Rongeurs
Evaluation de l’effet des antidépresseurs sur les mémoires spatiale et sociale à court et long terme chez des souris modèles de la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Traitées quotidiennement à l'antidépresseur pendant sept à quinze jours, 160 souris porteuses d'une mutation reproduisant la maladie d'Alzheimer sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et toutes tuées à l'issue pour doser les marqueurs de l'épilepsie. La gravité tient au traitement lui-même, les antidépresseurs pouvant aggraver les activités épileptiques de cette lignée et déclencher des crises. Le projet cherche à savoir si certaines de ces molécules accélèrent le déclin de la mémoire, l'hypothèse du porteur étant qu'une partie d'entre elles l'aggrave et une autre le protège. Deux tests par animal évaluent la mémoire spatiale et sociale, un troisième mesure le "niveau de résignation" des souris, sans qu'aucun de ces tests soit nommé.
Objectifs
Dans ce projet, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées qui développent la maladie d’Alzheimer et des activités épileptiques. Nous étudierons les effets de 3 antidépresseurs sur les déficits mnésiques de ces souris à court et long terme dans 2 modalités : spatiale et sociale puis nous vérifierons l'effet antidépresseur de ces 3 molécules via un troisième test évaluant le niveau de résignation des animaux. Compte-tenu des connaissances actuelles sur les mécanismes d’action des antidépresseurs et de nos travaux antérieurs, nous suspectons un effet aggravateur de certains antidépresseurs et un effet protecteur pour d’autres sur les déficits mnésiques présents dans le cadre de la MA. Notre projet pourrait, à long terme, permettre de ralentir l’apparition des déficits mnésiques chez les patients atteints de la MA en remplaçant les traitements antidépresseurs aggravateurs par d’autres traitements ayant des bénéfices au moins similaires mais non responsables de l’accélération du déclin cognitif.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de déterminer si certains antidépresseurs accélèrent le déclin cognitif présent chez les souris modèles de la maladie d’Alzheimer et si d'autres ont un rôle protecteur vis-à-vis de ces mêmes déficits. Ainsi, si notre hypothèse se vérifie, ce projet justifiera la mise en place d’études cliniques permettant de tester cette hypothèse chez les patients. A long terme, ce projet pourrait donc permettre de mieux adapter les traitements antidépresseurs et ainsi apporter un bénéfice considérable aux patients atteints de la MA en évitant de majorer leurs déficits mnésiques.
Procédures
Les animaux recevront un traitement antidépresseur administré quotidiennement par voie orale dans l'eau de boisson ou par injections pendant 7 à 15 jours. Ils seront ensuite soumis à des tests comportementaux (2 tests par animaux) permettant d'évaluer leurs mémoires spatiale et sociale à court et long terme ainsi que leur niveau de résignation, mesure du niveau de dépression.
Impact sur les animaux
Certains antidépresseurs, en traitement chronique prolongé peuvent exacerber les activités épileptiques menant à l'apparition de crises d'épilepsie dans certains cas. Ces crises d'épilepsie sont responsables d'une altération du bien-être des animaux. Degré de sévérité : Sévère. Dans le cas où nous réaliserons des injections, celles-ci peuvent générer un stress modéré de courte durée. Les pesées peuvent entrainer un stress léger de quelques dizaines de secondes. Enfin, le test de résignation peut induire un stress modéré d’une courte durée (6 minutes).
Devenir
L’ensemble des animaux seront mis à mort afin de quantifier les marqueurs biologiques de l’épilepsie.
Remplacement
Le projet a pour objectif d’évaluer l’effet des antidépresseurs sur les déficits mnésiques dans la maladie d’Alzheimer (MA) à court et long terme. L'épilepsie comme la dépression dépendent d'interactions qui se font entre différentes régions cérébrales au sein de larges réseaux, qui ne peuvent pas être mimées dans de simples cultures cellulaires. Une approche par modélisation informatique des interactions entre maladie d'Alzheimer, épilepsie et antidépresseur ne pourra se faire que sur la base de données expérimentales qui ne sont que parcellaires pour le moment. Ainsi, nous sommes dans l’obligation d’utiliser un modèle murin de la MA qui ne peut donc être remplacé par aucun autre modèle.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe (n= 8) a été déterminé sur la base de nos études antérieures de sorte à avoir une puissance statistique suffisante (>0.80) pour les analyses nécessaires aux comparaisons intergroupes (5 différents traitements) et intragroupes (comparaisons de chaque essai avec la première exposition au stimulus).
Raffinement
Les animaux sont habitués à l'expérimentateur lors de 3 séances de manipulation de 10 minutes par souris avant le début des tests comportementaux. Les animaux seront suivis quotidiennement par des personnels formés au soin. Les antidépresseurs utilisés dans ce projet sont susceptibles d’induire une aggravation des activités épileptiques présentes chez les souris modèles de la MA. Ce phénomène pourrait être à l’origine d’une altération du bien-être des animaux. La durée de traitement sera comprise entre 7 et 15 jours dans tous les cas. Les tests comportementaux sont susceptibles d’induire du stress dû à la manipulation répétée des animaux et à leur changement d’environnement. Pour réduire ce stress, les animaux seront soumis à un jour d’habituation. Celle-ci comprendra une période d’habituation à la pièce dans laquelle seront réalisés les tests comportementaux qui durera 30 minutes suivies de 3 sessions de 6 minutes d’habituation.
Choix des espèces
Dans ce projet, nous utiliserons des souris transgéniques modèles de la maladie d’Alzheimer (MA). Cette lignée reproduit de nombreuses caractéristiques de la pathologie observées chez l’humain : plaques amyloïdes, déclin cognitif progressif et activités épileptiques, entre autres. Cette lignée constitue donc un modèle idéal pour l’étude des effets des antidépresseurs sur les déficits mnésiques dans la MA. Nous avons bien caractérisé le phénotype épileptique de ces souris et sommes actuellement en train de caractériser l’effet des antidépresseurs sur leur épilepsie. Les animaux seront inclus dans le protocole à l’âge adulte, entre 2 et 8 mois selon les traitements antidépresseurs administrés. En effet, à 2-3 mois, les souris modèles de la MA sont à un stade précoce de la maladie d’Alzheimer. Elles présentent déjà des activités épileptiques mais pas encore de déficits mnésiques à court comme à long terme. Ainsi, si notre hypothèse se confirme, il sera plus facile pour nous de mettre en évidence un effet aggravateur des traitements antidépresseurs sur les capacités mnésiques des animaux à cet âge. A 8 mois, les souris modèles de la MA sont à un stade avancé de la maladie d’Alzheimer. Elles présentent à la fois des activités épileptiques et des déficits mnésiques à court et long terme. Ainsi, si notre hypothèse se confirme, il sera plus facile pour nous de mettre en évidence un effet protecteur des traitements antidépresseurs sur les capacités mnésiques des animaux à cet âge.
Evaluation des effets de composés pharmacologiques sur l’hypertension artérielle chez le rat par une méthode non invasive « tail-cuff »
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
600 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent le composé à tester par injection ou par une pompe implantée sous la peau pendant six mois, subissent des prélèvements sanguins une à deux fois par semaine, un isolement pour recueillir les urines, et une heure de mesure de tension par jour pendant deux semaines. La souche retenue développe spontanément une hypertension, ce que le porteur présente comme un avantage sur la souris et comme un moyen de limiter le recours aux chiens. Il conclut qu'avant de proposer un antihypertenseur aux humains, "il est indispensable" de vérifier chez un animal qu'il est efficace et sans danger.
Objectifs
L’hypertension artérielle est la maladie chronique la plus fréquente en France. Elle est responsable d’environ la moitié des décès liés aux accidents vasculaires cérébraux et aux maladies cardiaques. Chaque année, elle cause environ 9,4 millions de décès dans le monde selon l'organisation mondiale de la santé. Les objectifs du projet sont de : 1- Développer de nouveaux traitements : Trouver des médicaments efficaces pour traiter l’hypertension artérielle et prévenir les complications graves. 2- Evaluer la sécurité des traitements : Vérifier qu’un nouveau traitement n’a pas d’effets indésirables sur la pression artérielle avant de passer aux essais cliniques chez l’humain.
Bénéfices attendus
L’hypertension est une maladie chronique très répandue qui nécessite souvent un traitement à vie. Bien que les médicaments actuels soient généralement efficaces, ils présentent des limites : - Effets secondaires parfois importants. - Difficulté pour certains patients à suivre leur traitement sur le long terme. - Variabilité de l’efficacité selon les individus. Ce projet vise à évaluer de nouveaux traitements contre l’hypertension, qui pourraient offrir des améliorations significatives : -Efficacité accrue : Réduction de la pression artérielle de manière plus rapide et durable. -Moins d’effets secondaires : Rendre les traitements plus tolérables pour améliorer le confort des patients. -Prise simplifiée : Développer des médicaments à libération prolongée, nécessitant moins de prises quotidiennes. -Traitement des cas résistants : Proposer des solutions pour les patients dont l’hypertension ne répond pas aux traitements actuels. -Bénéfices pour le cœur : Réduire les risques de complications graves comme les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux.
Procédures
Les interventions prévues sur les animaux consistent à : - Administrer le traitement à tester, soit par injection, soit en utilisant une petite pompe implantée nécéssitant une chirurgie légère d'implantation de la pompe sous la peau de l'animal (le traitement dure généralement moins de 6 mois). - Collecter des échantillons d'urine sur animal vigile sur une période de moins de 24 heures. - Collecter des échantillons de sang 1 à 2 fois par semaine en moyenne sur la durée de l’étude. Selon le volume de sang nécessaire, l’animal sera soit vigile, soit anesthésié. - Mesurer la tension artérielle pendant environ 1 heure par jour sur une durée de 2 semaines.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont : - Du stress ou une légère douleur causés par l’administration du traitement ou par l’implantation d’une petite pompe, ce qui peut nécessiter de les maintenir immobiles pendant un moment. - Du stress lié à l’isolement temporaire pour collecter l’urine ou lors des prélèvements sanguins.
Devenir
A la fin de l’expérimentation, tous les animaux sont euthanasiés. Pour cela, l’animal toujours anesthésié sera euthanasié par un surdosage d'anesthésiant chimique. L'euthanasie des animaux est réalisée par le personnel compétent, tutoré et habilité.
Remplacement
Malheureusement, il n'existe pas encore de méthode capable de remplacer totalement les tests sur les animaux pour évaluer les traitements contre l'hypertension. Cette maladie complexe résulte de plusieurs facteurs (génétiques, environnementaux) et touche différents organes comme le cœur, les vaisseaux, les reins et le système nerveux. Les tests en laboratoire sur des cellules sont utiles pour comprendre certains aspects, mais ils ne suffisent pas à prouver l’efficacité d’un traitement. Avant de proposer un médicament contre l’hypertension aux humains, il est indispensable de vérifier qu’il est efficace et sans danger dans un modèle animal pertinent.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés pour ce projet a été calculé avec soin pour en utiliser le moins possible, tout en garantissant des résultats fiables. Le modèle et le protocole choisis réduisent les différences entre les animaux, ce qui limite leur nombre nécessaire. De plus, nous prévoyons de tester plusieurs doses en même temps quand cela est possible, afin d’éviter de répéter les tests sur les mêmes groupes, comme ceux qui ne reçoivent pas de traitement ou un traitement de référence
Raffinement
Tout est mis en œuvre pour réduire la douleur, la souffrance et le stress des animaux : - Les rats sont hébergés par deux ou plus par cage pour encourager les interactions sociales et diminuer leur stress. Leur environnement est enrichi avec des matériaux comme de la frisure de papier pour qu’ils puissent construire des nids. - Les zootechniciens vérifient quotidiennement leur comportement, leur santé générale et l’hygiène de leur cage. - Les manipulations sont effectuées avec douceur par du personnel formé pour qu’elles soient aussi rapides et stressantes que possible. En cas d’implantation de pompes osmotiques, les rats reçoivent une anesthésie, des antidouleurs et des antibiotiques pour prévenir tout inconfort ou problème. Des critères stricts (appelés points limites) permettent d’intervenir rapidement si un animal montre des signes de souffrance, avec des soins adaptés ou l’arrêt du traitement si nécessaire.
Choix des espèces
L’expérimentation animale est essentielle pour étudier les maladies cardiovasculaires et métaboliques, qui sont complexes et impliquent plusieurs problèmes de santé en même temps. Nous utilisons un nombre minimum d’animaux, en choisissant ceux qui sont les moins sensibles au niveau nerveux et qui offrent les meilleures chances d’obtenir des résultats utiles. Les rongeurs, notamment les rats, sont privilégiés, ce qui limite l’utilisation d’autres animaux comme les chiens. Les rats sont un modèle idéal car leur hypertension ressemble beaucoup à celle de l’homme. De plus, il existe des rats qui développent naturellement une hypertension, ce qui les rend plus adaptés que les souris. Certaines souches de rats présentent également d’autres pathologies, comme le diabète, qui peuvent être liées à l’hypertension. Nous utilisons uniquement des rats adultes (âgés de 8 semaines ou plus), conformément aux données scientifiques disponibles.
étude du rôle des mécanismes moléculaires et facteurs hormonaux liés aux troubles locomoteurs chez la souris 1/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Deux injections dans le canal rachidien à quatre semaines d'intervalle, une pompe osmotique implantée sous la peau, des enregistrements musculaires sous anesthésie et des biopsies de queue : 7 046 souris vont être utilisées, dont 3 200 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une partie porte une mutation reproduisant la sclérose latérale amyotrophique, avec la perte des neurones moteurs et la dégradation musculaire qui l'accompagnent. Le porteur écrit pourtant qu'aucun effet indésirable n'a été décrit chez les animaux qui seront utilisés, tout en signalant par ailleurs une mobilité altérée liée au modèle. Chaque souris est mise à mort pour prélever sa moelle épinière et ses muscles.
Objectifs
Le projet vise à comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine du déclin locomoteur dans le contexte du vieillissement et des maladies neurodégénératives. La découverte de nouvelles stratégies thérapeutiques, en lien avec le mécanisme chargé de la dégradation de composants intercellulaires et les neurones, pourrait permettre de prévenir/traiter le déclin de nos fonctions locomotrices lié à l'âge et des maladies associées aux problèmes moteurs. Ces travaux de recherche devraient permettre de tester l’efficacité de ces thérapies. Le projet se déroule sur 2 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à améliorer notre connaissance des mécanismes impliqués dans le vieillissement et les maladies dégénératives. D'un point de vue biomédical, il pourrait conduire à l'identification de nouvelles stragégies thérapeutiques pour prévenir et/ou traiter le déclin lié à l'âge ou les maladies neurodégénératives, ce qui constitue actuellement un défi prioritaire pour les systèmes de santé du monde entier. Enfin, d’un point de vue thérapeutique, cette étude pourrait conduire à l’identification de cibles thérapeutiques dans le traitement de ces troubles.
Procédures
Les interventions subies par les animaux sont: - Deux injections intrathécales (10 minutes sous anesthésie par intrapéritonéal et sous analgésique en pré (30 minutes avant le début de la procédure) chirurgie puis 24 et 48 heures plus tard) espacées de 4 semaines. Pose d'une pompe osmotique sous-cutanée sous anesthésie et sous analgésie (en pré (30 minutes avant le début de la procédure) chirurgie puis 24 et 48 heures plus tard). Des tests de locomotion seront effectués, ainsi qu’un enregistrement musculaire sous anesthésie par voie intrapéritonéale. Au total, les souris recevront un maximum de 3 injections intrapéritonéal (durée totale de 15 secondes). Ces interventions seront fait dans l'établissement utilisateur 1. De plus, des biopsies de la queue seront effectuées dans l'établissement utilisateur 2 pour génotyper les souris.
Impact sur les animaux
Mobilité altérée liée au modèle sclérose latérale amyotrophique. Injection intrapéritonéale: peut causer une douleur légère due à la piqûre. Chirurgies (injections intrathécales ou pose de pompe osmotique): peut provoquer du stress dû à l'anesthésie et au dessèchement des yeux. Aucun effet indésirable n'a été décrit chez les animaux qui seront utilisés. La biopsie peut provoquer une douleur légère.
Devenir
Chaque animal sera mis à mort afin de prélever des tissus pour l'analyse moléculaire (moelle épinière et muscle).
Remplacement
La souris est le modèle le plus pertinent pour notre étude, car elle présente des similarités physiologiques avec les pathologies humaines. Il n'existe pas de modèle in vitro.
Réduction
Le nombre de souris est réduit à son minimum. De nombreux tissus seront collectés après mise à mort, afin d'approfondir les études moléculaires, cellulaires et protéomiques. Chaque souris génèrera donc de nombreuses informations. De plus nous avons déterminé le nombre de souris par groupe en fonction de données de la littérature et grâce à l'utilisation d'un outil statistique.
Raffinement
Les souris bénéficieront de coton, de tunnels et de bâtonnets de bois à ronger afin de les occuper et afin qu’elles puissent se construire un nid. Les souris seront surveillées quotidiennement par les membres qualifiés de l'animalerie afin de détecter tout signe de douleur. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale et un analgésique sera administré en pré- et post-opératoire. A la suite de la chirurgie la souris sera réveillée au chaud et surveillée pendant les heures qui suivent et la bonne cicatrisation sera observée tous les jours durant la semaine qui suit l’opération par la personne en charge du protocole. Des points limites spécifiques à chaque étape ont été définis. Tout animal en souffrance sans possibilité de le soulager sera mis à mort.
Choix des espèces
La souris a été choisie pour notre étude sur les problèmes de locomotion dans un modèle de sclérose latérale amyotrophique (SLA). Ce modèle, créé en modifiant un gène spécifique, reproduit bien les troubles moteurs observés dans cette maladie. Il permet d’étudier à la fois les formes familiales et non familiales de la SLA, et simule la perte des cellules nerveuses responsables du mouvement, ce qui conduit à une dégradation des muscles. Ce modèle nous aide aussi à étudier comment certains processus biologiques, comme le fonctionnement des cellules, influencent la locomotion à différents stades de vieillissement. Le projet consiste à utiliser des souris âgées de 3 mois et de 16 mois, soumises à des tests pour observer leurs comportements. Ces deux âges ont été choisis pour représenter les stades jeunes et âgés des souris, ce qui permettra de comparer leurs capacités de mouvement et de mieux comprendre comment le vieillissement affecte ces fonctions. À 3 mois, les souris sont en pleine forme physique, tandis qu’à 16 mois, des signes de déclin moteur liés à l’âge commencent à apparaître. Parallèlement, des souris porteuses d’une mutation génétique associée à la SLA (sclérose latérale amyotrophique) seront utilisées à 10 jours et à 3 mois. À 10 jours, l'objectif est de vérifier leur génotype pour déterminer si elles portent ou non la mutation génétique. À 3 mois, les premières altérations motrices liées à la SLA commencent à se manifester, ce qui permet de suivre l’évolution de la maladie au fur et à mesure.
Etude du rôle de l’enzyme Alox15 sur la fonction endothéliale lymphatique EU 2/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Injectées cinq jours de suite dans l'abdomen pour bloquer l'enzyme Alox15, 440 souris femelles subissent ensuite soit une greffe de cellules tumorales, soit une chirurgie destinée à provoquer un lymphœdème de la patte. Vient une lymphographie sous anesthésie générale, avec injection dans la patte saine et dans la patte gonflée, puis observation des vaisseaux au stéréomicroscope. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et se déroulent dans deux établissements, entre lesquels les souris sont transportées. Toutes sont mises à mort à la fin de chaque procédure pour prélever les tissus, le porteur affirmant que l'inflammation chronique et la croissance tumorale ne sont modélisables par aucune approche sans animaux.
Objectifs
Le systeme lymphatique a pour but de drainer des fluides tissulaires afin de les ramener a la circulation sanguine au niveau de la veine sous-claviere. Il est implique dans le transport des graisses et des macromolecules et joue un role important dans l’immunite en transportant les cellules de l’inflammation. Le reseau lymphatique est egalement implique dans de nombreuses pathologies telles que le lymphoedeme, le psoriasis, la polyarthrite rhumatoide et dans la dissemination metastasique. Le lymphoedeme est le resultat d’une obstruction ou d’une perturbation du systeme lymphatique provoquant l’accumulation de fluide dans les tissus interstitiels. Le lymphoedeme est une pathologie douloureuse et handicapante, qui survient apres la chirurgie du cancer, cependant aucune therapie visant la regulation du dysfonctionnement de ce reseau lymphatique n’est proposee. Lors d’une étude chez les patientes ayant développé un lymphoedème après cancer du sein, nous avons mis en évidence l’absence de lipides spécialisés dans la résolution de l’inflammation générés par l’enzyme ALOX15. Dans cette étude, nous proposons de traiter les animaux avec ces lipides afin de déterminer lesquels sont responsables de l’inflammation chronique. En parallèle, nous étudierons si l’absence de ces lipides peut influencer la lymphangiogenèse tumorale et avoir des conséquences sur la dissémination métastatique. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes de la résolution de l’inflammation associés au système vasculaire lymphatique. Il fournira de nouvelles pistes d’exploration visant à bloquer la diffusion métastatique. Enfin, il permettra d’établir comment réduire l’apparition des lymphoedèmes post-cancer à l’aide des médiateurs de la résolution de l’inflammation.
Procédures
Les animaux seront soumis à jusqu'à 3 interventions au total. Ensuite, l'inhibition de l'expression de la 15- lipoxygenase est effectuée par injection intraperitonéale d'un inducteur en vigil pendant 5 jours consécutifs. Après, ils seront soumis à une injection de cellules tumorales ou à une procédure chirurgicale ayant pour but d'induire le lymphoedème secondaire sous anesthésie générale (durée
Impact sur les animaux
Les chirurgies ainsi que le developpement de tumeurs vont engendrer des douleurs moderees et un leger stress sur l'animal.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure afin de récolter les tissus nécessaires aux expériences du projet.
Remplacement
L’inflammation chronique fait intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modelisables par des approches in vitro. C’est pourquoi, le recours a l’experimentation animale est l’unique approche permettant de comprendre les impacts physiologiques de cette molécule dans la fonction endothéliale lymphatique. De meme, la croissance tumorale fait intervenir de nombreux partenaires cellulaires et processus pathologiques (cellule endotheliale lymphatique, inflammation, tissu adipeux..), il n'y a aucune strategie de remplacement pour l'etude de ces processus physio(patho)logiques, ni aucune strategie de remplacement du modele animal qui permet de repondre aux questions adressees par ce projet
Réduction
Afin de reduire le nombre d'animaux utilises dans le cadre de ce projet, nous utiliserons en grande majorite uniquement les femelles car cette partie du projet rentre dans le cadre du traitement du lymphoedème après cancer du sein. De plus, le nombre d'animaux utilises par groupe est reduit a son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre est calcule de maniere a donner des resultats statistiquement significatifs afin de delimiter l'effet du genotype, du temps et/ou du traitement.
Raffinement
Les animaux sont places en piece d'acclimatation lors de leur arrivee a la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie competent qui verifie leur etat et place de l'enrichissement (carre de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de differents cartons de transport ne sont jamais melanges lors de la repartition dans les cages d'hebergement. Les animaux seront heberges en cage de 4 ou 5 et seront acclimates pendant une periode de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-etre de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillees quotidiennement selon les directives europeennes relatives a l'hebergement des animaux de laboratoire. De plus, pour chaque procedure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffant et les conditions d’anesthesie generale avec analgesique sont realisees pour une meilleure prise en compte de la douleur. Enfin, pour un meilleur raffinement, les souris a euthanasier seront placees dans une salle isolee du reste des souris et les manipulations post-euthanasies seront realisees dans une troisieme piece.Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport).
Choix des espèces
Le choix de l’espece s’est oriente vers la souris car l'invalidation genique de l’enzyme Alox15 a ete generee seulement dans cette espece. Nous utiliserons en particulier dans ce projet des souris conduisant a une invalidation de Alox15 de maniere tissu-specifique dans les cellules endotheliales lymphatiques. Afin de ne pas affecter la croissance et la puberte, l'ensemble des procedures sera realisee chez des souris femelles a l'age de 5 semaines. Les procedures seront realisees de 5 a 12 semaines.
Traitement avec de nouvelles molécules inhibitrices sur des modèles de souris xénogreffées avec des cellules leucémiques
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Immunodéficientes par construction, donc incapables de rejeter les cellules leucémiques humaines qu'on leur transplante, 288 souris vont être utilisées dans ce projet, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules prélevées chez des patients atteints de leucémie aiguë lymphoblastique, développent le cancer dans leur moelle osseuse, leur sang et leur rate, puis subissent quatre injections de molécules inhibitrices et un prélèvement de sang à 35 jours, le tout à l'état vigile. Elles sont toutes tuées, en fin de procédure ou à l'atteinte des points limites, pour prélever la moelle et la rate et y doser les cellules leucémiques. Le porteur écrit que le remplacement par des méthodes sans animaux "n'est plus possible à ce stade" du projet, les molécules ayant déjà été testées sur des cellules de patients.
Objectifs
La Leucémie Aiguë Lymphoblastique (LAL) est un cancer du sang. Elle représente environ 1,5 nouveau cas pour 100000 habitants par an, soit environ 1000 nouveaux cas par an en France. Elle se déclare en majorité chez l’enfant de 2 à 5 ans, 75% des malades ont moins de 18 ans, et représente 30% des cancers de l’enfant. Malgré les améliorations du traitement des LAL, les taux de rechute restent élevés (de l’ordre de 25%). Ainsi, pour réduire l’intensité de la chimiothérapie et traiter avec succès les patients en rechute, il est encore nécessaire de développer de nouvelles thérapies. Dans ce projet, nous transplantations des cellules leucémiques issues de patients dans des souris immunodéficients qui vont développer le cancer afin d’étudier l’effet thérapeutique de nouvelles molécules inhibitrices du cancer.
Bénéfices attendus
En effectuant des expérimentations in vitro sur nos modèles de leucémies, nous avons identifié de nouveaux composés qui bloquent la prolifération des cellules cancéreuses. Après avoir validé in vitro leurs efficacités, nous souhaitons maintenant tester leurs efficacités sur nos modèles murins in vivo lors d’études précliniques. Le bénéfice attendu du projet concerne donc la découverte de nouvelles molécules inhibitrices et donc de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement des Leucémies Aiguës Lymphoblastiques.
Procédures
Les animaux vigiles seront soumis à des transplantations de cellules leucémiques. Une seule injection est prévue par souris, durée de 5 minutes par injection. Après la transplantation, des injections des molécules inhibitrices se feront sur animaux vigiles. Quatre injections par souris sont prévues, durée par injection de 5 minutes. Trente-cinq jours après la transplantation, un prélèvement de sang sur animaux vigiles est prévu. Un seul prélèvement par souris, durée du prélèvement de 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux vont développer des cancers (leucémies), avec une multiplication proliférative des cellules leucémiques lymphoblastiques dans la moelle osseuse, le sang et la rate des animaux. Les injections et prélèvements sur animaux vigiles engendreront du stress et de la douleur au point de piqure.
Devenir
La mise à mort sera effectuée sur les animaux soit en fin de procédure, soit lorsque des points limites auront été atteints. Les animaux seront tous mis à mort à l’issue de la procédure afin de prélever des tissus (les moelles osseuses et les rates) afin de doser la présence des cellules leucémiques.
Remplacement
Pour remplacer des modèles animaux, il est parfois possible de travailler sur des cellules ou des tissus (in vitro). Le recours aux modèles in vitro doit être l’objectif du chercheur si son expérimentation le permet. Les anticorps et les immunoliposomes que nous allons tester dans ce projet préclinique ont d’ores et déjà été testé in vitro sur des méthodes alternatives ; sur des cellules primaires isolées de patients, ainsi que sur des lignées cellulaires. Ceci nous permet d’être sûr que ces molécules qui vont être étudiées in vivo sont fonctionnelles sur les cellules cancéreuses. Il nous faut maintenant valider sur des études précliniques in vivo l’efficacité de ces molécules et le remplacement par des méthodes alternatives n’est plus possible à ce stade du projet de recherche.
Réduction
Dans ce projet, nous allons diminuer le nombre d’animaux utilisés à des fins de recherche par : la limitation aux seules expériences considérées comme absolument indispensables. S’il est essentiel d’utiliser le plus petit nombre d’animaux possibles, il faut néanmoins éviter que cet effort de réduction nuise à la fiabilité des résultats. Une réflexion biostatistique a alors été intégrée à la construction de ce projet. Pour les courbes de survie, nous utiliserons des groupes de 7 souris, pour les tests sur la viabilité cellulaire, nous utiliserons des groupes de 5 souris.
Raffinement
Afin de réduire, supprimer ou soulager la douleur ou la détresse des animaux, et ainsi améliorer leur bien-être, en amont des expériences, nous allons planifier les protocoles nous allons aussi planifier et établir les points limites (ou critère d’arrêt anticipé) de la procédure. Afin de limiter le stress des animaux, ils sont placés par groupe de 5 à 10 dans des cages agrémentées d’éléments en carton ou en plastique leur permettant de se regrouper dans un nid. Comme il s’agit d’animaux immunodéficients, un couvercle filtrant sera placé sur toutes les cages. La litière des cages est changée une fois par semaine et les animaliers veillent quotidiennement à ce que les animaux ne manquent ni d’eau, ni de nourriture. Afin qu’une prise en charge des animaux puisse se faire le plus rapidement possible, nous communiquerons les points limites au personnel de l’animalerie. Après le prélèvement de sang et les injections, nous donnons des soins adéquats, la queue de la souris en légèrement pincée pendant 30 secondes pour éviter tout saignement. Les souris pour lesquelles nous avons prélevé le sang ou injecté sont placées dans une nouvelle cage et dans une litière propre. Une surveillance des animaux sera également réalisée par les expérimentateurs tout le long de la procédure (au minimum 2 fois par semaine puis tous les jours après 35 jours). Nous avons établi les points limites de nos procédures expérimentales. Les procédures d’euthanasie appropriées seront appliquées des lors où un des points limites est observé.
Choix des espèces
Pour qu’un nouveau traitement puisse être étudié en thérapie clinique, il est nécessaire de mener des études précliniques, afin de prouver son efficacité, d'optimiser les dosages mais aussi d'identifier ses effets indésirables possibles. Les études précliniques nécessitent d’avoir recours à des animaux. Nous disposons d’échantillons de cellules leucémiques provenant de patients que l’on peut transplanter à des souris immunodéficientes. Quelques semaines après l’injection, les cellules leucémiques humaines sont présentes dans la moelle osseuse et la rate des souris qui constituent un modèle d’étude reproduisant la physiopathologie de cette maladie. Ces études ne peuvent se réaliser que dans le modèle murin. L’hématopoïèse et la leucémogenèse des souris (mus musculus) est celle qui se rapproche le plus de l’homme. Les animaux âgés entre 2 et 5 mois seront utilisés, ceci correspond à un âge optimal pour la greffe des cellules leucémiques.
Etude du rôle de l’enzyme Alox15 sur la fonction endothéliale lymphatique EU 1/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Transportées entre deux établissements selon une charte de transport, 440 souris femelles vont être utilisées dans ce projet, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent cinq jours d'injections intrapéritonéales à l'état vigile pour éteindre un gène, puis une greffe de cellules tumorales ou une chirurgie provoquant un lymphœdème, avant une lymphographie sous anesthésie au terme de laquelle elles sont tuées sans réveil. L'objet est de comprendre pourquoi les lipides produits par l'enzyme ALOX15 manquent chez les patientes qui développent un lymphœdème après un cancer du sein. Sur le remplacement, le porteur affirme qu'il n'existe "aucune stratégie de remplacement" pour ces processus, la réduction se limitant à n'utiliser que des femelles.
Objectifs
Le système lymphatique a pour but de drainer des fluides tissulaires afin de les ramener à la circulation sanguine au niveau de la veine sous-clavière. Il est impliqué dans le transport des graisses et des macromolécules et joue un rôle important dans l’immunité en transportant les cellules de l’inflammation. Le réseau lymphatique est également impliqué dans de nombreuses pathologies telles que le lymphoedème, le psoriasis, la polyarthrite rhumatoïde et dans la dissémination métastasique. Le lymphoedème est le résultat d’une obstruction ou d’une perturbation du système lymphatique provoquant l’accumulation de fluide dans les tissus interstitiels. Le lymphoedème est une pathologie douloureuse et handicapante, qui survient après la chirurgie du cancer, cependant aucune thérapie visant la régulation du dysfonctionnement de ce réseau lymphatique n’est proposée. Lors d’une étude chez les patientes ayant développé un lymphoedème après cancer du sein, nous avons mis en évidence l’absence de lipides spécialisés dans la résolution de l’inflammation générés par l’enzyme ALOX15. Dans cette étude, nous proposons de traiter les animaux avec ces lipides afin de déterminer lesquels sont responsables de l’inflammation chronique. En parallèle, nous étudierons si l’absence de ces lipides peut influencer la lymphangiogenèse tumorale et avoir des conséquences sur la dissémination métastatique. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes de la résolution de l’inflammation associés au système vasculaire lymphatique. Il fournira de nouvelles pistes d’exploration visant à bloquer la diffusion métastatique. Enfin, il permettra d’établir comment réduire l’apparition des lymphoedèmes post-cancer à l’aide des médiateurs de la résolution de l’inflammation.
Procédures
Les animaux seront soumis à jusqu'à 3 interventions au total. Ensuite, l'inhibition de l'expression de la 15-lipoxygenase est effectuée par injection intraperitonéale d'un inducteur en vigil pendant 5 jours consécutifs. Après, ils seront soumis à une injection de cellules tumorales ou à une procédure chirurgicale ayant pour but d'induire le lymphoedème secondaire sous anesthésie générale (durée
Impact sur les animaux
Les chirurgies ainsi que le développement de tumeurs vont engendrer des douleurs modérées et un léger stress sur l'animal.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure afin de récolter les tissus nécessaires aux expériences du projet.
Remplacement
L’inflammation chronique fait intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modélisables par des approches in vitro. C’est pourquoi, le recours à l’expérimentation animale est l’unique approche permettant de comprendre les impacts physiologiques de cette molécule dans la fonction endothéliale lymphatique. De même, la croissance tumorale fait intervenir de nombreux partenaires cellulaires et processus pathologiques (cellule endothéliale lymphatique, inflammation, tissu adipeux..), il n'y a aucune stratégie de remplacement pour l'étude de ces processus physio(patho)logiques, ni aucune stratégie de remplacement du modèle animal qui permet de répondre aux questions adressées par ce projet.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés dans le cadre de ce projet, nous utiliserons en grande majorité uniquement les femelles car cette partie du projet rentre dans le cadre du traitement du lymphoedème après cancer du sein. De plus, le nombre d'animaux utilisés par groupe est réduit à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre est calculé de manière à donner des résultats statistiquement significatifs afin de délimiter l'effet du génotype, du temps et/ou du traitement.
Raffinement
Les animaux sont placés en pièce d'acclimatation lors de leur arrivée à la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie compétent qui vérifie leur état et place de l'enrichissement (carré de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de différents cartons de transport ne sont jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d'hébergement. Les animaux seront hébergés en cage de 4 ou 5 et seront acclimatés pendant une période de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-être de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillées quotidiennement selon les directives européennes relatives à l'hébergement des animaux de laboratoire. De plus, pour chaque procédure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffant et les conditions d’anesthésie générale avec analgésique sont réalisées pour une meilleure prise en compte de la douleur. Enfin, pour un meilleur raffinement, les souris à euthanasier seront placées dans une salle isolée du reste des souris et les manipulations post-euthanasies seront réalisées dans une troisième pièce. Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport).
Choix des espèces
Le choix de l’espèce s’est orienté vers la souris car l'invalidation génique de l’enzyme Alox15 a été générée seulement dans cette espèce. Nous utiliserons en particulier dans ce projet des souris conduisant à une invalidation de Alox15 de manière tissu-spécifique dans les cellules endothéliales lymphatiques. Afin de ne pas affecter la croissance et la puberté, l'ensemble des procédures sera réalisée chez des souris femelles à l'âge de 5 semaines. Les procédures seront réalisées de 5 à 12 semaines.
Impact de l’exposition périnatale à un régime occidental et de nanoparticules de plastique sur la fonction de barrière et la susceptibilité de la muqueuse intestinale à développer des pathologies chroniques
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Des gavages, des injections sous-cutanées et des prélèvements de sang, chez des femelles gestantes puis allaitantes exposées à un régime riche en graisses et en sucres et à des nanoparticules de polystyrène. 2 104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes, dont 768 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Il s'agit de mesurer si cette exposition périnatale fragilise la barrière intestinale et favorise allergies alimentaires, maladies inflammatoires de l'intestin et désordres métaboliques. Le porteur écarte les analgésiques et les anti-inflammatoires, qui "risquent d'interférer" avec l'expérimentation, et décrit les atteintes en une ligne, du stress lié aux gavages et une douleur due aux colites, pour 768 souris classées en souffrance sévère.
Objectifs
Les plastiques sont utilisés dans une multitude d’emballages alimentaires et leur production mondiale atteint plus de 450 millions de tonnes par an et, moins de 10 % des plastiques sont recyclés, ce qui augmente leur rejet dans l’environnement et conduit à une distribution omniprésente de débris plastiques dans l’environnement. Les plastiques persistent longtemps dans l'environnement où, soumis au climat, ils se fragmentent en particules de nanoplastique (NPL). Ainsi, les populations humaines sont exposées au NPL dans leur vie quotidienne avec des effets inconnus sur la santé. Le polystyrène représente plus d’un tiers de la contamination plastique de l’environnement. Il est largement utilisé dans les emballages alimentaires mais son processus de recyclage a été reporté à 2030 en France. Parallèlement à l’augmentation de la production et de l’utilisation des plastiques, le nombre de patients atteints de maladies non transmissibles (MNT) ne cesse d’augmenter dans le monde. Parmi ces MNT, les réactions alimentaires indésirables (RAI) et les maladies inflammatoires de l’intestin (MICI). Les MNT sont multifactorielles impliquant des facteurs génétiques et environnementaux. L’alimentation humaine est un facteur environnemental majeur des MNT, qui a été radicalement modifié au cours des dernières décennies. L'objectif de ce projet est d'étudier tout risque pour la sécurité alimentaire, lié à la dissémination des NPL dans l'environnement et à leur transfert dans l'alimentation (emballages alimentaires…) associés à un régime alimentaire riche en graisses et en sucre (régime occidental). En effet, le régime occidental pourrait exacerber la diffusion du NPL et avoir des conséquences délétères, comme cela a été démontré pour le polystyrène (PS) sur le métabolisme lipidique du poisson zèbre. En fonction des résultats obtenus, nous étudierons les mécanismes impliqués en nous focalisant sur le microbiote et la perméabilité intestinale.
Bénéfices attendus
A terme, ce projet permettra de comprendre l'impact d'une exposition périnatale à une alimentation occidentale couplée à des nanoparticules de plastique vieillies sur le développement et l'homéostasie de la fonction de barrière de la muqueuse intestinale chez le jeune et l'adulte. Dans un deuxième temps, ce projet permettra de définir l'impact d'une exposition à un régime occidental couplée à des nanoparticules de plastique sur la susceptibilité de la muqueuse intestinale à développer (1) une intolérance ou une allergie orale à certain antigène alimentaire comme l’ovalbumine (2) des inflammations ou (3) un désordre métabolique. Ce projet permettra donc de définir les liens de causalités entre certains composants de l’environnement et le développement de l’intolérance ou l'allergie alimentaire, des MICI ou un désordre métabolique ainsi qu'une meilleure compréhension des mécanismes impliqués. Une meilleure compréhension de ces maladies permettra alors une meilleure prise en charge thérapeutique.
Procédures
Les animaux seront soumis a des gavages (1 maximum par procédures). Des injections sous cutanées (2 maximum par procédures) et des prélèvements sanguins. chacun de ces actes prend moins d'une minute.
Impact sur les animaux
stress suite aux gavages/administrations/prélèvements, la douleur est due aux colites
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés. Les organes seront prélevés et utilisés pour des analyses ultérieures en laboratoire
Remplacement
Le développement d'intolérance ou d'allergie alimentaire, des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) ou de désordres métaboliques chez l’Homme est un processus long et complexe mettant en jeu de nombreux facteurs génétiques et environnementaux. Les modèles murins mimant les pathologies humaines sont la seule solution actuelle pour obtenir des données avec une relevance physiologique correcte. Pour atteindre les objectifs de nos études, il est nécessaire d'utiliser des modèles in vivo capables de tenir compte de nombreuses voies physiologiques intégrées. Actuellement, il n'existe pas de méthodes alternatives à ces études in vivo. L'espèce animale utilisée dans ce projet (souris) offre la possibilité de développer de nombreux modèles mimant plusieurs pathologies humaines comme en témoignent les nombreuses références bibliographiques concernant les intolérances/allergies alimentaires, les MICI et les désordres métaboliques. Par ailleurs, cette espèce présente certains intérêts pratiques décisifs justifiant l'utilisation des souris comme modèles dans ce type de projet : faibles coûts, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation et une bonne adaptabilité aux conditions expérimentales. Aucune autre espèce d'animaux n'est disponible. Il est également important de souligner que nous disposons chez la souris d'outils précieux qui sont indispensables pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués.
Réduction
Le nombre de souris utilisé dans chaque expérience a été calculé à minima en tenant compte de la variance biologique des résultats obtenus. Les données obtenus dans les différents groupes seront coomparées statistiquement. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés tous les échantillons prélevés sont stokés à -80°C et dans une banque de données. Ils peuvent être réutilisés ou servir de témoins dans des expériences ultérieures.
Raffinement
Les souris sont hébergées par 5 dans des cages de portoirs ventilés , avec une alternance jour/nuit de 12h/12h. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. Elles ont une maison en plastique et des fibres de carton comme enrichissement. Les animaux ont au minimum une semaine d’acclimatation avant que le protocole ne débute. Des analgésiques, des antalgiques ou des anti-inflammatoires risquent d'interférer avec le cours de notre expérimentation. Nous avons mis en place des critères d'arrêt appliqués selon un arbre décisionnel permettant de mettre fin a d'eventuelles souffrances par euthanasie des souris. Un suivi quotidien est assuré par les membres de la SBEA (Structure en Charge du Bien-Etre Animal) pour apprécier leur etat general.
Choix des espèces
L'espèce animale utilisée dans ce projet (souris) offre la possibilité de développer de nombreux modèles mimant plusieurs pathologies humaines comme en témoignent les nombreuses références bibliographiques (intolérances/allergies alimentaires, les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) et les désordres métaboliques). Par ailleurs, cette espèce présente certains intérêts pratiques décisifs justifiant l'utilisation des souris comme modèles dans ce type de projet : faibles coûts, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation et une bonne adaptabilité aux conditions expérimentales. Il est également important de souligner que nous disposons chez la souris d'outils précieux qui sont indispensables pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. Enfin, les procédures d'intolérance alimentaire (IA) et de MICI utilisées dans ce projet ont été validées que chez la souris. Pour l'expostion périnatale, nous utiliserons des femelles gestantes et allaitantes. Ces souris femelles seront exposées au régime occidental pendant toute la gestation et l'allaitement (sevrage J21). Ces femelles seront également gavaées une fois par jour du 10ieme jour de gestation jusqu'au sevrage des nouveau-nés (J 21). Puis nous étudierons l'impact d'une exposition périnatale au plastique sur: l'homéostasie de la fonction de barriere de la muqueuse intestinale. La mise en place de tolérance orale La susceptibilité et l'aggravation de la colite Le métabolisme du glucose
Impact neurobiologique du contrôle sur l’environnement chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tuées pour l'étude de leur tissu cérébral, sauf 168 d'entre elles qui pourront être proposées à l'adoption ou réutilisées ailleurs, 695 souris vont être utilisées dans ce projet, 384 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Leur accès à l'eau est contrôlé pendant seize semaines, jusqu'à 63 sessions de test, et une partie reçoit des implants de fibres optiques posés au cours d'une chirurgie stéréotaxique pouvant durer cinq heures. De petits jets d'air aversifs sont dirigés près de leurs yeux pendant le conditionnement, et les souris implantées sont hébergées seules pour éviter que leurs congénères n'abîment le matériel. Le porteur qualifie ces jets d'air de "peu voire non douloureux" et présente le contrôle hydrique comme "la seule approche" permettant d'obtenir entre 100 et 300 essais par session.
Objectifs
Le système nerveux peut être envisagé comme un système de contrôle permettant à l’organisme d’adapter constamment ses actions de façon à atteindre ou à rester dans les états les plus avantageux de son environnement. Cependant, différents environnement ou contextes sont plus ou moins contrôlables et on sait qu’une exposition préalable à des contextes contrôlables favorise des stratégies comportementales proactives dans une variété de tâches cognitives, tandis que le manque de contrôle perçu sur les événements, en particulier ceux qui sont stressants, constitue un prédicteur potentiel de troubles psychiatriques prévalents associés à comportements réactifs et habituels, tels que la dépression, l'anxiété, le stress post-traumatique ou les troubles obsessionnelscompulsifs. Ce projet vise à comprendre la manière dont le cerveau du rongeur estime la contrôlabilité de son environnement et, en aval, les mécanismes impliqués dans les adaptations (ou dysfonctions) comportementales associées. Au plan neurobiologique, il s’intéresse principalement au système sérotoninergique, au système dopaminergique et à certains de leurs partenaires pré- et post-synaptiques. L’hypothèse centrale du projet est que les neurones de la 5-HT dans le noyau dorsal du raphé (DRN) diffusent des signaux liés à la contrôlabilité qui régulent à leur tour les activités neurales sous-tendant l'apprentissage, la prédiction et la sélection d'actions dans le cerveau. Plus généralement, l’ambition de ce projet est de démontrer qu’un cadre théorique et computationnel innovant centré sur un principe d’inférence causale permet d’appréhender la diversité des signaux monoaminergiques et leur impact fonctionnel à différentes échelles de temps.
Bénéfices attendus
Au plan scientifique, ce projet devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques et les principes computationnels qui fondent les comportements adaptatifs chez les mammifères. Plus spécifiquement, il vise à montrer comment deux systèmes monoaminergiques (dopamine et sérotonine) sont influencés par des variables environnementales de second ordre (i.e., contrôlabilité et prédictibilité) et comment les signaux qu’il transmettent à de larges territoires cérébraux permettent en retour de coordonner les changements de régime et d’état (physiologiques et comportementaux) vis-à-vis de ces variables. Par exemple, il devrait permettre de comprendre comment l’exposition à des environnements incontrôlables tend à promouvoir une certaine passivité visà-vis des stresseurs et une moindre propension à engager des comportements dirigés vers des buts. Le volet sérotoninergique de ces travaux est particulièrement important car les théories proposées pour rendre compte des activités neuronales et des fonctions cognitives associées à ce système neuromodulateur ont été largement remises en question ces dernières années. L’hypothèse de travail sous-jacente du présent projet est que les modèles théoriques existants —focalisé presqu’exclusivement sur l’apprentissage par renforcement— n’opèrent pas au bon niveau d’abstraction pour comprendre la dynamique fonctionnelle du système sérotoninergique ni pour saisir la nature de ses interactions avec le reste du cerveau (dont le système dopaminergique).
Procédures
Dans le cadre de cette étude, un accès à l’eau contrôlé pourra durer jusque 16 semaines (jusque 63 sessions test), durant lesquelles les besoins hydriques seront satisfaits dans l’appareillage comportemental permettant d’étudier les mécanismes d’apprentissage et de prise de décision. L’impact physiologique sera strictement surveillé. Certains lots d’animaux seront soumis à des injections intrapéritonéales ou sous-cutanées de substances pharmacologiques (maximum de 7 injections sur 21 jours) ou à un traitement par voie orale (jusqu'à 8 semaines) par inhibiteurs de recapture de la sérotonine. Les deux dernières procédures requiéront des chirurgies stéréotaxiques sous anesthésie complète, permettant l'implantation permanente de fibres optiques pour mesurer ou de manipuler l'activité cérébrale au cours des tests comportementaux (jusque 13 semaines). La grande majorité de ces implantations se fera en une seule intervention d’une durée inférieure à 5h. Une minorité se fera en deux fois (première intervention inférieur à 5h, seconde intervention inférieur à 2h). Aucun prélèvement ne sera effectué sur animal vigile (hors indication vétérinaire si nécessaire). Une chirurgie terminale sous anesthésie sera effectuée en vue du prélèvement du cerveau. Aucune des lignées de souris transgéniques utilisées ne présente de phénotype délétère. De même, le profil des substances administrées durant les soins (analgésiques, anesthésiques, hypnotiques) ou durant les expériences (inhibiteurs sélectifs de recapture de la sérotonine, agonistes ou antagonistes des récepteurs sérotoninergiques) est bien caractérisé dans la littérature et n’est pas connu pour entrainer de nuisances ou d’effets indésirables sur les animaux. Cependant, la plupart des protocoles prévus par ce projet implique un niveau de nuisance faible ou modéré pour les animaux principalement lié (i) aux chirurgies stéréotaxiques, (ii) à la restriction hydrique et (iii) à certains stimuli ou méthodes employés au cours des expériences comportementales. Celles-ci sont décrites brièvement ci-dessous et plus en détails dans la section associée à chaque procédure.
Impact sur les animaux
A. Toutes les procédures impliquent un accès à l'eau contrôlé peuvent s’accompagner d’une perte de poids encadrée. Il s'agit de la seule approche permettant d’obtenir un nombre d’essais par session suffisant pour permettre de modéliser les l’apprentissages et de prise de décision (typiquement, entre 100 et 300 par session) dans les expériences de conditionnement instrumental. Les animaux soumis à ce contrôle pourront avoir accès à une supplémentation manuelle les jours non travaillés. En outre, de petits jets d'air (air puff) légèrement aversifs pourront être administrés au cours des expériences de conditionnement, de manière à étudier la manière dont le système sérotoninergique contribue à moduler l'apprentissage dans un contexte comprenant la possibilité de telles stimulations. B. Tous les animaux inclus dans les procédures de pharmacologie aigue ou ayant reçu un implant cérébral feront l’objet d’injections sous-cutanées ou intrapéritonéales (en fonction de la substance injectée) visant soit à traiter la douleur soit à étudier l’impact comportemental ou neurophysiologique de substances agissant sur le système sérotoninergique qui peuvent causer une douleur transitoire et un léger stress dû à la contention. C. Les chirurgies stéréotaxiques nécessaires pour l’implantation de fibres optiques ou d’électrodes entraineront une douleur au niveau du scalp (liée à l’incision) résolue durant les 3 à 5 jours suivants (contrôlée par l’administration d’analgésiques). D. Les animaux implantés avec une fibre ou une lentille pour manipuler ou mesurer les activités cérébrales seront hébergés individuellement pour éviter l’endommagement des implants par leurs congénères. Certains animaux non-implantés seront également hébergé individuellement pour permettre de caractériser l’impact de l’hébergement individuel sur l’apprentissage en condition contrôlable ou incontrôlable, ainsi que l’impact (positif) d’un enrichissement interactif dans les cages. L’hébergement individuel peut en effet induire un profil comportemental de type anxieux, dépressif ou anhédonique chez certains individus.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés pour permettre d'étudier le tissu cérébral à l'issue de chaque procédure, sauf les animaux n'ayant subi aucun traitement pharmacologique et qui pourront donc être proposés à l'adoption ou réemployés à d'autres fins scientifiques.
Remplacement
Les méthodes utilisées nécessitent l’utilisation de modèle murin, notamment pour les évaluations comportementales et les enregistrements neuronaux qui ne peut être remplacées par une autre approche ex vivo pour répondre aux objectifs du projet. Le principe central du projet est en effet d’établir chez le rongeur des liens robustes entre structure et fonction qui ne peuvent être établis chez l’être humain (techniques invasives). Ceci étant dit, ce projet possède également une composante expérimentale chez l'être humain (non décrite ici), l'objectif final étant d'informer et contraindre une théorie de la fonction sérotoninergiques adossé à une théorie computationnelle qui soit applicables aux deux espèces. Grâce à cette approche translationnelle, les modèles mathématiques et statistiques utilisés pour rendre compte du comportement murin auront été largement développés sur la base d'expériences purement comportementales effectuées chez l'être humain, ce qui constitue une stratégie de remplacement efficace.
Réduction
Notre stratégie de réduction s’appuie sur trois piliers principaux : (i) utilisation d’animaux mâles et femelles pour les expériences, (ii) utilisation des individus n’exprimant pas les transgènes d’intérêt comme individus contrôles, (iii) utilisation de design expérimentaux mixtes (facteurs intra- et inter-sujets) et de modèles computationnels pour maximiser l’information apportée par chaque individu Il est difficile de déterminer le nombre exact d'animaux qui seront in fine nécessaires, compte tenu du caractère novateur des paradigmes comportementaux, de la nature multivariée des enregistrements dans des zones encore peu explorées, du conditionnement de certaines expériences aux résultats des précédentes (un autre levier de réduction), et de certains des outils utilisés de conception récente (micro-endoscopie et biosenseurs notamment). Les lots décrits pour chaque procédure sont donc : (i) basés sur des effectifs fréquemment rencontrés dans la littérature pour les expériences pilotes et (ii) estimés grâce à un calcul de puissance statistique s’appuyant sur les expériences pilotes pour les expériences principales. L’acquisition de données pourra en outre être interrompue dès lors que l’information collectée permettra de conclure quant à la validation ou à la réfutation d’une hypothèse donnée. Les lots proposés donnent donc la limite haute du nombre d’animaux qui pourront être utilisés dans ce projet, mais nous nous efforcerons de ne pas tester plus d’animaux que nécessaire en évaluant le niveau d’évidence obtenu au fur et à mesure. Enfin, les animaux produits dans le cadre de ce projet mais non inclus dans les procédures (pour cause de génotype incompatible ou d'excédent) seront proposés aux autres équipes de recherche habilitées de l'institut. Le nombre total d’animaux prévus tient compte du taux d’échec expérimental (entrainement, chirurgies) s’élevant au maximum à 20% des effectifs, ainsi que des expériences pilotes nécessaires pour optimiser le nombre d’animaux inclus dans chaque expérience.
Raffinement
Dans le cadre du projet proposé, pour chaque mesure expérimentale, des points limites sont établis pour éviter la souffrance et garantir le bien-être de l’animal. Les animaux ont accès à de l'enrichissement (abri, matière pour faire un nid, grille, voire tunnel ou roue). Ils pourront également avoir accès à des éléments interactifs offrant ou non un contrôle sur des stimuli affectivement neutres de l’environnement. La nourriture est toujours fournie ad libitum. Notre protocole de contrôle hydrique est basé sur un important travail d’optimisation et de raffinement préalable, qui permet de maximiser le nombre de récompenses obtenues par les animaux dans les appareils de test tout en minimisant la perte de poids associés. Ainsi, les récompenses liquides délivrées au cours des tests comportementaux pourront contenir une faible concentration de glucose afin de maximiser l’engagement des animaux (et donc la quantité totale d’eau absorbée au cours des expériences), tandis qu'une supplémentation est offerte lors des jours non travaillés. Concernant les procédures impliquant une exposition à des stimuli aversifs, nous utiliserons prioritairement de petites bouffées d’air proches des yeux. Ces jets d’air sont généralement considérés comme peu voire non douloureux. Un accès facilité à l’alimentation après chaque intervention est proposé avec hydrogel, croquettes en fond de cage et poudre de croquettes humidifiées (points limites). Pour réduire le stress des animaux, des séances d’habituations sont systématiquement prévues au manipulateur, à la salle d’expérimentation et aux appareillages utilisés. Un accès facilité à l’alimentation après chaque intervention est proposé avec hydrogel, croquettes en fond de cage et poudre de croquettes humidifiées (points limites). Pour réduire le stress des animaux, des séances d’habituations sont systématiquement prévues au manipulateur, à la salle d’expérimentation et aux appareillages utilisés. Enfin, les souris qui devront être hébergées individuellement bénéficieront d'enrichissement supplémentaire et les contacts sensoriels seront maintenus autant que possible (grandes cages divisées en deux par une cloison à trous, cages transparentes et proches les unes des autres).
Choix des espèces
La souris présente de nombreux avantages pour l'étude des systèmes monoaminergiques, leur implication dans l'apprentissage et la prise de décision, ainsi que la modulation des deux premiers par des facteurs environnementaux et affectifs. Des organismes-modèles plus simples tels que la mouche ou le poisson-zèbre sont inadéquats compte tenu de la relative complexité des protocoles comportementaux et des différences génétiques, physiologiques et anatomiques trop marquées en ce qui concerne le système sérotoninergique et ses partenaires. Des lignées de souris transgéniques permettent d'exprimer efficacement des protéines telles que les opsines, indicateurs calciques ou les biosenseurs dans des populations neuronales génétiquement définies (par exemple, lignées SERT-Cre ou DAT-Cre). En outre, les mécanismes de synthèse, de signalisation et de dégradation des systèmes monoaminergiques sont hautement conservés entre la souris et l'être humain. Les protocoles de "résignation acquise" ont par ailleurs montré que les souris comme les humains sont sensibles au contrôle environnemental et que ce contrôle module leurs stratégies d'adaptation ultérieures. Enfin, la miniaturisation et la précision croissante des appareillages comportementaux permettent aujourd'hui d'étudier des fonctions cognitives autrefois testées chez les primates, telles que la prédiction ou l'inférence. Ces résultats constituent d'importants repères pour le projet actuel et font du rongeur le meilleur modèle possible pour ce projet. Les animaux utilisés dans les procédures seront de jeunes adultes entre 12 et 52 semaines (3 à 12 mois), les procédures d'habituation et d'entrainement aux tâches comportementales pouvant être relativement longues. Enfin, l'inclusion d'animaux dans cette fourchette d'âge relativement large devrait permettre de réduire le nombre d'animaux générés pour le projet.
Etude de l’amélioration de la cicatrisation des plaies cutanées de compressions dans le modèle murin diabétique et non diabétique suite à un traitement par des biomatériaux innovants
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Pour tester des biomatériaux censés accélérer la cicatrisation des escarres, 960 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie est rendue diabétique par un régime riche en graisses et en sucres, puis le dos est dépilé et un pli de peau est pincé entre des aimants, une à trois fois, pour provoquer une plaie de compression. Suivent un débridement, la pose du biomatériau, des pansements, des photographies et, pour un groupe, six prélèvements de sang à la queue. Chaque souris est isolée jusqu'à sept jours le temps que la croûte se forme, et le porteur indique que les animaux ne montrent plus de signes de souffrance après quatre jours, selon un score relevé quotidiennement la première semaine.
Objectifs
Objectif du projet : Étudier l’amélioration de la vitesse et de la qualité de cicatrisation des plaies de compression chez des souris diabétiques et non diabétiques, grâce à un traitement par biomatériaux. Les ulcères de pression (escarres) : On estime que 2,5 % de la population américaine souffre de plaies chroniques de type escarres, elles augmentent la morbidité et la mortalité chez les personnes âgées ainsi que les personnes à mobilité réduite. Les patients diabétiques sont d’avantage touchés puisque le diabète entraine une atteinte des nerfs inhibant la sensation de douleur et de la microcirculation ce qui empêche la cicatrisation des plaies de pression. Les traitements actuels des plaies de compression, qui peuvent durer des mois, se basent sur des pansements humides, toutefois les échecs thérapeutiques sont fréquents et les plaies non cicatrisées présentent un risque infectieux élevé. Nous évaluerons l’efficacité des biomatériaux dans des modèles de souris diabétiques et non diabétiques. Les plaies seront induites à l’aide d’aimants qui viendront pincer un pli de peau du dos, une méthode qui reflète les conditions humaines de pression. Nous testerons des biomatériaux innovants, tels que des matrices de collagènes, pour accélérer la cicatrisation des plaies de compression chez la souris. L’ingénierie tissulaire utilise ces biomatériaux pour offrir aux cellules de la peau un environnement à coloniser et ainsi combler la plaie. Différents biomatériaux seront testés pour démontrer leur efficacité dans la cicatrisation des plaies.
Bénéfices attendus
La demande de traitements pour les plaies chroniques connaît une forte augmentation, par conséquent, le besoin de solutions thérapeutiques innovantes, efficaces et accessibles est en nette croissance, en raison du vieillissement de la population et de l'augmentation des comorbidités. Le bénéfice à long terme de l’utilisation de biomatériaux pour le traitement des plaies cutanées de pression se situe dans la prise en charge précoce de ces patients, et une approche préventive, ces solutions permettront de diminuer la douleur, la gravité et la durée des traitements, tout en réduisant les coûts pour les systèmes de santé.
Procédures
Les souris seront anesthésiées pour les manipulations suivantes : 1 dépilation du dos, 1 ou 3 poses d'aimant selon le protocole pour induire la plaie de compression, 1 débridement et mise en place du biomatériau de traitement, soins et prise de photos de la plaie. Un groupe recevera une injection de glucose suivi de 6 prélèvements de sang à la queue sous anesthésie générale. Pour les groupes suivants, un seul prélèvement de sang à la queue sera réalisé sous anesthésie générale afin de mesurer la glycémie. Chaque anesthésie (gazeuse) sera d’environ 10minutes.
Impact sur les animaux
Les procédures impliquant les souris engendrent diverses nuisances. Le stress thermique est causé par la dépilation du dos, tandis que la douleur résulte des plaies de compression, du débridement. Après la chirurgie, la perte de mobilité peut entraîner des difficultés à atteindre la nourriture et l’eau. La peur et la détresse apparaissent lors des manipulations fréquentes pour les pesées, les soins ou les changements de pansements. Les pansements et plaies exposent les animaux à des risques d’arrachage du pansement et au léchage de la plaie, pour cette raison les souris seront isolées maximum 7 jours.
Devenir
La procédure et les prélèvements biologiques nécessitent que tous les animaux soient mis à mort
Remplacement
Avant d’être testés sur des animaux, les biomatériaux sont d'abord évalués sur des cellules de peau humaine cultivées en laboratoire (fibroblastes). Cela permet de choisir les meilleures formulations en fonction de plusieurs critères comme la compatibilité chimique, la survie et la croissance des cellules, ou la production de matrice extracellulaire. Des alternatives en laboratoire, comme les modèles 2D et 3D, existent pour simuler la cicatrisation, mais ils ne recréent pas toutes les interactions complexes des tissus humains. Par exemple, les modèles 3D, qui utilisent du collagène et des cellules, imitent mieux la peau, mais restent incomplets. D'autres méthodes, comme la culture d'organes, conservent mieux les structures cellulaires sur le long terme, mais elles sont coûteuses et ne reflètent pas l’ensemble des interactions du corps. L’ingénierie tissulaire explore de nouvelles approches, mais il est difficile d’obtenir des résultats proches des conditions réelles, surtout pour des maladies complexes comme le diabète, où des inflammations chroniques et des problèmes de vaisseaux sanguins compliquent les choses. Pour ce projet, on utilise une souris de laboratoire spécifique, bien adaptée à un régime qui induit l’obésité et le diabète, et elle a une physiologie vasculaire proche de celle des humains. Cela permet d’étudier les effets de la maladie sur la cicatrisation avec un minimum d’animaux, tout en obtenant des résultats fiables.
Réduction
La procédure de mise au point du protocole d’induction des plaies de compression comporte un nombre deux fois moins important de souris par groupe. En effet le recueil de données qualitatives (et donc sans réalisation de statistique) sera suffisant pour valider le protocole en utilisant comme critère de validation la durée de fermeture complète de la plaie qui doit être supérieure à 12 jours. Nous comparerons également les résultats chez les mâles et les femelles mais nous n’attendons pas de différences. Pour cette mise au point, nous allons avancer étape par étape avec dans un premier temps la réalisation des 4 premiers groupes qui sont les groupes pour lesquels l’induction de la plaie est faite sur 1 jour, ce qui est le protocole idéal pour limiter les manipulations sur la souris. Si ce protocole sur une journée ne permet pas d’obtenir des plaies de compressions, ou que les plaies se referment en moins de 12 jours chez la souris non diabétique, nous testerons alors les 4 groupes suivants avec un protocole d’induction des plaies sur 3 jours. Cette stratégie en deux étapes permet de diminuer le nombre d’animaux utilisé si la première condition nous donne les résultats désirés.
Raffinement
Les souris recevront une dose d’analgésique 30 minutes avant l'induction de la plaie par les aimants, le débridement de la plaie, puis d’une deuxième injection entre 6-8h après l’acte chirurgical et une fois par jour pendant 48h. Les actes douloureux étant tous réalisés sous anesthésie gazeuse. A partir du jour de la dépilation les souris seront scorées chaque jour pendant 7 jours. Une injection sous cutané de buprénorphine sera réalisée si nécessaire. Après ces 7 jours les souris seront monitorées les lundis, mercredis et vendredis. D’expérience, après 4 jours, les souris ne montrent plus de signes de souffrance. Les animaux seront isolés 7 jours, le temps de la formation de la croute, de ce fait l’enrichissement standard de la cage sera doublé avec la présence de plusieurs cachettes (dômes, rouleaux) et de matériel de nidification.
Choix des espèces
Au cours de ce protocole, nous utiliserons des souris adultes âgées d’au moins 8 semaines connues pour développer un diabète de type 2 à la suite d’un régime riche en glucides et en lipides. Les souris seront utilisées à 8 semaines pour avoir des animaux sexuellement matures.
Rôle de la myéline dans la capacité à s’orienter dans un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux injections d'une molécule bloquant la myélinisation à 10 et 12 jours après la naissance, un prélèvement de l'extrémité de la queue pour le génotypage, puis des tests d'orientation dans un labyrinthe et des séances de nage d'une minute. 2 022 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 242 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 1 780 un niveau léger. Ces 1 780 souris ne passent aucun test de comportement : elles sont utilisées pour le maintien des lignées et des analyses complémentaires, et celles nées sans le génotype recherché sont tuées. Le porteur écrit que "le nombre d'animaux utilisés est optimisé", alors que neuf souris sur dix de ce projet sont mobilisées hors des expériences de comportement elles-mêmes.
Objectifs
La myélinisation joue un rôle clé dans le fonctionnement des circuits neuronaux du cerveau. Nous souhaitons utiliser un modèle murin permettant d’inhiber la myélinisation pendant la période critique du développement. Notre intérêt est focalisé sur le circuit de navigation spatiale et a pour objectif de comprendre comment l'absence de la myéline affecte son fonctionnement.
Bénéfices attendus
Notre projet vise à déterminer le rôle de la myéline au niveau comportemental, physiologique et cellulaire. Il permettra de clarifier le rôle de la myéline dans la navigation spatiale au cours du développement. De plus, chez les patients atteints de sclérose en plaques, maladie inflammatoire démyélinisante chronique du système nerveux central, des troubles cognitifs sont associés à des lésions de régions cérébrales impliquées dans l'intégration multisensorielle. Parmi ces troubles cognitifs, on note l’apparition précoce de déficits d’orientation dans l’espace chez la moitié des patients. Cette pathologie qui touche 110000 personnes en France est la première cause de handicap non-traumatique chez l'adulte jeune. Nos travaux pourront apporter un éclairage nouveau sur les mécanismes physiopathologiques des déficits cognitifs dans la sclérose en plaques.
Procédures
Les animaux seront identifiés génétiquement par prélèvement distal de la queue (durée inférieure à 2 minutes par animal, réalisé en une seule fois). Ils recevront deux injections d'une molécule permettant de mettre en place le modèle, soit à 10 et 12 jours post-nataux, soit à 16 et 18 jours post-nataux (durée inférieure à deux minutes par injection par animal). Nous effectuerons des tests de comportement qui sont des tests d'orientation et de mémoire à court terme. Il s’agit d’un premier test de déplacement, 1 jour pendant 10 minutes, puis lors de deux autres jours, un test d'orientation dans un labyrinthe avec deux essais par jour de 8 minutes. Puis, les jours suivants, un autre type de test avec une première séquence de 5 jours consécutifs avec 4 essais de 1 minute par jour et un dernier test 3 jours après le dernier essai, et d’une deuxième séquence similaire de 5 jours d’essai pour renforcer l’apprentissage. D’autres animaux auront une séquence de 4 jours consécutifs avec deux essais quotidiens de deux minutes et un test le lendemain pour évaluer l’apprentissage. Une partie des animaux sera euthanasiée par une méthode réglementaire à la fin de la période de maintien pour réaliser les prélèvements nécessaires aux analyses. Une autre partie des animaux sera euthanasiée par une méthode réglementaire car ils ne présenteront pas le génotype d'intéret pour ce projet.
Impact sur les animaux
Nous effectuerons une injection intrapéritonéale d'une molécule permettant de mettre en place le modèle. L’administration de cette molécule n’affecte pas la viabilité des souris. Les animaux peuvent perdre un peu de poids après la première injection. Elle peut entrainer une douleur mais aussi un hématome. Il faudra vérifier la zone de l'injection intrapéritonéale sur les jours suivants l’injection. Nous effectuerons des tests de comportement qui sont des tests d'orientation dans l'espace et de mémoire à court terme, générant un stress temporaire chez les animaux. L‘eau est maintenue à une température comprise entre 20-22 degrés mais les souris peuvent être en légère hypothermie en sortant. Les tests comportementaux sont imposés à la souris, elle doit nager une minute et peut se refroidir un peu. Une légère et brève douleur peut se produire au moment du prélèvement de l’extrémité distale de la queue pour le génotypage .
Devenir
Tous les animaux utilisés seront euthanasiés à la fin des tests de comportement pour l'analyse de tissus post mortem. Les animaux utilisés pour le maintien de la lignée sont maintenus en vie pour la reproduction, puis ils seront euthanasiés par une méthode réglementaire à la fin de la période de maintien en accouplement. Les animaux issus des croisements qui ne présentent pas le génotype d'intérêt pour le projet seront euthanasiés.
Remplacement
Nous souhaitons utiliser un modèle animal (souris) car aucun modèle in vitro ou de culture cellulaire ne permet aujourd'hui d'étudier les mécanismes de mise en place des circuits d'orientation dans l'espace au cours du développement. De plus, la souris présente une homologie importante avec l’Homme.
Réduction
Nous prévoyons une étude pilote en comportement sur un nombre limité d’animaux (22 animaux non transgénique) pour valider l’analyse des trajectoires grâce à un nouvel algorithme. L'étude de 10 groupes de 22 animaux permettra ensuite d'obtenir des résultats statistiquement significatifs en comportement. Le nombre d'animaux utilisés est optimisé pour obtenir des résultats statistiques fiables et exploitables. Ainsi dans ce projet nous prévoyons un total de 2022 souris dont 242 réalisant les tests de comportement et 1780 pour maintien des lignées mais également pour des analyses complémentaires en immunohistologie, en microscopie électronique et en électrophysiologie qui nous permettront de répondre à notre question scientifique.
Raffinement
Les souris sont séchées avec une serviette de bain après chaque passage dans la piscine avant d’être replacées dans leur cage d’hébergement, sous lampe chauffante. Les animaux sont hébergés en groupe dans l’animalerie agréée (avec leur mère et leur portée avant sevrage, puis à 6 maximum par cage après sevrage), en milieu ventilé, avec une température de 22 plus ou moins 2 degrés, avec cycle diurne/nocturne de 12h. L’eau et la nourriture sont fournies ad libitum. Les animaux sont examinés quotidiennement par les zootechniciens, toute anomalie est signalée, l’équipe est rapidement informée pour une prise en charge optimale de l’animal. L’hébergement animal est en accord avec l’annexe III de la directive 2010/63/EU. Au moins un enrichissement par cage (pad de coton pour réaliser un nid) est fourni. Si une douleur devait persister malgré la prise en charge par la structure chargée du bien être animal/vétérinaire, les animaux seraient euthanasiés pour éviter toute souffrance. Si au cours de l’expérimentation, l’animal présente de grosses difficultés à se déplacer ou se relever pour se nourrir, apparaît un amaigrissement de plus de 15 pour cent du poids mesuré avant l’expérimentation ou un comportement indiquant une souffrance, l’animal sera euthanasié. Dans les expériences avec injection de la molécule permettant de mettre en place le modèle, certaines souris perdent du poids pendant une période pouvant aller jusqu'à dix jours, mais retrouvent leur poids par la suite. Les souris seront surveillées par pesée avant injection de la molécule et quotidiennement ensuite.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l'espèce de choix car son anatomie, sa physiologie et la génétique sont bien connues et sont relativement proches de celles de l’Homme. De plus, les méthodes pour la manipulation génétique de ces animaux sont les plus développées et correspondent donc à notre étude qui se base sur un support génétique impliqué dans le développement de la myéline. De plus il s’agit d’un modèle inductible, qui permet de contrôler l’arrêt de la myélinisation au cours du développement des souriceaux. Ensuite entre 5 et 9 semaines, les tests comportementaux seront réalisés car le développement du système nerveux sera suffisant pour réaliser ces tests. La myélinisation axonale n'est pas uniforme mais progresse après la naissance de la partie caudale à la partie rostrale du cerveau avec une progression comparable de l'efficacité de la communication neuronale. Cette myélinisation progressive n'a pas encore été clairement liée à l'ontogenèse de l’orientation spatiale. Nous pensons que le déficit de myéline dans les voies thalamo-cortico-presubiculaires devraient retarder l'émergence d'une orientation spatiale précise. Le patrimoine génétique des animaux sera identifié avec un prélèvement de l’extrémité de la queue réalisé à l’âge de 7 à 10 jours.
Etude de l’atteinte multiviscérale dans l’insuffisance rénale chronique
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
185 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour les prélèvements, dont 101 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. La moitié subit l'ablation des cinq sixièmes de la fonction rénale en une seule opération de trente minutes, puis une échographie sous anesthésie gazeuse tous les trois mois pendant neuf mois. Le porteur décrit la progression attendue, hypertension pendant trois semaines, stabilisation, puis dégradation vers l'insuffisance rénale terminale pour 20 % des animaux au bout de six mois, qui sont alors tués. Sur le remplacement, il affirme que le modèle animal est "indispensable" parce que l'interaction entre rein, cœur, cerveau et muscles ne se reproduit pas autrement, et ajoute que le témoin sain est lui aussi "indispensable".
Objectifs
L'insuffisance rénale chronique (IRC) est un problème de santé publique mondial en raison de l'augmentation de son incidence et de sa prévalence avec près de 3 millions de patients touchés en France. Cette pathologie entraine dans des stades avancés des troubles généraux impliquant de nombreux organes. Une atteinte cardiovasculaire est observée à des degrés variables lors de l’insuffisance rénale chronique. C’est ce que l’on appelle en clinique le syndrome cardio-rénal. D’autre part, une perte de fonction et une réduction de la masse musculaire est également associée à l’insuffisance rénale chronique. Environ 50% des patients insuffisant rénaux sont affectés par cette myopathie dite urémique. L’atteinte des muscles entraine une faiblesse musculaire et une incapacité à se déplacer. Cette myopathie urémique est corrélée avec une augmentation de la mortalité et de la morbidité. De plus, les données épidémiologiques suggèrent que les individus à tous les stades de l'IRC ont un risque plus élevé de développer des troubles neuropsychiatriques, des troubles cognitifs et de la démence. L'insuffisance rénale augmente la sévérité des troubles cognitifs dans la maladie d’Alzheimer et la dialyse sur des modèles animaux de cette pathologie atténue les déficits cognitifs, la neuroinflammation et les processus neurodégénératifs. Le projet a pour but d’étudier la cinétique des modifications tissulaires et cellulaires des muscles squelettiques et cardiaque et du système nerveux au cours du développement de l’insuffisance rénale chronique. Un objectif important de cette étude est la compréhension de la chronologie de l’installation des atteintes cardiaque et musculaire et cérébrale accompagnant la maladie rénale. Pour cela, l’évaluation de la fonction cardiaque sera effectuée par échographie, l’atteinte cérébrale sera déterminée par des tests de comportement ainsi que le niveau d’oxygénation du cerveau par photoacoustique et la fonction musculaire par des tests d’efforts. Les signalisations impliquant la fibrose cardiaque, l’atteinte neuro-musculaire et la neuro-inflammation du système nerveux central seront évaluées sur ces organes après prélèvements. Cette étude chez l’animal approfondit, complète et étend une étude clinique sur la recherche de biomarqueurs à des fins diagnostiques et pronostiques menée chez le patient à divers stades d’insuffisance rénale chronique.
Bénéfices attendus
Notre projet a pour but d’étudier, de façon intégrée, comment l’insuffisance rénale chronique altère les fonctions cardiaque, cognitive et musculaire au cours du temps et quelles sont les signalisations cellulaires modifiées et pourquoi. Nous souhaitons également rechercher des biomarqueurs pour le diagnostic et le pronostic de ces différentes atteintes. De plus, un protocole de réhabilitation cardiaque et musculaire par l’activité physique sera également effectué dans cette étude.
Procédures
La moitié des animaux subiront une néphrectomie , l'opération dure environ 30 min. Ensuite, il n'y a pas d'autres interventions sauf des anesthésies gazeuses par isofluorane afin d'effectuer des échographies ou photoacoustique une fois chaque 3 mois.
Impact sur les animaux
Dans les 3 premières semaines il va y avoir une hypertension artérielle chez les animaux liée à la demande du rein restant d'être plus perfusé car ce dernier étant ligaturé sur des artérioles rénales voit son afflux sanguin diminué. Ensuite, comme pour l'Homme, le rein va s'adapter et compenser la perte de la fonction rénale et l'animal restera stable pendant plusieurs mois. Au bout de 3-4 mois (pour la majorité) l'insuffisance rénale va progresser sur plusieurs mois pour arriver à une insuffisance rénale terminale. Au cours de cette progression l'animal redéveloppe une hypertension artérielle modérée qui va entrainer une insuffisance diastolique qui se transformera en insuffisance cardiaque dans les stades terminaux. Dans notre cinétique, la majorité des animaux n'arrivent pas à un stade terminal car ce n'est pas le but de l'étude. 20% des animaux après 6 mois de néphrectomies progresserons vers une insuffisance rénale terminale et ces animaux seront euthanasiés immédiatement afin d'éviter toutes souffranes. Les analyses échographiques, photoacoustique ou tests de comportement n'apporte pas de nuissances pour l'animal.
Devenir
les animaux seront euthanasiés afin d'effectuer les prélévements biologiques.
Remplacement
Le modèle animal est indispensable à cette étude sur les effets cardiaques, cérébral et musculaires d'une pathologie rénale chronique. L'interaction entre différents organes (rein-cœur-cerveau-muscles) est nécessaire et elle représente bien la pathologie humaine affectant divers organes cibles à divers stades de l’insuffisance rénale chronique. Le développement du remodelage structurel des tissus ne peut être évalué que sur l’animal. Le rat soumis à une néphrectomie subtotale (Réduction Masse Rénale = RMR) représente le modèle d'insuffisance rénale chronique progressive reconnu entrainant des atteintes du muscle cardiaque et des muscles squelettiques et cérébral. Son témoin sain est également indispensable pour valider nos hypothèses de travail. Ces déterminants ne peuvent pas être reproduits dans leur complexité par des méthodes alternatives.
Réduction
Lors de cette étude nous aurons besoin de 185 animaux. Ce nombre a été calculé par une approche statistique sur le critére échographique diastolique E/e'. Le fait de suivre les animaux en cinétique d'un point de vue échographique, photo acoustique et comportement, permet de réduire le nombre d'animaux utilisés car ils sont également leurs propre contrôles au cours du temps. En effet, si on n'effectuait pas ces analyses en cinétique, il nous faudrait 26 animaux par groupe au lieu de 14 pour la version la plus optimiste et il nous en faudrait 57 par groupe pour la version la plus pessimiste du calcul du nombre d'animaux.
Raffinement
J'effectue la néphrectomie des 5/6 de la fonction rénale en une seule chirurgie contrairement aux protocoles publiés classiquement ce qui permet de limiter le nombres d'anasthésies et d'ouverture de l'animal sur une semaine. Avec cette méthode, nous avons très rarement des décès et nous réduisons les souffrances. Une injection d'analgésique est effectuée pour limiter la douleur en pré-opératoire et post-opératoire 2 fois par jour pendant 48h. L’animal en post-opératoire est placé dans une cage individuelle et surveillé jusqu’à son complet réveil. Les animaux sont gardés dans les pièces de stabulation dédiées, deux par cage et surveillés quotidiennement la première semaine. Ils ont bien sûr un accès libre à la boisson et à la nourriture. Le milieu est enrichi par l’ajout de cubes de bois ou de tunels en carton. Après le suivi quotidien de la première semaine, un suivi bihebdomadaire est effectué pour vérifier l'état de santé des rats. Le poids des animaux est contrôlé toutes les semaines. Si un des animaux est en souffrance selon la grille des points limites (ci-joint) ce dernier sera euthanasié.
Choix des espèces
Le rat est probablement l’animal dont la fonction rénale et les pathologies associées sont les plus proches de celles de l’homme. Ce modèle de réduction de la masse rénale est bien caractérisé et les outils immunologiques, biochimiques et moléculaires sont disponibles pour cette espèce. Les rats auront entre 11 et 12 semaines au moment de la néphrectomie subtotale. Ils seront ensuite étudiés à trois temps, 12, 24 et 36 semaines de la pathologie. Cela correspond à la progression de la pathologie dans les stades 3 et 4 de l’insuffisance rénale chronique. Au stade 3, la fonction rénale est approximativement divisée par deux avec une créatinine (marqueur de la fonction rénale) à 70-80 micromole.l-1 et au stade 4 la fonction rénale est approximativement divisée par 3-4 avec une créatinine d'environ 110-140 micromole.l-1. Au stade 3 l'hypertension et l'insuffisance diastolique commencent à s'installer et au stade 4 les rats ont une hypertension persistante (140-150 mmHg) et une insuffisance diastolique avec une fibrose cardiaque. Les atteintes musculaire et cérébrale apparaissent plutôt au début du stade 4.
Mise en place d’un modèle expérimental d’hypertonie oculaire chez le rat induit par une suture autour du globe oculaire.
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
1 225 rats vont être utilisés dans ce projet, chacun recevant un fil de suture serré autour d'un globe oculaire pour faire monter la pression, puis une anesthésie par semaine pendant un mois et jusqu'à huit instillations de gouttes par jour. Tous sont tués à l'issue pour l'analyse des tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit les examens ophtalmiques comme "totalement indolores et non invasifs" parce qu'ils se pratiquent aussi en cabinet chez l'humain, et reconnaît ailleurs que la pose du fil peut causer une douleur légère à modérée pendant les premières heures. Les bénéfices annoncés, identifier des cibles thérapeutiques et fournir des données précliniques avant les essais humains, restent au futur, la mise en place du modèle étant l'objet immédiat du projet.
Objectifs
Le glaucome est une maladie oculaire chronique caractérisée par des lésions progressives du nerf optique, souvent associées à une élévation de la pression intra-oculaire (PIO). Cette pression élevée résulte généralement d’un déséquilibre entre la production et le drainage de l’humeur aqueuse, un liquide clair à l’intérieur de l’œil. Le glaucome peut entraîner une perte de vision irréversible si elle n’est pas traitée. Il existe plusieurs types de glaucome, mais le plus courant est le glaucome à angle ouvert, où le système de drainage de l’œil est partiellement obstrué. Les symptômes peuvent inclure une vision floue, des douleurs oculaires et une perte progressive du champ visuel. Le glaucome touche environ 1 à 2 % de la population mondiale de plus de 40 ans, avec une prévalence qui augmente avec l’âge. En France, environ 800 000 personnes sont traitées pour le glaucome, mais on estime que 400 000 à 500 000 personnes supplémentaires pourraient être atteintes sans le savoir. Malgré les traitements disponibles, certains patients peuvent ne pas répondre adéquatement aux thérapies conventionnelles, ce qui peut conduire à une progression de la maladie. Les traitements actuels visent principalement à réduire la PIO, mais ils ne sont pas toujours efficaces pour tous les patients. La recherche sur le glaucome est donc cruciale pour développer de nouvelles méthodes de diagnostic et de traitement. Comprendre les mécanismes sous-jacents de l’élévation de la PIO et des lésions du nerf optique peut conduire à des thérapies plus efficaces et à une meilleure prévention de la cécité liée au glaucome.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de la mise en place d'un modèle expérimental chez l'animal sont multiples et visent principalement à améliorer la compréhension de cette maladie ainsi qu'à développer de nouveaux traitements. Ce projet pourra nous aider à : 1. Identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, tester l'efficacité de nouveaux traitements potentiels ou de médicaments existants pour ralentir ou inverser la progression de la maladie. 2. Observer comment les traitements sont absorbés, distribués, métabolisés et excrétés dans un organisme vivant, ce qui est crucial pour le développement de médicaments. 3. Fournir des données précliniques sur la sécurité et l'efficacité des traitements avant de passer aux essais sur l'homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs types d’intervention : 1. L’établissement du modèle est réalisé avec la mise en place d’un fils de suture autour du globe oculaire. 1 seule fois par animal, le jour de l’induction. Cette étape ne devrait pas durer plus de 5 à 10 minutes sans compter l’anesthésie et le réveil de l’animal. Un seul œil est concerné. 2. Les anesthésies qui ne devraient pas durer plus d’une vingtaine de minutes, le temps du réveil. Ces anesthésies seront réalisées 1 fois pour l’induction et lors d’examens pour maintenir l’animal immobile soit 1 fois par semaine et durant 1 mois. 3. Les examens ophtalmiques (lampe à fente, tomographie, électrorétinogramme) qui sont réalisées soit quotidiennement la première semaine pour la tonométrie et la lampe à fente soit 1 fois par semaine. Ces examens ne durent pas plus de 5 minutes par animal. Les animaux seront anesthésiés afin de faciliter l’évaluation et maintenir l’animal immobile. Tous ces examens sont pratiqués chez l’homme en cabinet médical par un ophtalmologiste sans anesthésie et sans hospitalisation et également chez l’animal en clinique vétérinaire. Ils sont totalement indolores et non invasifs. 4. Les administrations de produits se feront soit par instillations (gouttes oculaires), par voie sous cutanée, intramusculaire ou intrapéritonéale. Ces procédures durent moins d’une minute. Les gouttes oculaires peuvent être administrées plusieurs fois par jour (on estime un maximum de 8 fois). Les injections (intrapéritonéale, sous cutanées...) peuvent être quotidiennes. Les administrations de produit par injection au niveau de l'œil se feront sous anesthésie locale et générale si besoin, avec une procédure qui dure cinq minutes tout au plus, leur fréquence est limitée, une à deux fois par semaine.
Impact sur les animaux
La mise en place d’un fil de suture autour du globe oculaire est un acte chirurgical sans difficulté́ technique pouvant entrainer pour l’animal un léger inconfort notamment à cause de la pression exercée et des frottements. Les pesées hebdomadaires, les contentions quotidiennes et répétées nécessaires pour les observations, le suivi ou les administrations des produits peuvent induire chez l’animal un stress non négligeable bien que ces actes qui ne durent tout au plus que quelques dizaines de secondes soient réalisés par un personnel sensibilisé et formé au bien-être. Il en va de même pour les piqures réalisées notamment pour l’anesthésie des animaux. De l’anesthésie jusqu’au réveil, une baisse de la température corporelle pouvant induire un inconfort et un stress supplémentaire est attendue, elle sera minimisée par l’utilisation de lampes ou d'armoires chauffantes. L’administration des produits pourraient entrainer l’apparition de signes d’irritation comme des rougeurs et un inconfort. Bien que les travaux publiés ne montrent pas de changement de comportement, d'effet secondaires ou de manifestations de douleur, on ne peut pas exclure que l'affection recherchée, soit l’élévation modérée de la pression intraoculaire, entraine une douleur légère à modérée durant les premières heures qui suivent la mise en place des fils de sutures.
Devenir
En fin de procédure, les animaux seront mis à mort pour l'analyse des tissus.
Remplacement
L’œil est un organe complexe. Il est composé de plusieurs tissus anatomiquement et physiologiquement très différents (très vascularisés ou très innervés pour certains, totalement avasculaires ou faiblement innervés pour d’autres). Il est soumis à d'importantes variations environnementales (température et humidité ambiantes), mécaniques (mouvements des globes, des paupières) et physicochimiques (osmolarité...), ainsi qu'à de nombreuses interactions biologiques avec les tissus et organes voisins. C'est pour cela que nous utiliserons des animaux vivants dans nos procédures expérimentales.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données bibliographiques et historiques de l'établissement. Il tient aussi compte du nombre d'études estimées, des variations du métabolisme et de la robustesse des mesures. 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 ; chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin non traité. Afin d’avoir une puissance aux tests au moins égale à 0,80, 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.
Raffinement
Les animaux, hébergés par deux au minimum, sont maintenus sur toute la période de l’étude dans un environnement enrichi (bouts de bois, tunnel) avec un accès à l'eau et à la nourriture ad libitum. Afin de minimiser au maximum le stress des animaux, le change des cages s’effectue par un personnel sensibilisé à la manipulation des animaux tout comme le suivi sanitaire quotidien. Dans le cas de l’administration de produits par injections péri ou intraoculaire, une anesthésie générale sera pratiquée et associée à une anesthésie locale. L'ensemble des examens envisagés n'engendre pas de douleur pour l'animal, ils sont non invasifs et semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet d'ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum tout comme l'administation si nécessaire d'un analgésique. Ce projet a été soumis pour évaluation à un comité d’éthique et sera suivi par la structure en charge du bien-être animal de l'établissement
Choix des espèces
Ce modèle est connu et utilisé dans de nombreuses publications scientifiques depuis 2015 et est bien caractérisé chez le rongeur. Ce modèle, chez la souris et le rat est relativement facile et rapide à mettre en place chez ces animaux avec une bonne reproductibilité, une bonne fiabilité et relativement peu de nuisances ou d'effets indésirables. De plus, ces animaux ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la bibliographie scientifique. L’extrapolation à l’homme des effets sur l’œil en est d’autant plus facilitée.