Rongeurs

Sept anesthésies en trente-cinq jours, après une chirurgie stéréotaxique du crâne d'une trentaine de minutes : 120 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des particules microscopiques sont déposées dans leur cerveau, puis suivies par imagerie à J+1, 3, 7, 14, 21, 28 et 35 pour vérifier qu'elles ne l'abîment pas. Le porteur affirme n'avoir jamais observé d'effet indésirable chez les animaux injectés, tout en signalant une douleur légère possible, un risque d'infection au niveau des sutures et une perte de poids temporaire. Le choix de la souris tient d'abord à la commodité, sa petite taille facilitant l'hébergement et les appareils de bioimagerie lui étant adaptés en priorité.

Objectifs

Le projet scientifique dans lequel s'insère la demande d'autorisation consiste à développer une nouvelle approche pour la libération contrôlée de médicaments dans le cerveau. Pour cela, nous utilisons des particules microscopiques qui contiennent les médicaments souhaités et qui peuvent les libérer à la demande, sous l'action d'une lumière délivrée à une couleur précise. L'objectif du présent projet est d'étudier le devenir des particules lorsqu'elles sont injectées dans le cerveau.

Bénéfices attendus

Dans un premier temps, la mise au point de notre système permettra à plusieurs équipes de recherche en neurosciences de tester leurs hypothèses de recherche avec une approche pharmacologique nouvelle, plus ciblée que les outils disponibles aujourd'hui. Dans un second temps, ce projet rentrera dans le cadre d'une recherche translationnelle, pour que cette approche pharmacologique soit utilisée pour améliorer la prise en charge thérapeutique de certaines pathologies dont l'origine dans le cerveau est localisée, comme certaines épilepsies, les glioblastomes, les accidents vasculaires cérébraux, ou encore la maladie de Parkinson.

Procédures

Les animaux seront soumis à des chirurgies stéréotaxiques sous anesthésie une fois dans leur vie, pour le dépôt de particules dans le cerveau. Ensuite, les animaux subiront de brèves anesthésies (moins de 10 min) pour des séances de bioimagerie, à J+1, 3, 7, 14, 21, 28 et 35 jours après la chirurgie. Enfin, les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure pour des analyses post-mortem. Pour chaque animal, la procédure chirurgicale dure environ 30 min entre le moment où ils sont endormis et le moment où ils se réveillent. Chaque animal ne subira qu'une chirurgie.

Impact sur les animaux

Les chirurgies stéréotaxiques (dépôt de particules dans le cerveau) présentent un degré de sévérité modéré durant la période entourant l'opérationcar elle peut entraîner en postopératoire une douleur légère ou un risque d'infection au niveau des sutures ainsi qu’une légère perte de poids temporaire. Cependant, nous avons maintenant plusieurs années de recul et nous n'avons jamais observé d'effet indésirable chez les animaux injectés avec les particules, que ce soit sur leur comportement, ou sur leur tissu cérébral.

Devenir

Tous les animaux suivront la même procédure, afin de quantifier le devenir des particules déposées dans le cerveau, jusqu'à 35 jours après injection.

Remplacement

Le projet scientifique global prévoit un grand nombre d'expériences utilisant des modèles de culture cellulaire, et ce précisémment en vue de remplacer les modèles animaux. De plus, de nombreuses expériences ont déjà été réalisées en solution ou dans des gels d'agarose, afin de caractériser notre technologie. Cependant, la biocompatibilité des particules pour le cerveau ne peut être vérifiée que chez l'animal entier, d'où la présente demande d'autorisation.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisés est calculé afin d'avoir des tests statistiques robustes, évitant la répétition des expériences. La présente demande concerne un suivi longitudinal des animaux injectés avec les particules d'encapsulation, précisément pour réduire le nombre d'animaux utilisés.

Raffinement

Dans ce projet, nous appliquerons les conditions d'hébergement optimales pour les souris, ainsi que les points limites et les points d'arrêts précoces et adaptés, tels que définis par la structure Bien-Etre Animale de l'établissement utilisateur. Ainsi, les animaux seront hébergés par 5 avec présence de différents enrichissements et une surveillance quotidienne sera réalisée (comportement général, disponibilité en eau et nourriture). En cas de nécessité, les soins à apporter seront réalisés rapidement, avec sollicitation des vétérinaires du site si besoin. Pour les chirurgies stéréotaxiques, les soins pré- et pos-opératoires seront appliqués et notifiés. Tout au long du projet, l'anesthésie, l'analgésie et l'euthanasie seront mises en place de façon appropriée par des expérimentateurs formés et expérimentés. Si un animal atteint les points limites, des soins lui seront prodigués et si son état ne s'améliore pas, il sera euthanasié dans les 48h au plus tard.

Choix des espèces

Nous utiliserons des souris car ce sont des animaux de petite taille, ils peuvent donc être facilement hébergés à l’animalerie dans de bonnes conditions d’élevage. C'est aussi le modèle le plus couramment utilisé pour les études qui se rapprochent du présent projet. De plus, les appareils utilisés pour la bioimagerie sont adaptés à la souris en priorité. Nous utiliserons des animaux adultes entre 8 semaines et 8 mois, car les chirurgies stéréotaxiques sont mieux maitrisées chez l'adulte. En effet, les atlas stéréotaxiques servant à la précision de la chirurgie sont issus d'animaux adultes.

Pour tester si une molécule limite la fuite de plasma hors des vaisseaux pendant un choc septique, 12 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Six reçoivent le traitement, six un placebo, après une injection intrapéritonéale d'un produit pro-inflammatoire qui fait chuter la pression artérielle et peut aller jusqu'à l'insuffisance circulatoire avec troubles de la conscience. Le protocole s'arrête à 24 heures, délai que le porteur présente comme une limitation des effets secondaires, et une IRM d'une heure sous anesthésie clôture l'expérience. Il décrit cet examen comme "parfaitement atraumatique", tout en attendant une possible détresse respiratoire au moment de l'endormissement.

Objectifs

Le choc septique se définit comme une infection généralisée de l’organisme entrainant une défaillance de l’ensemble des organes. Il constitue un enjeu de santé publique majeur et est responsable, d’après l’OMS (Organisation Mondiale de la Santé), d’environ 11 millions de décès chaque année. Lors d’un choc septique il existe notamment un déséquilibre majeur entre les besoins de l’organisme en oxygène et nutriments et les apports fournis par le système cardiovasculaire. Plus spécifiquement, la perméabilité des vaisseaux sanguins augmente drastiquement, provoquant ainsi une fuite majeure du plasma. Cette anomalie vasculaire, qui porte le nom de fuite capillaire, joue un rôle prépondérant dans l’évolution des patients en impactant très négativement leur pronostic vital. Pourtant, bien qu’une mortalité de 60 pourcents, soit associée aux patients présentant une fuite capillaire, son origine reste néanmoins très peu connue et il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement disponible. Dans ce contexte, notre projet de recherche vise à trouver des cibles thérapeutiques pour contrôler la fuite capillaire au cours du choc septique chez l’Homme. Dans un travail prospectif de recherche translationnelle entre un service de réanimation médicale et un laboratoire de recherche, une équipe de recherche Française a identifié chez 19 patients plusieurs protéines associées au syndrome de fuite capillaire. Cette étude a permis en particulier d’identifier une cible thérapeutique spécifique, cible d’intérêt particulier du fait de son action sur les vaisseaux sanguins. Notre objectif est ainsi de fournir la preuve de concept in vivo que la modulation de l’activité de cette molécule permet de diminuer la fuite capillaire et ainsi la mortalité au cours du choc septique. Les muscles squelettiques étant des tissus richement vascularisés, la fuite capillaire y est cliniquement importante. L’imagerie médicale étant une technique non-invasive et atraumatique de référence dans l’étude du tissu musculaire, l’objectif de ce projet est donc d’évaluer l’effet protecteur de ce médicament candidate sur le muscle squelettique dans le contexte du sepsis.

Bénéfices attendus

Le contrôle de la fuite capillaire au cours du choc septique est une approche totalement innovante. Elle répond à un besoin médical majeur, la fuite capillaire jouant un rôle majeur dans l’évolution défavorable des patients. L’objectif à long terme de ce projet est la mise au point de nouvelles thérapeutiques pour contrôler la fuite vasculaire chez les patients. La fuite capillaire induite par le choc septique est impliquée dans d’autres formes de syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS) lié à une agression aiguë sévère, comme le choc cardiogénique au sens plus large ou le syndrome de détresse respiratoire aiguë. La positivité de notre étude ouvrirait alors un large champ d’investigations et de thérapeutiques potentielles au cours de ces pathologies.

Procédures

Tous les animaux (12) auront des injections intrapéritonéales (geste rapide de quelques secondes chez une animal vigile) d'une substance pro-inflammatoire et d'un placebo (6) ou du traitement à évaluer (6). Les injections seront réalisées par un personnel formé à cette technique. Après 24 heures, les acquisitions images par résonnance magnétique (IRM) d’une durée d’environ une heure, se feront sous anesthésie légère pour obtenir l'immobilité pendant environ une heure, mais sont parfaitement atraumatiques et n'induisent pas de souffrance par elles-mêmes.

Impact sur les animaux

L’induction d’un syndrome de réponse inflammatoire systémique sera effectuée par injection d’un produit pro-inflammatoire en intra-péritonéal. Il s’agit d’un modèle utilisé de façon extensive dans la littérature pour mimer le syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS), en particulier chez la souris. L’injection entraine une baisse de pression artérielle, pouvant aller jusqu'à une insuffisance circulatoire avec des troubles de conscience. Le présent protocole limite donc la durée à 24 heures maximum, en rapport avec la question scientifique posée et afin de limiter les effets secondaires induits. Concernant l’IRM, les modalités utilisées dans ce projet seront réalisées sous anesthésie gazeuse afin de garantir l’immobilité. Les principales nuisances qui sont attendues peuvent être une détresse respiratoire au moment de l’anesthésie. De plus le monitorage de la température corporelle est réalisé couplé à un matelas thermostaté afin de maintenir la normothermie de la souris durant l'examen.

Devenir

Euthanasie de tous les animaux, pour récupération post-euthanasie du sang et des tissus afin de pouvoir faire une confrontation anatomo-pathologique avec les images in vivo.

Remplacement

Dans un but de remplacement, des études préliminaires in vitro ont été réalisées au laboratoire. Cependant, ces conditions expérimentales ne sont pas satisfaisantes car elles ne permettent pas de reproduire les nombreuses voies physiologiques mises en jeu au cours du choc septique. La fuite capillaire est en effet d’origine multifactorielle et le peptide d'intérêt régule de nombreuses voies physiologiques, comme l’inflammation, l’angiogenèse ou le métabolisme lipidique. Notre projet nécessite par conséquent le recours à un modèle animal, qui intègre ces différentes composantes physiologiques.

Réduction

L’IRM permet d’acquérir des données multiparamétriques dans un système expérimental complexe, tel l’animal. Il est donc possible à partir d’un même examen, consistant en acquisitions de plusieurs séquences d’imagerie, d’extraire plusieurs paramètres d’évaluation du tissu musculaire. De plus, la nature non-invasive de l’examen par IRM autorise l’observation du tissu musculaire sans induire de modifications durables de ce dernier. Enfin par son caractère atraumatique, l’IRM offre la possibilité de réitérer un examen sur un même animal sans effet nocif pour les individus rendant possible le suivi longitudinal de l’évolution des pathologies et l’étude de l’efficacité dans le cadre d’essais thérapeutiques. Ces 3 spécificités de la RMN permettent dans le cadre de l’expérimentation in vivo de réduire le nombre d’individus nécessaires à une expérience comme le stipule la règle des 3R avec le 2ème R, Réduire. Les hypothèses du calcul du nombre de sujets nécessaires se basent sur les données préalables acquises lors de la mise au point du modèle. L’effet étudié (choc endotoxémique) touche tous les individus exposés et la différence entre individus exposés et contrôles est très nette, ce qui permet de faire un calcul de puissance a priori. Le nombre total d’individu nécessaire pour tirer une conclusion est de 12 individus. Les sous-groupes d’animaux sont ainsi au minimum de 6 individus. Des tests statistiques étayeront l’interprétation fiable des résultats avant de tirer des conclusions.

Raffinement

L’IRM répond enfin au 3ème R de la règle des 3R, Raffinement, grâce au développement constant des outils méthodologiques couplé aux progrès technologiques au niveau électronique qui permettent d’atteindre des résolutions en préclinique environ 3000 fois supérieures à celles obtenues sur les aimants cliniques de pointe. De plus, le raffinement avant expérimentation s’applique aussi à l’hébergement des animaux en groupes dans des cages à usage unique sur des portoirs ventilés et en enrichissant l’environnement à l’aide de papier absorbant et de tubes en carton pour la fabrication de nids. La phase d'induction du sepsis sera couverte systématiquement par une analgésie et la survaillance du comportement et de l'état général des souirs permettr a de définir des points limites qui justifieraient une euthanisie prématurée. De plus, toutes les expérimentations IRM se feront sous anesthésie gazeuse afin de maintenir les animaux immobiles pendant les acquisitions et réduire ainsi tout stress pendant l’examen. La température corporelle de l’animal est maintenue autour de 38 degrés à l’aide d’un tapis chauffant et la fréquence respiratoire est contrôlée en permanence pendant toute la durée de l’examen à l’aide d’un capteur pneumatique amagnétique. Tous les animaux seront surveillés quotidiennement en accord avec la législation en vigueur par du personnel compétent afin de s’assurer du bon état de santé de ces derniers.

Choix des espèces

Le choc septique constitue un enjeu de santé publique majeur et est responsable importante dans le monde. En recherche fondamentale, on peut mimer certains aspects du choc septique, en particulier la perméabilité des vaisseaux sanguins qui augmente drastiquement, provoquant ainsi une fuite majeure du plasma. Les souris miment bien cette réponse, mais la tolèrent mieux que l’homme. La souris d’âge adulte jeune représente ainsi un modèle bien établi pour étudier la réponse inflammatoire induite sans entrainer une surmortalité. Le présent projet a été mis en place chez la souris et a déjà reçu une autorisation par le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche. L’évaluation par IRM in vivo vient en complétement à des tests faits sur ce même modèle avec une vision d’applicabilité en clinique humaine.

Une lésion de la cornée pratiquée sur un œil, des gouttes instillées jusqu'à huit fois par jour, des injections dans l'œil une à deux fois par semaine sous microscope chirurgical, des examens sous anesthésie légère. 2 240 lapins et 2 280 rats vont être utilisés dans ces procédures d'un niveau de souffrance modéré, au service à la fois de la recherche, de tests d'efficacité réglementaires et de la formation professionnelle. Le porteur rappelle que la cornée est un tissu "richement innervé et sensible" et attend une gêne ou une douleur de quelques heures après l'induction de la lésion. Tous les animaux ayant suivi la procédure complète sont tués pour les évaluations histologiques et le dosage des produits.

Objectifs

Le but de ce projet est d'utiliser un modèle expérimental de cicatrisation cornéenne consécutif à une lésion de la cornée chez le lapin et le rat. Ce modèle contribuera à participer au développement de substances thérapeutiques qui amélioreront la cicatrisation en luttant contre l’apparition de la fibrose et des opacités. Un modèle expérimental de cicatrisation cornéenne de l’épithélium seul ou de l’épithélium et du stroma a déjà été mis en place dans notre établissement. Le but de cette demande est de pouvoir à nouveau utiliser ces modèles afin de tester l’efficacité de substances thérapeutiques sur l’amélioration de la cicatrisation cornéenne. Les traumatismes de la cornée sont un problème de santé majeur dans le monde et un des principaux motifs de consultation aux urgences ophtalmiques. Les opacités cornéennes sont la quatrième cause de cécité dans le monde. La cornée est le tissu transparent et avasculaire, ne contient pas de vaisseaux sanguins ou lymphatiques, situé en avant de l’œil, elle est finement structurée en trois couches : épithélium séparé par une membrane basale du stroma et un endothélium coté interne. L'organisation des fibres du stroma et l'absence de vaisseaux garantissent la transparence de la cornée. L'épithéllium est en contact avec le film lacrymal et l'endothélium avec l'humeur aqueuse (liquide présent dans la partie antérieure de l'œil entre la cornée et l'iris). La transparence de la cornée, élément crucial pour notre vision, est altérée lors d’une lésion qui peut avoir des origines multiples : infections, traumatismes physique ou chimique, greffes de cornée, complications de chirurgie réfractive au laser pour corriger les défauts de la vision (myopie, hypermétropie, astigmatisme…) ou dystrophies cornéennes (maladies héréditaires entraînant des malformations de la cornée). L’atteinte des différentes couches de la cornée peut aboutir à des réactions cicatricielles au niveau de l’épithélium ou du stroma selon la profondeur de l’atteint, entrainant des apparitions de vaisseaux, des opacités cornéennes permanentes jusqu'à la cécité. Le stroma contient les kératocytes qui secrètent les constituants de la matrice extracellulaire, les kératocytes quiescents se différencient en myofibroblastes activés lors de blessure. L’activation excessive des kératocytes et la présence de fibre de stress dans les myofibroblastes, sont responsables d’une cicatrisation fibreuse générant des opacités.

Bénéfices attendus

Les pathologies de la cornée sont un réel handicap et un problème majeur de santé publique puisqu’elles peuvent conduire à la cécité. Ce projet permettra de participer à la recherche de nouveaux traitements réparateurs pour rétablir la transparence de la cornée après un traumatisme.

Procédures

La mise en place de la pathologie se fera uniquement sur un œil et par un acte unique le jour de l’induction. Les procédures correspondantes décrites en détails dans la partie 4 ne dureront pas plus de 10 minutes. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives. Ces examens sont d’ailleurs réalisés chez l’homme en cabinet médical en ambulatoire sans anesthésie. Ces examens sont également régulièrement pratiqués sur l’animal en clinique vétérinaire dans le cadre des consultations. Pour notre projet, ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles (examens au biomicroscope) mais certains (examens OCT, HRT) qui nécessitent l’immobilisation complète de l'animal seront pratiqués sous anesthésie légère. Ces examens sont rapides et ne dureront pas plus de quelques minutes (2-3 minutes pour un examen au biomicroscope, lampe à fente et 5 minutes pour les examens types OCT ou HRT). Les administrations de produits se feront soit par instillations (gouttes oculaires), soit par voie sous cutanée, soit par voie intramusculaire ou intrapéritonéale. Ces instillations ou injections nécessitent le maintien de l’animal afin de l’immobiliser. Ces procédures sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les gouttes oculaires peuvent être administrées plusieurs fois avec généralement une moyenne de 3 administrations et un maximum de 6 à 8 administrations par jour Les administrations de produit par injection au niveau de l'œil se feront sous anesthésie locale et générale si besoin, leurs fréquences sont plus limitées, une à deux fois par semaine. Ces procédures sont aussi un peu plus longues et nécessitent de placer l’animal sous un microscope chirurgical. Il faudra compter quelques minutes (en général 5 minutes par animal) pour réaliser de telles administrations. Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours des procédures expérimentales afin de doser le principe actif du traitement administré ou tout autre marqueur d'intérêt. Ces prélèvements se feront sur animal vigile et le temps nécessaire aux prélèvements ne dépassera pas les 5 minutes par animal.

Impact sur les animaux

Outre les nuisances dues aux manipulations de l'animal pour les observations, le stress dû aux contentions manuelles de l'animal pour les administrations de produits, les instillations ou la douleur éventuelle de la piqûre lors des injections de produits ou d'anesthésiant, le modèle induit une lésion de la cornée. La cornée est un tissu richement innervé et sensible, un seul œil sera induit. L’induction de la lésion cornéenne devrait entrainer une gêne ou une douleur pendant quelques heures après l’induction. Elle sera soulagée par l’administration d’un analgésique. Nous avons déjà expérimenté ces modèles dans notre laboratoire, il n'a pas été observé d'altération de comportement des animaux envers leurs congénères ou concernant la prise alimentaire. L'administration des produits devrait engendrer tout au plus une douleur légère et de courte durée notamment lors de l’anesthésie. Au cours de l’anesthésie jusqu’au réveil, une baisse de la température corporelle pouvant induire un stress est attendue. Elle sera minimisée par l’utilisation de tapis chauffant, de lampe chauffante ou d’armoire de réveil chauffée en fonction des espèces. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives. Ces examens sont d’ailleurs réalisés chez l’homme en cabinet médical en ambulatoire sans anesthésie. Ces examens sont également régulièrement pratiqués sur l’animal en clinique vétérinaire dans le cadre des consultations. Pour notre projet, ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles (examens au biomicroscope) mais certains (examens OCT, HRT) qui nécessitent l’immobilisation complète de l'animal seront pratiqués sous anesthésie légère. Ces examens sont rapides et ne dureront pas plus de quelques minutes (2-3 minutes pour un examen au biomicroscope, lampe à fente et 5 minutes pour les examens types OCT ou HRT). Les administrations de produits se feront soit par instillations (gouttes oculaires), soit par voie sous cutanée, soit par voie intramusculaire ou intrapéritonéale. Ces instillations ou injections nécessitent le maintien de l’animal afin de l’immobiliser. Ces procédures sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les gouttes oculaires peuvent être administrées plusieurs fois avec généralement une moyenne de 3 administrations et un maximum de 6 à 8 administrations par jour.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, tous les animaux qui auront suivi la totalité de la procédure expérimentale seront mis à mort pour permettre de réaliser les évaluations ex vivo (évaluations histologiques, dosage de produit...).

Remplacement

Les modèles in vitro existants ne permettent pas de recréer un environnement approprié pour conserver simultanément l’épithélium et l’endothélium, les durées de conservation sont limitées, il n’existe pas de modèle de cornée reconstituée complète permettant d’observer la cicatrisation, le projet nécessitera donc d’avoir recours à des animaux.

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 tient compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à l'aide des tests statistiques paramétrique ou non paramétrique suivant la distribution des données. Chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin, 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. Les modèles in vitro existants ne permettent pas de recréer un environnement approprié pour conserver simultanément l’épithélium et l’endothélium, les durées de conservation sont limitées, il n’existe pas de modèle de cornée reconstituée complète permettant d’observer la cicatrisation, le projet nécessitera donc d’avoir recours à des animaux.

Raffinement

Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les animaux seront hébergés par deux au minimum en première intention, avec différents enrichissements adaptés à l'espèce. Les examens choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont non invasifs et semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet d'ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Afin de réduire le stress de l'animal lors d'examens nécessitant l'immobilisation de l'animal, une administration d'anesthésique sera réalisée. Une analgésie sera mise en place lors des procédures d'induction. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum.

Choix des espèces

Les espèces animales choisies 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. De plus, les modèles expérimentaux concernant cette pathologie sont largement utilisés et décrits sur ces espèces dont les publications de référence sur laquelle le projet est basé. Pour ce projet, des souris, des rats et des lapins ont été retenus pour tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce afin d’augmenter les chances de mener ce projet à terme. Le choix de l’espèce se fera en fonction de la quantité et des caractéristiques des produits à administrer. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes à leur arrivée dans notre animalerie. Les lapins inclus dans ce projet auront 8 à 15 semaines et les rongeurs 6 à 12 semaines conformément aux publications de référence qui servent de base aux modèles et qui correspond à la maturité visuelle chez ces animaux. Ils observeront ensuite une période d’acclimatation de 5 jours minimum avant leur entrée dans les procédures expérimentales.

Des cellules cancéreuses injectées dans le tibia sous anesthésie, puis huit semaines d'injections intrapéritonéales jusqu'à deux fois par semaine. 252 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur écrit ne prévoir aucun effet secondaire particulier, et décrit dans le même paragraphe une lyse osseuse avec boitement, une perte de poids surveillée jusqu'à 15 % et des difficultés respiratoires liées aux métastases qui déclenchent une mise à mort immédiate. La mise à mort finale sert à recueillir les tissus, étape qu'il qualifie d'"essentielle" à la fiabilité des conclusions.

Objectifs

L’ostéosarcome est la tumeur osseuse la plus courante chez les enfants, les adolescents et les jeunes adultes. Malheureusement, les traitements actuels ne sont pas toujours efficaces, et 40 % des patients ne peuvent pas être guéris. Notre objectif est d'étudier le rôle d'une protéine dans ce cancer, en voyant notamment comment elle influence la réponse du système immunitaire contre la tumeur. Nos premières recherches, réalisées à l'aide d'analyses informatiques et sur des cellules en laboratoire, montrent que cette protéine pourrait avoir des effets anti-cancer. Ce projet est essentiel pour comprendre si cette protéine peut ralentir la progression de l'ostéosarcome en stimulant le système immunitaire, et si elle pourrait devenir une nouvelle cible de traitement pour améliorer les chances de survie des jeunes atteints de ce cancer.

Bénéfices attendus

Les ostéosarcomes restent des cancers compliqués à soigner. Les traitements actuels sont agressifs (chimiothérapie lourde, amputation) et largement inefficaces dans de nombreux cas. Nous avons absolument besoin de mieux comprendre la biologie de ces cancers pour mieux soigner les enfants et les jeunes qui en sont atteints. Notre projet s’inscrit dans cette perspective et permettra de définir la pertinence de cibler une protéine -dont le rôle n’a pas été décrit jusqu’ici dans cette pathologie- dans la mise en place d’immunothérapies.

Procédures

1 : Injection sous la peau d’antidouleur avant la greffe (durée : 30 secondes/animal) 2 : Injection des cellules dans le tibia des souris sous anesthésie (durée 1min/animal) 3 : Injection en intrapéritonéale 1x/sem (pendant 8 semaines maximum) pour rendre la tumeur visible en imagerie (durée 30 sec/animal) 4 : injection en intrapéritonéale 2x/sem (pendant 8 semaines maximum) d’un traitement de chimiothérapie (durée: 30 sec/animal)

Impact sur les animaux

Nous utilisons uniquement des doses de traitement sans toxicité attendue et ne prévoyons pas d’effets secondaires particuliers. Cependant, des effets temporaires peuvent survenir, comme une légère inflammation pendant 2 à 3 jours après l'injection de cellules dans la jambe, parfois accompagnée d’un boitement lié à une lyse osseuse. Les injections peuvent également entraîner des réactions locales, comme des rougeurs ou des gonflements, et l’anesthésie peut provoquer des troubles passagers, tels qu’une baisse de température ou une respiration ralentie. La perte de poids des animaux sera suivie de près, avec une limite fixée à 15 % par rapport à leur poids initial. Si des difficultés respiratoires apparaissent en lien avec des métastases, les animaux seront observés et mis à mort sans délai pour éviter toute souffrance. Enfin, les manipulations régulières, comme les pesées ou les déplacements, provoqueront un stress modéré

Devenir

En fin de procédure, tous les animaux seront mis à mort afin de recueillir les données nécessaires à l’analyse des résultats et de répondre aux objectifs scientifiques du projet. Cette étape est essentielle pour garantir la fiabilité et la précision des conclusions.

Remplacement

Le microenvironnement de la tumeur étant très complexe, il n’existe pas de méthode en laboratoire, pour reproduire sa complexité avec tous ses composants, notamment immunitaires. De plus, on ne peut pas étudier la propagation des cellules cancéreuses dans le corps avec nos méthodes en laboratoire.

Réduction

Nous utiliserons différents types de tests statistiques en fonction des comparaisons que nous voulons faire. Selon ce que montrent les recherches et notre propre expérience, nous pensons que 90 % des greffes vont réussir. En général, nous avons besoin d'au moins 14 animaux par groupe pour être sûrs que les résultats statistiques montrent une différence significative entre les groupes.

Raffinement

Toute intervention d’injection intratibiale sera faite sous anesthésie générale. Les animaux seront manipulés sans stress par des personnes compétentes en expérimentation animale. Une définition précise des points limites conduisant à l'arrêt du protocole et à la mise à mort immédiate des animaux, une surveillance adaptée des animaux, une pesée bi-hebdomadaire et une observation minimum 3 fois par semaine permettront d’éviter toute douleur ou souffrance de l’animal. Dans le cas de la douleur de l'animal, le plus souvent observée par le boitement de l'animal qui ne pose pas sa patte au sol, on administrera un antalgique sans influence sur le système immunitaire. Après l’intervention, les animaux sont remis dans leur cage d’origine et auront une surveillance accrue.

Choix des espèces

Nous avons développé un modèle d'ostéosarcome en injectant des cellules cancéreuses dans le tibia de souris. Étant donné que ces cellules proviennent également de souris, ce modèle reproduit le développement de la tumeur dans un organisme doté d’un système immunitaire complet, ce qui est crucial pour comprendre la réaction du corps face à la tumeur. Ce modèle nous permet également d'observer la propagation du cancer vers les poumons. Nous choisissons des souris de 5 semaines, car l'ostéosarcome étant un cancer pédiatrique, cet âge reflète au mieux la réalité de la maladie chez l’homme.

100 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Leur microbiote intestinal est d'abord éliminé par quatre gavages d'une solution purgative à vingt minutes d'intervalle, ce qui provoque des diarrhées, puis remplacé par un microbiote humain administré en trois gavages espacés de trois jours, avant des injections d'anticancéreux et d'antibiotique dans l'abdomen. Elles passent huit jours isolées, cage par cage, pour éviter que les bactéries ne circulent entre elles. Le porteur écrit qu'un placement auprès d'une association de protection animale ne semble pas approprié vu l'état de santé de l'animal, et que le recours aux souris est "indispensable" faute de méthode reproduisant un microbiote humain in vitro.

Objectifs

Le traitement des cancers solides consiste fréquemment en l’utilisation de médicaments cytotoxiques (chimiothérapies) lesquels ciblent l’ADN des cellules cancéreuses, dont la prolifération est rapide. Les très nombreuses bactéries du microbiote digestif du patient sont des cellules à prolifération rapide et il a récemment été montré qu’elles sont aussi la cible des médicaments cytotoxiques. L’altération de l’ADN bactérien par les molécules antimitotiques strese les bactéries et favorise l’émergence de mutants in vitro. Dans le tube digestif des patients traités par anticancéreux, ces mutants résistants pourraient être ensuite sélectionnés par un traitement antibiotique (très fréquemment prescrite en traitement des complications infectieuses en cours de chimiothérapie), et ainsi augmenter le risque d'infections nosocomiales à bactéries résistantes aux antibiotiques, plus difficiles à traiter. Les résultats obtenus jusqu’à présent résultaient d’expérimentations in vitro, qui confrontaient une molécule anticancéreuse à une seule espèce bactérienne, ne tenant compte ni de la composition en nutriments du système digestif, ni de la complexité du microbiote digestif. Il est en effet établi que la communauté bactérienne digestive (composée d’environ 500 espèces) protège de la colonisation par les bactéries résistantes en raison de compétition pour les nutriments chez des individus sains. Dans ce projet, nous souhaitons de manière inédite mesurer l’influence d’un traitement par des molécules anticancéreuses connues pour stresser les bactéries sur l’émergence de bactéries commensales résistantes aux antibiotiques dans le microbiote digestif d’un modèle murin de microbiote humanisé par greffe fécale. Nous souhaitons ainsi démontrer que les traitements anticancéreux favorisent l'apparition de bactéries commensales résistantes aux antibiotiques (objectif principal). Nous explorerons aussi les mécanismes sous-jacents à cette émergence, en mesurant les modifications de la composition et des fonctions biologiques des microbiotes soumis à des doses thérapeutiques d’anticancéreux (objectif secondaire).

Bénéfices attendus

Les données obtenues dans le modèle murin et combinées à celles d’une étude clinique qui sera réalisée en parallèle, permettront de générer de nouvelles hypothèses d’optimisation des stratégies thérapeutiques des cancers chez l’Homme.

Procédures

Tous les animaux auront les interventions suivantes : gavage (4 fois avec une solution purgative à 20 min d’intervalle, 3 gavages de greffon, à 3 jours d’intervalle, durée de gavage < 1 min) ; injections intra-péritonéales (1 fois l’anticancéreux/sérum physiologique, 3 fois l’antibiotique, durée d’injection < 10 s).

Impact sur les animaux

Des nuisances d'intensités légères dues aux injections intra-péritonéales des chimiothérapies/sérum physiologique et de l’antibiotique ainsi que des douleurs au niveau des points d’injection peuvent être attendues. Par ailleurs, même si l’expérience montre que l’injection de molécules anticancéreuses est bien tolérée par les souris, des effets indésirables liés à l’administration d’agents cytotoxiques ne peuvent pas être exclus (nuisances modérées). Le mode d’élimination du microbiote naturel de la souris par une solution purgative (préalable à l’installation du microbiote humain) risque de causer des diarrhées ainsi qu’un inconfort de courte durée (< 30 min) et le gavage oro-gastrique peut induire du stress responsable d’une augmentation de la morbidité et mortalité des souris (évèvements rares, nuisances modérées). Les implantations de microbiote humain ne présentent a priori aucune implication pathologique pour les animaux. En effet, l'introduction d'un microbiote particulier n'induira pas le développement de maladies. Cependant les souris seront étroitement surveillées par un vétérinaire en cas de survenue de diarrhées (nuisance modérée).

Devenir

Les animaux seront mis à mort car il ne sera pas possible de réutiliser ces animaux pour une autre expérimentation en raison de l’administration d’anticancéreux notamment. Un placement de l’animal auprès d’une association de protection animale ne semble pas non plus appropriée en raison de l’état de santé de l’animal qui ne peut être garanti à l’issue de l’expérimentation.

Remplacement

Le recours à l’expérimentation animale est nécessaire car il n’existe pas à l’heure actuelle de méthode alternative permettant de modéliser de manière fiable un microbiote intestinal humain in vitro d’autant plus qu’une partie du microbiote est constitué de bactéries viables mais non cultivables. Les modèles les plus fiables requièrent l’humanisation, partielle et temporaire, du microbiote d’animaux. Actuellement, il est impossible de ne pas recourir à des modèles animaux. Le recours aux souris est donc indispensable pour ce projet qui utilisera le minimum de souris nécessaire en respectant le plus possible le bien-être animal.

Réduction

Cette étude comportera des petits groupes animaux (n=10) pour pouvoir faire des tests statistiques validant les résultats. Un support en biostatistique est apporté par un expert de la spécialité, afin d’optimiser les méthodes expérimentales. L’utilisation de 10 souris par lot permet de lisser les variations interindividuelles. Les souris utilisées pour l’étude pilote des points limites pourront entrer dans les statistiques finales, réduisant ainsi le nombre de souris par lot dans l’étude principale.

Raffinement

L'hébergement des animaux est effectué en confinement adapté à la stabulation de lignées de souris. La nourriture et l’eau sont fournies ad libitum. Les conditions d’hébergement ont été optimisées pour réduire le stress des animaux : présence d’enrichissement dans les cages (dômes, coton, netlets), et maintien des animaux en groupes de 5 afin d’éviter le stress de l’isolement jusqu’à l’administration des antibiotiques (J8). Ensuite les souris devront impérativement être hébergées individuellement pour éviter les contaminations croisées par les bactéries du microbiote digestif (objet de l’étude). Nous limiterons l’hébergement individuel à 8 jours (entre J6 et J14) pour réduire l’inconfort des souris. Pendant cette période, les animaux garderont un contact visuel et olfatif avec leurs congénères et l’enrichissement dans leur cage sera augmenté et varié. Les conditions d’hébergement seront optimisées pour réduire le stress des animaux : présence d’enrichissement dans les cages (dômes, coton, netlets), En rapprochant les cages au maximum, nous nous assurerons que les animaux puissent communiquer. Les Souris pourront voir leurs congénères (cages transparentes) et les sentir (pas de couvercle filtrants). L’enrichissement sera renforcé (tubes en Plexiglas, billes de bois à ronger). La durée maximale de leur vie solitaire sera de 8 jours (J6 à J14). Une surveillance attentive est assurée quotidiennement, y compris les week-ends et les jours fériés. Une intervention immédiate et appropriée sera entreprise dès l'apparition de tout signe de détresse selon les scores des points limites fixes dans la procedure.

Choix des espèces

En plus des avantages pratiques liés à l’élevage ainsi qu’à l’expérimentation sur ce modèle animal parmi toutes les possibilités qu’offre l’expérimentation animale, la Souris est celui le plus utilisé dans les études sur le microbiote intestinal en général et plus particulièrement sur la greffe de microbiote fécal. En utilisant des souris, nous pouvons bénéficier des retours d’expérience d’autres équipes et ainsi limiter le nombre d’animaux utilisés pour la mise au point des protocoles. De plus, les résultats obtenus pourront être comparés aux études précédentes et permettre une analyse plus fine. Le protocole que nous allons suivre utilise des souris adultes de 8 semaines. Nous n’avons pas de raison de modifier ce paramètre dans notre étude.