Rongeurs
1/2 – Caractérisation par IRM multimodale et phénotypage comportemental d’un modèle murin du syndrome de déficience intellectuelle
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour produire des marqueurs d'imagerie destinés à de futures évaluations précliniques de traitements, 146 souris, dont des porteuses d'une mutation liée à un syndrome de déficience intellectuelle, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau. La lignée mutante présente une susceptibilité accrue à l'épilepsie, avec un suivi des crises spontanées. Les souris passent trois tests de comportement sur la mémoire à court terme, la mémoire des événements vécus et l'orientation dans l'espace, sans que leurs noms soient donnés, puis sont transportées vers un second établissement pour environ deux heures trente d'IRM sous anesthésie gazeuse, et une partie subit une chirurgie terminale sans réveil. Le porteur annonce aussi vouloir "développer et standardiser" chez la souris la méthode d'imagerie GluCEST, c'est-à-dire fournir un outil pour d'autres expériences sur des souris.
Objectifs
Le syndrome deéficience intellectuelle étudié est une maladie génétique rare qui affecte le développement du cerveau. Les personnes atteintes présentent souvent une déficience intellectuelle, une tête plus petite, un retard de croissance, des troubles du spectre de l’autisme et une susceptibilité accrue à l'épilepsie. Cette maladie est causée par des anomalies d'un gène, qui joue un rôle essentiel dans la formation et le fonctionnement du cerveau. Des recherches récentes ont montré que lorsque ce gène ne fonctionne pas correctement, certaines cellules nerveuses importantes migrent mal au cours du développement. Cela perturbe l'équilibre entre les signaux qui stimulent et ceux qui freinent l'activité cérébrale. L’objectif de ce projet est donc de caractériser les altérations cérébrales associées à la déficience intellectuelleétudiée, chez un modèle de souris, (portant la même anomalie génétique et présentant des caractéristiques proches de celles observées chez les patient) par plusieurs techniques d'imagerie par résonance magnétique (IRM) ainsi que des tests comportementaux. Cette approche fournira des biomarqueurs d'imagerie utilisables comme critères de jugement intermédiaires pour les futures évaluations thérapeutiques précliniques. Ce projet se déroule dans 2 Etablissements Utilisateurs.
Bénéfices attendus
Sur le plan fondamental, ce projet qui se déroulera au sein de 2 Etablissements Utilisateurs permettra de mieux comprendre comment la perte partielle du gène d'intérêt affecte le fonctionnement du cerveau, ainsi que d'autres troubles du développement neurologique liés à un déséquilibre entre les signaux excitateurs et inhibiteurs des neurones. Grâce à une technique d'imagerie appelée GluCEST, il sera possible de mesurer le glutamate qui est la principale molécule excitatrice dans l'ensemble du cerveau de souris porteuses de cette anomalie génétique et de vérifier si ce déséquilibre, déjà observé au niveau des cellules, est également présent à l'échelle de l'organisme entier. Ce projet pourrait aussi avoir des retombées pour les patients. En effet, l'identification de marqueurs visibles à l'IRM pourrait faciliter le diagnostic et le suivi de la maladie chez l'Homme, mais aussi servir à évaluer l'efficacité de futurs traitements lors d'essais précliniques. Enfin, ce travail contribuera à développer et standardiser l'utilisation de la méthode GluCEST chez la souris pour l'étude des maladies neurodéveloppementales, le système glutamatergique étant impacté dans un grand nombre de ces pathologies..
Procédures
Les souris ne reçoivent aucun traitement pharmacologique dans le cadre de ce projet (en dehors des anesthésiques et de l'analgésie locale liés aux procédures elles-mêmes). Les interventions sont les suivantes : Dans le premier établissement utilisateur : 3 tests comportementaux passifs permettant d’évaluer la mémoire à court terme, les souvenirs d'événements vécus et l'orientation dans l'espace: 1 fois par animal et par test, durée maximale 20 min/test. Transfert entre les établissements utilisateurs (1 fois). Dans le deuxième établissement utilisateur : Anesthésie gazeuse pour l'IRM : Durée totale environ 2h30. • pour une partie des animaux : une chirurgie terminale sous anesthésie profonde sans réveil d’une durée de 20 minutes et résulte en la mort des animaux
Impact sur les animaux
Nuisances liées au phénotype dommageable : la lignée génétiquement modifiée présente une susceptibilité accrue à l'épilepsie, congénitales et stables. Une surveillance dédiée est mise en place. Nuisances liées aux procédures : • L'IRM sous anesthésie entraîne une diminution de la température corporelle et un risque de dépression respiratoire, gérés par le chauffage et le monitorage en continu. • Le transfert entre sites engendre un stress, atténué par les cages sécurisées et l’acclimatation de 2 semaines. • La chirurgie terminale est réalisée sous anesthésie profonde sans réveil. Elle induit un stress et une douleur de courte durée au moment de l’anesthésie, ainsi qu’une hypothermie et une dépression cardiorespiratoire.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l'issue des procédures afin d’effectuer des prélèvements d’organes d’intérêt (cerveaux).
Remplacement
La compréhension des mécanismes physiopathologiques et des altérations cérébrales associées au syndrome de déficience intellectuelle étudié nécessite l'étude d'un organisme entier. La caractérisation in vivo de la connectivité cérébrale, de la microstructure tissulaire et des mécanismes chimiques impliquant le glutamate nécessite l’utilisation d’animaux vivants et de techniques d’imagerie comme l’IRM. De même, l’évaluation comportementale ne peut être réalisée que sur un organisme entier. À l’heure actuelle, les méthodes alternatives telles que les cultures de cellules, les organoïdes ou les simulations informatiques ne sont pas capables de reproduire toute la complexité du cerveau adulte et de son fonctionnement. La souris est l'espèce mammifère la plus proche de l'Homme dans laquelle nous disposons d'un modèle génétique reproduisant fidèlement la pathologie humaine.
Réduction
Les groupes expérimentaux ont été dimensionnés sur la base de nos études IRM antérieures permettant de déterminer le minimum d'animaux pour une analyse statistique de puissance suffisante. L'utilisation des animaux issus de l'élevage existant et la mutualisation des animaux entre modalités (comportement → IRM → prélèvements terminaux sur le même animal) permettent de réduire le nombre à 130 animaux expérimentaux (146 total).
Raffinement
Compte tenu du phénotype dommageable de la lignée étudiée, une surveillance dédiée est mise en place, intégrant la grille faciale de douleur de la souris et un suivi spécifique des crises épileptiques spontanées. Les conditions d'élevage sont enrichies (nidification doublée, tunnel) et l'hébergement en groupes assure une vie sociale, particulièrement importante pour cette lignée présentant des phénotypes de type Trouble du Spectre Autistique. Une semaine avant les tests de comportement les animaux sont habitués à être manipulés par l’expérimentateur. Le transport entre les 2 établissements utilisateurs se fait dans des cages spécialisées avec nourriture et eau gélifiée. Une période d’acclimatation de 2 semaines est respectée avant les examens IRM. L'anesthésie IRM est optimisée sur des animaux indépendants ; le monitorage continu (respiration, température) et le maintien thermique limitent les complications anesthésiques. Les yeux des animaux sont protégés à l’aide d’un gel ophtalmique et ils sont réhydratés à l'issue des IRM. Les prélèvements terminaux sont réalisés lors de la chirurgie terminale sous anesthésie profonde sans réveil. Des points limites ont été établis afin de soustraire les animaux à la douleur.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l'espèce de choix pour générer des modèles de maladies génétiques humaines : sa physiologie et sa génétique sont bien connues, et les méthodes de manipulation génétique y sont les plus développées. La nécessité d'utiliser une lignée transgénique est liée à l'absence de modèle spontané de la lignée génétiquement modifiée. Le modèle utilisé dans ce projet reproduit fidèlement les phénotypes clés observés chez les patients. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte (à partir de 2 mois). À cet âge, le développement cérébral est complet, le comportement exploratoire et les aptitudes de mémorisation sont stables, et les phénotypes neuroanatomiques de la lignée génétiquement modifiée (microcéphalie, microstructure tissulaire) sont pleinement exprimés.
Rôle de la fibrilline dans la régénération du ligament parodontal [MODIFICATION]
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
60 souris âgées de quatre semaines vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie, une dent leur est extraite puis réimplantée, avec ou sans une molécule censée régénérer le ligament qui la relie à l'os, et elles peuvent ensuite avoir du mal à se nourrir, d'où une alimentation molle. Les analyses ont lieu quatre semaines après l'opération, sur la mâchoire supérieure prélevée après la mise à mort, et les applications annoncées en dentisterie restent au conditionnel. Parmi les bénéfices, le porteur affirme que sa molécule pourrait remplacer le traitement de référence, un produit d'origine animale, pour "réduire l'utilisation de produits d'origine animal".
Objectifs
Le ligament parodontal est un tissu souple qui relie la dent à l’os de la mâchoire. Très fin (environ un quart de millimètre), il agit comme un véritable amortisseur et permet à la dent de résister aux forces exercées lors de la mastication. Grâce à un réseau de fibres et de cellules spécialisées, il joue un rôle essentiel dans le maintien de la dent et dans le renouvellement des tissus environnants, comme l’os et la surface de la racine dentaire. Il s’agit d’un tissu vivant, riche en nerfs et en vaisseaux sanguins, capable de s’adapter en permanence. Avec l’âge, les infections bactériennes ou certaines maladies chroniques inflammatoires, ce ligament s’amincit, se fragilise et perd progressivement ses fonctions. Cela peut conduire au déchaussement des dents. Dans certaines situations cliniques, notamment lors de la pose d’implants dentaires, ce ligament est totalement absent. Si les fibres et les cellules responsables de l’attachement de la dent et du renouvellement des tissus ont déjà été largement étudiées, les vaisseaux sanguins du ligament restent en revanche mal connus. Pourtant, ils sont indispensables à la vitalité du tissu : ils assurent l’apport de nutriments, le bon fonctionnement des nerfs, le renouvellement des cellules et le maintien de la structure du ligament. Il existe des molécules naturellement présentes dans ce tissu, qui jouent un rôle clé dans la formation et le maintien des vaisseaux sanguins. Lorsque ces molécules sont altérées, le ligament perd sa structure et sa capacité à fonctionner correctement. À partir de ces découvertes, nous avons développé une nouvelle molécule capable de stimuler la réparation des vaisseaux et de favoriser la régénération du tissu. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet réparateur de cette molécule sur la régénération du ligament parodontal. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez la souris, basé sur l’extraction puis la réimplantation d’une dent. Les résultats obtenus avec cette nouvelle approche seront comparés à ceux d’un traitement de référence déjà utilisé en dentisterie, ainsi qu’à un support neutre servant de contrôle [MAIS AUSSI UNE NOUVELLE MOLECULE PROMETTEUSE]. Nous analyserons différents paramètres, tels que l’épaisseur du ligament, la dégradation de la racine dentaire ou la fusion anormale entre la dent et l’os. Des analyses microscopiques permettront également de suivre l’évolution du tissu pendant un mois et d’évaluer la qualité de sa régénération.
Bénéfices attendus
L’ambition du projet est d’exploiter des propriétés nouvelles mise en évidence pour une molécule recombinante pour améliorer les performances du ligament parodontal. Cela pourrait permettre une meilleure prise en charge des traumatismes dentaires, le développement d’implants dentaires bio-intégrés, l’optimisation des traitements orthodontiques et le traitement des maladies du ligament parodontal. De plus, le traitement utilisé actuellement est un produit d’origine animale dont le mode d’action est peu connu. Notre molécule recombinante pourrait remplacer ce produit pour réduire l’utilisation de produits d’origine animal.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale sous anesthésie avec extraction dentaire puis réimplantation avec ou sans la molécule d'intérêt. Cette intervention durera quelques minutes. Les analyses se feront 4 semaines après l'intervention chirurgicale.
Impact sur les animaux
Des douleurs d'intensités légères pourront être ressenties sur une durée limitée (quelques heures) lors des injections et après la chirurgie. Il y a également des risques d'infection ou de saignement du site opératoire au moment de l'extraction. Les souris pourront ensuite avoir des difficultés à se nourrir correctement.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par du personnel formé afin que les prélèvements du maxillaire en vue des études histologiques prévues puissent être faits.
Remplacement
Ces expériences doivent être réalisées sur un modèle animal, car il n’est pas possible de reproduire en laboratoire toute la complexité d’un tissu vivant. Seules des études menées chez l’animal permettent d’observer des phénomènes essentiels comme la formation des vaisseaux sanguins et la cicatrisation, dans des conditions proches de celles du corps humain. Des tests en laboratoire ont déjà été réalisés pour mettre au point la molécule utilisée et définir la meilleure façon de l’employer. Toutefois, avant toute application chez l’humain, il est indispensable de passer par des études précliniques sur l’animal. Dans le cadre de ce projet, ces travaux seront menés chez le rongeur. Ces études permettent de vérifier si la molécule est efficace, si elle fonctionne correctement dans un organisme vivant et si elle favorise réellement la régénération du ligament qui maintient la dent. Les résultats obtenus chez l’animal constituent une étape clé avant toute évolution vers une application clinique.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé par un calcul de puissance statistique a priori. Des expérimentations in vitro ont déjà été menées sur cette nouvelle molécule pour déterminer la formulation optimale
Raffinement
Afin de limiter leur stress, une période d’adaptation est prévue pour les habituer progressivement aux déplacements vers la salle de chirurgie. Pendant l’intervention, les animaux seront endormis puis maintenus sous anesthésie de façon adaptée à la chirurgie réalisée dans la bouche. Des traitements contre la douleur seront administrés avant et après l’opération afin d’assurer leur confort. Un gel protecteur sera appliqué sur les yeux pendant l’intervention pour éviter toute sécheresse. À la fin de la chirurgie, une solution hydratante tiède sera administrée afin de prévenir la déshydratation. Le réveil se fera dans des conditions contrôlées, sur un support chauffant, et chaque animal sera placé temporairement dans une cage individuelle pour éviter tout risque lié au contact avec d’autres animaux encore éveillés. Une fois complètement réveillé, l’animal sera replacé dans sa cage habituelle. Après l’intervention, une alimentation molle sera proposée pour faciliter la prise de nourriture et éviter tout déplacement de la dent traitée. Une attention particulière sera également portée à une bonne hydratation. Les animaux seront surveillés quotidiennement pour veiller à ce que les points limites définis ne soient pas atteints. Une procédure précise de décisions sera mise en place par l'expérimentateur en collaboration avec le personnel de l'animalerie.
Choix des espèces
Le projet utilise un modèle murin déjà décrit. La molécule que nous voulons tester a déjà été utilisée dans le modèle de rétine postnatale de souris et s’est avéré fonctionnelle et sans effet délétère dans cette espèce. Les souris utilisées seront âgées de 4 semaines qui correspond à un âge ou le ligament parodontal est bien établi et fonctionnel.
Comment un récepteur de la sérotonine agit-il rapidement sur l’anxiété et les comportements sociaux ?
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Chaque souris subit une chirurgie du cerveau d'une trentaine de minutes, pour y injecter un virus ou y implanter des canules et des sondes de microdialyse. 630 souris mâles adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester si le prucalopride, un médicament contre la constipation, réduit rapidement l'anxiété, en comparaison avec la fluoxétine et le diazépam. Le porteur affirme que "Les nuisances pour ces animaux sont faibles" et que l'implantation n'est qu'une "gène légère", au motif que le cerveau est dépourvu de fibres de la douleur, et il ne nomme pas le test comportemental que passe chaque souris. Toutes sont tuées à l'issue par perfusion d'un fixateur sous anesthésie, qui vide leur corps de leur sang, pour étudier leur cerveau.
Objectifs
Les troubles anxieux sont parmi les maladies psychiatriques les plus fréquentes dans le monde. Ils impactent de façon important la qualité de vie des personnes atteintes ainsi que leur capacité à travailler et à mener une vie normale. Aujourd’hui, les traitements disponibles ne sont pas efficaces pour tout le monde : environ 40 % des patients ne répondent pas suffisamment. Les médicaments les plus utilisés, appelés antidépresseurs, mettent plusieurs semaines avant d’agir. Pour soulager plus rapidement les symptômes, d’autres médicaments comme les benzodiazépines sont souvent prescrits, mais ils peuvent entraîner des effets secondaires importants comme une dépendance, une somnolence ou des troubles de la mémoire. Dans ce contexte, il est nécessaire de développer de nouvelles approches thérapeutiques, à la fois plus rapides et mieux tolérées. Une piste prometteuse serait de cibler des récepteurs à la sérotonine présent dans les régions du cerveau impliquées dans la régulation de l’humeur. Un médicament déjà utilisé chez l’Homme pourrait agir sur ces récepteurs et produire des effets bénéfiques sur l’anxiété et l’humeur. Des études chez l’animal ont déjà montré des résultats encourageants, notamment après des traitements prolongés. L’objectif de ce projet est d’évaluer si ce médicament peut également agir rapidement après une seule administration, et de comparer ses effets à ceux des traitements actuellement utilisés pour soulager rapidement les troubles anxieux. Le projet vise aussi à mieux comprendre les mécanismes dans le cerveau qui expliquent ces effets, en s’intéressant à des régions cérébrales impliquées dans les réponses au stress. Ces travaux pourraient contribuer à l’identification de nouvelles stratégies thérapeutiques pour une prise en charge plus rapide et plus sûre des troubles anxieux
Bénéfices attendus
Cette étude sera la première à examiner les effets anxiolytiques rapides après une administration unique du prucalopride, utilisé chez l’homme dans la prise en charge symptomatique de la constipation chronique idiopathique, dans le modèle de souris adultes mâles, comparé à un antidépresseur de référence, la fluoxétine et à une benzodiazépine de référence, le diazépam. Les résultats de cette étude fourniront des informations sur l’intérêt de repositionner le prucalopride en tant que nouvelle approche thérapeutique pour la prise en charge des troubles anxieux. Cette approche permettra de diminuer le recours aux benzodiazépines et donc d’offrir une alternative thérapeutique plus sécurisée pour les patients. Vu que le prucalopride est actuellement approuvé pour l’utilisation chez l’Homme il est réaliste d’envisager une future inclusion du prucalopride au sein de l’arsenal thérapeutique actuel pour la prise en charge des troubles anxieux. De plus nous serons les premiers à mettre en évidence les effets prosociaux du prucalopride, ce qui représente un intérêt certain dans la prise en charge du troubles anxieux et fournira également un point de départ pour des recherches concernant d’autres troubles impliquant une altération de la sociabilité. Enfin, cette étude s’inscrit dans la continuation des travaux explorant simultanément les dimensions comportementales et les circuits neuronaux, en lien avec la modulation des comportements de type anxieux. Les résultats de cette étude fourniront de nouvelles informations sur les mécanismes qui sous-tendent l'activité des anxiolytiques et pourraient conduire au développement de nouveaux traitements pour les troubles anxieux d’une façon plus ciblées.
Procédures
Les chirurgies d'administration de virus et d'implantation des canules au niveau du cerveau seront réalisées par du personnel qualifié à ces techniques, une seul fois par animal, et durent environ 30 minutes par opération. Chaque animal ne subira qu’un seul test comportemental lors des procédures et ceux-ci durent moins de 30 minutes et n'impliquent pas de douleur. Après les expériences, les animaux seront perfusés sous anesthésie (sans réveil) par une solution de fixation pour permettre de préserver les cerveaux en vue de les étudier.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour ces animaux sont faibles. Pour l'axe comportemental, les administrations intracérébrales seront réalisées par du personnel qualifié à ces techniques et les tests comportementaux n'impliquent pas de douleur ou de durée d'expérimentation déraisonnable, la dialyse a lieu pendant 3 à 4 heures sans manipulation de l'animal et les tests comportementaux effectués 30 minutes après administration locale ne durent que 5 minutes. Les implantations intracérébrales constituent une gène légère pour l'animal. En effet, le cerveau est dépourvu de fibres sensibles à la douleur, à titre d'exemple des chirurgies similaires sont réalisées chez l'humains sous simple anesthésie locale. La perfusion des animaux par la solution de fixation tissulaire implique d’extraire le sang de l’animal inconscient, sous anesthésie et antidouleur.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures expérimentales car nous souhaitons explorer différents paramètres neuronaux à partir de tissus cérébraux prélevés après euthanasie.
Remplacement
L'utilisation de souris est indispensable pour ce projet. L'évaluation de processus complexes qui induisent une réponse neurochimique ou comportementale n'est à ce jour pas modélisable. Ainsi seul un animal entier vivant et vigile permet d'appréhender ces éléments.
Réduction
Une étude statistique préalable nous a permis de déterminer le nombre minimal d’animaux nécessaires pour pouvoir mener cette étude. Cela a été fait grâce à un calcul de puissance effectué pour nos tests comportementaux dont les données présentent la plus grande variance.
Raffinement
Un anesthésique est utilisé pour effectuer l'implantation des sondes de microdialyse. Le cerveau est un organe dépourvu de fibres nerveuses libres dédiées à la nociception, bien qu'invasive cette chirurgie se révèle mineure pour les animaux. Par ailleurs un anti inflammatoire est utilise le jour de la chirurgie. Si l'animal présente un état physiologique anormal (immobilité, prostration, signes de souffrances, perte de poids supérieur à 20% par rapport au poids à 8-10 semaines), l'animal sera euthanasié.
Choix des espèces
À ce jour, les mécanismes impliqués dans les effets anxiolytiques restent mal compris et ne peuvent être reproduits ni simulés par des modèles in vitro. Des animaux adultes seront utilisés car nous nous intéressons à l’étude de l’effet anxiolytique chez l’adulte. De plus, l’espèce choisie permet de faire les modifications génétiques nécessaire pour étudier l’activités des circuits de neurones impliqués.
Validation d’un nouveau modèle murin pour l’étude du rôle des vaisseaux sanguins dans l’insuffisance cardiaque.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Âgées de six mois au départ, 18 souris reçoivent pendant 15 à 25 semaines un régime riche en graisses et une substance qui fait monter leur pression artérielle, pour reproduire une insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée, tandis que 18 souris témoins gardent une alimentation normale. Les 36 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, et toutes sont tuées à l'issue pour prélever cœur, vaisseaux, poumons, foie, reins et tissu adipeux. Chaque mois à partir de la dixième semaine, leur pression est mesurée à la queue pendant qu'elles sont maintenues éveillées dans un tube, et une échographie cardiaque est faite sous anesthésie gazeuse. Le projet vise à valider ce protocole d'induction en le comparant à des données de patients, et le porteur admet que s'il s'avère "insuffisamment représentatif, son utilisation pourra être remise en question".
Objectifs
L'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée (ICFEp) représente près de la moitié des cas d'insuffisance cardiaque. Elle touche principalement les personnes âgées et reste difficile à traiter. Elle est souvent associée à des maladies comme l'hypertension artérielle, l'obésité ou le diabète, qui favorisent une inflammation chronique. Cette inflammation altère progressivement le fonctionnement des petits vaisseaux sanguins du cœur, entraînant une diminution de la capacité du cœur à se remplir correctement. Des travaux récents suggèrent que deux phénomènes pourraient jouer un rôle important dans cette maladie. Le premier est l'incapacité de l'organisme à mettre fin naturellement à l'inflammation. Le premier est l'incapacité de l'organisme à mettre fin naturellement à l'inflammation. Le second est l'altération de la fine couche protectrice qui tapisse l'intérieur des vaisseaux et participe au maintien de leur bon fonctionnement. Nos travaux chez l'Homme montrent que cette altération est associée au développement et à l'aggravation de l'ICFEp. L'objectif de ce projet est de mieux comprendre le lien entre ces deux phénomènes afin d'identifier de nouvelles pistes thérapeutiques. Pour cela, nous validerons un modèle de souris reproduisant plusieurs caractéristiques de la maladie humaine, en combinant le vieillissement, une alimentation riche en graisses et un traitement induisant une élévation de la pression artérielle. Nous étudierons l'évolution de la maladie au cours du temps, le fonctionnement des vaisseaux sanguins, les mécanismes inflammatoires et les modifications observées au niveau de la fine couche de protection des vaisseaux. Les résultats seront comparés à des données déjà obtenues chez des patients afin d'évaluer la pertinence du modèle. Les deux sexes seront étudiés, afin d'améliorer la pertinence de ce modèle, l'ICFEp touchant préférentiellement les femmes.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'améliorer les connaissances sur le rôle d'une couche protectrice qui tapisse l'intérieur des vaisseaux sanguins et sur son lien avec l'inflammation chronique observée au cours de la maladie. Si ce mécanisme est confirmé, il pourrait constituer une nouvelle cible pour le développement de futurs traitements visant à ralentir ou prévenir l'évolution de l'ICFEp. Les résultats obtenus chez la souris seront également comparés à des données déjà recueillies chez des patients atteints d'ICFEp. Cette comparaison permettra de vérifier si le modèle animal reproduit fidèlement la maladie humaine. Si tel est le cas, il constituera un outil fiable pour évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques. À l'inverse, si le modèle s'avère insuffisamment représentatif, son utilisation pourra être remise en question. Cette démarche contribuera ainsi à améliorer la qualité de la recherche tout en limitant, à terme, le recours aux animaux lorsque leur utilisation n'est pas justifiée.
Procédures
Dix-huit animaux reçoivent, par leur alimentation et leur eau de boisson uniquement, un régime riche en graisses et une substance provoquant une hypertension, pendant 15 à 25 semaines ; dix-huit animaux témoins reçoivent une alimentation normale. Aucune injection, aucun gavage et aucune chirurgie ne sont pratiqués pendant cette période. Tous les animaux sont évalués une fois par mois à partir de la dixième semaine, soit au maximum 2 à 4 fois : mesure de la pression artérielle à la queue sur animal éveillé maintenu quelques minutes dans un tube (moins de 15 minutes, après habituation) ; enregistrement de l'activité spontanée sur une roue placée dans la cage, sans aucune manipulation ; échographie cardiaque sous anesthésie gazeuse légère de 20 à 30 minutes, sur tapis chauffant, avec réveil surveillé.
Impact sur les animaux
Le régime riche en graisses entraînera une prise de poids progressive et des modifications du métabolisme, sans provoquer de douleur attendue. Une surveillance régulière permettra de vérifier l'état général des animaux, leur mobilité ainsi que leur accès à la nourriture et à l'eau, qui sera facilité si nécessaire (croquettes en fond de cage si nécessaire, tétines longues). Le composé administré dans l'eau de boisson provoquera une augmentation progressive de la pression artérielle, sans signe clinique attendu aux doses utilisées. Au cours de l'étude, les animaux pourront développer progressivement des signes de la maladie, notamment une diminution de leur capacité à l'effort et, à un stade plus avancé, des difficultés liées au fonctionnement du cœur. Afin de limiter ces effets, les animaux seront suivis régulièrement à l'aide d'une grille d'évaluation de leur état de santé. Le traitement sera interrompu dès que les critères prévus seront atteints, sans attendre l'apparition d'une insuffisance cardiaque sévère. Certaines mesures, comme la prise de la pression artérielle ou les examens d'imagerie réalisés sous anesthésie gazeuse de courte durée, pourront entraîner un stress ou une gêne temporaire.
Devenir
La totalité des 36 animaux est mise à mort en fin de protocole pour prélèvement d'organes, notement, cœur, vaisseaux, poumons, foie, reins, tissu adipeux. L'animal est inconscient lors de sa mise à mort.
Remplacement
Le projet porte sur l'interaction dynamique, à l'échelle de l'organisme entier et sur plusieurs mois, entre trois déterminants (vieillissement, surcharge en graisse, hypertension) et sur leurs conséquences intégrées : Fonction cardiovasculaire, tolérance à l'effort. Aucune de ces variables n'est reproductible in vitro ou en modèles informatiques. Les approches non animales sont néanmoins mobilisées : la deuxième partie du projet repose exclusivement sur l'analyse de données humaines déjà collectées, sans nouveau prélèvement. Le recours à l'animal est donc limité aux seules questions qui ne peuvent être résolues autrement.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires à cette étude a été estimé en fonction de son plan expérimental sur la base des données bibliographiques et des simulations opérées avec un logiciel statistique, menant à un effectif minimum de n=7 animaux par groupe expérimental. Deux animaux supplémentaires par groupe seront toutefois nécessaires afin de tenir compte de la variabilité attendue dans ce type d’étude chez les souris âgées, certaines souris pouvant ne pas développer la pathologie. Remarque : de par la différence existante entre les sexes, les animaux contrôles de cette étude ne pourront être mutualisés.
Raffinement
Les conditions d'hébergement et de manipulation seront adaptées afin de préserver au maximum le bien-être des animaux. Une période d'adaptation d'au moins deux semaines sera respectée avant le début des expérimentations, et les manipulations seront réalisées avec des méthodes limitant le stress, notamment par l'utilisation d'un tunnel plutôt que par une saisie directe. Les traitements seront administrés uniquement par voie orale volontaire, via l'alimentation ou l'eau de boisson, sans injection ni gavage pendant la phase chronique de l'étude. L’accès à la nourriture et à l'eau sera facilité si nécessaire (croquettes en fond de cage, tétines longues). Les évaluations de l'activité physique seront réalisées grâce à une roue d'activité volontaire, évitant les tests d'effort imposant une contrainte ou une stimulation aversive. Les examens nécessitant une anesthésie seront réalisés sur de courtes durées, avec maintien de la température corporelle, surveillance des paramètres physiologiques et suivi du réveil. Une habituation préalable sera réalisée avant les mesures de pression artérielle afin de réduire le stress lié à la contention. Afin d'éviter une souffrance liée à une aggravation excessive de la maladie, le traitement sera interrompu dès l'apparition des signes caractéristiques recherchés, avant l'installation d'une insuffisance cardiaque sévère. L'état de santé des animaux sera évalué au minimum une fois par semaine à l'aide d'une grille de suivi spécifique comprenant des critères de surveillance clinique et des limites précises conduisant à une intervention anticipée.
Choix des espèces
La souris est l'espèce la plus utilisée pour étudier les maladies cardiaques expérimentales. Elle permet d'évaluer précisément le fonctionnement du cœur et des vaisseaux sanguins, et de disposer de nombreux outils pour analyser les mécanismes biologiques impliqués dans la maladie. De plus, son cycle de vie permet d'étudier les effets du vieillissement dans un délai compatible avec la durée du projet. La souche de souris choisie est particulièrement adaptée pour cette étude. Elle correspond à la souche utilisée dans les travaux de référence ayant permis de développer un modèle reproduisant plusieurs caractéristiques de l'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée, associant une alimentation riche en graisses et une augmentation de la pression artérielle. Son utilisation permettra de comparer directement nos résultats aux données déjà publiées et d'éviter des expérimentations supplémentaires nécessaires à la mise au point d'un nouveau modèle. Cette souche présente également une sensibilité connue aux modifications métaboliques provoquées par une alimentation riche en graisses, telles que la prise de poids et les perturbations du contrôle du sucre sanguin, qui sont des éléments importants de la maladie étudiée. À ce jour, aucune autre espèce animale plus simple ne permet d'étudier de manière suffisamment proche de l'Homme le fonctionnement du cœur, notamment sa capacité à se remplir correctement, ainsi que les modifications des petits vaisseaux sanguins impliquées dans cette maladie. Seuls des animaux adultes seront utilisés dans cette étude. Les souris seront incluses à l'âge de 6 mois et suivies jusqu'à un âge compris entre 10 et 12 mois, selon le temps nécessaire au développement des caractéristiques de la maladie étudiée. L'âge des animaux constitue un élément essentiel du modèle expérimental. En effet, l'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée concerne principalement les personnes âgées. Les modèles utilisant de très jeunes souris ne reproduisent donc que partiellement les caractéristiques de cette maladie liée au vieillissement. L'utilisation de souris adultes permet ainsi de mieux reproduire la situation observée chez les patients et d'obtenir des résultats plus pertinents pour la compréhension de la maladie humaine.
Comparaison de la régulation de l’expression de deux transgènes efficaces en thérapie génique in vivo chez des souris atteintes de glycogénose de type Ia (modification)
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Les souris qui font plusieurs hypoglycémies avant la thérapie génique sont mises à mort. 66 souris mâles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leur foie, et 50 d'entre elles, issues d'une lignée transgénique, sont rendues malades d'une glycogénose de type Ia par cinq jours d'injections. Après une biopsie à l'âge de 7 à 10 jours, elles reçoivent un virus modifié dans la circulation sanguine, puis des tests au glucose et à l'insuline avec jusqu'à six gouttes de sang prélevées à la queue par test, et un jeûne final de 6 ou 16 heures. Le porteur décrit des hypoglycémies sévères qui entraînent "un mal-être qui peut être important, voire le décès de l'animal s'il n'est pas pris en charge". Pendant ce jeûne, une souris en hypoglycémie est exclue du projet, l'injection de virus étant alors jugée inefficace.
Objectifs
La glycogénose de type I est une maladie génétique rare causée par un défaut dans un gène qui joue un rôle clé dans la production de sucre (glucose) par le foie. Lorsqu'il ne fonctionne pas correctement, le corps ne peut pas produire de glucose en interne, ce qui entraîne de graves baisses de sucre dans le sang (hypoglycémies). De plus, des accumulations de glycogène (polymère de glucose) et de graisses se forment dans le foie, ce qui peut provoquer des problèmes hépatiques à long terme, allant jusqu’au développement de tumeurs pouvant nécessiter une greffe du foie. Actuellement, il n’existe pas de traitement curatif pour cette maladie. Les patients doivent suivre un régime alimentaire très strict pour éviter les hypoglycémies, en mangeant régulièrement des sucres lents (Maïzena crue). La thérapie génique est une piste prometteuse ; elle consiste à introduire un gène fonctionnel dans le foie à l’aide de virus modifiés qui servent de « transporteurs » du gène médicament. Une étude sur un modèle viable de souris atteintes de glycogénose de type I a montré que l’injection unique de ce traitement permettait de restaurer la production de glucose par le foie et d’éviter l’apparition de tumeurs. Deux types de vecteurs ont été testés. Mod le 5/09/26 Le premier semble plus efficace mais l’expression du gène médicament n’est pas régulée par l’insuline. Le deuxième, bien que moins efficace, est sensible aux régulations hormonales. Ces régulations sont importantes car l’insuline est une hormone qui contrôle le taux de sucre dans le sang. Elle est produite par le pancréas après un repas pour éviter que les taux de glucose dans le sang soient trop élevés. L’absence de régulation hormonale de l’expression du gène médicament pourrait dérégler l’équilibre de glucose dans le corps, et potentiellement favoriser une résistance à l’insuline, surtout en cas d'alimentation déséquilibrée, voire une hyperglycémie, qui sont les caractéristiques du diabète. Mod le 5/09/26 Les objectifs de ce projet seront 1) d’étudier l’impact de la thérapie génique sur l’équilibre du glucose et la réponse à l’insuline chez des souris atteintes de glycogénose, et 2) de comparer l’efficacité des deux vecteurs utilisés en analysant l’expression du gène médicament dans des conditions optimales, c’est-à-dire au cours du jeûne, lorsque l’organisme a besoin de produire du glucose pour maintenir sa glycémie.
Bénéfices attendus
Le taux de sucre dans le sang (glycémie) doit être très bien régulé. Si le foie produit trop de glucose, cela peut entraîner un risque de diabète, surtout chez les personnes ayant une alimentation déséquilibrée et un excès de poids. Les patients atteints de glycogénose de type I ne produisent pas de glucose eux-mêmes, donc ils doivent manger régulièrement des sucres lents tout au long de la journée et même la nuit. Ce régime constant peut les rendre moins sensibles à l'insuline, une hormone essentielle pour réguler le sucre dans le sang. La thérapie génique pourrait leur permettre de produire du glucose, mais selon la méthode utilisée, elle pourrait aussi modifier l’équilibre glycémique et, à long terme, augmenter le risque de diabète, surtout si leur alimentation n’est pas adaptée. Ce projet vise à mieux comprendre comment la thérapie génique influence la régulation du glucose chez des souris atteintes de glycogénose, en particulier après les repas et au cours du jeûne. L’objectif est de trouver la meilleure approche pour optimiser ce traitement et, si nécessaire, donner des recommandations alimentaires aux patients pour éviter d’éventuels effets secondaires.
Procédures
Afin de sélectionner les souris transgéniques nécessaires au projet, un morceau de tissu (biopsie) sera prélevé pour caractériser leurs gènes. La durée du geste est de quelques secondes. Toutes les souris subiront une injection tous les jours pendant 5 jours (quelques secondes/souris) pour induire la glycogénose. Toutes les souris transgéniques seront traitées par thérapie génique par une injection unique du vecteur dans la circulation sanguine. Pour cela, les souris seront immobilisées dans un tube de contention adapté à ce type de procédure de manière à la rendre rapide et limiter le stress de l’animal (durée d’environ 1 minute). Mod le 05/09/26 Toutes les souris seront nourries en régime standard. Pour analyser la régulation de leur glycémie, les souris recevront une injection de glucose ou d’insuline (quelques secondes) et leur glycémie sera mesurée régulièrement pendant 2 heures. Pour cela, une goutte de sang sera prélevée (au total 6 fois au cours de chaque test) à l’extrémité de la queue. Une seule incision initiale de l’extrémité de la queue sera réalisée après application d’une crème anesthésiante. Au total, 3 prises de sang (par massage de la queue pendant 30 secondes) seront aussi réalisées avant et après l’injection du glucose pour suivre la sécrétion d’insuline. Mod le 05/09/26 En fin de procédure, les souris seront mises à jeun, 6h ou 16h. Une prise de sang (durée quelques secondes) sera réalisée juste avant la mise à mort de l’animal.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux sont : -l’induction de la glycogénose de type I qui est une maladie entrainant des hypoglycémies sévères quand les animaux ne mangent pas (entre les repas). Le développement des hypoglycémies entraine un mal-être qui peut être important, voire le décès de l’animal s’il n’est pas pris en charge. -la biopsie de tissu et les injections peuvent entrainer une légère douleur. L’immobilisation de la souris pour réaliser ces gestes induit un léger stress. -la prise de sang peut entrainer une légère douleur. Mod le 05/09/26- la période de jeûne de 16h qui peut rendre les animaux agités.
Devenir
Mod le 5/09/26- Afin de caractériser l’effet des traitements sur le métabolisme hépatique et déterminer le pourcentage de cellules du foie guéries et le nombre de particules virales, le foie sera prélevé en fin d’expérience. Pour cela, tous les animaux devront être mis à mort à la fin du projet.
Remplacement
Aujourd’hui, on sait fabriquer en laboratoire de mini-foies appelés organoïdes, qui contiennent différents types de cellules du foie (comme les hépatocytes, les cellules biliaires ou encore les cellules immunitaires). Cependant, la thérapie génique ne peut pas être testée uniquement sur ces mini-foies, car elle repose sur l’injection de virus modifiés dans le sang pour transporter le gène médicament. Pour fonctionner, ces vecteurs doivent atteindre les cellules du foie (hépatocytes) en traversant les petits vaisseaux sanguins. Or, toutes les cellules du foie ne seront pas forcément corrigées. L’efficacité du traitement dépend donc de la quantité de cellules qui reçoivent le gène. C'est pourquoi il est essentiel de tester cette thérapie dans un organisme entier, où la circulation sanguine et le fonctionnement du foie sont aussi proches que possible de la réalité.
Réduction
Le nombre de souris utilisées pour cette étude a été calculé avec précision, en tenant compte des connaissances actuelles sur la maladie, du modèle animal choisi, du fonctionnement du métabolisme du sucre et de l’énergie, des résultats d’expériences précédentes et d’une approche statistique. Au total, ce projet réalisé sur 2 ans nécessitera 66 (mod le 5/09/26) souris mâles, dont 50 souris atteintes de la maladie et traitées par thérapie génique et 16 souris saines servant de groupe témoin.
Raffinement
-Pour éviter les inflammations des organes causées par les injections dans l’abdomen, l’induction de la maladie sera réalisée par une injection d’un produit sous la peau à différents endroits. -La maladie étudiée ne se développe que dans le foie des souris adultes, ce qui évite des complications comme des hypoglycémies graves et protège les souris pendant leur développement. - Avant que la maladie n’apparaisse, les souris seront habituées à boire du glucose à la pipette. Ainsi, si leur taux de sucre baisse légèrement, elles accepteront plus facilement cette solution. - Pour éviter les hypoglycémies, les souris auront un accès facile à la nourriture (croquettes dans la cage, biberons adaptés). En cas d’hypoglycémie sévère, une injection de glucose sera réalisée, et une partie de la cage sera placée sur une plaque chauffante pour maintenir leur température. Une grille d’évaluation permettra de surveiller les signes d’hypoglycémie. L’apparition de plusieurs hypoglycémies avant la thérapie génique constitue un point limite nécessitant l’euthanasie de la souris pour raison éthique. Mod le 5/09/26- lors de mises à jeu, les souris seront hébergées dans des grandes cages, en conservant un enrichissement, ainsi que l’accès à l’eau; et les cages seront mises en partie sur une plaque chauffante pour maintenir la température corporelle de l’animal. Nous nous assurerons de l’efficacité de la thérapie génique au cours de ce test par mesure de la glycémie. En cas d’hypoglycémie, la souris sera exclue du projet puisque l’injection de virus n’aura pas été efficace. -Les souris seront manipulées avec un tunnel pour limiter leur stress. -Pour réduire la douleur, une crème anesthésiante sera appliquée sur les zones de ponction du sang et d’incision. -Une grille de score aidera à prendre des décisions en cas d’observation d’un mal-être et décrit les points limites au-delà desquels les souris seront mises à mort.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce s’est orienté vers la souris car les études réalisées sur des vertébrés inférieurs tels que le poisson, montrent que les régulations de la production de glucose par l’organisme ne sont pas les mêmes que chez les mammifères. De plus, le modèle de souris transgéniques utilisé n’a été réalisé que dans cette espèce grâce à la transgenèse ciblée. Enfin, les outils d’analyses moléculaires, comme des anticorps, spécifiques de la souris sont disponibles en laboratoire. La biopsie de tissu pour caractériser les gènes des souris sera réalisée chez les nouveau-nés âgés de 7-10 jours. La maladie sera induite à l’âge de à 5 semaines. Une période de 5 semaines suivant ces injections permet la disparition des effets potentiels sur le métabolisme du produit injecté lors de l’induction de la maladie. Les souris seront traitées par thérapie génique à l’âge de 10 semaines. Les souris saines témoins seront commandées dès l’âge de 4 semaines.
MODIFICATION « Le rôle d’IKAROS dans une forme pédiatrique de leucémie : facteur de la maladie ou cible pour la soigner ? »
- Recherche appliquée
- Cancers
Jusqu'à huit semaines de prises de sang hebdomadaires et, pour 160 d'entre elles, vingt injections de chimiothérapie en quatre semaines attendent des souris immunodéprimées chez qui une leucémie est induite, gardées en cages individuelles ventilées. Au total, 223 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, et toutes sont tuées à l'issue pour analyser leur sang, leur moelle osseuse et leur rate. La maladie peut entraîner des douleurs, une perte de poids et de mobilité, et des changements de comportement comme la léthargie ou l'agressivité. Le projet teste, pour une forme de leucémie de l'enfant, un médicament déjà donné à d'autres patients atteints de cancer, après avoir comparé deux lignées de souris. La modification du projet ajoute un gavage aux injections et aux prélèvements, sans en préciser la substance, la fréquence ni la durée.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de mieux comprendre le rôle d'une protéine dans un type de leucémie qui touche principalement les enfants. Nos études suggèrent que, contrairement aux autres formes de leucémie, cette protéine d'intérêt pourrait ici aider les cellules cancéreuses à survivre. Nous allons donc examiner si la disparition de la protéine d'intérêt dans ces cellules pourrait freiner la progression de la maladie. Pour ce faire, nous testerons un médicament déjà utilisé chez d’autres patients cancéreux afin de voir s’il pourrait devenir une nouvelle option de traitement pour ce type de leucémie. Auparavant, nous allons comparer deux modèles de souris afin de choisir celui qui se prête le mieux à notre étude. Ce travail pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques afin de mieux traiter certains enfants atteints de leucémie.
Bénéfices attendus
Avantages à court terme : Ce projet vise à mieux comprendre le rôle d’une protéine impliquée dans un type spécifique de leucémie chez l’enfant. À court terme, il pourrait permettre d’identifier une nouvelle cible pour le traitement de cette maladie. Cela ouvrirait la possibilité d’utiliser un médicament déjà disponible en clinique, ce qui faciliterait une mise en application rapide pour les patients. Avantages à long terme : À plus long terme, cette recherche pourrait contribuer au développement de traitements plus efficaces et mieux ciblés contre la leucémie, avec moins d’effets secondaires. Cela améliorerait la qualité de vie et les chances de guérison des patients. En réduisant l’utilisation de traitements lourds et généralisés, elle pourrait également limiter l’impact environnemental lié à certains médicaments de chimiothérapie.
Procédures
Dans cette étude, plusieurs procédures sont réalisées sur des souris pour évaluer l’efficacité de traitements contre la leucémie. Jusqu’à 188 souris peuvent être concernées par des prises de sang, effectuées une fois par semaine pendant un maximum de huit semaines. Chaque prélèvement dure environ deux minutes et est réalisé par du personnel expérimenté. Une injection unique est également prévue au début de l’étude, pour chacune des souris. Cette intervention, qui dure environ vingt minutes par animal (temps de préparation compris), est suivie d’une observation quotidienne pour vérifier l’état de santé des animaux. Un autre traitement, sous forme de chimiothérapie, nécessite jusqu’à 160 souris. Il consiste en vingt injections réparties sur quatre semaines. Chaque injection dure environ deux minutes, et les souris sont observées juste après pour s’assurer qu’elles vont bien. Toutes les manipulations sont réalisées par groupes de cinq souris. L’expérimentation peut être arrêtée plus tôt que prévu si des résultats suffisamment clairs sont obtenus, afin de réduire le nombre d’animaux utilisés MODIFICATION Dans cette étude, plusieurs procédures sont réalisées sur des souris pour évaluer l’efficacité de traitements contre la leucémie. Jusqu’à 211 souris peuvent être concernées par des prises de sang, effectuées une fois par semaine pendant un maximum de huit semaines.
Impact sur les animaux
Douleur : Certaines procédures, comme les prélèvements sanguins ou les injections, peuvent provoquer une douleur légère à modérée. Cette douleur est généralement brève et disparaît quelques minutes après l’intervention. L’apparition de la leucémie peut également entraîner des douleurs quelques jours ou semaines après l’induction, une fois la maladie installée. En cas de signes de douleur après l'établissement de la leucémie, les animaux seront immédiatement euthanasiés et examinés. Perte de poids : Les animaux seront pesés chaque semaine. Perte de poids sera considérée comme un signe de souffrance et un effet sévère, et l’animal concerné sera euthanasié. Réduction de l’activité ou de la mobilité : Certains animaux peuvent devenir moins actifs à cause de la maladie ou si le système nerveux est affecté. Une surveillance quotidienne sera mise en place. Si une forte réduction de la mobilité ou une incapacité à se déplacer persiste plus de deux jours, cela sera considéré comme un signe de détresse. Stress : Des manipulations comme les injections ou les prélèvements peuvent provoquer un stress léger et temporaire. Celui-ci dure en général moins d’une heure après la procédure. Un stress prolongé pourra être suspecté en cas de changements persistants dans le comportement. Changements comportementaux : Des modifications telles que léthargie, agitation ou agressivité peuvent apparaître après certaines interventions. Elles sont en principe transitoires, durant quelques jours. Si ces troubles persistent ou s’aggravent, une évaluation sera faite pour décider d’une éventuelle euthanasie. MODIFICATION Des manipulations comme les injections, le gavage ou les prélèvements peuvent provoquer un stress léger et temporaire.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés et analysés à la fin des procédures. Plus précisément, le sang, la moelle osseuse et la rate seront analysés pour détecter la présence de cellules leucémiques par cytométrie de flux.
Remplacement
Cette analyse in vivo est essentielle pour déterminer le rôle de notre protéine d’intérêt dans les leucémie aiguë lymphoblastique, car elle permet d’étudier le comportement des cellules leucémiques dans un environnement biologique complexe, ce qui ne peut être réalisé par des techniques in vitro à ce stade du projet. En effet, les modèles in vitro ne reproduisent pas fidèlement les interactions biologiques et les mécanismes physiopathologiques présents dans un organisme vivant, limitant leur pertinence pour cette étude spécifique. Dans ce cadre, la souris constitue un modèle privilégié pour l’analyse des traitements en onco-hématologie, permettant de modéliser les interactions complexes entre les tumeurs, le système immunitaire et le microenvironnement — interactions impossibles à étudier de manière aussi complète avec des cultures cellulaires seules. De plus, les souris présentent des réponses thérapeutiques proches de celles observées chez les patients humains, ce qui les rend particulièrement adaptées pour tester et valider de nouvelles thérapies.
Réduction
Le nombre d’animaux sera ajusté en fonction des besoins expérimentaux, en s’appuyant sur des calculs préalables permettant d’optimiser la taille des groupes. Les expériences d’induction de la leucémie seront réalisées avec des groupes de 5 animaux, répétées 2, 3 ou 4 fois selon les résultats obtenus. Si la première série montre des résultats significatifs, les autres ne seront pas effectuées. Sinon, nous poursuivrons avec la deuxième série, et ainsi de suite, jusqu’à l’obtention de résultats significatifs, avec un maximum de quatre séries. Cette approche séquentielle permet d’interrompre l’étude dès que des données robustes sont disponibles, évitant ainsi l’utilisation d’animaux supplémentaires non nécessaires. Ainsi, la conception expérimentale suit rigoureusement le principe de Réduction des 3R : le nombre d’animaux est limité à ce qui est strictement nécessaire pour obtenir des résultats fiables, les données sont exploitées au maximum, et toute expérimentation redondante est évitée. Cette stratégie permet de concilier la validité scientifique avec un impact réduit sur les animaux.
Raffinement
Afin de minimiser les perturbations liées aux prélèvements sanguins, aux injections, au phénotype délétère induit et à l'induction de la leucémie, des mesures spécifiques seront mises en œuvre. Les animaux seront étroitement surveillés afin de détecter tout signe de souffrance ou effet secondaire du traitement avant d'atteindre le seuil de mortalité. Les méthodes suivantes seront utilisées : Suivi du phénotype délétère : Les souris sont immunodéprimées et donc gardées dans des cages individuelles ventilées pour éviter les infections. Induction de la leucémie : Les animaux seront surveillés quotidiennement et toute détérioration de leur état sera immédiatement évaluée. Si des signes de douleur ou de détérioration physique apparaissent (critères de douleur : perte de poids, modifications du pelage, comportement, etc.), les animaux seront euthanasiés afin d'éviter toute souffrance et analysés directement.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour l’analyse des traitements en onco-hématologie. Modélisation d'interactions complexes : Les souris permettent d'étudier les interactions entre les tumeurs, le système immunitaire et le microenvironnement de manière bien plus fidèle que les cultures cellulaires seules. Évaluation de la réponse thérapeutique : Les souris présentent des réponses thérapeutiques proches de celles observées chez les patients humains, ce qui les rend précieuses pour tester de nouveaux traitements. Les animaux sont utilisés à l’âge de 6 à 8 semaines, ce qui correspond à une phase de maturité du système hématopoïétique comparable à celle de l’adolescence, en accord avec le fait que nous étudions un cancer pédiatrique. Comme les deux sexes sont affectés par le sous-type de leucémie étudié, nous utiliserons des souris mâles et femelles
Evaluation de la sécurité préclinique de candidats médicaments en ophtalmologie chez les rongeurs et les non-rongeurs
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 240
Chiens : 80
Cochons : 80
Macaques à longue queue : 180
Avant tout essai chez l'humain, des candidats médicaments pour l'œil sont testés en série, à raison d'une dizaine d'études par an, sur 240 souris, 240 rats, 80 chiens, 80 cochons et 180 macaques à longue queue. Ces 820 individus reçoivent des gouttes oculaires parfois plusieurs fois par jour ou des injections dans l'œil, jusqu'à deux mois de traitement, avec prises de sang, prélèvements d'humeur aqueuse et biopsies, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur décrit dans les cas les plus marqués des paupières fermées, des rougeurs, des œdèmes de la conjonctive, une photophobie et des frottements répétés des yeux, et affirme que ces études ne sont menées que lorsqu'elles sont "indispensables". La plupart sont tués pour un examen anatomopathologique terminal, mais le champ structuré déclare 51 chiens, cochons et macaques gardés en vie, dont 33 réutilisés, 6 chiens proposés à l'adoption et 12 cochons et macaques rendus à l'élevage, ce dernier point n'apparaissant nulle part dans la narration.
Objectifs
-Contexte De nombreuses maladies des yeux ne disposent pas encore de traitements suffisamment efficaces. C'est le cas par exemple de certaines maladies de la rétine pouvant entraîner une perte de la vision, du glaucome ou encore de certaines atteintes de la surface de l'œil. Afin de répondre à ces besoins médicaux, de nouveaux médicaments sont en cours de développement. -Objectif principal Avant d'être testés chez l'Homme, les futurs médicaments doivent faire l'objet d'études de sécurité. Ces études, réalisées chez l'animal, permettent de vérifier qu'ils ne présentent pas de risques majeurs et de préparer leur évaluation lors des essais cliniques. -Finalités Ces études visent à : - identifier les éventuels effets indésirables du médicament ; - sélectionner les candidats médicaments les plus prometteurs ; - comprendre comment le médicament est distribué et éliminé par l'organisme ; - recueillir les informations nécessaires pour orienter la suite de son développement et préparer les études réglementaires. -Méthodologie Le candidat médicament est administré dans l'œil, en une ou plusieurs fois selon les objectifs de l'étude. Tout au long de l'étude, les animaux font l'objet d'un suivi attentif comprenant notamment : - l'observation de leur état de santé général ; - la mesure de différents paramètres biologiques ; - la réalisation d'examens ophtalmologiques ; - des prélèvements biologiques permettant d'analyser les effets du médicament. L'ensemble des résultats recueillis est ensuite analysé afin d'évaluer le profil de sécurité du candidat médicament et d'optimiser son développement. Cette approche contribue également à limiter le nombre d'études nécessaires en exploitant au mieux les données obtenues. Toutes espèces confondues, environ 10 études peuvent être réalisées chaque année.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice de ce projet est de contribuer au développement de traitements plus sûrs pour les maladies de l'œil. Avant qu'un nouveau médicament puisse être testé chez l'Homme, il est important de vérifier qu'il ne présente pas de risque majeur pour la santé. Les études réalisées dans le cadre de ce projet permettent d'identifier le plus tôt possible d'éventuels effets indésirables et de mieux comprendre le profil de sécurité des futurs traitements. Cette étape contribue à protéger les participants aux essais cliniques et, à terme, les futurs patients. Le projet permet également de recueillir des informations essentielles pour orienter le développement des nouveaux médicaments. Les résultats obtenus aident notamment à déterminer les doses les plus adaptées, à définir les examens de suivi nécessaires et à mieux évaluer l'équilibre entre l'efficacité attendue du traitement et ses éventuels effets indésirables. Ces études permettent aussi d'identifier les organes ou tissus qui pourraient être particulièrement sensibles au médicament. Cette connaissance facilite la détection précoce d'éventuels effets indésirables, qu'ils concernent les yeux ou d'autres parties de l'organisme. Par ailleurs, le projet contribue à identifier des indicateurs biologiques pouvant être utilisés dans les études ultérieures pour suivre l'action du traitement et détecter rapidement d'éventuels effets indésirables. Plus largement, les connaissances acquises permettent de mieux comprendre les mécanismes à l'origine de certains effets indésirables et d'améliorer les décisions prises tout au long du développement des futurs médicaments.
Procédures
Les animaux reçoivent le candidat médicament directement au niveau de l'œil (quelques secondes), soit en une seule administration, soit en plusieurs administrations selon le type de traitement étudié. La fréquence d'administration varie en fonction du médicament. Par exemple, des gouttes ophtalmiques peuvent être administrées plusieurs fois par jour, tandis que certaines injections dans l'œil peuvent être réalisées seulement une fois par mois. La durée totale du traitement peut aller jusqu'à deux mois. Lorsque des injections oculaires sont nécessaires (quelques minutes), elles sont réalisées dans des conditions de stérilité strictes, sous anesthésie locale et, si besoin, sous une anesthésie générale de courte durée afin d'assurer le confort de l'animal. Des prélèvements de sang ou d'autres échantillons biologiques (quelques minutes) peuvent également être réalisés au cours de l'étude pour analyses. Ces analyses permettent de mieux comprendre la façon dont le médicament agit dans l'organisme et d'évaluer son niveau d'exposition. Dans certains cas, de petits prélèvements de tissus ou de cellules peuvent être nécessaires (quelques minutes). Toutes ces procédures sont réalisées dans le respect des recommandations éthiques en vigueur, avec un nombre et un volume de prélèvements limités au strict nécessaire. Lorsque ces prélèvements nécessitent une intervention, celle-ci est effectuée sous anesthésie de courte durée et dans des conditions garantissant le bien-être des animaux. Des examens ophtalmologiques (quelques minutes) sont généralement réalisés avant le début du traitement, puis à intervalles réguliers pendant l'étude, et enfin à son terme. Selon la nature de l'examen, un collyre anesthésiant peut être administré afin de rendre l'œil temporairement insensible pour permettre la réalisation des mesures dans les meilleures conditions. L'ensemble de ces observations, examens et analyses permet de suivre l'état de santé des animaux, d'évaluer les effets du médicament sur l'œil et l'organisme, et de recueillir les informations nécessaires à son développement en toute sécurité.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables seront limités à une contrainte modérée. L’administration d’un candidat médicament par voie ophtalmique peut entraîner des effets indésirables oculaires, parfois accompagnés, dans les cas les plus marqués, d’effets systémiques. Ces effets peuvent être liés à l’actif étudié et/ou à la procédure d’administration, notamment lors d’injections intra- ou péri-oculaires. Chez les rongeurs comme chez les non-rongeurs, les effets indésirables oculaires se manifestent par des signes cliniques observés au niveau de l’œil et de la région périoculaire, tels qu’une fermeture des paupières, une rougeur et/ou un œdème conjonctival, un écoulement oculaire. Lors d’atteintes oculaires les plus marquées, ces effets locaux peuvent s'accompagner d'un retentissement sur le comportement de l'animal, se traduisant notamment par des frottements répétés des yeux, une photophobie, une diminution de l'activité ou une baisse de la consommation alimentaire. Outre les effets liés à l’administration de la substance étudiée, la procédure elle-même (contention, examens, prélèvements de fluides biologiques ou de tissus, etc.) peut engendrer des nuisances se traduisant par un inconfort, un stress ou une douleur de courte durée. Les administrations intra- ou périoculaires, ainsi que les prélèvements d’humeur aqueuse et biopsies sont susceptibles d’entraîner, au cours des 48 heures suivant l’intervention, une douleur légère, une diminution de l’appétit et une légère baisse de l’activité.
Devenir
Les études précliniques exploratoires de sécurité visant à évaluer les effets indésirables potentiels de candidats médicaments en ophtalmologie nécessitent, le plus souvent, la réalisation d’analyses biologiques ainsi qu’un examen anatomopathologique terminal. Cet examen permet d’évaluer les éventuels effets du candidat médicament administré par voie oculaire, tant au niveau de l’œil que des autres tissus et organes. Il permet également de déterminer l’exposition des différents tissus oculaires et de l’organisme au candidat médicament et/ou d’analyser son effet sur sa cible thérapeutique, ainsi que de réaliser toute investigation complémentaire nécessaire à son évaluation. Lorsque les objectifs de l’étude ne nécessitent pas d’analyses terminales, certains animaux non rongeurs pourront être réutilisés après validation du Vétérinaire clinicien. Une partie d’entre eux pourra être proposée à l’adoption par l’intermédiaire d’associations ou de structures d’accueil spécialisées, en accord avec les autorités compétentes.
Remplacement
Avant qu'un nouveau médicament destiné à traiter les maladies de l'œil puisse être administré à l'Homme, il doit être soigneusement évalué afin de vérifier son efficacité et sa sécurité. Plusieurs méthodes alternatives sont systématiquement intégrées dans notre stratégie d'évaluation, comme la modélisation informatique, l’utilisation de cultures cellulaires ou l’étude de tissus en laboratoire. Ces approches permettent de sélectionner les candidats médicaments les plus prometteurs et d'écarter rapidement ceux qui présentent des risques potentiels. Toutefois, ces méthodes ne permettent pas de reproduire toute la complexité d'un organisme vivant. En particulier, elles ne permettent pas d'étudier la façon dont un médicament se répartit dans l'œil et dans le reste de l'organisme, ni d'évaluer l'ensemble des réactions biologiques susceptibles de se produire après son administration. Lorsque les informations nécessaires ne peuvent pas être obtenues par ces méthodes alternatives, des études chez l'animal sont alors réalisées. Elles permettent notamment de : - évaluer les effets du médicament sur l'œil et sur l'organisme dans son ensemble, - comprendre comment le médicament est absorbé, distribué et éliminé, - vérifier que son niveau de sécurité est compatible avec une future utilisation chez l'Homme. Les études animales sont donc mises en œuvre uniquement lorsqu'elles sont indispensables et qu'aucune autre méthode validée ne permet d'obtenir les informations recherchées. Elles constituent aujourd'hui une étape importante du développement des médicaments, contribuant à garantir la sécurité des futurs participants aux essais cliniques et des patients.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans ce projet est limité au strict nécessaire, conformément aux principes éthiques applicables à la recherche animale. Pour chaque étude, le nombre d'animaux est soigneusement déterminé afin d'obtenir des résultats fiables et scientifiquement solides tout en évitant l'utilisation d'animaux en excès. Cette estimation s'appuie sur les connaissances scientifiques disponibles, l'expérience acquise lors d'études précédentes et les recommandations en vigueur. Lorsque cela est possible et sans impact sur leur bien-être ou sur la qualité scientifique des résultats, certains animaux peuvent participer à plusieurs études compatibles. Cette démarche permet de réduire davantage le nombre total d'animaux nécessaires au projet. L'objectif est ainsi de recueillir les informations indispensables au développement de nouveaux traitements tout en limitant au maximum le recours aux animaux.
Raffinement
Les procédures expérimentales sont conçues de manière à minimiser la douleur, la souffrance, le stress et les contraintes subis par les animaux. Une phase de désensibilisation et d’habituation est systématiquement mise en œuvre avant le début de l’étude afin de limiter le stress des animaux au cours des procédures expérimentales. Chaque manipulation est associée à un renforcement positif (récompenses physiques ou alimentaires). Les animaux bénéficient d'enrichissements alimentaires spécifiques distribués individuellement à la main dès leur arrivée pour favoriser une relation de confiance avec l'expérimentateur. Lorsque certains examens ou interventions sont susceptibles d'entraîner un inconfort, ils sont réalisés sous anesthésie afin de prévenir la douleur et de limiter le stress (examens approfondis des yeux, certains actes chirurgicaux). Ces interventions sont effectuées dans des conditions d'asepsie strictes afin de prévenir tout risque d'infection, des traitements antidouleur sont administrés lorsque cela est nécessaire. L'ensemble de ces mesures vise à garantir à la fois la qualité de la procédure et le confort de l'animal pendant et après celle-ci. L'état de santé et le comportement des animaux sont surveillés quotidiennement par du personnel qualifié. Des critères précis ont été définis pour détecter rapidement tout signe de douleur, d'inconfort ou de détresse. Si nécessaire, des mesures adaptées sont prises immédiatement, pouvant aller jusqu'à l'arrêt anticipé de la participation de l'animal à l'étude. Pour renforcer le suivi clinique, des systèmes de vidéosurveillance dédiés sont utilisés pour les chiens et les miniporcs. Pour certaines études, les souris sont hébergées dans des cages connectées pouvant être équipées de caméras pour détecter les anomalies 24h/7j. Les rats bénéficient également de caméras pour enregistrer leur activité jour et nuit. L'utilisation d'implants de monitoring des fonctions vitales (température) limite la contrainte sur les animaux tout en recueillant des informations importantes pour le suivi clinique. L'environnement des animaux est enrichi et adapté à leurs besoins spécifiques (jeux, objets à explorer, activités de recherche alimentaire, ambiance sonore adaptée). Les animaux sont également habitués à être manipulés de manière douce et respectueuse afin de réduire leur stress et d'améliorer leur bien-être tout au long de l'étude.
Choix des espèces
Le choix des espèces animales utilisées dans les études est guidé par des critères scientifiques et par les réglementations internationales encadrant le développement des médicaments. Selon les recommandations en vigueur, les études de sécurité sont généralement réalisées chez différentes espèces animales. Cette approche permet de mieux comprendre les effets potentiels du futur médicament et d'obtenir des données aussi fiables que possible avant son évaluation chez l'Homme. L'espèce retenue est choisie en fonction de plusieurs facteurs, notamment la manière dont l'œil est constitué et fonctionne, le mode d'administration du médicament et la façon dont celui-ci agit dans l'organisme. L'objectif est d'utiliser les espèces les plus adaptées pour répondre aux questions scientifiques posées par l'étude. Lorsque les caractéristiques du médicament le permettent et que cela est scientifiquement justifié, les études peuvent être réalisées dans une seule espèce pertinente. Cette approche contribue à limiter le nombre d'animaux utilisés tout en garantissant la qualité des données recueillies. Selon les besoins du programme de recherche et les exigences réglementaires, les études peuvent être menées chez des animaux jeunes ou adultes. Le choix est effectué au cas par cas afin de s'assurer que les résultats obtenus sont les plus pertinents possibles pour le développement du futur traitement.
Exploration de nouveaux traitements ciblant la neuroinflammation dans deux modèles murins de la maladie de Charcot
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 064 souris de deux lignées porteuses d'une forme de maladie de Charcot vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, par cohortes de 9 à 26 individus. Elles reçoivent l'une des quatre approches testées, protéines bloquantes, molécule injectée dans le sang, délivrance au système nerveux ou thérapie génique, avec des prises de sang et deux tests moteurs dont seul le tapis roulant est nommé. Dans la lignée à progression rapide, la fonte musculaire entraîne perte de poids et difficultés à se déplacer, et certaines souris sont tuées "une fois que la manifestation de la pathologie est maximale". Le porteur écrit "Comme chez les patients, les souris ne montrent pas de signes de douleur", tout en déclarant une partie des procédures au niveau sévère.
Objectifs
La maladie de Charcot est une maladie neurodégénérative incurable et mortelle, causée par la perte des neurones moteurs situés dans le cerveau et la moelle épinière, responsables de la contraction des muscles striés. En France environ 7000 patients vivent avec la maladie de Charcot. La maladie débute généralement entre 50 et 70 ans par une faiblesse musculaire, évoluant rapidement vers une paralysie généralisée des membres et une insuffisance respiratoire, conduisant au décès dans les 3 ans suivant l'apparition des premiers symptômes. De nombreuses données issues de patients et de modèles animaux de laboratoire ont identifié l’inflammation et le système immunitaire comme des cibles thérapeutiques prometteuses. Ce projet s’inscrit dans une démarche de développement thérapeutique visant à valider des approches et des molécules dont la tolérance et la sécurité d’administration ont déjà été démontrées chez le rongeur et chez l’Homme, mais dans le contexte d’autres pathologies. Nous avons ainsi identifié quatre molécules thérapeutiques et notre objectif est d’explorer leur potentiel sur deux modèles complémentaires de la maladie de Charcot reproduisant l’hétérogénéité de la pathologie. 1. La première approche consiste à bloquer le passage des cellules immunitaires du sang vers le cerveau et la moelle épinière à l’aide de protéines bloquantes. 2. La seconde approche vise à bloquer la capacité des cellules immunitaires à déclencher une réponse inflammatoire dans le système nerveux central et en périphérie, par l’administration d’une molécule dans la circulation sanguine. 3. La troisième approche repose sur la délivrance ciblée au système nerveux d’une autre classe de molécules afin de bloquer l’influence des cellules immunitaires. 4. Enfin, la quatrième approche consiste à bloquer les signaux émis par le système nerveux qui attirent les cellules immunitaires inflammatoires, au moyen d’une approche de thérapie par le géne.
Bénéfices attendus
Notre projet vise à tester de nouveaux traitements contre la maladie de Charcot en ciblant le système immunitaire. Ce dernier est relativement accessible aux interventions thérapeutiques, ce qui facilite le développement de nouvelles approches. Nous évaluerons quatre stratégies distinctes, présentant chacune un fort potentiel clinique, car elles ont déjà été testées et validées chez l’humain dans le cadre d’autres pathologies. Pour refléter la diversité des formes cliniques observées chez les patients, nous utiliserons deux modèles différents de la maladie de Charcot. Cette approche devrait permettre d’obtenir des résultats robustes et reproductibles, applicables à divers contextes de la maladie. Les résultats de ce projet feront l’objet de publications dans des revues scientifiques internationales à comité de lecture, de dépôts de brevets et pourraient contribuer à la mise en place d’un essai clinique.
Procédures
Le projet implique de délivrer des molécules thérapeutiques et de réaliser des prélèvements sanguins. Ces procédures réalisées sur animaux vigiles sont rapides (2 min maximum) et n’occasionnent que le stress de la contention et celui d’une piqûre. Afin de suivre l’évolution des capacités motrices des souris atteintes de la maladie de Charcot, les animaux seront suivis par des tests comportementaux simples, non invasifs, ne nécessitant pas de déprivation de nourriture. Deux tests comportementaux moteurs seront ici utilisés pour définir les capacités motrices. Le test du tapis roulant évalue l’endurance à l’effort. Ce test n’excède pas 20 min. Lorsque ce test est réalisé aucun autre test n’est réalisé dans la semaine afin de permettre une bonne récupération. Nous avons besoin de réaliser des études d’histologie du système nerveux. A cette fin, une préparation des tissus est nécessaire avant de procéder à la biopsie. Nous procédons donc à une perfusion ou ponction intra-cardiaque sur des animaux anesthésiés ayant reçu une dose léthale d’anesthésique/analgésique chimique. Cette procédure prend moins de 5 min par animal.
Impact sur les animaux
La maladie de Charcot est une maladie paralysante incurable, dont l’issue est inexorablement fatale. Les modèles murins que nous utilisons ont déjà été phénotypés dans de nombreuses publications, ce qui garantit une optimisation de la règle des 3R. Le premier modèle présente une réduction progressive de la masse musculaire, débutant par les membres inférieurs. Cette amyotrophie se traduit par une perte de poids et des difficultés locomotrices. L’espérance de vie de ces souris est réduite. Un suivi rigoureux est assuré pour ces animaux. Le second modèle de souris que nous utilisons perd très lentement ses capacités à effectuer des tâches motrices. Une faible proportion d’individus peut tardivement présenter une posture anormale (dandinement), stable, qui n’entrave pas l’accès à la nourriture et à l’eau. Ces souris suivent un déclin normal lié à l’âge et à la prise de poids. Ce modèle ne présente pas d’atteinte de l’espérance de vie. Comme chez les patients, les souris ne montrent pas de signes de douleur. Notre objectif est d’améliorer les symptômes moteurs en proposant quatre approches thérapeutiques. Les administrations, de courte durée, sont standardisées, simples, rapides et sûres pour l’animal.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés pour répondre à deux nécessités du projet : 1) prélever des tissus afin d’étudier les paramètres histologiques en liens avec des caractéristiques cliniques et un effet thérapeutique. 2) L’autre nécessité, qui est liée à la pathologie elle-même, est d’euthanasier des animaux une fois que la manifestation de la pathologie est maximale.
Remplacement
La maladie de Charcot est une maladie neurodégénérative fatale et incurable, caractérisée par la perte progressive des neurones contrôlant l’activité des muscles squelettiques. L’utilisation de souris reproduisant la pathologie humaine constitue le seul système permettant d’intégrer la complexité des interactions entre le système immunitaire et le système nerveux. Une telle interaction, qui s’installe sur plusieurs mois ne peut être reproduite in vitro. Ainsi, le modèle animal demeure une étape essentielle pour tout transfert thérapeutique potentiel vers la clinique. Cependant, afin d’explorer les modes d’actions thérapeutiques associés à l’interactions entre globules blancs et neurones moteurs, nous développons des systèmes de cultures in vitro
Réduction
Le nombre de souris utilisé dans nos études est déterminé en suivant rigoureusement les recommandations internationales et les études définissant les tailles optimales des cohortes pour les modèles murins de la maladie de Charcot. Nous appliquons une approche statistique visant à réduire le nombre d’animaux tout en limitant les risques de faux positifs. Cette méthodologie s’appuie sur des études évaluant l’impact de la taille des groupes sur la puissance et la fiabilité des tests statistiques. Répartition des cohortes : • Pour le premier modèle : 26 souris par cohorte pour les études comportementales. 9 souris par cohorte pour les analyses histologiques. • Pour le modèle léger de la maladie : 18 souris par cohorte pour les études comportementales. 9 souris par cohorte par point d’analyse histologique. Par ailleurs, nous utilisons des cohortes mixtes (mâles et femelles), ce qui permet de réduire le nombre d’animaux euthanasiés au sevrage.
Raffinement
Les animaux bénéficient d'une surveillance régulière assurée par les expérimentateurs, en lien étroit avec les zootechniciens et l'équipe dédiée au bien-être animal. Leur environnement est aménagé pour favoriser leur confort et leur repos, avec notamment des litières adaptées, un igloo et du coton pour la confection d'un nid. Les injections utilisées sont rapides (moins de deux minutes), peu invasives et peu douloureuses, conformément aux recommandations en vigueur. Pour limiter le stress lié à la manipulation, la zone d'injection est préparée la veille, et un anesthésique local est administré avant le geste afin d'éviter toute douleur. Après chaque injection, les animaux sont surveillés attentivement. Tout signe inhabituel de mal-être — anxiété, douleur, détresse ou infection — est immédiatement pris en charge afin de garantir une réponse rapide et adaptée.
Choix des espèces
Les animaux modèles de la maladie de Charcot que nous utilisons reflètent l’hétérogénéité clinique de la maladie. Les animaux présentent soit une forme rapide ou très lente de la pathologie, d’origine génétique différente. Les protocoles thérapeutiques que nous proposons nécessitent une expérimentation sur le modèle murin de la pathologie, qui intègre à la fois le système nerveux et le système immunitaire. Notre étude pourra s’inscrire dans une étude à plus grande échelle visant à conduire un essai clinique utilisant des approches ou des molécules déjà employées pour d’autres pathologies. Les outils thérapeutiques que nous étudions, ainsi que leur voie d’administration intrathécale, sont transposables à l’homme. Toutes les procédures sont réalisées chez des animaux adultes. Pour l'ensemble des procédures — donc pour les 4 approches thérapeutiques testées — le traitement est administré à des souris jeunes adultes, à partir de 14 semaines pour le modèle à progression rapide et de 21 semaines pour le modèle à progression lentes, âges auxquels les symptômes de la maladie ne sont pas encore apparus. Un autre stade étudié est celui de l'animal adulte chez qui la maladie est pleinement installée, notamment pour les analyses tissulaires, ce qui va en fonction des procédures et des modèles, de la 20ème à la 42ème semaine.
Mise en place d’un modèle de souris pour étudier une leucémie aigüe de l’enfant
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Les 680 souris de ce projet sont immunodéficientes, sans système immunitaire fonctionnel, pour accepter des greffes de cellules souches sanguines humaines porteuses d'un gène lié à une leucémie de l'enfant. Elles sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré : deux injections de cellules sous anesthésie, puis vingt injections sur souris éveillées, dont le contenu n'est pas précisé. Si la leucémie se développe, le porteur décrit perte de poids, dos courbé, yeux rétrécis et moindre exploration, et il évoque la gêne de mini-os humanisés dont la pose ne figure pas parmi les procédures. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever moelle osseuse, rate et mini-os, et y compter les cellules pré-leucémiques.
Objectifs
L’hématopoïèse est le processus par lequel notre corps fabrique toutes les cellules du sang. Après la naissance, ce phénomène a lieu dans la moëlle osseuse, à partir de cellules souches et de cellules directement issues des cellules souches appelées progéniteurs hématopoïétiques. Si une étape est modifiée dans ce processus ou si l’environnement de la moëlle osseuse est perturbé, cela peut entraîner des maladies du sang, comme les leucémies. La leucémie aiguë lymphoblastique B (LAL-B) de l’enfant est liée à un gène anormal. Elle représente une part importante des cas de leucémie pédiatrique. Ce gène anormal s’exprime dans une cellule dont on ne connaît pas encore l’origine, déclenchant des changements précoces pouvant mener aux symptômes cliniques de la leucémie. Actuellement, nos connaissances sur les modifications cellulaires précoces induites par ce gène anormal sont limitées, car la plupart des études sur ce sujet se concentrent sur des jeunes patients déjà diagnostiqués pour cette LAL-B. Nous pensons qu’au cours du développement, certaines cellules spécifiques du tissu hématopoïétique pourraient être particulièrement sensibles à ce gène anormal. Nous utiliserons des cellules souches et progéniteurs hématopoïétiques humains sur lesquels nous travaillons depuis de nombreuses années, dans lesquels sera exprimé le gène anormal, et nous suivrons le devenir des cellules modifiées après leur transplantation dans des modèles de souris immunodéficientes permissives aux greffes d’origine humaine. Notre projet a deux objectifs principaux : 1) Identifier les cellules à l’origine des changements pré-leucémiques (modifications cellulaires précoces), afin de mieux comprendre comment la maladie est initiée. 2) Étudier l’influence d’un environnement de moëlle osseuse humanisée (mini-os humanisés), sur le développement des étapes pré-leucémiques induites par l’anomalie génétique.
Bénéfices attendus
Les leucémies pédiatriques liées à une anomalie génétique spécifique touchent surtout les très jeunes patients. Dans le cas de leucémies lymphoblastiques pédiatriques de type B, les premières cellules sensibles à la transformation pathologique ne sont pas connues. De plus l'environnement autour de ces cellules jouerait un rôle important dans ce processus. Ainsi, de nombreuses questions sur la manière dont cette transformation se produit restent encore sans réponse. Le projet que nous souhaitons développer vise à mieux comprendre cette maladie. Les modèles que nous proposons sont essentiels pour découvrir comment la leucémie se développe à partir de cellules humaines et permettront de mieux refléter la complexité de cette maladie dans un organisme vivant. Dans le cas de la leucémie associée à l’anomalie génétique étudiée, notre projet pourrait également aider à mettre au point et tester de nouveaux traitements spécifiques qui doivent d'abord être validés sur des modèles précliniques avant de pouvoir être proposés aux patients. À plus long terme, ces modèles pourraient également être adaptés pour étudier d'autres maladies infantiles, notamment des leucémies liées à d'autres anomalies génétiques. Cela permettrait de proposer de nouveaux protocoles de traitement, essentiels pour ces différentes maladies de l’enfant.
Procédures
- 2 injections de cellules sous anesthésie, avec analgésie, 5 minutes, 680 animaux - 20 injections sur animaux vigiles, 30 secondes, 680 animaux
Impact sur les animaux
Toutefois, si le développement d’une leucémie se produit, la souris peut avoir des comportements évocateurs d’une souffrance, d’une douleur, d’un mal-être tels que : une perte d’appétit, une perte de poids, une négligence d’entretien du poil et de son hygiène, une courbure au niveau du dos, une perte d’intérêt à l’exploration et la découverte de son environnement, un rétrécissement des yeux, une réduction des mouvements.Les injections en vigile peuvent entrainer une douleur ; d’autre part la présence des mini-os humanisés peut être source de gêne, ou d’inconfort pour l’animal.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées en fin de procédure. Les tissus/organes hématopoïétiques (moëlle osseuse, rate, mini-os) seront prélevés et les cellules qui y sont contenues seront analysées pour identifier la quantité et la qualité des cellules pré-leucémiques (modifiées) présentes dans les organes en question.
Remplacement
Dans le cadre de l’étude des leucémies, l’expérimentation sur des animaux, comme les rongeurs, est essentielle pour comprendre comment la maladie se développe dans un organisme entier. Les méthodes de culture cellulaire (in vitro) ne permettent pas de reproduire fidèlement tous les mécanismes qui ont lieu dans un corps entier vivant. Les modèles animaux, et notamment les souris, sont les seuls à pouvoir mimer fidèlement les processus complexes comme la migration et le développement des cellules sanguines, qu’elles soient saines ou malades. Bien que nous utilisions des systèmes de culture en laboratoire aussi souvent que possible, ils ne reproduisent pas toutes les étapes du développement de la leucémie, que ce soit dans la moëlle osseuse ou dans d'autres organes. Par ailleurs, ces modèles de culture ne démontrent pas le processus complet de transformation en leucémie, contrairement aux modèles vivants (in vivo). C'est pourquoi les expériences sur les rongeurs sont indispensables et complètent les stratégies de culture en laboratoire.
Réduction
Les groupes d’étude comprendront 20 souris. Ce nombre de 20 souris correspond au nombre de répétitions de manipulations intégrant le nombre d’expériences prévues et le nombre de souris par expérience ; ceci permettra d’obtenir des résultats fiables d’un point de vue statistique.
Raffinement
Les animaux utilisés seront régulièrement surveillés par l’équipe et le personnel animalier afin de repérer tout changement de comportement et éviter autant que possible toute douleur, souffrance ou stress inutile. Afin d’améliorer le bien-être des souris vis-à-vis des potentiels souffrances et angoisses liées aux manipulations expérimentales, elles seront supplémentées avec de l’hydrogel et de la nourriture humidifiée déposée directement dans la cage en plus de leurs nids en coton et des maisons en cartons pour plus de confort. Les injections de cellules seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse. Des critères, appelés points limites, seront définis pour assurer le bien-être des animaux et limiter leurs souffrances en cas de progression irréversible de la maladie.
Choix des espèces
La génétique et le comportement des souris étant bien connus, il est facile de mesurer leur bien-être, souffrance et stress et d’y remédier rapidement. Cela en fait un excellent modèle pour atteindre les objectifs scientifiques de ce projet. De plus, la souris partage 99% de ses gènes avec l’être humain, ce qui permet de transposer plus facilement les résultats obtenus chez la souris aux pathologies humaines, aidant ainsi à améliorer leur compréhension et leur traitement. Enfin, les souris reproduisent les étapes principales du développement des leucémies, ce qui en font de bons modèles d’étude, en particulier de traitements. Les souris que nous utiliserons dans ce projet sont des souris immunodéficientes (qui n’ont pas de système immunitaire fonctionnel), qui peuvent recevoir des greffes de cellules sanguines humaines, qu’elles soient normales ou leucémiques. Ces souris, élevées dans des conditions spécifiques, ne présentent pas les défauts associés à leur immunodéficience. Dans ce projet, nous utiliserons des souris adultes âgées de 8 à 12 semaines, qui montrent une excellente capacité à accepter des greffes après injection, que ce soit pour des cellules normales ou malades.
Effet des métabolites microbiens sur la fonction des neutrophiles chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
2 390 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Après sept jours d'antibiotiques dans l'eau de boisson ou par voie orale, elles reçoivent pendant 3 à 21 jours des métabolites à tester, et une partie subit en plus une colite provoquée ou une inflammation du péritoine, avec perte de poids et selles molles annoncées. L'objectif est de voir si ces métabolites du microbiote freinent les neutrophiles dans l'intestin, piste avancée pour les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. L'équipe a déjà criblé 50 métabolites sur des neutrophiles murins et humains in vitro, puis affirme qu'aucun système in vitro ne recrée un "organisme entier" et conclut que le recours à la souris est "donc de ce fait indispensable".
Objectifs
Le microbiote intestinal (ensemble des micro-organismes hébergés au sein de l’intestin) participe à la physiologie, au métabolisme et à la réponse immunitaire de l’hôte, via notamment la production ou la modification de petites molécules, appelées métabolites. Des travaux ont montré que la production de ces métabolites est altérée chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Ces métabolites sont présents ensemble dans la lumière intestinale, où ils peuvent interagir les uns avec les autres et avec les cellules hôtes. Nous nous intéressons notamment aux neutrophiles, cellules inflammatoires très abondantes dans la muqueuse intestinale en cas de MICI, mais dont la régulation et les interactions avec le microbiote restent peu connues. Nous souhaitons décrypter l’effet propre et combiné de certains métabolites du microbiote sur les neutrophiles in vivo afin de mieux comprendre la dynamique de cette population immunitaire en lien avec le microbiote. L’objectif est d’identifier des métabolites capables de réguler les neutrophiles hyperactivés dans l’intestin, afin de réduire l’inflammation tout en maintenant une fonction de protection efficace de l’hôte contre les pathogènes. Ce projet ouvrira des perspectives pour de nouvelles thérapies.
Bénéfices attendus
Ce projet représente un programme de recherche complet et ciblé sur le métabolisme dans le contexte de la santé et des maladies inflammatoires de l'intestin (MICI). En France, les MICI concernent aujourd’hui près de 300 000 personnes (données 2021). L'approche que nous proposons est complètement nouvelle et basée sur des découvertes concernant le rôle de certains métabolites dans les processus inflammatoires. Il a été montré que les métabolites du microbiote intestinal sont capables de moduler l’activité de certaines cellules immunitaires, comme les cellules T et les macrophages, mais les données sont très rares sur les neutrophiles, alors que ces cellules jouent un rôle prépondérant dans le développement de la maladie. Le critère de nouveauté de ce projet repose sur l’étude spécifique des neutrophiles, cellules immunitaires recrutées de façon prépondérante lors d’inflammation de la muqueuse intestinale. Ces cellules peuvent provoquer des dommages tissulaires importants en cas d’inflammation chronique, mais restent absolument essentielles pour protéger l’organisme d’infections sévères. Le rôle et la régulation des neutrophiles dans les contextes physiologiques et pathologiques restent encore peu compris, notamment à l’interaction avec le microbiote intestinal. C’est ce que nous proposons d’étudier par ces approches expérimentales Étudier les interactions neutrophiles-microbiote dans des conditions d’homéostasie et d’inflammation intestinale est essentiel pour mieux comprendre le développement de cette maladie chronique. Les études décrites dans le projet devraient améliorer notre compréhension de ces interactions et identifier une nouvelle stratégie thérapeutique utilisable chez les patients atteints de maladie inflammatoire de l’intestin.
Procédures
Au cours de ce projet, les souris seront impliquées dans une première étape de traitement antibiotique administré via l’eau de boisson (prise spontanée) sur une période de 7 jours. Pour une partie des animaux, le traitement antibiotique sera remplacé par une administration orale quotidienne durant 7 jours maximum (animal vigile, 15 secondes par animal). À l’issue de cette première étape de 7 jours, une partie des animaux sera soumise à une colite expérimentale mimant les aspects des maladies inflammatoires de l'intestin (MICI) ou à une inflammation péritonéale. Pour la colite, deux modèles seront utilisés : 1) les animaux seront exposés à un agent dans l’eau de boisson pendant 7 jours puis replacés en eau standard durant 5 à 7 jours (prise spontanée) ou 2) les animaux recevront une administration unique sous anesthésie générale (5 minutes par animal). Pour l’inflammation péritonéale, les animaux recevront une seule injection sur animal vigile (moins de 30 secondes). En parallèle, les animaux recevront une ou plusieurs molécules à tester par administration orale quotidienne ou par injection durant 3 à 21 jours (animal vigile, moins de 30 secondes). Afin de vérifier la composition du microbiote, les selles fraiches de chaque animal seront recueillies régulièrement sans contrainte pour l'animal. Les animaux seront simplement placés dans des pots transparents permettant aux animaux de bouger librement, et après quelques minutes (maximum 5 minutes) les animaux produisent des fèces spontanément. Afin de vérifier l’état métabolique des souris, les animaux subiront 2 à 3 prélèvements de sang maximum effectué sur animal vigile par simple contention par une personne formée avec un matériel adapté en moins de 30 secondes. Les animaux seront ensuite euthanasiés selon une méthode réglementaire au temps prévu pour effectuer les différents prélèvements nécessaires pour répondre aux questions scientifiques du projet.
Impact sur les animaux
Les traitements antibiotiques mis en œuvre avant l’administration des molécules à tester peuvent induire une diminution transitoire de la prise hydrique en raison de la néophobie (peur de la nouveauté) de la souris. De plus, ce traitement pourrait induire quelques désordres intestinaux pouvant conduire à des selles plus liquides que la normale. À la place du traitement antibiotique, certains animaux recevront une administration orale quotidienne, ce qui peut induire des irritations ou des microlésions. Les modèles de colites ou d’inflammation péritonéale sont associés à des effets indésirables attendus liés à l’inflammation (perte de poids, selles molles, etc.). On peut estimer que son intensité sera légère à modérée au maximum. Les molécules à tester seront administrées par voie orale ou par injection, pouvant causer un stress et un inconfort pour l’animal lors de la contention et de la réalisation du geste. La répétition des administrations orales peut induire des irritations ou des microlésions. La répétition des injections pourrait induire dans de rares cas une inflammation locale. Nous réalisons des recueils réguliers de selles fraîches sans contrainte (animal libre de ses mouvements) qui ne devraient induire aucune nuisance ou tout au plus un léger stress lié au changement d’environnement durant quelques instants. Nous réaliserons deux à trois prélèvements sanguins pouvant causer un stress et un inconfort pour l’animal lors de la contention et de la réalisation du geste ainsi qu’une possible déshydratation, un risque d’hématome ou d’hémorragie.
Devenir
A l’issue des procédures, tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire afin de prélever les organes pour réaliser différentes analyses biologiques (sur chaque animal, plusieurs organes sont prélevés en entier pour analyse ce qui impose une euthanasie).
Remplacement
Malgré le développement et l’utilisation en première intention de modèles non animaux tels que les organoïdes ou les systèmes d’intestin artificiel, un système vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans les interactions complexes entre le microbiote intestinal et son hôte en situation normale et inflammatoire. Nous avons réalisé au préalable un criblage de 50 métabolites sur des neutrophiles murins et humains in vitro. Ces expériences nous ont permis de sélectionner 15 métabolites pour les tests in vivo. À l’heure actuelle, il n’est donc pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et microbiens rentrant en jeu ; un modèle animal est donc de ce fait indispensable.
Réduction
Ce projet impliquera un maximum de 2390 animaux. Nous limiterons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. Du fait des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Le nombre d’animaux utilisés par groupe est basé sur notre expérience de plus de 15 ans d’utilisation des modèles en question. Les productions d’animaux seront adaptées en fonction des expériences à mener et des capacités de traitement par les personnels concernés afin d’éviter toute surproduction. Les expériences seront menées de manière séquentielle pour permettre de réduire le nombre de conditions en sélectionnant systématiquement les conditions de traitement les plus intéressantes avec des résultats significatifs en utilisant le moins d’animaux. Si cela est possible, nous mutualiserons les conditions contrôles permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux impliqués. Devant la variabilité biologique inhérente à ce type d’expérience, les expériences seront réalisées deux fois pour s’assurer de la robustesse des résultats obtenus. Nous ne répéterons l’expérience que si les résultats vont dans le sens de l’hypothèse de travail, apportent des résultats négatifs importants pour la compréhension du projet, ou amènent à une découverte fortuite intéressante. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et de l’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, les procédures ont été mises au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Les animaux en provenance de l’extérieur seront acclimatés au minimum une semaine. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (grille de suivi, point limite) et des soins adaptés. La principale contrainte dans le cadre de ce projet est liée à la colite ou à l’inflammation péritonéale induite expérimentalement et aux signes cliniques qui y sont associés. Néanmoins, nous disposons d’une très grande expérience de ce type de modèle et assurons un suivi quotidien associé à un scoring de la sévérité de la colite permettant une prise de décision immédiate en cas d’aggravation des symptômes. La colite dans ce projet est estimée à modérée compte tenu des points limites mis en œuvre. De plus, les animaux sont hébergés dans des conditions exemptes d’organismes pathogènes spécifiques permettant de réduire également les risques d’inflammation supplémentaires. Pour les administrations, nous utilisons du matériel adapté (aiguille de petite taille) afin de réduire au maximum la contrainte. L’ensemble des actes est parfaitement maîtrisé et est effectué par un personnel formé et autorisé.
Choix des espèces
Justification de l’espèce/modèle : La souris est une espèce de référence en nutrition, infectiologie et immunologie, qui sont les thématiques de notre projet. La souris est un modèle d’étude très largement utilisé dans le cadre de l’étude de pathologies intestinales humaines. Dans le cadre de ce projet, nous utiliserons des souris commerciales non transgéniques. Justification des stades : Les animaux seront traités avec des antibiotiques entre 6 et 12 semaines de vie. Cet âge est couramment utilisé dans la littérature pour les traitements antibiotiques et les modèles de colites/inflammation. Nous souhaitons en effet utiliser des conditions qui permettent une reproductibilité et une comparaison avec les études précédemment publiées.
MODIFICATION Troubles endocriniens et métaboliques : diabète et obésité
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Rats : 1100
Jusqu'à huit prises de sang en quatre à huit heures, une privation de nourriture pouvant atteindre 16 heures, cinq jours seuls en cage pour un test de choix entre deux biberons : 2 200 rongeurs, 1 100 souris et 1 100 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Un réactif administré une fois, un régime riche en graisse ou les deux leur provoquent diabète ou obésité, avant qu'ils reçoivent des substances en développement, testées pour leur effet sur ces troubles ou pour leurs effets indésirables sur le système endocrinien. S'y ajoutent une tâche de nage et des tests cognitifs non nommés, en sessions quotidiennes pendant deux à cinq semaines. 440 rongeurs sont déclarés réutilisés, les autres tués, selon le porteur pour les procédures qui exigent des prélèvements d'organes, et il décrit le rongeur comme "un modèle fiable pour découvrir et valider de nouveaux traitements du diabète".
Objectifs
La prévalence mondiale du diabète et de l’obésité n’a cessé d’augmenter au cours de ces dernières décennies et a atteint des proportions pandémiques, (463 millions de personnes atteintes en 2019) (Pouya et al. (2019) Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045: Results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th edition.Diabetes Res Clin Pract. 2019 Nov;157:107843). Ces troubles métaboliques exposent les personnes atteintes à un risque de pathologie bien plus grave, en effet une glycémie constamment élevée provoque des lésions vasculaires généralisées affectant le cœur, les yeux, les reins et les nerfs. Elle expose les personnes atteintes à une incidence accrue de maladies athérosclérotiques cardiovasculaires (American Diabetes Association.(2011). Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care). A l’heure actuelle, toutes les thérapies disponibles traitent les conséquences du diabète en se focalisant principalement sur la régulation glycémique, mais ne ciblent pas le mécanisme biologique sous-jacent qui cause la maladie. Par ailleurs, certaines molécules médicamenteuses en cours de développement peuvent avoir des effets secondaires sur le système endocrinien et favoriser l’apparition d’hyperglycémie et de diabète. Et au-delà de ses conséquences métaboliques, l'obésité est étroitement associée à des altérations de la santé cérébrale, incluant une prévalence accrue de l'anxiété, de la dépression et des déficits cognitifs. Ainsi le présent projet aura pour objectif d’une part d'évaluer l’efficacité préclinique de nouvelles substances susceptibles de lutter contre les troubles métaboliques et endocriniens (diabète, obésité, syndrome métabolique) et de leurs conséquences, d’autre part, de déterminer si de nouvelles substances en développement peuvent avoir une répercussion sur le système endocrinien. Quel que soit le contexte de l’étude, l’effet des substances pharmacologiques est évalué sur des modèles biologiques suffisamment sensibles et prédictifs, capables de mimer la physiologie endocrinienne humaine et sa complexité, afin de garantir la pertinence et la validité des résultats expérimentaux obtenus.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'évaluer l’activité pharmacologique de substances en développement sur le métabolisme glucidique et lipidique chez le rongeur. Ce projet permettra également d’étudier les effets secondaires possibles d’autres substances bioactives sur le système endocrinien.
Procédures
Les troubles métaboliques sont induits par une administration unique d'un réactif (durée d'environ 1 minute), ou par un régime riche en graisse, ou la combinaison des deux. Les substances-test peuvent être administrées par bolus (voie orale, intraveineuse, sous-cutanée, intra-péritonéale, intramusculaire), durée de quelques secondes ou par perfusion lente (intraveineuse) de quelques minutes à quelques heures. Les administrations peuvent être uniques ou répétées pendant plusieurs jours (le plus souvent) ou plusieurs semaines, et cela en fonction de l’objectif de l’étude. Les tests de tolérance au glucose et à l’insuline nécessitent une administration unique (durée d’environ 1 minute) suivie de prélèvements d'une goutte de sang (durée de quelques secondes, 8 maximum, sur 4 ou 8h de test). Les éventuels tests comportementaux durent environ 5 à 10 minutes, ou 5 jours (test mesurant une consommation de liquide dans deux biberons en libre choix, avec hébergement individuel sur cette période), ou par sessions journalières de plusieurs minutes pendant plusieurs semaines (max : 30 à 120 minutes pendant 2 à 5 semaines) pour les tests cognitifs nécessitant de l'apprentissage. Par ailleurs, des prélèvements de sang (8 maximum, sur 4 ou 8h) peuvent être réalisés, chaque prélèvement durant quelques secondes à 3 minutes. Enfin, un hébergement individuel (durée max 24 h) peut être réalisé au cours de l'étude pour prélèvement d'urines ou de fèces.
Impact sur les animaux
Bien qu’un certain nombre de procédures appliquées dans ce projet n’induisent pas de nuisance ou d’effets indésirables sur les animaux, quelques procédures peuvent induire un stress lié à un hébergement individuel, une privation de nourriture (
Devenir
Pour les procédures légères et modérées, les animaux peuvent être réutilisés après l’approbation du vétérinaire. Pour procédures nécessitant des prélèvement d’organes les animaux sont euthanasiés.
Remplacement
Dans le cadre du développement des médicaments testés de nombreux tests ex vivo (in vitro et in silico) ont déjà eux lieu avant l'utilisation de l'animal. Ceux-ci constituent un point de départ permettant de générer des données préliminaires et d’effectuer un tri moléculaire pour ne retenir que les molécules présentant une certaine efficacité. Bien que ces tests permettent une réduction significative du nombre de substance à tester (et donc du nombre d’animaux), ils ne reflètent pas la complexité de l’environnement biologique et du système endocrinien chez l’Homme. De même, il n'est pas possible de prédire les effets secondaires des substances utilisées. Ainsi, les modèles d'animaux restent indispensables pour valider et optimiser de nouvelles thérapies pour leur utilisation en toute sécurité chez l'Homme.
Réduction
Les mesures de réduction s'intégrant à la règle des 3Rs vont consister à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible pour chaque étude permettant d'obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte et d’éviter ainsi une répétition inutile des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement à un contrôle positif (substance de référence ou de comparaison) si cela s'avère pertinent. Quand le protocole d'étude le permet, un groupe traité est utilisé comme son propre contrôle négatif permettant ainsi d’utiliser un nombre d’animaux réduit. Par ailleurs et dans la mesure du possible (en fonction de la durée d'action de la substance-test), plusieurs doses d'une même substance peuvent être testées chez le même animal et à des jours différents, réduisant ainsi le nombre d'animaux utilisés. Nos données historiques ainsi que celles de la littérature indiquent qu’un effectif 8-10 animaux ( rats et souris) en standard par groupe (nombre de groupes variables, selon l’objectif de l’étude) est généralement nécessaire pour atteindre une sensibilité correcte du test. L' analyse statistique prévue repose sur des tests paramétriques. Par ailleurs, des prélèvements terminaux peuvent être ajoutés en fin de procédure pour éviter une répétition inutile de l'étude. Dans le but de réduire le nombre d’animaux, certains animaux issus des procédures réalisées sur l’animal éveillé sont également réutilisés aux strictes conditions qu’ils n’aient pas subi de procédure sévère et après accord du vétérinaire.
Raffinement
Les mesures de raffinement s'intégrant à la régle des 3Rs vont consister en un suivi des points limites permettant l'euthanasie précoce de tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids). De plus, les animaux sont suivis par le vétérinaire et manipulés fréquemment par des techniciens préalablement formés et attentifs, prêts à agir lorsque les critères d'interruption prédéfinis sont atteints. Par ailleurs, et au quotidien, un enrichissement complet est fourni aux animaux, celui-ci inclut dans leur hébergement : litière, objets de nidification, objets à ronger ou à mastiquer, présence de congénères (sauf cas contraire imposé par la procédure). Lorsque nécessaire, les animaux sont anesthésiés et analgésiés. Le programme d’anesthésie et d’analgésie est défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance.
Choix des espèces
L’impact de substances pharmacologiques sur le métabolisme de rongeurs (rats, souris), est prédictif de leur efficacité et/ou sécurité en clinique. En effet, le rongeur s'est avéré être un modèle fiable pour découvrir et valider de nouveaux traitements du diabète, il presente une physiologie proche de celle de l'Homme. Les études sont principalement menées sur des jeunes rongeurs adultes sains dont l'âge est compris entre minimum 4 semaines (correspond à la fin du sevrage des animaux) et maximum 20 semaines (correspond à l'apparition du processus de sénescence).
Mise au point d’une technique d’administration de métabolites marqués et d’une méthode d’extraction double des métabolites polaires et apolaires appliquées à l’étude des flux métaboliques dans un contexte d’inactivation des tissus adipeux 1/2
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
Pour mettre au point l'administration de molécules marquées par un régime liquide, à la place d'une perfusion par cathéter posé chirurgicalement, 60 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes subissent deux prises de sang à la queue, 24 d'entre elles une échographie sous anesthésie, et 12 sont hébergées deux mois à 30 °C pour rendre leur graisse brune dysfonctionnelle. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever leurs tissus, leurs organes et leur plasma. Un avis vétérinaire est prévu à partir de 10 % de perte de poids, et la mise à mort au-delà de 20 %.
Objectifs
Avec le fait que les gens vivent de plus en plus longtemps, il devient très important de garder les personnes âgées en bonne santé, autonomes et avec une bonne qualité de vie. En vieillissant, le corps devient moins efficace pour faire face aux stress et pour maintenir un bon équilibre énergétique. Cet équilibre correspond au fait que ce que l’on mange (apports) et ce que le corps dépense restent en balance. Normalement, plusieurs organes travaillent ensemble pour maintenir cet équilibre et s’adapter aux changements. Mais avec l’âge, cette coopération fonctionne moins bien, ce qui peut favoriser des problèmes métaboliques (comme le diabète ou l’obésité). Parmi les organes importants, il y a les tissus adipeux (les graisses du corps) avec la graisse blanche (stockage d’énergie) et la graisse brune et beige (qui brûle l’énergie sous forme de chaleur). Avec le vieillissement, ces tissus (surtout les graisses brunes et beiges) fonctionnent moins bien. Cela peut perturber la manière dont le corps utilise et distribue l’énergie, ce qui impacte le fonctionnement global de l’organisme. Pour étudier comment l’énergie circule dans le corps, les chercheurs utilisent des approches spéciales : ils donnent à des souris des molécules “marquées” (repérables) pour suivre leur transformation dans le corps. Ces approches nécessitent souvent une chirurgie pour réaliser une perfusion intraveineuse via un cathéter. De plus, elles sont très compliquées et ne sont pas toujours adaptées pour étudier certains types de molécules comme les lipides (graisses). Ce projet a donc pour objectif de développer une méthode plus simple et plus efficace (avec l’utilisation d’un régime liquide spécial au lieu d’une chirurgie) pour suivre ces molécules dans le corps et de valider une technique d’analyse qui va permettre d'étudier tous les types de molécules en même temps (au lieu de l'utilisation de deux techniques auparavant). Une fois ces méthodes validées, elles permettront de mieux comprendre comment le métabolisme change quand certaines graisses (brunes et beiges) ne fonctionnent plus correctement au cours de l’âge. Ce projet sera réalisé sur deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de continuer d'étudier comment certaines graisses du corps (les tissus adipeux) en particulier brunes et beiges influencent le métabolisme, en particulier la gestion des lipides (les graisses), lorsqu'elles ne fonctionnent plus correctement. Si cette perte d’activité observée au cours de l'âge joue un rôle dans les problèmes du métabolisme, alors ces tissus pourraient devenir des cibles importantes pour maintenir un bon équilibre énergétique, favoriser un vieillissement en meilleure santé et diminuer la dépendance des personnes âgées. Par ailleurs, ce projet permettra grâce à l'utilisation d'un régime liquide de diminuer la souffrance des animaux en évitant une chirurgie. De plus grâce à la validation de cette technique d'analyse qui permettra d'étudier tous les types de molécules en même temps (au lieu de l'utilisation de deux techniques) nous pourrons réaliser l'analyse sur une seule et même souris au lieu de deux. Ceci pourra optimiser et réduire le nombre d’animaux utilisé dans de futurs projets.
Procédures
Pour la totalité des souris, une prise de sang à la queue sera réalisée juste avant le changement de régime puis juste avant la mise à mort. Vingt-quatre animaux subiront une seule échographie, qui durera 30 minutes environ, sous anesthésie gazeuse pour mesurer leur debit sanguin. Douze animaux seront hébergés pendant deux mois à une température de 30°C (température dite de thermoneutralité). Toutes ces interventions seront réalisées dans un service de zootechnie.
Impact sur les animaux
Certaines nuisances ou effets indésirables sont attendus au cours de ce projet : - le stress des animaux au moment de leur réception, - le stress lié à l’individualisation des animaux en cas d’agressivité, - le stress lié aux prélèvements sanguins en raison de la contention nécessaire à la prise de sang, - le stress possible lié à la température d’hébergement de 30°C (30°C étant la température de thermoneutralité pour la souris c'est à dire température à laquelle la souris ne met pas en jeu le frisson et/ou l'augmentation du métabolisme énergétique pour réguler sa température corporelle)(par expérience cette température de 30°C n'engendre généralement pas de stress particulier), - le stress possible liè au changement de régime (toutefois ce régime liquide à été décrit comme sans stress).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour pouvoir prélever leurs tissus et organes ainsi que du plasma pour réaliser l'analyse des molécules du corps et étudier le devenir de ces molécules.
Remplacement
Notre projet consiste à mettre au point une méthode d'administration de molécules marqués et d'extraction de ces molécules afin d'étudier la distribution et le devenir de ces molécules dans l'organisme en entier dans un contexte d'inactivation des tissus adipeux. Il s'agit d'une étude intégrée à l'échelle de l'organisme impliquant des échanges de molécules entre différents tissus. Le recours à l’animal est donc indispensable pour ce projet de recherche. Les approches in vitro ne peuvant pas être envisagées car elles ne permettent pas d'avoir cet aspect intégré d'échanges de molécules. De même les approches in silico ne peuvent pas être utilisées car elles ne sont pas en capacité de modéliser la complexité du métabolisme de chacun des organes d'un idividu et les échanges de molécules qui ont lieu entre ces différents organes. Nous avons décidé de travailler sur la souris puisque cette espèce est un modèle bien établi pour l’analyse du métabolisme et dans lequel la biologie des tissus adipeux, en particulier les tissus adipeux bruns et beiges, a été bien étudiée.
Réduction
Compte tenu de la variabilité interindividuelle observée concernant le métabolisme, pour chacune des conditions, 8 souris seront utlisées (4 souris supplémentaires seront utilisées comme contrôles non marquées). Ce nombre d'animaux est necessaire pour avoir 90% de chance de voir une différence significative sur la quantité de molécules marquées. Pour déterminer ce nombre de souris le logiciel EDA a été utilisé (outil d'analyse permettant de déterminer le nombre d'animaux en se basant sur le plan expérimental et les statistiques). De plus grâce à la validation de cette technique d'analyse qui permettra d'étudier tous les types de molécules en même temps (au lieu de l'utilisation de deux techniques) nous pourrons réaliser l'analyse sur une seule et même souris au lieu de deux. Ceci pourra optimiser et réduire le nombre d’animaux utilisé dans de futurs projets.
Raffinement
Les procédures seront réalisées dans le respect du bien-être animal pour diminuer la souffrance, la douleur ou l’angoisse des animaux, en respectant les points limites préalablement définis. Les animaux seront placés en zone d’acclimatation lors de leur arrivée à la zootechnie. Ils seront pris en charge par le personnel compétent de la zootechnie qui vérifie leur état et place de l’enrichissement dans les cages pour diminuer le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux mâles issus de différents cartons de transport ne seront jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d’hébergement. Le caractère grégaire des souris sera respecté puisqu’elles ne seront jamais seules en cage (sauf si un isolement est nécessaire pour cause d’agressivité et de bagarres). Pour le transport entre les deux bâtiments, les animaux seront tranportés, à pieds, dans leur cages d'origines (pour diminuer le stress) placées dans un système de transport de type sac isotherme opaque fermé. Dix minutes plus tard à l'arrivée au second bâtiment, les animaux seront directement placés soit sur un portoir ventilé identique au premier bâtiment pour les souris hébergées à 21°C, soit dans une armoire à thermoneutralité similaire au premier bâtiment pour les souris hébérgées à 30°C afin de diminuer le stress. Les souris seront surveillées quotidiennement par le personnel de la zootechnie pour repérer des problèmes éventuels (comportement anormal, blessure, maigreur, problème de dentition, …). Elles seront également surveillées et pesées (par une personne impliquée dans le projet) tous les 15 jours pendant les deux mois d'hébergement à 30°C, en début et fin d'acclimatation au régime liquide puis toutes les 24h pendant l'exposition au régime liquide supplémenté avec le glucose marqué. La vétérinaire référente et/ou le zootechnicien expérimenté seront contactés pour avis lorsque une souris présentera une perte de poids supérieure à 10% par rapport au poids initial et/ou sera prostrée, aura le poil hirsute, le dos rond, des signes de diarrhée (postérieur sale, souillé). Toute souris sera mis à mort quand elle présentera une perte de poids supérieure à 20% par rapport au poids initial et/ou après avis de la vétérinaire référente et/ou le zootechnicien expérimenté.
Choix des espèces
Nous avons décidé de travailler sur la souris puisque cette espèce est un modèle bien établi pour l’analyse du métabolisme et dans lequel la biologie des tissus adipeux, en particulier les graisses brunes et beiges, a été bien étudiée. Nous utiliserons des souris âgées de 3 à 4 mois et des souris âgées de 5 semaines afin que ces dernières aient environ 3 mois après les deux mois d'hébergement à 30°C. A cet âge les souris sont de jeunes adultes avec une graisse brune bien développée sur lequel nous pouvons induire un dysfonctionnement suite à l'hébergement à thermoneutralité (30°C).