniques d'investigation comportementale ainsi que les différents modèles de douleur utilisés. Les contraintes d'encombrement du microscope utilisé in vivo nous imposent également l'utilisation d'animaux de petite taille. Les animaux utilisés seront des jeunes adultes en début de procédure (8-12 semaines), et certains seront des nouveaux nés. Tous les animaux utilisés subieront une anesthésie générale qui serait plus risquée chez des animaux âgés. Travailler sur des animaux plus âgés augmenterait également le risque de développement de pathologies liées à l'âge qui pourraient biaiser les résultats. Enfin, les tests et modèles utilisés, comme les données disponibles dans la littérature, concernent sauf cas très spécifiques des animaux jeunes. La sensibilité à la douleur est modifiée avec l'âge, ce qui ne nous permettrait pas de comparer nos observations avec nos travaux précédents ou avec la littérature.
Exploration des liens entre médicaments antiépileptiques et troubles du Neurodéveloppement dont l’autisme : Implications des mécanismes épigénétiques.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Trois jours avant l'accouplement puis au septième jour de gestation, 120 souris femelles sont opérées sous anesthésie générale pour recevoir sous la peau une pompe qui délivre le traitement en continu. 372 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour des analyses de tissus. Les 192 descendants passent entre 45 et 60 jours d'âge cinq tests de motricité et de sociabilité, un par jour, pour savoir si des antiépileptiques pris pendant la grossesse augmentent le risque d'autisme, et le porteur prévient d'une possible malformation de la queue chez les petits des mères traitées. Aucun de ces cinq tests n'est nommé. Les procédures décrivent 120 femelles et 192 descendants, soit 312 souris sur 372, et le résumé évoque des pères sans en donner le nombre.
Objectifs
Les troubles du spectre autistique sont des troubles du développement qui touchent environ trois fois plus d'hommes que de femmes. Ces troubles se manifestent principalement par des difficultés dans les interactions sociales et des comportements répétitifs. Les facteurs environnementaux, comme l'exposition à certains médicaments pendant la grossesse, jouent un rôle important dans l'apparition de ces troubles. Par exemple, des médicaments utilisés pour traiter l’épilepsie, comme l'acide valproïque, ont été confirmés comme pouvant augmenter le risque d’autisme chez l’enfant à naître. D'autres médicaments, comme le topiramate ou la lamotrigine, sont également utilisés pour traiter l’épilepsie, mais leurs effets sur la descendance n'ont pas été clairement étudiés. Bien que ces médicaments n’affectent pas directement le code génétique, ils peuvent influencer l'expression des gènes à travers des mécanismes appelés épigénétiques. Cela signifie qu'une exposition à ces médicaments à des moments critiques du développement de l'embryon ou du fœtus pourrait changer la façon dont certains gènes fonctionnent, augmentant ainsi le risque d’autisme. Notre étude se concentre sur des modèles animaux pour comprendre le rôle de ces mécanismes épigénétiques et le lien entre la prise de ces médicaments par la mère pendant la grossesse et l'autisme chez l’enfant.
Bénéfices attendus
Notre étude vise à mieux comprendre les risques liés à l'utilisation de certains médicaments antiépileptiques chez les femmes enceintes, et leur impact sur les descendants. À court terme, nous espérons que cette recherche nous aidera à identifier les régions du génome affectées par ces médicaments chez les animaux, ce qui permettra à moyen terme de les étudier chez des personnes atteintes d’autisme qui ont été exposées à ces médicaments avant leur naissance. Cela pourrait conduire à des tests diagnostiques et à la découverte de nouveaux traitements pour l'autisme.
Procédures
3 jours avant l'accouplement et à nouveau à 7 jours de gestation, des pompes osmotiques seront implantées sous anesthésie générale (10 min par implantation) en sous cutané chez les 120 femelles adultes. Les 192 descendants seront soumis à des tests de motricité et d'évaluation de leur sociabilité, en condition vigile ; entre l'âge de 45 et de 60 jours, chaque souris subira 5 tests d'une durée maximale de 10 minutes pour les 4 premiers tests et de 35 minutes pour le cinquième test. Les tests seront réalisés sur 5 jours consécutifs avec 1 test par jour.
Impact sur les animaux
- Chirurgie pour mise en place de la pompe et douleur post-opératoire minorée par des antalgiques, avec inconfort transitoire au réveil - Pompe osmotique sous cutanée : gène légère pendant la durée de l’expérience. -Pour les descendants exposés aux traitements antiépileptiques : légère altération de la motricité et de la sociabilité. -Les tests comportementaux : L’ensemble des tests comportementaux évaluant le développement et la motricité générale pourront engendrer un stress léger et transitoire lié à la manipulation chez les souris et à la découverte d'un nouvel environnement. - Malformation de la queue (malformation congénitale) possible chez les petits issus de mères traitées avec les antiépileptiques
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour des analyses de tissus.
Remplacement
Ce projet inclut une étude du comportement, en particulier des aspects sociaux et moteurs, qui ne peut pas être reproduite en laboratoire sur des cellules ou via des modèles informatiques avec les connaissances actuelles. Il y a des éléments obtenus par des études cliniques, in silico et in vitro, sans animaux, qui indiquent une association entre anti-épileptiques et autisme. A ce stade de l'avancée des connaissances, seul une étude in vivo dans un organisme entier avec un réseau de neurones permet d'apporter la preuve du lien de cause à effet.
Réduction
Nous minimiserons le nombre d'animaux utilisés par des méthodes expérimentales validées et reproductibles, en ayant recours à des analyses statistiques pour l’interprétation des résultats obtenus. Le nombre d'animaux à utiliser par expérience a été calculé de façon à obtenir des résultats statistiquement significatifs malgré la variabilité interindividuelle. De plus nous mettrons en place une stratégie d’accouplement restreinte au juste nécessaire en réalisant les accouplements par étapes successives jusqu’à obtention du nombre d’animaux nécessaires à nos études.
Raffinement
Toutes les phases du projet seront réalisées par des personnels expérimentés. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de suivi de bien-être animal qui aide dans le suivi des points limites stricts et précis et des critères d’intervention et d’arrêt suffisamment précoces. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape, une pesée est réalisée 1 fois par semaine. Après leur naissance, les animaux resteront avec leur mère jusqu’au sevrage (J21-J28), hébergés en conditions normales (température et humidité contrôlées, cages ventilées) avec un enrichissement dans la cage fournie par l’animalerie avec accès à l’eau et à la nourriture ad libitum.. La prise de sang terminale pour l’analyse épigénétique sera réalisée sous anesthésie avec une couverture antalgique. Les animaux seront placés en habituation dans la pièce de comportement minimum 30 minutes avant le début des tests. Les cages d’hébergement présentent des capteurs et sont suivis par logiciel permettant d’améliorer le bien-être animal et de surveiller et vérifier les cages 24heures sur 24. Enfin afin de respecter le bien-être animal, nous avons choisi à la place d'injections quotidiennes, l'implantation de pompes sous-cutanées délivrant le traitement en continu.
Choix des espèces
Les rongeurs sont à ce jour les espèces modèles ayant un système nerveux moteur proche de l’Homme. Les souris ont l’avantage d’être un modèle de choix pour les études comportementales. La souche de souris que nous utilisons est consanguine ainsi ces animaux présentent un fond génétique identique entre eux. De plus un environnement contrôlé au sein de notre animalerie nous permetta d’identifier des marques épigénétiques spécifiquement liées à l’exposition à l’agent étudié. Les mères et les pères effectueront les reproductions entre l’âge de 12 et 20 semaines (femelles) et 25 semaines (mâles), âge optimal pour la reproduction. Les souris de la descendance seront incluses dans le projet dès leur naissance et manipulées entre Jour 45 et Jour 60 pour les analyses comportementales, âge de référence pour la mise en évidence de troubles du spectre autistique sur le plan comportemental avec les outils utilisés.
Effet d’une supplémentation en fraction d’algue marine sur les troubles cérébraux associés au surentrainement sportif
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une société agroalimentaire cofinance ce projet pour développer un complément alimentaire réduisant la fatigue cognitive liée au sport intensif. 1 008 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles courent une heure sur tapis cinq jours par semaine pendant huit semaines, puis passent six tests comportementaux de deux à dix minutes étalés sur deux semaines, censés mesurer leur état émotionnel et leur mémoire. Le porteur indique que ces tests induisent des stress modérés et que l'entraînement provoque une fatigue, sans nommer aucun des six tests, et rattache le tout à des extraits d'algues destinés à des sportifs adultes.
Objectifs
L'exercice intense et répété est associé à une fatigue cognitive. Un des objectifs d'une société agroalimentaire qui cofinance ce projet est de développer des compléments alimentaires qui réduisent la fatigue cognitive associée à la pratique sportive intense et régulière. Ainsi, l'objectif de ce projet est de démontrer l’efficacité d’un extrait végétal sur les performances cognitives et la fatigue après un entrainement physique intense chez la souris ainsi que les mécanismes d’action. Le milieu marin constitue la plus grande partie de la biosphère et contient les formes les plus anciennes et variées de la vie. Cette diversité de vie et d'environnements atypiques ouvrent des perspectives pour le développement de nouvelles molécules bio-actives. Les organismes marins, et notamment les algues marines possèdent un immense potentiel de molécules originales d'intérêt biologique. Ainsi, les extraits d’algues, qui contiennent des molécules aux potentiels bioactifs représentent une stratégie nouvelle. Ainsi, l'objectif de ce nouveau projet sera de tester si l'alimentation de souris avec ces extraits d'algues incorporés dans les croquettes permet de prévenir les troubles émotionnels et mnésiques associés au surentrainement sportif.
Bénéfices attendus
Nous anticipons que ce projet permette de mettre en évidence un effet protecteur d'un ou plusieurs extraits d'algue sur les troubles de la santé cérébrale assiciés au surentrainement physique.
Procédures
Les animaux seront entrainés à courir sur des tapis de course pendant 1h 5 jours par semaine pendant 8 semaines avant de réaliser 6 tests comportementaux durant chacun entre 2 et 10 minutes, étalés sur 2 semaines (3 tests par semaine), permettant d'étudier leur état émotionnel et leur mémoire.
Impact sur les animaux
Les tests comportementaux induiront des stress modérés aux animaux le temps de ces dits tests. L'entrainement physique des animaux induira une fatigue.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les cerveaux pour des analyses biochimiques qui permettront d'étudier les mécanismes neurobiologiques des extraits d'algue.
Remplacement
Le modèle d’entrainement physique ne peut pas être développé in vitro. L’étude des comportements de type anxieux et de résignation, des performances cognitives et de la fatigue ne peuvent être réalisées que sur des animaux vivants ce qui rend impossible le remplacement de ceux-ci par des modèles in vitro. L'étude de l'effet de régimes alimentaires ne peut pas non-plus être modélisé in vitro
Réduction
Le nombre d'animaux sera reduit au mieux en se basant sur des articles scientifiques qui ont montré par le biais de tests statistiques des differences entre plusieurs groupes. D’après les études scientifiques sur l’analyse de marqueurs comportementaux et cérébraux, nous estimons que 12 animaux par groupe expérimental sont nécessaires pour atteindre une signification statistique.
Raffinement
Toutes les précautions possibles seront prises afin de raffiner nos procédures et réduire au mieux la douleur (antalgique et sédation avant mise à mort) et l’inconfort (manipulation régulière et enrichissement de l’hébergement) des animaux. Les tapis de course que nous avons acquis insufflent de l’air pour encourager les animaux à courir. L’hébergement se fera à 5 souris/cage et l’environnement sera enrichi : igloo et carré de coton. Les expérimentateurs et soigneurs sont titulaires de leur certificat d’expérimentation animale niveau concepteur et/ou opérateur. Les expérimentateurs travaillent avec des animaux depuis de nombreuses années et sont très fortement sensibilisés au sujet du bien-être animal de par leur thématique de recherche (stress, anxiété, bien-être cérébral) et de par le travail de la cellule SBEA. La SBEA procède à des contrôles réguliers de respect des procédures et du bien-être animal.
Choix des espèces
Le modèle utilisé dans ce projet est la souris. La souris est un mammifère comme l’Homme, avec des cycles de reproduction rapides. Il est largement utilisé dans le champ de la cognition et de l'entrainement physique, ce qui permettra une comparaison de nos résultats avec les études antérieures. C’est un animal sur lequel les évaluations comportementales sont faciles à conduire et maitrisés au sein du laboratoire. Ce sont des animaux de petite taille (faciles à manipuler) et peuvent donc être facilement hébergés au sein de l’animalerie de l’unité. Les souris mâles et femelles arriveront à l’animalerie à l’âge adulte (3 mois). Les expérimentations seront réalisées sur des animaux adultes, la finalité du projet étant d'étudier l'impact des extraits d'algues sur des sportifs adultes.
Étudier les possibles effets toxiques d’une mutation génétique dans une maladie rare, le syndrome d’Ondine, à l’aide de modèles de souris.
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
- Système respiratoire
Séparés de leur mère une heure pour la mesure cardio-respiratoire, biopsiés de la queue vers quatre jours de vie, gavés ou injectés, les souriceaux de ce projet subissent des procédures dont 2 544 sont classées sévères. 6 504 souris vont être utilisées au total, 132 en souffrance légère et 3 828 en souffrance modérée, toutes tuées en fin de procédure pour des prélèvements post-mortem. Les animaux portent une mutation reproduisant le syndrome d'Ondine, maladie rare qui interrompt la respiration pendant le sommeil, et servent d'appui aux tests de molécules agissant sur le repliement des protéines. Le porteur qualifie ses méthodes de mesure de non invasives, tout en indiquant qu'une mortalité est observable dans les études de toxicité et une détresse respiratoire caractéristique de ces modèles murins.
Objectifs
Le syndrome d'Ondine est une maladie génétique rare diagnostiquée à la naissance : le nouveau-né diminue sa respiration jusqu’à l'arrêter pendant le sommeil. Une caractéristique majeure est l'absence d’un réflexe respiratoire qu'est l’augmentation de la respiration lorsque l’on inhale du CO2. La maladie est provoquée par une mutation d’un gène important dans le contrôle des grandes fonctions vitales comme la respiration. Actuellement, il n'existe aucun traitement pharmacologique et le recours à une ventilation mécanique à vie pendant le sommeil est nécessaire. Ce gène est à l'orgine d'une protéine qui elle-ême est une cible d’une protéine spécifique impliquée dans le contrôle qualité des protéines. Des études sur des cellules humaines montrent que la mutation provoque un mauvais repliement de la protéine pouvant former des agrégats protéiques et/ou une interaction avec la protéine non mutée et perturber ainsi son activité. Partant de l’hypothèse d’une action toxique de la protéine mutée, nous testerons chez l'animal sur les modèles murins les molécules agissant sur la réparation et/ou la dégradation des protéines malformées. Les modèles murins à disposition reproduisent à la naissance les caractéristiques du syndrome d’Ondine. Les résultats contribueraient à affiner les pistes thérapeutiques permettant d’offrir une alternative aux contraintes de la ventilation mécanique.
Bénéfices attendus
L’utilisation d’un traitement pharmacologique réduirait le recours à la ventilation mécanique, l’unique prise en charge actuelle pour cette pathologie, et ainsi réduirait les risques dus à un arrêt accidentel pendant le sommeil ou à une ventilation inadaptée. Par exemple, dans le cas d'apnées obstructives, l’utilisation d’un traitement pharmacologique spécifique permettrait dans de nombreux cas d’éviter une trachéotomie (technique chirurgicale qui consiste à effectuer une ouverture au niveau de la trachée et à placer une canule pour permettre l'entrée d'air dans les poumons sans pasage par le nez ou par la bouche) et de réduire les risques d'infections. La technique est utilisée chez les jeunes enfants pour lesquels la ventilation non invasive est impossible. Les retombées de ce projet sont ainsi directement utiles en termes de prévention et d’implications thérapeutiques chez le patient. Enfin, pour des médicaments à visée pédiatrique, l’agence européenne du médicament recommande des tests sur des rongeurs juvéniles pour garantir l’innocuité et l’efficacité du produit sur la population cible.
Procédures
1/ Séparation maternelle d'une heure pour la mesure cadio-respiratoire 2/ La biopsie de queue d'une durée de 3 secondes pour l'identification du statut génétique est réalisée vers quatre jours de vie (souriceau sans poils) engendre une douleur légère de courte durée. 3/ Gavage (moins de 2 minutes) et/ou injection (moins d'une minute) de produit en administration unique pouvant générer une gêne et/ou une douleur brève sur le point d'injection. Les sourieaux retrouvent une vitalité (coloration rose et mobilité) dans les 1-2 minutes de l'intervention (biopsie de queue, administration de produit), signe de récupération.
Impact sur les animaux
1/ Séparation maternelle (une heure) pour la mesure cardio-respiratoire susceptible de générer du stress 2/ une mortalité est observable dans les études de toxicité 3/ La biopsie de queue (3 secondes) pour l'identification du statut génétique est réalisée vers quatre jours de vie (souriceau sans poils) engendrant une douleur légère de courte durée.4/détresse respiratoire caractéristique des modèles murins 6/ Le gavage et/ou l'injection de produit peuvent engendrer une possible gêne et une brève douleur sur le site d'injection de l'ordre de 1-2 minutes à la réaction du souriceau.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés en fin de procédure. Les observations moléculaires ou histologiques se feront sur des prélèvements postmortem en fin de protocole.
Remplacement
Les avancées obtenues par les recherches sur les cultures cellulaires permettent d'éclaircir les mécanimes et les conséquences de la mutation à l'échelle moléculaire, cellulaire. Toutefois, une validation sur des animaux en développment est nécessaire pour comprendre la maladie et les conséquences fonctionnelles sur un organisme entier. De plus, une étude préclinique sur des animaux en développement est un préalable recommandé par l’Agence européenne du médicament pour les stratégies thérapeutiques pharmacologiques notamment pédiatrique, l’utilisation de l’animal ne peut être évitée. Dans le cas du syndrome d’Ondine, il n’y a actuellement pas de prise en charge pharmacologique.
Réduction
Nous utilisons l'effectif qui permet d'avoir une puissance statistique suffisante pour tester nos hypothèses. Compte tenu de la grande variabilité inter-individuelle et de la mortalité à la naissance, nous avons déterminé un lot expérimental de 30 animaux par groupe pour mettre en évidence une différence biologiquement significative. Les études publiées sur les variables respiratoires valident l’effectif de 30 animaux par groupe pour obtenir une puissance statistique satisfaisante. Cet effectif peut être réduit si au cours des analyses intermédiaires, un effectif plus faible permet de tester les hypothèses. Par ailleurs, nos méthodes de mesures étant non invasives, nous pouvons suivre les animaux dans le temps (étude longitudinale) ce qui réduit l’utilisation d’animaux.
Raffinement
Pendant les mesures, la surveillance est constante. Entre les mesures, la surveillance est biquotidienne pour le suivi de la croissance pondérale. De plus, l’équipe de l’animalerie effectue une surveillance réglementaire quotidienne des espaces d'hébergement et de toutes les cages. Des points limites adaptés à l’âge des souriceaux sont décrits et comportent le score d’adaptation à la vie extra-utérine pour le souriceau et le comportement de la mère envers sa portée. Pour les mesures, nous utilisons des techniques non invasives et contrôlées (sans contrainte physique, sans anesthésie, durée minimale de mesure, température constante dans les chambres de mesure) pour minimiser une possible angoisse des animaux. La durée maximale de séparation maternelle le temps d’une mesure est d’une heure. Les cages avec les portées sont enrichies en cellulose douce pour le nid.
Choix des espèces
La souris constitue un modèle pour l'étude du développement du cerveau humain. Plus largement, la souris transgénique contribue à la compréhension d'une maladie génétique. Dans le cas du syndrome d'Ondine, les modèles animaux existants sont murins. C’est une maladie qui se manifeste dès la naissance. Nous avons des outils adaptés pouvant prendre en charge les modèles murins dès la naissance permettant ainsi de tester et d’évaluer des stratégies thérapeutiques. De plus, le recours aux modèles animaux en développement constitue une des recommandations de l'Agence Européenne du médicament pour évaluer les médicaments à visée pédiatrique. Souriceaux étudiés de la naissance à 4 jours de vie.
Etude du rôle d’une protéine dans le développement et la progression des tumeurs surrénaliennes dans un modèle de greffe sous-cutanée de cellules chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
48 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent sous anesthésie gazeuse une injection sous-cutanée de cellules de corticosurrénalome de souris, puis leur tumeur est mesurée au pied à coulisse à sept reprises, la croissance tumorale pouvant provoquer une douleur modérée. Le projet cherche à savoir si une protéine surexprimée chez les patients participe au développement de ce cancer, les retombées thérapeutiques restant au conditionnel et à terme. Le porteur décrit les tests in vitro menés en parallèle sur deux lignées cellulaires, puis conclut à la "nécessité" du recours aux animaux parce que le développement tumoral dépend de son environnement.
Objectifs
Le corticosurrénalome, est un cancer agressif avec environ 35 % des patients présentant des métastases au diagnostic. Le mauvais pronostic de ce cancer peut être attribué au manque de thérapies efficaces. En effet, un traitement curatif n'existe que pour les patients de corticosurrénalome de faible agressivité qui subissent une résection chirurgicale complète. Malgré des traitements lourds, les patients présentant une récidive ou une maladie métastatique, pour lesquels la chirurgie n’est pas une option, ont de faibles chances de survie à long terme. Les mécanismes à l’origine du développement de ce cancer et de la dissémination métastatique sont encore mal caractérisés. Ceci limite les possibilités thérapeutiques et en particulier le développement d’approches ciblées. Des analyses préliminaires ont permis de mettre en évidence qu’une protéine est surexprimée dans les corticosurrénalome de patients et que cette surexpression est associée à une diminution de la survie globale. Ainsi, l’objectif de ce projet est d’analyser l’implication de cette protéine dans la survenue et la progression des corticosurrénalomes. Pour répondre à cette question nous injecterons chez la souris des cellules de corticosurrénalome murin invalidées ou non pour la protéine et évaluerons l’impact sur le développement de tumeurs. L’objectif final de ces expériences est de comprendre les mécanismes à l’origine du développement et de l’aggressivité du corticosurrénalome afin de pouvoir à terme dévelloper des approches thérapeutiques ciblées et améliorer le traitement et la survie des patients.
Bénéfices attendus
La réalisation de ce projet nous permettra d’évaluer l’implication d’une protéine d’intérêt dans la survenue et la progression des corticosurrénalomes. Ainsi les résultats pourraient permettre de développer à terme des approches thérapeutiques ciblées et améliorer le traitement et la survie des patients.
Procédures
Sur les 48 souris : - Rasage sous anesthésie gazeuse. Durée 5 min, 1 fois. - Injection sous-cutanée des cellules tumorales sous anesthésie gazeuse. Durée 5 min, 1 fois. - Mesure des tumeurs au pieds à coulisse. Durée 1 min, 7 fois.
Impact sur les animaux
L’injection sous-cutanée des cellules dérivées de corticosurrénalome murin, réalisée sous anesthésie gazeuse, peut engendrer une douleur légère et de courte durée au site d’implantation. La mesure des tumeurs au pied à coulisse n’est pas douloureuse mais peut induire un stress léger dû à la contention de l’animal. Enfin la croissance tumorale peut engendrer une douleur/gène modérée.
Devenir
Tous les animaux ayant subi la procédure seront mis à mort à la fin de l’expérience. Différentes analyses seront réalisées à la fin de l’expérimentation (immunologiques, histologiques et moléculaires) pour permettre d’évaluer le rôle de la protéine d’intérêt dans le dévelopement du corticosurrénalome et ainsi pouvoir potentiellement identifier une nouvelle cible thérapeutique.
Remplacement
Afin d’éviter la douleur et l’inconfort à l’animal, nous souhaitons remplacer autant que possible les manipulations in vivo par des expériences de culture in vitro. Ainsi, le rôle de la protéine d’intérêt dans la prolifération et la survie des cellules tumorales sera évalué in vitro sur les 2 lignées cellulaire de corticosurrénalome invalidées ou non pour cette protéine par une technique de Biologie Moléculaire. Cependant, le développement et la progression du cancer vers des stades avancés sont fortement dépendants de l’environnement cellulaire (vascularisation, facteurs de croissance, système immunitaire périphérique…), et ne peuvent pas être reproduits in vitro. Ainsi, la nécessité d’avoir recours à des animaux se justifie in fine par le fait que le développement tumoral est un processus complexe impliquant de nombreux types cellulaires dont les interactions sont cruciales pour favoriser la progression de la tumeur. Pour ces raisons, des méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants n’apportent pas le même niveau d’information.
Réduction
Dans l’optique de réduire le nombre d’individus par expérience, nous planifions systématiquement plusieurs analyses simultanées sur une même tumeur : par exemple une portion pour des expériences de cytométrie en flux et l’autre portion pour des analyses d’immunohistochimie. Le nombre d’animaux par groupe correspond au minimum nécessaire pour une démonstration convaincante des principes scientifiques étudiés, sur la base d’arguments statistiques valides. En prenant en compte les variabilités biologiques des individus (par exemple différences de poids, de réponse immunitaire, de microbiote ou de synthèse hormonale), nous constituerons des groupes expérimentaux de 12 souris.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans un environnement contrôlé et enrichi. Durant la procédure, nous veillerons au bien-être des animaux par l’ajout de plaques de papier à ronger et de maisons en carton ou polycarbonate, de tunnels en plastique ou de billes en inox. Le choix de l’enrichissement sera réalisé en fonction de l’état général de l’animal, par exemple en cas de développement d’une tumeur importante l’ajout de plaques de papier à ronger ou de batons en bois sera choisi à la place de tunnels qui pourraient blesser l’animal. De plus, du coton sera ajouté dans les cages pour faciliter le maintien de la température corporelle. Les animaux seront hébergés par groupes de 4 individus pour permettre le maintien d’un bien-être social. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié, des points limites précis seront établis et les expériences seront arrêtées en conséquence.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les animaux couramment utilisés comme modèles de pathologies humaines, y compris dans le domaine de l’oncologie. La connaissance approfondie chez la souris du génome, de l’expression des gènes, du système immunitaire en fait un modèle de choix. Nous injecterons les cellules dans les souris à l’âge de 6 semaines, âge où le système immunitaire est mature. La croissance tumorale sera suivie pendant 21 jours supplémentaires soit un âge final de 9 semaines au moment de la fin de l'expérimentation.