Rongeurs
Remodelage des cartes du cortex moteur après déafférentaion vestibulaire chez le rat
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Une solution chimique injectée à travers le tympan sous anesthésie lèse leur système vestibulaire, puis une électrode est implantée dans le cortex moteur après prélèvement d'un volet osseux de 5 mm sur 5 mm : 240 rats subissent des procédures d'un niveau de souffrance sévère, tous tués par perfusion intracardiaque pour prélever le cerveau. La cartographie du cortex moteur dure de cinq à six heures sous anesthésie générale, la lésion vestibulaire de quarante à quatre-vingt-dix minutes. L'objectif déclaré est de caractériser les remaniements du cortex moteur après une perte d'équilibre, une question que le porteur présente comme encore inexplorée. Les tests comportementaux reviennent à neuf reprises entre le premier et le trentième jour, quinze minutes par session, sans que le résumé précise lesquels.
Objectifs
Le sens de l'équilibre est basé sur un ensemble de capteurs localisés dans l'oreille interne, qui constituent le système vestibulaire. Dans ce projet, nous allons réaliser une lésion du système vestibulaire chez le rat, un modèle animal représentatif de la pathologie vestibulaire chez le patient. Il représente un outil expérimental particulièrement pertinent, car il reproduit de manière fiable plusieurs caractéristiques observées chez les patients avec une atteinte vestibulaire périphérique (vertiges, déficits de la posture et de la locomotion). Il existe de fortes interactions anatomiques et fonctionnelles entre les systèmes vestibulaire et moteur. Nous allons étudier, au niveau d’une zone cérébrale qui contrôle les mouvements volontaires (cortex moteur primaire), les modifications cérébrales induites par une lésion vestibulaire contrôlée et reproductible. Les informations vestibulaires contribuent en permanence au contrôle de la posture, à la planification des mouvements et à l'adaptation motrice. Une altération durable de ces informations est donc susceptible d'induire des changements au sein des réseaux neuronaux impliqués dans le contrôle moteur. Pourtant, à ce jour, aucune étude n'a caractérisé les conséquences d'une lésion vestibulaire sur le cortex moteur. L'étude proposée répond ainsi à une question scientifique originale et encore inexplorée. Nous faisons l'hypothèse qu'une lésion vestibulaire périphérique induit des remaniements significatifs du cortex moteur, reflétant des mécanismes de plasticité neuronale destinés à compenser la perte des informations vestibulaires. Ainsi, identifier ces modifications permettra de mieux comprendre comment le cerveau s'adapte à une perte vestibulaire et de déterminer plus spécifiquement le rôle du cortex moteur dans les processus de récupération fonctionnelle.
Bénéfices attendus
En France, les déficits vestibulaires représentent 5% des urgences à l’hôpital et 300 000 consultations par semaine. La perte de l’équilibre constitue un vrai handicap sensoriel et moteur et les déficits vestibulaires affectent grandement la vie quotidienne des patients. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent la compensation vestibulaire restent en partie méconnus, notamment dans les zones cérébrales motrices qui nous intéressent dans ce projet. Les résultats attendus pourraient contribuer à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques et à l'optimisation des stratégies de rééducation vestibulaire. Une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux impliqués dans la compensation vestibulaire pourrait, à terme, favoriser le développement d'approches innovantes visant à améliorer la récupération motrice et l'autonomie des patients atteints de vestibulopathies périphériques.
Procédures
- Lésion vestibulaire : Injection d’une solution chimique à travers le tympan sous anesthésie générale pour induire le syndrome vestibulaire (vertige, déficits de la posture et de la locomotion) : de 40 à 90 min. - Tests comportementaux à J1, J2, J3, J4, J7, J10, J15, J21 et J30 après la lésion vestibulaire: 15 min par session. - prélèvement d'un volet osseux (5 mm x 5 mm) sous anesthésie générale pour l'implantation d'une électrode dans le cortex moteur permettant la réalisation ultérieure de la cartographie : 1 heure - Cartographie du cortex moteur (sous anesthésie générale) - stimulation cérébrale et enregistrements des mouvements de la patte postérieure (durée de cette cartographie : 5 à 6h) - Perfusion intracardiaque sous anesthésie générale pour prélever le cerveau : 30mn.
Impact sur les animaux
Les animaux soumis à une lésion vestibulaire peuvent avoir un déficit d’hydratation dans les 24-48 heures après l’atteinte vestibulaire. Une perte de poids attendue chez les animaux les premiers jours après la lésion vestibulaire (environ 5 à 10%). L’introduction d’un liquide dans l’oreille moyenne (pour la lésion vestibulaire) peut être source d’inconfort. Les déficits vestibulaires conduisent à d’autres effets indésirables tels que des problèmes de maintien de la posture, une perte d’équilibre et de la fatigue. Les tests comportementaux peuvent être source de stress pour les animaux car ils sont séparés temporairement de leurs congénères (5 à 10 min). Lors de la lésion vestibulaire et des enregistrements cérébraux, les animaux sont sous anesthésie générale, 40 à 90 min pour la lésion vestibulaire, 5 à 6 h pour la cartographie électrophysiologique à la suite de laquelle les animaux seront très profondément anesthésiés avant leur perfusion qui permettra le prélèvement du cerveau.
Devenir
La totalité des animaux du projet (n=240 ; 7 groupes) feront l'objet une perfusion intracardiaque afin de prélever le cerveau pour des marquages immunohistochimiques.
Remplacement
Les objectifs même de cette étude, axés sur la compréhension des mécanismes de plasticité mis en jeu après une déafférentation vestibulaire et leur corrélation avec la récupération fonctionnelle nécessitent le recours à des animaux. En effet, nos questionnements impliquent des approches invasives in vivo qui permettent une résolution spatiale et temporelle des changements corticaux qui ne peuvent être obtenues par une exploration fonctionnelle chez l’homme, ni par des méthodes in vitro ou in silico. L’utilisation de rats est donc nécessaire et incontournable et n'est pas remplaçable par d’autres modèles alternatifs.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été fixé au regard de la littérature sur le remodelage des cartes corticales à n=10/groupe/sexe. Une perte de 20% maximum est envisagée (mauvaise diffusion de la solution chimique à travers le tympan lors de la lésion, défaillance physiologique de l’animal lors de la cartographie corticale, problèmes techniques -parasitage des signaux électrophysiologiques cérébraux…-). Cela nous amène à fixer le nombre de rats par groupe à n=12/groupe/sexe.
Raffinement
Une médication adaptée (anesthésiques, analgésiques) sera mise en œuvre pour éviter toute douleur ou souffrance des animaux. Avant l’administration d’une solution chimique à travers le tympan pour induire la lésion vestibulaire, les animaux seront sous anesthésie générale. La température de l’animal sera maintenue avec une couverture chauffante thermorégulée, et une solution sera appliquée sur les yeux pour l’hydratation oculaire. Avant le réveil, une solution hydratante sera injectée pour compenser les pertes liquidiennes lié à la chirurgie. Les biberons des cages seront équipés d’une pipette allongée et une solution nutritionnelle complète sera fournie dans la cage pour faciliter l’hydratation et l’alimentation durant la première semaine post-lésion. Le suivi de poids, ainsi que l’évaluation de l’apparence et du comportement des animaux (réalisée avec une grille de score adaptée pour reconnaitre les points limites et actions à entreprendre, mais également les points d’arrêts de l’expérimentation) seront effectués quotidiennement durant la première semaine, puis deux fois par semaine jusqu’à la fin des tests comportementaux. Les animaux seront habitués à l’expérimentateur et à la salle d’expérimentation pendant 1 à 2 semaines pour limiter le stress. Une récompense (riz soufflé chocolaté) sera donnée aux animaux après les tests comportementaux. Lors de la cartographie motrice réalisée sous anesthésie générale, l’hydratation de l’animal sera maintenue et renouvelée toute les heures grâce à une solution injectable. Une solution sera appliquée sur les yeux pour l’hydratation oculaire et la température de l’animal sera maintenue avec une couverture chauffante thermorégulée. Tout au long de la procédure chirurgicale, des points limites seront définis visant à éviter, réduire ou supprimer la douleur ou la souffrance de l’animal. Une fois les enregistrements cérébraux terminés, les animaux seront de nouveau anesthésiés profondément avant de réaliser une perfusion intracardiaque et de prélever leur cerveau. En ce qui concerne les conditions d’hébergement, et selon les nouvelles directives européennes, en plus d’un accès libre à l’eau de boisson et à la nourriture, de la litière à base de frisure de papier sera disposée dans les cages et renouvelée lors de chaque change. Les animaux seront hébergés par deux dans des cages transparentes afin de conserver une communication visuelle, auditive et olfactive avec les autres animaux de la pièce d'hébergement.
Choix des espèces
Les études antérieures dans le domaine de la plasticité post-lésionnelle du cortex cérébral ont été menées chez l’humain, le primate non-humain et, majoritairement, chez le rat. Par ailleurs, les études développées dans le laboratoire sur la plasticité corticale ont été réalisées chez le rat avec des approches électrophysiologiques, immunohistochimiques et comportementales. Les études du laboratoire dans ce domaine constituent des études de référence importantes pour la comprehension des mécanismes de la compensation vestibulaire. De même, les tests comportementaux visant à évaluer les déficits vestibulaires et leur récupération sont bien standardisés dans les études conduites chez le rat et sont maîtrisés dans notre laboratoire. Cette étude sera réalisée chez le rat adulte. Les animaux seront âgés d'au moins 3 mois, âge auquel le système nerveux est considéré comme mature. Selon les courbes de poids fournies par Charles River, le poids des rats mâles sera compris entre 300 et 350 g, tandis que celui des femelles sera compris entre 200 et 250 g au début des expérimentations.
Modèle expérimental de sécheresse oculaire chez le rongeur induite par la lumière bleue.
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
Rats : 900
Exposées chaque jour à une source de lumière bleue pendant six à douze heures sur une période de 28 jours, les mouvements restreints pour optimiser l'exposition, 900 souris et 900 rats subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. S'y ajoutent jusqu'à six à huit instillations oculaires par jour, des administrations systémiques quotidiennes, des prélèvements sanguins hebdomadaires et des examens de la cornée sous sédation. Le porteur décrit les trois protocoles d'induction retenus comme "les moins contraignants pour les animaux", et annonce des picotements, des démangeaisons, des sensations de brûlure et de corps étranger dans les yeux. Sur les 1 800 rongeurs, 180 sortiront de l'étude après les examens d'inclusion et pourront être réutilisés dans d'autres procédures, les 1 620 autres étant tués pour les analyses histologiques.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de développer des modèles expérimentaux de sécheresse oculaire chez le rat et la souris afin de tester l'efficacité de nouveaux traitements. Le syndrome de l'œil sec est une maladie multifactorielle affectant les larmes et la surface oculaire, plus fréquente chez les femmes et les personnes âgées, et touchant entre 5% et 35% de la population. Les manifestations cliniques sont variées et impactent considérablement la qualité de vie des patients. Les modèles de sécheresse oculaire chez les rongeurs sont bien documentés dans la littérature. Nous avons sélectionné trois modèles parmi les plus référencés, les plus efficaces en termes d'impact sur la surface oculaire et de réduction de la sécrétion de larmes, et les moins contraignants pour les animaux. Nous utilisons déjà ces modèles et souhaitons continuer à les proposer.
Bénéfices attendus
Le projet vise à développer des modèles expérimentaux performants permettant d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements. Dans un contexte où la recherche thérapeutique évolue constamment, il est essentiel de disposer d’outils fiables et adaptés pour tester ces innovations dans des conditions optimales. Ces travaux contribueront ainsi à améliorer la pertinence des résultats tout en veillant strictement au respect des principes de bien-être animal.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, les animaux seront soumis à différents types d’interventions tout au long des 28 jours d’étude : 1. Exposition à la lumière bleue Afin d’induire et de favoriser l’apparition des signes de la maladie, les animaux seront exposés quotidiennement à une source de lumière bleue pendant une durée de 6 à 12 heures, sur une période maximale de 28 jours. 2. Examens Les animaux feront l’objet de plusieurs examens visant à suivre l’installation de la maladie, évaluer l’efficacité des traitements ainsi que leur état général et leur bien-être. La mesure de la production lacrymale et l’évaluation de l’intégrité du film lacrymal et de la surface oculaire sont des examens rapides, réalisés en quelques secondes, à raison de 1 à 2 fois par semaine. L’observation in vivo des couches cellulaires de la cornée constitue l’examen le plus long, sans dépasser 5 minutes, et sera réalisée une fois par semaine. L’évaluation des cellules à mucus, effectuée 1 à 2 fois sur les 28 jours, est également très rapide et ne dure que quelques secondes. 3. Administration des traitements Les traitements pourront être administrés par instillation oculaire chez des animaux vigiles, avec une fréquence variable pouvant atteindre plusieurs administrations quotidiennes (en moyenne 3, jusqu’à un maximum de 6 à 8 par jour). Les administrations systémiques (intraveineuse, intrapéritonéale, sous-cutanée ou orale) pourront être réalisées quotidiennement. L’ensemble des traitements sera administré pendant toute la durée de l’étude (maximum 28 jours) et chaque administration dure seulement quelques secondes. Certains examens ou administrations pourront nécessiter une sédation ou une anesthésie, qui resteront de courte durée et limitées afin de minimiser les effets secondaires. 4. Prélèvements sanguins Des prélèvements sanguins pourront être réalisés afin d’évaluer l’efficacité des traitements. Ces procédures sont rapides (quelques secondes) et leur fréquence sera limitée à une fois par semaine. 5. Suivi sanitaire et comportemental Un suivi quotidien de l’état sanitaire et du comportement des animaux sera assuré, complété par une pesée hebdomadaire. Les manipulations associées sont très brèves et les animaux seront immédiatement replacés dans leur environnement habituel.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues chez les animaux devraient principalement refléter celles observées dans la sécheresse oculaire chez l’homme, notamment des picotements, des démangeaisons, des sensations de brûlure, de sable ou de corps étranger dans les yeux. Ces manifestations sont liées à la composante inflammatoire de la pathologie. Le modèle expérimental inclura une exposition quotidienne répétée à la lumière bleue sur une période allant jusqu'à 28 jours, pouvant atteindre jusqu’à 12 heures par jour. Cette exposition, susceptible d’accentuer les signes d’inconfort oculaire en induisant ou en aggravant les altérations de la surface oculaire, notamment un dégagement de chaleur produit par les sources lumineuses, nécessitera de restreindre les mouvements de l'animal afin d'optimiser l'exposition Par ailleurs, les animaux seront soumis à un stress lié aux manipulations nécessaires à l’évaluation de la sécheresse oculaire. Ces manipulations incluent notamment le maintien de l’animal, l’instillation de solutions ou de colorants (fluorescéine, vert de lissamine), la réalisation du test de Schirmer pour mesurer la production lacrymale, l’évaluation du temps de rupture du film lacrymal (TBUT), ainsi que des examens cliniques répétés de la surface oculaire. Ces interventions, bien que brèves, peuvent engendrer un stress transitoire. L’administration des produits testés devrait entraîner, au maximum, une gêne locale de courte durée, potentiellement associée à une hyperémie conjonctivale, comme observé chez l’homme. De plus, l’administration sous-cutanée ou transdermique pourrait occasionner une légère réaction inflammatoire locale, se manifestant par une rougeur au point d’administration, sans conséquence majeure. Dans l’ensemble, ces nuisances sont attendues comme modérées et transitoires, et feront l’objet d’une surveillance attentive afin de garantir le respect du bien-être animal.
Devenir
A l'issue de la procédure, tous les animaux qui auront suivi la totalité de la procédure expérimentale : examens, induction de la pathologie et traitements, seront mis à mort pour permettre de réaliser les évaluations ex vivo (évaluations histologiques, dosage de produit...). Mais nous est estimons qu’une proportion de 10% animaux ne suivra pas la totalité de la procédure. Ces animaux seront potentiellement exclus de l’étude après les examens d'inclusion pratiqués en baseline qui servent à révéler un défaut anatomique ou physiologique. Ces animaux n'auront pas reçu d'induction de la pathologie, ni d'administration de traitement, seulement des examens qui ne sont pas invalidants mais qui potentiellement nécessitent une anesthésie. Ils pourront être réutilisés dans d’autres procédures expérimentales compatibles avec l’avis du vétérinaire
Remplacement
L'œil est un organe complexe, composé de plusieurs tissus anatomiquement et physiologiquement très différents. Il est soumis à d'importantes variations environnementales mécaniques et physicochimiques, ainsi qu'à des interactions biologiques significatives avec les tissus et organes voisins. À ce jour, bien que des méthodes alternatives telles que les tests in vitro (sur cellules ou tissus) et les simulations in silico existent, aucune ne permet de reproduire l'œil dans sa globalité fonctionnelle et environnementale. C'est pourquoi l'utilisation d'animaux vivants dans ces procédures expérimentales reste encore nécessaire pour atteindre les objectifs de ce projet.
Réduction
Le nombre maximum d'animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction des distributions théoriques rencontrées dans les données bibliographiques et historiques de l'établissement, du nombre d'études estimées, et en tenant compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l'efficacité ou non d'un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à chaque moment à l'aide de tests statistiques. Un calcul de l'effectif sera réalisé avant chaque étape afin d'ajuster et de revoir à la baisse, si possible, le nombre d'animaux à inclure dans les procédures. De plus, dès que les procédures expérimentales le permettront, des évaluations non invasives seront choisies tout au long du projet pour améliorer la condition animale et éviter la mise à mort inutile des animaux. De même, l'analyse des deux yeux sera privilégiée autant que possible afin de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Un suivi quotidien des animaux sera réalisé afin de limiter autant que possible l’impact des procédures sur leur bien-être. Les rongeurs seront hébergés en groupe dans des cages équipées de nourriture et d’eau disponibles ad libitum, ainsi que d’éléments d’enrichissement à ronger. En fonction de leur comportement et des premiers résultats obtenus, cet enrichissement pourra être complété par des équipements supplémentaires, tels que des balançoires. Il pourra également être nécessaire de placer la nourriture à l’intérieur de la cage afin de ne pas réduire l’exposition à la lumière. Les examens non invasifs sélectionnés pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont comparables à ceux réalisés chez l’homme en cabinet d’ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Les examens oculaires nécessitant l’immobilité de l’animal pourront être effectués sous anesthésie afin d’assurer son confort. Des points limites adaptés, précoces et suffisamment prédictifs seront définis afin de minimiser toute douleur. Ce projet a été soumis à un comité d’éthique pour évaluation et sera suivi par la structure en charge du bien-être animal de l’établissement.
Choix des espèces
Les espèces animales choisies ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la littérature scientifique, facilitant ainsi l'extrapolation des effets sur l'œil à l'homme. De plus, les modèles expérimentaux de cette pathologie sont largement utilisés et bien documentés pour ces espèces, sur lesquelles le projet est basé. Pour ce projet, des souris et des rats ont été retenus afin de tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce, augmentant ainsi les chances de mener ce projet à terme. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes à leur arrivée dans notre animalerie. Les rongeurs inclus dans ce projet auront entre 6 et 12 semaines conformément aux publications de référence qui servent de base aux modèles.
Etude de l’efficacité de vaccins antivarioliques contre le virus cowpox à court et long terme dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
1 786 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance allant de léger à sévère. Le protocole prévoit une ou deux injections d'un vaccin candidat, jusqu'à six prélèvements sanguins sous sédation, et pour une partie d'entre elles une inoculation intranasale du virus cowpox sous anesthésie. L'infection peut provoquer une perte de poids, de la prostration, un affaissement de la paupière, des difficultés respiratoires et des lésions cutanées, et le porteur indique qu'elle peut aussi entraîner la mort, généralement entre le septième et le neuvième jour. Sur le remplacement, il écrit qu'aucune culture cellulaire ne reproduit les réponses immunitaires "à l'échelle d'un organisme entier".
Objectifs
La variole, l’un des plus gros fléaux qu’ait connu l’humanité, est causée par le virus de la variole, un virus du genre Orthopoxvirus (OPXV). Déclarée éradiquée par l’OMS en 1980 après des campagnes de vaccination massives, on craint sa résurgence, naturelle notamment par la fonte du permafrost ou d’origine intentionnelle. Les vaccins antivarioliques dits de 1ère génération présentent des effets secondaires importants et les rendent inadaptés aux patients fragiles. Ceux de 3ème génération sont plus sûrs, mais leur efficacité contre le virus de la variole reste inconnue chez l’homme et leur production n’est pas assurée en France. Le besoin de développement de nouveaux vaccins sûrs, efficaces, faciles et rapides à produire contre les OPXV est à l’origine d’un projet collaboratif européen visant à garantir une indépendance durable vis-à-vis des ressources extra-européennes. L’objectif est de concevoir des vaccins innovants basés sur différentes technologies : sous forme de vaccin vivant atténué ou à partir de fragment du virus (vaccin protéique, à ARN messager ou intégrés dans un vecteur viral inoffensif, comme le vaccin contre la rougeole). Ces vaccins candidats seront testés dans un modèle préclinique et leurs efficacités seront comparées avec le vaccin antivariolique de 1ère et de 3ème génération contre un OPXV. Nous aurons recours à un modèle murin infecté par le virus cowpox, comme modèle d’infection expérimental des OPXV. Ce dernier peut induire une pathologie chez la souris similaire à celle observée chez un patient ayant contracté la variole, ce qui en fait un bon modèle pour tester l’efficacité des vaccins. Les objectifs sont les suivants: -Comparer l’immunogénicité et l’efficacité des vaccins antivarioliques à court et long terme contre le virus cowpox en modèle murin. -Etablir les corrélats de protection contre le virus cowpox conférés par les vaccins candidats : identifier un ou plusieurs paramètres biologiques (quantité d’anticorps ou quantité de cellules immunitaires) après vaccination capable de réduire la sévérité des symptômes lors d’une infection par le virus cowpox en modèle murin.
Bénéfices attendus
Les retombées de ce projet permettront à terme 1) d’évaluer l’efficacité de nouveaux candidats vaccins contre les OPXV dans un modèle préclinique et 2) d’acquérir des données préliminaires permettant de consolider l’étude de l’efficacité d’un vaccin en cours de développement en phase clinique, où l’analyse des corrélats de protection chez l’homme est fortement recommandée par l’Agence européenne des médicaments.
Procédures
Pour les immunisations, les interventions sont légères : les animaux seront sédatés puis immunisés avec un des candidats vaccins du projet à une ou deux injections espacées de quatre semaines par différentes voies d’inoculation en fonction du type de vaccin. Cette dernière technique a été historiquement employée lors des campagnes de vaccination antivariolique. L’ensemble des interventions dureront maximum 5 minutes par animal. La réponse des animaux aux différents vaccins, sera suivie grâce à des prélèvements sanguins (6 maximum), réalisés sur animaux sédatés. Un prélèvement sanguin en fin d’étude sera réalisé sur animaux sédatés également. L’ensemble des interventions dureront maximum 5 minutes par animal. Pour étudier la réponse immunitaire, des transferts d’anticorps ou de cellules seront réalisés sur animal vigile et dureront maximum 3 minutes par animal. Pour les infections par le virus cowpox,. Ils seront anesthésiés avant l’inoculation intranasale d’une solution contenant le virus. L’ensemble des interventions durera maximum 10 minutes par animal. En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins peuvent présenter un inconfort de courte durée lors du prélèvement lié à la contention. La ponction peut occasionnellement entrainer la formation d’une croûte au niveau du site de prélèvement, sans conséquence notable sur l’animal. Le modèle d’infection par le virus cowpox dans le modèle murin a été établi précédemment dans la littérature et a permis l’évaluation de candidats vaccins antivarioliques. L’inoculation d’une solution entraîne une gêne des voies aériennes non douloureuse et très passagère (quelques secondes). Les animaux infectés par le le virus cowpox peuvent présenter une perte de poids, une baisse de l’activité, de la prostration ainsi qu’un affaissement de la paupière. On peut également observer des difficultés respiratoires et des lésions cutanées. L’infection par cette souche virale peut également entraîner la mort de l’animal (généralement entre le 7ème et 9ème jour post-infection).
Devenir
Les procédures comprennent des prélèvements post mortem de plusieurs organes pour conduire des analyses des réponses cellulaires et de titre viral. À l’issue des procédures, les animaux seront euthanasiés pour réaliser ces prélèvements.
Remplacement
L’évaluation de l’immunogénicité et de l’efficacité d’un vaccin dans un modèle préclinique est une étape incontournable dans le processus de développement d’un vaccin. A ce jour, il n’existe pas de modèle de cultures cellulaires in vitro permettant de récapituler à l’échelle d’un organisme entier les réponses immunitaires et la protection face à une infection virale.
Réduction
Avec l’appui des données dans la littérature utilisant un vaccin sous-unitaire antivariolique, le nombre d’animaux nécessaires par groupe est calculé pour avoir un effectif minimum suffisant permettant une analyse statistique significative entre deux traitements différents. Pour les tests d’immunogénicité et d’efficacité, il nous faudrait disposer d’au moins 6 et 7 animaux par groupe, respectivement. Compte tenu du risque de mortalité lié à des aléas extérieurs, nous estimons nécessaire d’augmenter les effectifs de chaque groupe infecté d’un1 individu.
Raffinement
À leur arrivée, les souris passeront par une phase d’acclimatation de deux semaines. Elles seront identifiées Une semaine d’acclimatation supplémentaire sera réalisée après le puçage. Les souris seront hébergées en groupe sociaux stables dans des cages respectant les conditions réglementaires. De plus, les animaux disposeront d’un espace suffisant et complexe leur permettant d’exprimer un comportement normal. L’introduction de boules de coton, d’igloos en carton, de blocs de bois, de tubes en carton et quelques grains autoclavés sont généralement dispersés au sein de la cage afin de limiter le stress le plus possible. Pour les prélèvements sanguins et les immunisations, tous les animaux d’une même cage seront traités de la même manière au même moment. Avant chaque intervention, une sédation sera appliquée. Une anesthésie locale sera appliquée en complément pour certaines procédures. Pour les instillations intranasales du virus cowpox, les animaux seront anesthésiés avant son inoculation. Après anesthésie, le réveil des animaux sera contrôlé et ils seront replacés dans les cages uniquement lorsqu’ils seront parfaitement réveillés et mobiles. Des grilles de scoring permettront d’évaluer cliniquement l’état de l’animal tout au long de ce protocole expérimental et de définir la démarche à suivre pour circonscrire toutes éventuelles altérations de celui-ci.
Choix des espèces
L’évaluation d’un nouveau vaccin antivariolique ne peut pas être prouvée chez l’homme par des études cliniques en raison de l’éradication de la variole. Pour évaluer l’efficacité d’un vaccin antivariolique à spectre large contre les OPXV, l’infection expérimentale par un virus de la famille du genre Orthopoxvirus dans un modèle mammifère est le seul moyen permettant d’évaluer la protection conférée par un vaccin à l’échelle d’un organisme entier. La souris est un modèle pertinent pour évaluer les réponses immunitaires et l’efficacité conférées des vaccins antivarioliques. En effet, celle-ci est sensible à l’infection par le virus cowpox, un orthopoxvirus, et récapitule certains signes cliniques et symptômes observés chez des patients infectés par le virus de la variole. De plus, les réponses immunes spécifiques suite à l’infection par le virus cowpox par voie intranasale ont été caractérisées. Ainsi, le même modèle murin sera employé pour réaliser les essais dans ce projet. Nous commencerons le suivi après une semaine d’acclimatation soit à 6 semaines de vie des animaux correspondant à des souris au début de l’âge adulte, ayant atteint leur maturité sexuelle.
Etude du potentiel thérapeutique d’une molécule dans le traitement du carcinome hépatocellulaire chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Injectées à l'âge de 15 jours avec du N-nitrosodiéthylamine pour déclencher un cancer du foie, puis pour une partie d'entre elles soumises à des injections de tétrachlorure de carbone deux fois par semaine pendant douze semaines, 72 souris subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Les tumeurs se développent sur neuf à dix mois, avec une augmentation du volume du foie, une baisse d'activité et une perte de poids possibles, avant quatre semaines d'injections quotidiennes d'un inhibiteur de cyclophilines, puis la mise à mort et le prélèvement du sang et du foie. Sur le remplacement, le porteur affirme qu'aucune méthode ne peut se substituer à cette étude et qualifie d'"essentielle" l'utilisation de lignées de souris. Les retombées annoncées, de nouvelles pistes thérapeutiques contre le cancer du foie, restent au conditionnel et à terme, quand les neuf à dix mois de développement tumoral sont, eux, au programme.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité d’un nouveau traitement potentiel contre le cancer du foie le plus fréquent. Pour cela, nous utiliserons deux modèles de souris permettant de reproduire différentes situations observées chez les patients. Dans le premier modèle, le cancer du foie se développe progressivement après l’administration d’une substance qui provoque l’apparition de tumeurs au fil du temps. Les animaux développent des lésions au niveau du foie après plusieurs mois. Dans le second modèle, le cancer se développe dans un foie déjà fragilisé par des lésions chroniques (appelées fibrose), une situation fréquente chez les patients atteints de cancer du foie. Ce modèle permet donc de se rapprocher davantage des conditions réelles observées chez l’Homme. Dans les deux cas, le traitement étudié sera administré pendant les dernières semaines de l’expérience afin d’évaluer sa capacité à ralentir la croissance des tumeurs déjà formées, plutôt que d’empêcher leur apparition.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de déterminer si ce nouveau traitement peut ralentir la progression du cancer du foie dans deux situations différentes : un foie sain et un foie déjà endommagé. Les résultats obtenus permettront de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement du cancer du foie, notamment le rôle de certaines protéines appelées cyclophilines. À terme, ces travaux pourraient contribuer à l’identification de nouvelles pistes thérapeutiques et servir de base à de futurs développements visant à améliorer la prise en charge des patients atteints de cancer du foie.
Procédures
Les animaux seront soumis à une injection intrapéritonéale unique de N-nitrosodiéthylamine (DEN) à l’âge de 15 jours afin d’induire la carcinogenèse hépatique. Dans le modèle combiné, les animaux recevront également des injections intrapéritonéales répétées de tétrachlorure de carbone (CCl4) deux fois par semaine pendant 12 semaines à partir de l’âge de 8 semaines, afin d’induire une fibrose hépatique. Le traitement par inhibiteur de cyclophilines sera administré par injection intrapéritonéale quotidiennement pendant 4 semaines au cours de la phase tardive des protocoles expérimentaux. Chaque injection intrapéritonéale a une durée approximative de quelques secondes par animal. Les administrations répétées peuvent entraîner une contrainte légère et transitoire liée à la manipulation. Un prélèvement sanguin sera réalisé au moment de la mise à mort afin de permettre les analyses biologiques nécessaires à l’évaluation des effets du traitement.
Impact sur les animaux
L’administration de N-nitrosodiéthylamine (DEN) entraîne le développement progressif de tumeurs hépatiques. À un stade avancé (environ 9 à 10 mois après administration), les animaux peuvent présenter une augmentation du volume du foie (hépatomégalie) liée à la présence de tumeurs. Dans le modèle combiné, l’administration répétée de tétrachlorure de carbone (CCl4) induit une fibrose hépatique, pouvant s’accompagner d’une altération de l’état général des animaux (fatigue, perte de poids modérée). De manière générale, le développement tumoral et la fibrose hépatique peuvent entraîner une dégradation progressive de l’état de santé, incluant une diminution de l’activité et une perte de poids. L’administration de l’inhibiteur des cyclophilines n’est pas associée, à ce jour, à des effets indésirables connus aux doses utilisées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de faire un prélèvement de sang et du foie pour étudier les effets de l'inhibiteur de cyclophilines.
Remplacement
L'utilisation de modèles animaux est essentielle pour étudier les effets d'un inhibiteur de cyclophilines sur le développement tumoral. Nous avons recours à des animaux car il n’y a pas de méthodes alternatives. En effet, il n’existe aucun moyen de remplacer une telle étude dans laquelle la réponse physiopathologique est complexe et met en jeu plusieurs types cellulaires (hépatocytes, cellules inflammatoires, fibroblastes, …).
Réduction
Le nombre de souris nécessaire a été déterminé comme celui permettant de démontrer une différence statistiquement significative de 30 % de l'aire tumorale. Les résultats seront analysés grâce à un test statistique non paramétrique.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en présence de papier kraft et de carrés de coton pour faire leur nid, ainsi que des maisonnettes et des dômes en cellulose. Par ailleurs, un suivi des souris sera réalisé en observant leur comportement et les indices pouvant suggérer une douleur. Des points limites ont été définis. Si un animal atteint l'un de ces points limites, il sera mis à mort de manière anticipée afin de prévenir toute souffrance. Une anesthésie sera réalisé au moment de la mise à mort des animaux.
Choix des espèces
La souris est une espèce largement utilisée dans les modèles expérimentaux de cancer du foie. Les modèles murins d’induction du cancer du foie par le DEN, seul ou en combinaison avec le CCl4, sont bien caractérisés et largement décrits dans la littérature scientifique. Ces modèles permettent de reproduire des étapes clés du développement du cancer du foie observé chez l’Homme, notamment la progression tumorale ainsi que l’association fréquente avec des atteintes chroniques du foie telles que la fibrose. La souris présente par ailleurs des caractéristiques physiologiques compatibles avec l’étude des mécanismes impliqués dans la carcinogenèse hépatique et la réponse aux traitements pharmacologiques. L’utilisation de ce modèle permet également de disposer d’outils expérimentaux validés (marqueurs biologiques, analyses histologiques, données de référence), facilitant l’interprétation des résultats et leur comparaison avec les données existantes. Les animaux seront utilisés à des stades précoces de développement ainsi qu’à l’âge adulte, en fonction des différentes phases du protocole expérimental. Dans le modèle de carcinogenèse induit par le DEN seul, une injection unique de DEN sera réalisée chez des souris mâles âgées de 15 jours. Ce stade de développement est choisi car il correspond à une période de forte prolifération hépatocytaire, ce qui favorise l’intégration d’altérations génotoxiques dans les cellules du foie et permet l’initiation du processus tumoral conduisant au développement progressif du cancer du foie 9-10 mois après l’administration. Dans le modèle combiné associant le DEN et le CCl4, le DEN sera également administré à l’âge de 15 jours selon les mêmes modalités. À partir de l’âge de 8 semaines, les animaux recevront des injections répétées de CCl4 afin d’induire une fibrose hépatique progressive, reproduisant un contexte pathologique chronique proche des situations cliniques humaines associant fibrose et carcinogenèse. Dans les deux modèles, le traitement par inhibiteur des cyclophilines sera administré au cours de la phase tardive de la carcinogenèse (injection 5 fois/semaine pendant les 4 sernières semaines des protocoles), lorsque les tumeurs sont présentes et établies, afin d’évaluer son effet sur la progression tumorale plutôt que sur l’initiation.
Traitement par nanoparticules des cancers hépatobiliaires dans des souris 1/2
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
2 880 souris vont être utilisées, chacune recevant une greffe de tumeur des voies biliaires puis jusqu'à quatre séances de traitement sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Aux injections et aux quinze minutes d'anesthésie gazeuse s'ajoutent des prélèvements de sang pratiqués sur animal vigile, auxquels le porteur attache un stress et une douleur légère. Le principe consiste à chauffer la tumeur en excitant par laser ou par champ magnétique des nanoparticules injectées sur place, le volume tumoral étant suivi par échographie. Le bénéfice avancé, un traitement local qui réduirait les doses de chimiothérapie et pourrait s'étendre à d'autres cancers digestifs, reste au conditionnel, quand les 2 880 mises à mort, elles, sont programmées.
Objectifs
Les cancers des voies biliaires, en particulier le cholangiocarcinome (CCA), sont difficiles à traiter. Le développement de nanoparticules permet d’envisager des traitements anticancéreux mieux ciblés, plus efficaces et avec de moindres effets secondaires par rapport aux traitements systémiques conventionnels. Le projet a pour objectif d'évaluer l'efficacité d'une thérapie anticancéreuse localisée par nanoparticules en association ou non avec une thérapie par voie générale et une exposition à un rayonnement Laser ou un champ magnétique. L’évolution du volume tumorale sera suivie par échographie. L’imagerie permettra aussi de suivre la diffusion et l’élimination des nanoparticules utilisées. L’objectif final est d’identifier les nanomatériaux les plus efficaces avec les meilleures diffusions et sans effet indésirable à long terme.
Bénéfices attendus
Les cholangiocarcinomes (CCA) sont de très mauvais pronostiques et très agressifs. Les traitements sont limités, seule la résection chirurgicale est efficace mais seuls 20 à 30 % des patients sont éligibles, les autres recevront une chimiothérapie palliative. La recherche de traitements dit innovants dans un but de traiter localement la tumeur est nécessaire pour proposer de nouvelles options thérapeutiques pouvant être proposées seules ou en combinaison avec des thérapies systémiques déjà en place. Dans son ensemble, ce projet a pour objectif de tester dans des modèles expérimentaux murins, le traitement par nanohyperthermie dans des tumeurs de CCA. Les bénéfices attendus sont de démontrer un effet antitumoral de la nanohyperthermie dans des modèles bien décrits de CCA représentatifs de la maladie humaine. Si l’effet anti-antitumoral s’avérait efficace, ce projet pourrait permettre de développer un nouvel outil thérapeutique anti-cancéreux locorégional applicable en santé humaine, permettant de réduire à la fois les doses de chimiothérapies et les effets secondaires de ceux-ci dans le cas d'un traitement combinatoire. Au-delà du CCA, la nanohyperthermie pourrait être également utilisée pour traiter d’autres cancers digestifs (péritoine, tubes digestifs, foie, pancréas).
Procédures
- Injections durée 10-20 secondes/animal - Traitement sur souris anesthésiées 10 minutes/souris, répété 4 fois max. - Anesthésie gazeuse durée 15 min/souris - Prélèvements sanguins sur animal vigile, durée 5 min/souris.
Impact sur les animaux
-injections cutanées : stress et douleur légère de courte durée -anesthésie et chirurgie d'implantation de tumeurs : stress et douleurs modérée -Injections intratumorale et systémiques : stress et douleurs légères de courte durée - Prélèvement sanguin vigile : stress et douleur légères e de courte durée - Anesthésie Gazeuse : un stress légéer de courte durée.
Devenir
Les animaux impliqués dans ce projet seront mis à mort afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses ultérieures.
Remplacement
Il n'est actuellement pas possible de simuler le développement d'un cancer avec tous ses aspects dans un modèle in vitro. Neanmoins, nous développons également des modèles cellulaires in vitro en 3 dimensions afin de sélectionner les molécules, ce qui permetra de réduire le nombre d'animaux utilisés puisque l'effficacité de certaines molécules pourra être testée en amont. Cependant ces expériences menées sur ces modèles cellulaires ne sont pas suffisants et ne permettent pas de remplacer les animaux, notamment pour évaluer la réponse avec un système immunitaire ou pour évaluer les effets indésirables.
Réduction
Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. Compte tenu des données existantes et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, enrichissement). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum, le milieu est enrichi. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (points limites) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie). Un analgésique sera utilisé en pré-opréatoire et en post-opératoire pour limiter la douleur et garantir un bien-être optimal des animaux. Un protecteur oculaire en gel sera aussi utilisé lors de l'anesthésie pour éviter tout assèchement des yeux. Pour le transport des animaux, celui-ci est effectué dans le respect du bien-être animal (mise à disposition d'eau sous forme de gel et de nourriture) et est réalisé par un transporteur agréé.
Choix des espèces
La souris est le modèle de référence des expériences et études en cancérologie car elle permet de représenter le comportement d'une tumeur se développant chez le patient (réponse immune, diffusion des traitements dans l'organisme). La possibilité de disposer d'animaux de fond génétique défini permet limiter les variabilités biologiques et de mieux identifier les effets des thérapies. Les animaux seront utilisés à l'âge de 5 à 8 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé. Les paramètres étudiés étant le développement de la masse tumorale après injection des cellules cancéreuses, une souris juvénile ou trop agées induirait un biais dans l'expérimentation.
Rôle du métabolisme de la glutamine sur l’activation des fibroblastes dans les maladies cardiovasculaires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une injection derrière l'œil sous anesthésie pour toutes, trois gavages sur animal vigile pour une partie d'entre elles, et un régime riche en graisses destiné à leur faire développer des plaques dans les artères. 432 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, toutes tuées pour récupérer leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur cherche à savoir comment le métabolisme de la glutamine agit sur l'inflammation et le remodelage des vaisseaux, et fixe la mise à mort d'un animal à une perte de poids de 20 %, à une prostration de plus de 24 heures après une injection ratée, ou à une inflammation qui ne guérit pas deux jours après désinfection. Il annonce dix-huit souris par groupe expérimental, et indique que les souris issues des croisements qui n'ont pas le bon génotype sont tuées, sans dire combien de souris cela représente sur les 432.
Objectifs
Contexte : Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de décès dans le monde. Malgré les progrès récents et la mise en place de stratégies thérapeutiques visant à diminuer le mauvais cholestérol dans le sang, plus de 17 millions de patients décèdent de pathologies cardiovasculaires chaque année. Récemment, l'inflammation et le remodelage des vaisseaux sanguins associé sont apparus comme une cause centrale du mauvais fonctionnement de ces vaisseaux et donc une composante centrale contribuant au développement des maladies cardiovasculaires. Cependant, les mécanismes qui régissent ces mécanismes restent mal connus. Ce projet vise à identifier et valider de nouvelles voies métaboliques, et comment il contribue à l’inflammation et au remodelage des vaisseaux athéromateux liés aux maladies cardiovasculaires. Des données de génétiques humaines ont permis d'identifier une mutation à l'origine des régulations plasmatiques de certaines cibles métaboliques. Pour vérifier le rôle des modulations de ces voies métaboliques, nous utiliserons des souris dans lesquelles la mutation humaine est présente ou les flux métaboliques sont perturbés par inactivation de gènes. Nous obtiendrons ces animaux par un croisement génétique contrôlé. Comme les souris développent peu spontanément des maladies cardiovasculaires, nous utiliserons un modèle standard de la pathologie par modulation du cholestérol hépatique. Cela nous permettra d’évaluer de manière précise comment certaines voies métaboliques influencent la formation des plaques.
Bénéfices attendus
Cette étude ouvrira de nouvelles perspectives de diagnostic et de traitement des maladies cardiovasculaires telles que l'athérosclérose. Ainsi, à terme, cette recherche devrait contribuer à réduire la morbi-mortalité associée aux maladies cardiovasculaires en proposant des interventions diagnostiques et thérapeutiques mieux adaptées aux besoins des patients.
Procédures
Toutes les souris subiront une injection sur animal anesthésié (durée de l’acte : < 1 min). Un groupe recevra également trois administrations par gavage sur animal vigile (durée de l’acte : < 1 min).
Impact sur les animaux
Contention de l’animal anesthésié suivie d’une injection rétro-orbital avec une seringue, ce qui entraine une douleur légère de courte durée. Certaines souris vigiles seront soumises à une contention brève afin de recevoir une administration orale par gavage à l’aide d’une canule adaptée. Cette procédure peut induire un stress transitoire lié à la contention ainsi qu’un inconfort léger lors de l’administration, sans effet durable attendu sur leur comportement. Les souris soumises à un régime riche en graisse peuvent ressentir une nuisance légère liée aux effets métaboliques attendus, notamment une prise de poids et une diminution de la flexibilité métabolique. Aucun signe de douleur ou de détresse durable n’est attendu, mais le poids, l’état général et le comportement des animaux feront l’objet d’un suivi régulier.
Devenir
Les animaux avec le bon génotype participeront aux procédures d'expérimentation, les autres seront euthanasiés. Tous les animaux des procédures d'expérimentation seront euthanasiés à la fin des procédures d'expérimentation afin de récupérer les organes pour analyse.
Remplacement
Les maladies cardiovasculaires sont des pathologies complexes dans lesquelles de multiples voies métaboliques et physiologiques interviennent. De ce fait, une approche in vivo reproduisant ces interactions nous est indispensable pour répondre à notre problématique. De plus, l'étude du dépôt de cholestérol dans les artères ne peut être réalisé in vitro. Des modèles murins capables de développer de l'athérosclérose ont donc été développés et validés par la communauté scientifique comme outils d’études précliniques.
Réduction
Le nombre d’animaux a été strictement optimisé afin de répondre aux principes de réduction. Une analyse de puissance a été réalisée avec un logiciel dédié et a déterminé qu’un effectif de 18 animaux par groupe expérimental était nécessaire pour obtenir une significativité statistique robuste. Chaque groupe comprendra des souris mâles et femelles afin de prendre en compte les variations liées au sexe sans augmenter le nombre total d’animaux au-delà du strict nécessaire. L’ensemble de ces paramètres garantit l’utilisation du plus faible nombre d’individus tout en assurant la validité scientifique des résultats. Ceci permettra également d’utiliser l’ensemble des animaux générés dans les élevages.
Raffinement
La mise en place de points limites précoces, prédictifs et adaptés à chaque procédure, basés sur une observation détaillée des animaux au cours de chaque procédure permettront de limiter la sévérité de celles-ci. Par exemple, une prostration observée plus de 24 heures après des injections, par mauvaise manipulation de l’utilisateur, conduira à la mise à mort de l’animal. Une perte de poids de 20% sera également suivie d'une mise à mort de l'animal. Enfin, une inflammation désinfectée qui ne guéri pas 2 jours après la désinfection entrainerait une mise à mort de l'animal.
Choix des espèces
1) Nous avons choisi le modèle murin car c’est un modèle standard bien reconnu dans le domaine scientifique pour l’investigation de manipulations génétiques liées aux maladies cardio-métaboliques. 2) Nous utiliserons également des souris génétiquement modifiées connues pour développer des plaques d'athérome après un régime riche en graisse. 3) De plus, le modèle murin présente plusieurs avantages par rapport à d’autres espèces : cycle de vie court, natalité importante. 4) Les animaux seront utilisés à partir de l'âge de 8 semaines car c'est l'âge à partir duquel les souris sont physiologiquement matures : les systèmes immunitaire et vasculaire sont complètement développés.
MODIFICATION_Effet d’un traitement par exposition au plasma froid sur le potentiel métastatique de cellules tumorales prostatiques humaines sur un modèle de souris immuno-déprimées NOD Scid.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système urogénital
115 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Leur abdomen est ouvert sur cinq à six millimètres pour implanter dans leur prostate des cellules de cancer prostatique humain, puis rouvert par la même voie pour appliquer pendant 120 secondes une torche à plasma froid, censée détruire les cellules restées en place après ablation de la tumeur chez les patients. Celles du groupe témoin servant au suivi de la survie seront menées jusqu'aux points limites, c'est-à-dire laissées se dégrader jusqu'au seuil qui déclenche leur mise à mort. Le porteur écrit que la réponse au plasma froid sur le site d'implantation "reste inconnue", tout en qualifiant la souris de "modèle préclinique incontournable" pour valider cette technique.
Objectifs
Le projet s’inscrit dans l’étude de l’évaluation du potentiel thérapeutique quant à l’utilisation d’une torche à plasma pour le traitement des marges chirurgicales au cours d’une chirurgie de prostatectomie radicale. Afin d’évaluer in vivo la pertinence de l’utilisation d’un tel dispositif, nous proposons de réaliser un traitement par torche à plasma sur des greffons de cellules PC3-GFP réaliser par implantation orthotopique intraprostatique.
Bénéfices attendus
Le cancer de la prostate peut, selon les options thérapeutiques retenues, conduite à une prostatectomie dans le but de supprimer le foyer tumoral primaire. Bien que les techniques actuelles soient aujourd’hui excellentes, notamment par le développement de procédure assistée par robotique, le risque de récidive par la présence de marges positives lors de la chirurgie reste un enjeu clinique de premier ordre. Ainsi, le développement de techniques permettant le traitement préventif du lit tumoral constitue un axe de recherche prioritaire. Les bénéfices attendus sont donc la validation par l'utilisation d'un modèle pré-clinique de l'efficacité du plasma froid pour le traitement des marges positives sur une chirurgie d'exérèse de tumeurs de la prostate et l'évaluation des risques de récidives avec ou sans traitement par plasma froid.
Procédures
Procédures chirurgicales : - 1 implantation intraprostatique par voie ventrale, ouverture sagitale de 5-6mm de la cavité peritonéale (6 minutes) - 1 traitement par plasma froid de 120 secondes, voie d'entrée identique à la première procédure (8 minutes)
Impact sur les animaux
La procédure d'implantation intraprostatiques des cellules PC3-GFP est maitrisée et a été conduite à plusieurs reprises dans le laboratoire. Ainsi nous avons un très bon recul sur cette procédure. L'implantation de cellules tumorales au long court sur une souris porte-greffe peut-être associée à certaines douleurs, voir altérer le statut sanitaire de l'animal. Toutefois, le protocole proposé se trouve en dehors de cette fenêtre puisque réduit à 1 semaine. Malgré tout, une attention particulière sera apportée sur l'état de bien être et de potentielle souffrance de l'animal pour identifier toutes nuisances inattendues. Concernant la réponse du traitement par la torche à plasma froid sur le site d'implantation, celle-ci reste inconnue. Ainsi comme indiqué pour cette procédure, un suivi renforcé des animaux sera mis en place, notamment pour évaluer une potentielle réponse inflammatoire qui pourrais dégrader l'état général de l'animal. Cette demande étant une extension d'une DAP précédemment déposée permettant d'inclure une modification des sites de conduites des expérimentations ainsi que d'une activité de reproduction. Les premières expérimentations faites avec la torche à plasma n'ont pas montrer d'effets inflammatoires ni d'effets indésirables. MODIFICATION Il est à noter que le lot control pour le suivi de la survie, les animaux seront amenés jusqu'aù points limites.
Devenir
L'ensemble des animaux seront mis à mort pour collecte des tissus.
Remplacement
Cette étude in vivo a été précéder par une caractérisation des paramètres physiques de la torche à plasma et des effets biologiques obtenus sur lignées cellulaires. Ainsi, nous avons pu définir les paramètres optimales d’utilisation de la torche pour une utilisation sur l’animal. Ainsi tout la phase de mise au point a été réalisé sur des systèmes de substitution in cellulo. En parallèle, les processus de dissémination métastatique sont très complexes et, même si certains paramètres peuvent être étudiés en culture de cellule, nécessitent d'être analysés sur un organisme mammifère proche de l'humain. Dans le cas présent, le modèle utilisé est le modèle préclinique incontournable pour valider l'utilisation du plasma froid en chirurgie et analyser son potentiel sur le risque de récidive.
Réduction
MODIFICATION Le nombre d’animaux utilisés a été restreint au maximum et définit pour obtenir une puissance statistique satisfaisante à l’issue du protocole, ainsi 115 animaux seront utilisés au total. Les tests utilisés seront les suivants: Mann & Whitney, Wilcoxon, Kruskal & Wallis et/ou Friedman en fonction des comparaison de groupe effectué.
Raffinement
En parallèle, la dissémination de cellules tumorales peut conduire à l’apparition de lésions douloureuse pour l’animal. Un suivi régulier tout au long du protocole sera mis en place pour évaluer l’apparition de signe de douleur et une prise en charge par traitements antalgiques. Concernant la chirurgie, l'ensemble de la procédure est réalisée sous anesthésie et des traitements post-opératoires sont mis en place pour optimiser le bien-être de l'animal. Les points limites d’expérimentation seront particulièrement adaptés à ce risque et sont décrits dans la présente demande. Un enrichissement important de la cage est prévu dans le but d’optimiser le bien-être animal.
Choix des espèces
Le modèle murin correspond au standard pour la greffe de cellules tumorales humaines et l’étude de la dissémination métastatique chez les mammifères. En effet, le modèle souris vient en complément des modèles d’étude in vitro d’invasion et de mobilité cellulaire notamment permettant d’apprécier le tropisme tissulaire des cellules tumorales. Il est important de noter que l’utilisation de la torche à plasma in vivo, est consécutive à la validation des effets biologiques d’intérêts sur lignées cellulaires en culture que notre groupe a déjà publier (article disponible sur demande). Nous utiliserons des individus de 2 à 5 mois. Les cellules utilisées étant des cellules prostatiques nous devons utiliser des animaux en période post-pubertaire.
Etude du remodelage in vivo d’implants injectables entièrement biologiques
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
L'implant testé ici vise d'abord l'incontinence urinaire d'effort, puis le marché de la chirurgie esthétique, où le porteur chiffre à plusieurs millions les injections d'implants dermiques posées chaque année dans le monde. 72 rats femelles immunodéficients vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun est opéré une fois sous anesthésie générale, reçoit quatre implants sous la peau, puis passe un scanner 3D sous anesthésie chaque semaine, le porteur annonçant une douleur de deux à trois jours et un risque accru de contamination lié à leur immunodéficience. Il attend de cet implant qu'il devienne "un leader sur ces marchés internationaux".
Objectifs
Les implants injectables sont utilisés pour traiter diverses pathologies, comme l'incontinence urinaire d'effort, qui touche 1 femme sur 5. Ils représentent également une part importante des interventions de chirurgie esthétiques (Ex : correction des rides, de cicatrices, etc.), et, dans une moindre mesure, de chirurgie oto-rhino-laryngologique (Ex : correction des cordes vocales) et de chirurgie dentaire (Ex : correction des gencives). Les implants injectables actuels provoquent une "réaction à corps étranger", c'est-à-dire une réaction inflammatoire chronique qui limite leur efficacité. De ce fait, les implants actuels ont une durabilité limitée, nécessitent des interventions chirurgicales répétées et sont associés à des complications telles que des douleurs chroniques, une migration et une érosion tissulaire. Nous proposons un nouvel implant injectable entièrement biologique qui évite la réaction à corps étranger. Cet implant est produit par des cellules humaines normales en laboratoire et n’est pas traité chimiquement, pour favoriser son intégration tissulaire. Notre hypothèse est que ce produit non vivant permettra la création d'un tissu vivant durable, sans inflammation chronique. Notre stratégie repose sur un matériau unique, entièrement biologique et d’origine humaine. Le but général de ce projet est d’apporter des preuves expérimentales qu’un implant injectable à base de ce matériau a le potentiel de devenir une solution chirurgicale alternative pertinente au traitement des diverses pathologies exposées précédemment.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu à long terme du projet est un impact sociétal positif, en particulier pour la santé des femmes. Un implant injectable durable, évitant les complications et peu invasifs pour traiter, par exemple, l’incontinence urinaire d’effort améliorera la qualité de vie de millions de femmes. Cela entraînera également une réduction des coûts pour la société en limitant les complications et les réopérations. De plus, cet implant injectable entièrement biologique possède un fort potentiel commercial en ce qui concerne les applications en chirurgie esthétiques. Chaque année, des millions d’injections d’implants dermiques sont administrés dans le monde. Notre innovation a le potentiel de devenir un leader sur ces marchés internationaux car elle devrait fournir de meilleurs résultats (moins de complications et une efficacité plus durable) avec un changement minimal des pratiques chirurgicales.
Procédures
L’intervention est une chirurgie implantatoire. Chaque animal sera opéré une seule fois sous anesthésie générale (30 min maximum) et recevra 4 injections sous la peau. Après l’opération, une mesure du volume des implants par scanner 3D portable sous anesthésie générale est prévue de façon hebdomadaire. Cette expérimentation pourra être répétée (jusqu’à 3 fois), si nécessaire. C’est pourquoi, au total 72 animaux (3 x 24) sont impliqués dans ce projet.
Impact sur les animaux
Une douleur légère et de courte durée (2 à 3 jours maximum) est attendue suite à l’injection sous-cutanée des implants. Le risque d’infection au site d’implantation est très faible ainsi que la dégradation de l’état général de l’animal. L’immunodéficience des animaux augmente le risque de contamination de l’animal par un pathogène opportuniste. La manipulation (gestes de contention) de l’animal au cours de ce projet (changement des cages, injection sous-cutanée d’analgésique, imagerie sous anesthésie générale…) est également une source de stress pour l’animal (augmentation du rythme cardiaque, pression artérielle et niveau de cortisol).
Devenir
À l'issue de ce projet, tous les animaux seront euthanasiés car les tissus doivent être récupérés et analysés pour étudier la réponse immunitaire.
Remplacement
Un des objectifs de ce projet est d’étudier la réponse immunitaire de l’hôte envers les différentes conditions expérimentales. À ce jour, aucun système de modélisation ne peut suppléer l'utilisation d'un modèle animal étant donné la complexité du système immunitaire.
Réduction
Avant l’expérimentation, des tests seront réalisés sur rats post-mortem (provenant de projets précédents) pour déterminer le volume d’implants à injecter pour suivre le changement de volume des tissus à l’aide d’une reconstitution 3D de la peau par scanner portable. Cette étape permet de réduire le nombre d’animaux utilisés pour la mise au point de cette étude. Par ailleurs, l’animal possède une taille suffisante pour permettre l’injection de plusieurs implants dans le même animal permettant de réduire le nombre d’animaux nécessaire à la réalisation de cette étude. Une étude pilote sera réalisée pour déterminer la variabilité des conditions expérimentales. À partir des résultats de cette étude pilote, une méthode statistique à l’aide d’un logiciel sera utilisée pour calculer le nombre minimal optimal d’animaux à utiliser pour obtenir des résultats statistiquement différents.
Raffinement
Pour tous les animaux, une période d’acclimatation (minimum 7 jours) est appliquée avant l’initiation de tout protocole. Une analgésie adaptée est réalisée en pré- et post-opératoire. L’intervention est réalisée en condition stérile, dans une salle fermée par du personnel formé. Lors de l’intervention, les animaux sont placés sous anesthésie générale gazeuse (avec tapis chauffant). Après l’intervention, l’animal est placé dans une cage individuelle dédiée au réveil, avant d’être replacé dans la cage initiale (par groupe de 2 à 4). Les animaux étant immunodéficients, l’environnement auquel ils sont exposés est stérile (cage, nourriture, eau, milieu d’enrichissement adaptés favorables au bien-être de l’animal, personnel, matériel de chirurgie…). Des soins post-opératoires adaptés ont été définis ainsi que des points limites et un arbre décisionnel. Les animaux sont surveillés quotidiennement suite à l’intervention (surveillance accrue) pour détecter des signes de souffrance et traités pour corriger la situation (par exemple : antiseptique local en cas d’infection).
Choix des espèces
Le recours à un modèle animal génétiquement modifié est nécessaire pour éviter le rejet de greffe car les implants injectables à tester sont d’origine humaine. Le modèle rongeur, le rat immunodéficient, a donc été sélectionné pour cette première étude. De plus, le rat est plus grand que la souris ce qui permet d’implanter plusieurs implants dans le même animal et de réduire le nombre d’animaux nécessaire à cette expérimentation. À ce stade précoce du développement d’implants injectables biologiques et humains, ces expérimentations chez le rongeur permettront de valider un premier cahier des charges de l’implant injectable et d’éviter le recours à d’autres espèces de plus gros animaux. Des rats adultes (âgés de 6 semaines ou plus), femelles, seront utilisés dans ce projet car l’objectif à long terme de ce projet est le développement d’implants pour traiter, notamment, l’incontinence urinaire d’effort qui touche les femmes adultes.
Evaluation de l’efficacité thérapeutique d’un nouveau traitement pour le cancer du sein triple négatif
- Recherche appliquée
- Cancers
75 souris immunodéficientes vont être utilisées, chacune subissant jusqu'à treize séances d'imagerie précédées d'une injection, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules de cancer du sein humain triple négatif leur sont injectées directement dans le cœur, ce qui les dissémine dans tout le corps, avec des foyers attendus au foie, aux os et au cerveau, et une perte de poids une fois la maladie avancée. Toutes sont tuées à la fin pour analyse des tissus et des organes. Le porteur annonce qu'en cas de succès un brevet sera déposé et une étude clinique de phase I débutera, ce qui situe le bénéfice pour les patientes à plusieurs étapes de distance des métastases osseuses et cérébrales provoquées ici.
Objectifs
Le cancer du sein triple négatif est une forme particulièrement agressive de la maladie, qui représente environ 15 à 20 % des cas de cancer du sein, et de mauvais pronostic avec un risque élevé de rechute et de métastases au cours des trois premières années suivant le diagnostic. Contrairement à d'autres cancers du sein, ses cellules ne possèdent pas les trois récepteurs habituels (comme les récepteurs d'hormones) qui servent de "serrures" pour les traitements classiques. Faute de cible, les options thérapeutiques restent très limitées et il y a donc urgence à trouver de nouvelles armes sur mesure pour les patientes. Pour bloquer l'agressivité de ces tumeurs, le laboratoire a identifié une cible très précise : une protéine modifiée, qui agit comme un accélérateur de métastases. Il a ensuite développé un mini-anticorps capable de se fixer sur cette protéine pour la bloquer. Les premiers tests en laboratoire ( sur cellules in vitro) ont été un succès, le traitement empêchant efficacement les cellules cancéreuses de s'étendre. Pour vérifier si ce traitement fonctionne dans un organisme vivant, l'équipe souhaite tester son efficacité sur un modèle animal spécifique dont le système immunitaire est très affaibli permettant d'étudier précisément le développement de la maladie humaine et la réaction au traitement au plus près de la réalité clinique.
Bénéfices attendus
Si l'efficacité anti-métastatique du vecteur thérapeutique et sa spécificité pour sa cible est démontrée dans ce projet, un brevet sera déposé et une étude clinique de phase I débutera. A terme, cela ouvrira la voie vers une nouvelle stratégie thérapeutique ciblée anti-métastatique pour les patients ne bénéficiant actuellement d'aucune alternative de traitement et qui sont orphelins de traitement en cas de rechute par métastases à distance (90% des décès par cancers agressifs par métastases à distance).
Procédures
1- Injection de cellules tumorales : 1 injection, durée environ 10 min. 2- Suivi en imagerie : à J1 post greffe tumorale puis 2 fois/semaine pendant 6 semaines maximum soit 13 séances d'imagerie +injections/souris. Chaque séance dure environ 10 min/souris (injection, anesthésie et imagerie).
Impact sur les animaux
Compte-tenu du type cellulaire et de la voie d'administration, les cellules tumorales se répartissent de façon systémique chez l'animal. Des foyers pourront être localisés au niveau du foie, des os et du cerveau entre autres. Une perte de poids est donc attendue lorsque la maladie sera au stade avancé. Concernant les interventions, aucune douleur particulière n'est attendue puisque qu’elles seront réalisées sous anesthésie générale. Le stress potentiel subi par les animaux sera essentiellement consécutif aux administrations sur animal vigile avant l'anesthésie générale lors de la séance d'imagerie. Concernant les vecteurs, une étude antérieure a été conduite dans les mêmes conditions (greffes identiques en termes de voie d’injection et concentration cellulaire) avec une première construction du vecteur thérapeutique. Aucun animal n’a montré de signe clinique autre que ceux observés dans le cas du même modèle tumoral métastatique.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure pour analyse sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Les modèles cellulaires alternatifs (cultures ou organoides) ne permettent pas d’appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier, les interactions avec le microenvironnement, la dissémination métastatique, ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents systèmes au sein de l’organisme. L’utilisation des modèles in vivo reste donc indispensable. Ce modèle animal va permettre d'étudier l’efficacité d’une nouvelle stratégie thérapeutique faisant actuellement défaut aux patients atteints de cancer du sein triple négatif.
Réduction
Le critère d'analyse de l'activité anti-tumorale du vecteur sera la variation de la radiance (intensité lumineuse) au cours du temps sur l’ensemble des métastases. Les animaux seront répartis en 5 groupes : les valeurs de radiance seront comparées entre les groupes par un test statistique. Dans le cadre d'une injection intracardiaque, la dispersion des données peut être importante car la prise de greffe et le développement des métastases dépendent fortement du passage systémique initial des cellules. Pour cette étude, le calcul de la taille de l'échantillon a été ajusté à la variabilité inhérente au modèle de métastases par injection intracardiaque. Une analyse de puissance a priori a permis de déterminer le nombre d'animaux nécessaire et suffisant.
Raffinement
Les souris sont greffées sous anesthésie générale. Les administrations seront réalisées en local par application cutanée d'anesthésiant. Tous les gestes seront réalisés par du personnel formé et habilité. Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement l'apparition de signes cliniques. Compte-tenu du type de tumeurs, les animaux seront pesés au moins 2 fois par semaine afin de prévenir d'une détérioration de leur état général. Le suivi en imagerie permettra d'observer précocement le développement métastatique au cours du temps. Des points limite précis ont été définis et seront strictement respectés. Si des signes de douleurs sont détectés un analgésique sera administré. En cas de suspicion de mal-être, un enrichissement supplémentaire sera ajouté.
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé en oncologie, notamment du fait de l'existence de souches immunodéficientes permettant le développement de tumeur d'origine humaine comme le modèle MDA-MB-231. La souris NOD-SCID est privilégiée de part son taux de prise de greffe (environ 80%). Les souris seront adultes (6-8 semaines).
Étude du rôle de l’interleukine IL1b dans la régénération rétinienne chez la souris
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Une partie des souris de ce projet appartient à une lignée dont la rétine dégénère d'elle-même, les autres reçoivent sur animal vigile une injection qui déclenche chimiquement cette dégénérescence. 192 souris sont utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour éprouver chez elles le rôle d'une molécule inflammatoire, l'IL-1b, dans la réparation de la rétine. Elles subissent une injection dans l'œil sous anesthésie puis des injections répétées un à trois jours de suite sur animal vigile, le porteur annonçant une altération de la vision et une inflammation locale de l'œil. Toutes sont tuées pour que leurs rétines soient prélevées, les deux yeux de chaque souris étant utilisés, ce que le porteur compte comme une mesure de réduction.
Objectifs
La rétine, qui est une partie de l’œil essentielle à la vision, a une capacité très limitée à se réparer lorsqu’elle est endommagée, notamment dans les maladies dégénératives. Certaines cellules de la rétine, appelées cellules de Müller, possèdent toutefois un potentiel de réparation, qui peut être stimulé dans certaines conditions. Nous avons montré que des cellules impliquées dans l’inflammation (les microglies) jouent un rôle important dans l’activation de ce processus. Une molécule produite lors de l’inflammation, appelée IL-1b, semble particulièrement efficace pour stimuler cette activation dans des expériences réalisées in vitro. L’objectif de ce projet est de vérifier ce rôle dans un modèle chez la souris, en reproduisant une atteinte de la rétine et en étudiant l’effet de cette molécule sur les mécanismes de réparation. À terme, ce projet permettra de mieux comprendre les interactions entre inflammation et réparation dans la rétine.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet permettra de mieux comprendre le rôle d’une molécule impliquée dans l’inflammation dans les mécanismes de réparation de la rétine. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer à identifier de nouvelles approches pour favoriser la réparation de la rétine dans les maladies dégénératives, qui représentent un enjeu important de santé publique en raison de la perte de vision qu’elles entraînent.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : • Injection (48 souris) pour déclencher chimiquement la dégénérescence de la rétine : réalisée sur animal vigile, durée inférieure à 30 secondes. • Injection (96 souris) pour l’anesthésie : réalisée sur animal vigile, durée inférieure à 30 secondes. • Injection (96 souris) : réalisée sous anesthésie générale, permettant l’administration dans l’œil de la molécule testée et d’un marqueur de prolifération, durée inférieure à 30 secondes • Injections répétées (96 souris) : réalisées sur animal vigile pour marquer les cellules en prolifération, réalisées une fois par jour pendant 1 à 3 jours, durée inférieure à 30 secondes. Les animaux sont ensuite mis à mort afin de prélever les rétines pour analyses.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus incluent : • un inconfort transitoire lié aux injections • une altération de la vision liée au modèle expérimental • une inflammation locale au niveau de l’œil après injection intraoculaire Ces effets font l’objet d’une surveillance quotidienne afin d’adapter rapidement la prise en charge si nécessaire.
Devenir
Les animaux doivent être mis à mort à l’issue des procédures expérimentales afin de permettre le prélèvement des rétines et l’analyse des cellules étudiées (microglies et cellules de Müller). Ces analyses nécessitent des tissus prélevés et ne peuvent pas être réalisées sur des animaux maintenus en vie. Il n’est donc pas possible de réutiliser ou de replacer les animaux.
Remplacement
La nécessité d’avoir recours à des animaux se justifie par le fait que la rétine est un tissu complexe composé de nombreux types de cellules dont les interactions sont cruciales et l’objet même de notre étude. Les modèles alternatifs existants ne permettent pas d’étudier ce type d’interactions cellulaires dans un contexte physiologique.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé à partir d’une estimation statistique permettant d’obtenir des résultats robustes avec un effectif minimal. Nous utiliserons systématiquement les deux yeux de l’animal ce qui permet de réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe selon la réglementation en vigueur. Des mesures sont mises en place pour limiter la douleur et le stress des animaux tout au long du protocole, incluant un suivi quotidien, un hébergement enrichi et la limitation des manipulations. Les procédures susceptibles de générer une gêne sont réalisées sous anesthésie adaptée, et des soins de confort (notamment oculaires) sont mis en place. Des critères d’arrêt précoces permettent de retirer rapidement tout animal présentant des signes de souffrance et d'administrer un traitement pour soulager ces souffrances.
Choix des espèces
La souris est un modèle couramment utilisé pour l’étude des maladies de la rétine. Elle présente une organisation rétinienne comparable à celle de l’humain et permet l’utilisation d’outils génétiques adaptés à l’étude des mécanismes cellulaires et moléculaires. Les animaux sont utilisés à des stades de développement adaptés à l’étude des mécanismes de dégénérescence et de régénération rétiniennes. Dans le modèle génétique, ce stade correspond à l’apparition de la dégénérescence rétinienne. Dans le modèle de dégénérescence induite chimiquement, il correspond à une maturité suffisante de la rétine pour permettre le déclenchement de la dégénérescence.
Impact d’une modulation du métabolisme lipidique sur l’homéostasie glucidique dans un modèle murin d’obésité induite par régime gras
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Douze semaines de régime riche en graisses pour les rendre obèses, douze prélèvements sanguins à la queue sur animal éveillé, sept séances de contention pour mesurer la composition corporelle, deux jeûnes de quatre heures suivis chacun de deux heures de mesures de glycémie. 240 souris sont utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue par prélèvement sanguin sous anesthésie profonde sans réveil, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur qualifie chacune de ces atteintes de transitoire, gêne, inconfort, fatigue légère, et juge le rapport entre bénéfices et risques "favorable". Il écrit pourtant que les souris ne sont pas réutilisées car les interventions "ne permettent pas leur maintien dans des conditions compatibles avec leur bien-être".
Objectifs
Le diabète de type 2 et l’obésité sont des maladies fréquentes caractérisées par une mauvaise utilisation du glucose par l’organisme, appelée insulino-résistance. Cette situation est en partie liée à une accumulation anormale de lipides dans certains organes comme le muscle et le foie. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment certaines modifications du métabolisme des lipides peuvent influencer la sensibilité à l’insuline et la régulation de la glycémie. Pour cela, le projet vise à étudier l’impact d’une intervention ciblée sur le métabolisme lipidique dans un modèle expérimental d’obésité. L’objectif est de déterminer si cette approche permet d’améliorer la réponse à l’insuline et de limiter les perturbations métaboliques associées à un excès de graisses alimentaires. À terme, ces travaux pourraient contribuer à identifier de nouvelles pistes pour prévenir ou améliorer les troubles métaboliques liés à l’obésité.
Bénéfices attendus
Au regard des connaissances actuelles, l’insulino-résistance constitue un enjeu majeur de santé publique, impliqué dans le développement du diabète de type 2 et de ses complications. À l’échelle mondiale, le diabète touche plus de 500 millions de personnes, et sa prévalence est en constante augmentation. Le coût socio-économique du diabète et de ses complications est considérable, représentant plusieurs centaines de milliards d’euros par an à l’échelle mondiale, en raison des dépenses de santé directes et des pertes de productivité. Ce projet vise à mieux comprendre comment des modifications du métabolisme lipidique contribuent à l’altération de la sensibilité à l’insuline et de la régulation de la glycémie dans un contexte d’obésité. Les résultats attendus permettront d’améliorer la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans l’insulino-résistance, et pourraient contribuer à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Les contraintes imposées aux animaux sont classées comme modérées et seront encadrées par des mesures de raffinement visant à limiter la douleur, le stress et l’inconfort. Elles apparaissent proportionnées aux objectifs scientifiques poursuivis. Ainsi, les bénéfices attendus en termes de production de connaissances et d’identification de nouvelles pistes pour la prévention ou le traitement des troubles métaboliques justifient le recours à ce modèle animal. Le rapport bénéfices/risques est donc considéré comme favorable.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : Administration d’une préparation biologique expérimentale destinée à modifier l’expression d’une protéine impliquée dans le métabolisme lipidique. Cette administration sera réalisée une seule fois, sous anesthésie générale, par voie systémique. La durée de l’administration sera de quelques secondes. Mise en place d’un régime alimentaire spécifique pendant 12 semaines. Une partie des animaux recevra un régime standard, tandis que l’autre recevra un régime riche en graisses afin d’induire une obésité et des altérations métaboliques. Ces régimes seront donnés à volonté, avec un accès libre à l’eau. Mesure de la composition corporelle par une méthode non invasive. Les animaux seront placés brièvement dans un dispositif de contention adapté, sans anesthésie. Cette mesure sera réalisée une fois toutes les deux semaines pendant les 12 semaines de régime, ainsi qu’en fin d’étude, soit au maximum 7 fois par animal. Chaque mesure durera moins de 2 minutes. Prélèvements sanguins de faible volume pour le suivi métabolique. Ces prélèvements seront réalisés sur animaux éveillés, au niveau de la queue, une fois par semaine pendant les 12 semaines de régime, soit 12 fois par animal. Chaque prélèvement durera quelques secondes. Test de tolérance au glucose. Ce test sera réalisé une seule fois par animal, sur animal éveillé, après 12 semaines de régime. Il sera précédé d’une mise à jeun de 4 heures avec accès libre à l’eau. Il comprendra une administration orale de glucose et des mesures répétées de la glycémie pendant environ 2 heures. Test de sensibilité à l’insuline. Ce test sera réalisé une seule fois par animal, sur animal éveillé, à distance du test de tolérance au glucose. Il sera également précédé d’une mise à jeun de 4 heures avec accès libre à l’eau. Il comprendra une administration d’insuline et des mesures répétées de la glycémie pendant environ 2 heures. Prélèvement sanguin de fin d’étude. En fin de procédure, un prélèvement sanguin sera réalisé une seule fois, sous anesthésie générale profonde, sans réveil de l’animal, afin d’analyser certains paramètres biologiques circulants. Euthanasie. À la fin de la procédure, les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir une sensation de faim transitoire lors des périodes de mise à jeun nécessaires aux tests métaboliques. Le régime riche en graisses entraînera une prise de poids progressive et des modifications du métabolisme pouvant altérer l’état physiologique des animaux. Les injections pourront provoquer une gêne ou un inconfort transitoire lié à la manipulation et à l’acte d’injection. Une irritation locale ou une infection au site d’injection est possible mais rare. Les anesthésies pourront entraîner un stress physiologique transitoire, notamment lors de l’induction et du réveil. Les prélèvements sanguins répétés de faible volume pourront provoquer une douleur légère et transitoire, un stress lié à la manipulation, un hématome, un saignement local ou, plus rarement, une infection au site de prélèvement. Une fatigue transitoire ou une déshydratation légère pourra également survenir en lien avec les mises à jeun et les prélèvements répétés. Les manipulations et la contention nécessaires aux différentes procédures, notamment lors de la mesure de la composition corporelle, pourront induire un stress transitoire.
Devenir
À l’issue de la procédure expérimentale, les animaux seront euthanasiés. L’euthanasie est nécessaire afin de permettre la réalisation de prélèvements de sang et de tissus, indispensables à l’analyse des paramètres biologiques étudiés. Ces analyses ne peuvent pas être réalisées chez un animal maintenu en vie et sont essentielles pour comprendre les mécanismes impliqués dans les altérations métaboliques étudiées. Les animaux ne sont pas réutilisés après la procédure, car les interventions réalisées ne permettent pas leur maintien dans des conditions compatibles avec leur bien-être ni leur inclusion dans d’autres protocoles expérimentaux. Ainsi, le recours à l’euthanasie est scientifiquement justifié par la nécessité d’obtenir des données fiables et complètes, tout en garantissant le respect du bien-être animal.
Remplacement
Ce projet vise à mieux comprendre comment certains déséquilibres du métabolisme des graisses peuvent perturber l’utilisation du glucose par l’organisme, un phénomène appelé insulino-résistance, impliqué dans le diabète de type 2. Des études préalables réalisées sur des cellules ont permis d’identifier certains mécanismes impliqués. Cependant, ces modèles ne permettent pas de reproduire le fonctionnement global de l’organisme, ni les interactions entre les différents organes, ni la régulation hormonale. Or, les paramètres étudiés dans ce projet, comme la capacité à réguler la glycémie ou à répondre à l’insuline, dépendent du fonctionnement coordonné de plusieurs organes et ne peuvent être évalués que chez un organisme entier. Ainsi, il n’existe pas de méthode alternative permettant de répondre à ces questions, ce qui justifie le recours à un modèle animal.
Réduction
Un total de 240 animaux sera utilisé dans ce projet. Ce nombre a été déterminé afin d’utiliser le minimum d’animaux nécessaire pour répondre à la question scientifique. La taille des groupes a été établie à l’aide d’un calcul permettant d’estimer le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Des tests statistiques seront ensuite utilisés afin d’interpréter correctement les résultats obtenus. Les animaux seront répartis en différents groupes expérimentaux incluant les mâles et les femelles, et l’étude sera réalisée sur plusieurs séries indépendantes afin de renforcer la fiabilité des résultats. Plusieurs mesures permettront de limiter le nombre total d’animaux utilisés : les mêmes animaux seront suivis au cours du temps, plusieurs tests non terminaux seront réalisés sur les mêmes individus, et les prélèvements biologiques permettront plusieurs analyses. Lorsque cela sera possible, les échantillons seront conservés pour des analyses complémentaires. L’ensemble de ces dispositions permet de limiter le nombre d’animaux au minimum nécessaire pour atteindre les objectifs scientifiques du projet.
Raffinement
Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation. Les animaux proviendront d’un fournisseur extérieur agréé et bénéficieront, à leur arrivée à l’animalerie, d’une période d’acclimatation réglementaire minimale de 7 jours avant toute procédure expérimentale. Les animaux seront hébergés avec leurs congénères, l’hébergement individuel étant limité au maximum, en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. Le milieu sera enrichi avec au minimum deux enrichissements adaptés, et les animaux seront vérifiés quotidiennement. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Raffinements spécifiques au projet : une habituation préalable des animaux aux manipulations sera mise en place afin de réduire le stress lors des procédures expérimentales ; la durée de mise à jeun sera limitée au strict minimum, soit 4 heures, avec accès libre à l’eau, afin de réduire l’inconfort ; les manipulations, administrations de substances et prélèvements seront réalisés par du personnel expérimenté, avec une durée de contention limitée ; les animaux bénéficieront de périodes de récupération sans manipulation entre les différents tests ; lors des anesthésies, un gel ophtalmique sera appliqué pour prévenir le dessèchement oculaire ; les animaux seront maintenus sur un tapis chauffant pendant les procédures sous anesthésie afin de préserver leur température corporelle ; une alimentation facilitée, avec des croquettes déposées au sol, sera mise en place après intervention si nécessaire pour favoriser la reprise alimentaire ; une surveillance clinique quotidienne permettra de détecter précocement tout signe d’altération de l’état général ; des critères d’arrêt humanitaires précoces seront définis afin d’éviter toute souffrance prolongée. Ainsi, la douleur et le stress seront limités par des soins adaptés, une surveillance attentive et des points limites suffisamment prédictifs et précoces.
Choix des espèces
Le modèle murin a été choisi car il permet d’étudier, dans un organisme entier, les perturbations de la régulation du glucose observées dans l’obésité et l’insulino-résistance. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, lorsque leur métabolisme est stabilisé, afin d’éviter les variations liées à la croissance ou au vieillissement. Les expériences seront réalisées chez des souris mâles et femelles, car les réponses métaboliques peuvent différer selon le sexe ; cela permet d’obtenir des résultats plus robustes et plus représentatifs.
Caractérisation par imagerie d’une exérèse de glioblastome avec injection ou non d’un hydrogel de chitosane (EU 2/2)
- Recherche appliquée
- Cancers
Deux chirurgies du cerveau en dix jours, puis sept examens d'imagerie sous anesthésie en un mois, c'est le calendrier imposé à chacun des 27 rats de ce projet, tous tués à l'issue du dernier examen, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une tumeur cérébrale leur est greffée au premier jour, retirée partiellement au dixième comme elle le serait chez un être humain, la cavité étant laissée vide ou tapissée d'un gel de chitosane dont il s'agit de suivre la dégradation par IRM. Le porteur classe l'implantation et l'exérèse en gravité sévère et signale que le développement tumoral peut provoquer des symptômes neurologiques, la chirurgie étant pratiquée avant leur apparition. Le rat a été retenu pour la taille de son cerveau, qui laisse la tumeur atteindre un volume suffisant pour dépasser les limites de résolution de l'imagerie et permettre l'injection du gel.
Objectifs
Les tumeurs intracérébrales représentent la forme la plus agressive des tumeurs du système nerveux central sans possibilité curative. Une infiltration des cellules cancéreuses dans le tissu cérébral sain favorisent inévitablement la reprise tumorale. Le traitement standard actuel consiste en une résection chirurgicale (=retrait de la tumeur) suivie d’une radiothérapie (traitements par rayons X) combinée à une chimiothérapie (traitement médicamentaux). Le projet proposé s’appuie sur un modèle de tumeurs cérébrales chez le rat. Après avoir implanté la tumeur dans le cerveau des animaux, celle-ci est retirée chirurgicalement (exérèse) et partiellement (comme dans le cas d'une chirurgie chez l'être humain). Les cellules résiduelles sont à l'origine de la récidive (reprise tumorale) survenant après l'opération. Lors de la chirurgie d'exerèse, la cavité formée lors du retrait de la masse initiale sera laissée telle quelle (non comblée) ou un gel formant un réseau sera déposé à l'intérieur (tapissant ainsi la cavité opératoire). L'objectif de ce projet est ainsi de caractériser par imagerie le comportement de ce gel mais aussi de caractériser la récidive tumorale. Pour ce faire, nous réaliserons d'une part des examens TEP (Tomographie par Emission de Positons) via l'injection d'un traceur radioactif qui permet de visualiser les foyers de récidive tumoraux. D'autre part, le comportement du gel sera évalué grâce à l'outil d'imagerie par IRM (Imagerie à Résonance Magnétique) via un suivi longitudinal permettant d'estimer l'évolution du volume tumoral et de suivre la dégradation du gel au cours du temps. Ce projet est un projet multisite à cause de contraintes techniques liées aux équipements.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus de ce projet initial permettront en première intention de caractériser le modèle de tumeur cérébral opéré (dont la tumeur a été retirée chirurgicalement) en présence ou non d'un gel marqué avec un agent de contraste. Le phénomène de récidivie tumorale inhérant à la chirurgie ainsi que le comportement du gel déposé au sein même de la cavité opératoire pourront ainsi être appréhendés respectivement grâce à l'imagerie TEP et aux acquisitions IRM. Cette étape de caractérisation est indispensable avant même de pouvoir proposer l'application de ce gel dans la cavité opératoire comme nouvelle voie de stratégie thérapeutique pour la recherche clinique. Le bénéfice attendu est donc à plus long terme d'utiliser ce gel comme vecteur thérapeutique et adapter à posteriori son utilisation en cancérologie humaine.
Procédures
- Greffe des cellules tumorales dans le tissu cérébral (modèle intracérébral) à J0 (1 itération/1h) - Transport sur la plateforme d'imagerie à J2=2 jours post-greffe (1 itération/4h) - Dégreffe/exerèse= chirurgie qui consiste à retirer la tumeur qui se trouve dans le cerveau à J10=10 jours post greffe (1 itération/1h) - Examens TEP : J15/J22/J29 (3 itérations/50 min par temps d'imagerie) - Examens IRM : J9, J14, J21, J28 (4 itérations/1h par temps d'imagerie. L'exmen TEP (Tomographie par Emission de Positon) est une technique d'imagerie qui permet d'identifier les foyers tumoraux notamment grâce à l'injection d'un produit radioactif qui vient se fixer spécifiquement sur le tissu malade et qui permet sa visualisation en regardant l'image générée. L'examen IRM (Imagerie par Résonance Magnéique) est une technique d'imagerie qui permettra d'identifier les différentes structures cérébrales ainsi que le gel présent au sein de la cavité opératoire et de suivre sa dégradation au cours du temps. tumorales dans le tissu cérébral (modèle orthotopique) à J0 (1 itération/1h) - Dégreffe : chirurgie d'exerèse à J10 (1 itération/1h) - examens TEP : J22/J29 (2 itérations/50 min par temps cinétique) - examens IRM : J9, J14, J21, J28 (4 itérations/1h30 par temps cinétique).
Impact sur les animaux
Chirurgie d'implantation des cellules tumorales puis retrait chirurgical de la tumeur (exérèse) classées sévères mais médication pour limiter la souffrance des animaux. Le développement de la tumeur (modèle infiltrant) peut engendrer des symptômes neurologiques mais la chirurgie d'exerèse se fait assez précocément bien avant l'apparition de signes cliniques (J10). Le transport des animaux à J+2 sur la plateforme d'imagerie constitue également une nuisance. La chirurgie opératoire est assez invasive mais une surveillance accrue des animaux sera réalisée afin de garantir leur bien-être. Les sessions IRM et TEP nécessiteront des anesthésies répétées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort selon les méthodes en vigueur à l'issue du dernier temps d'imagerie.
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est dans ce contexte clairement pas possible car le développement et la réponse au traitement de tumeurs cérébrales dépend de phénomènes biologiques extrêmement complexes qui ne peuvent pas être mimés en dehors d'un organisme entier. De plus, la mise en place d’une tumeur est un phénomène multifactoriel impliquant différents types cellulaires. L’ensemble de ces facteurs dynamiques ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
En prenant en considération les contraintes du projet et en utilisant un logiciel de simulation afin d'établir l'effectif des animaux à inclure dans l'étude, il s'avère que 27 animaux au total seront nécessaires, pour une répartition de 9 animaux par groupe. Cet effectif intègre la perte possible d'un animal par groupe suite à l'intervention chirurgicale et d'éventuels problèmes rencontrés à l'issue du transport des animaux entre établissements utilisateurs (plateforme différente pour réaliser les imageries). Cet effectif est le minimum requis pour permettre des analyses statistiques pertinentes.
Raffinement
Quel que soit le site d'hébergement (projet multisite) , les animaux bénéficieront d'un hébergement selon les conditions réglementaires. Les expérimentations ne débuteront qu'après une semaine d'acclimatation suite à la réception des animaux sur chaque site. Une attention toute particulière sera portée aux animaux après le retrait chirurgical de la tumeur (médication contre la douleur, pesée quotidienne, observation quotidienne du comportement et la motricité, vérification de l'alimentation et de l'hydratation, désinfection et vérification de la bonne cicatrisation de la plaie). Des points limites précoces sont définis (perte de poids et problèmes de motricité essentiellement) afin d’anticiper toute souffrance ou dégradation de l’état général liée à la tumeur. Les examens d'imagerie seront réalisés sous anesthésie générale. Ils seront effectués par du personnel qualifié et expérimenté. Pendant l’examen, le niveau d'anesthésie sera surveillé en temps réel à l'aide de paramètres tels que la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire, garantissant ainsi un état stable et sécurisé pour les animaux. Après la procédure, les animaux seront surveillés pendant le processus de réveil dans un environnement calme et contrôlé. En outre, une grille de score permet un contrôle quotidien de l'état général de l'animal.
Choix des espèces
Les modèles animaux majoritairement utilisés pour les études en cancérologie sont les modèles murins : souris et rats. Les rats constituent l'espèce de référence compte tenu de leur accessibilité et de leur facilité de manipulation. En outre, le choix de cette espèce se justifie par la taille du cerveau plus importante pour une implantation intracérébrale de la tumeur dont le volume deviendra suffisamment important pour s'affranchir des limitations de résolution offertes par l’imagerie et permettre une injection du gel. Les rats immunocompétents présentent l'avantage d'avoir un système immunitaire intégralement préservé et sont une souche de référence utilisée pour le développement d’un modèle murin de tumeurs cérébrales. De plus, les cellules tumorales ont été isolées d’une tumeur chez le rat, il n'y a donc pas de risques de rejet. Des rats âgés de 6 semaines seront utilisés à un stade où leur conformation crâniale est achevée.