Rongeurs

Les souris sont tuées à partir d'une taille de tumeur fixée à l'avance, mesurée au pied à coulisse deux fois par semaine. 46 souris immunodéficientes NSG vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour analyse des tissus et des organes. Elles reçoivent une injection unique de cellules humaines de cancer du sein triple négatif sous anesthésie locale, et la tumeur qui pousse peut provoquer une gêne mécanique et une perte d'appétit. Le projet ajoute deux lignées cellulaires à un projet antérieur mené jusqu'à son terme, pour les tester dans les mêmes conditions et comparer.

Objectifs

Ce projet est la suite d'un projet déjà validé et qui a donné les résultats prévus. Nous avons depuis obtenu deux nouveaux modèles cellulaires (ajout d'un gène déficient) qui nécessitent d’être testés dans les mêmes conditions pour comparaison. Cette demande a donc pour objectif de compléter le projet précédent et renforcer l’analyse biologique associée. Parmi les différents types de cancer du sein, le cancer triple négatif (TNBC) est l’un des plus difficiles à traiter. Contrairement à d'autres formes, il ne répond pas aux traitements ciblés habituels, et la chimiothérapie y est souvent peu efficace. Ce type de cancer est donc particulièrement agressif et a un risque plus élevé de récidive ou de propagation à d’autres organes (métastases). Dans une étude menée par notre équipe, nous avons découvert qu’un certain gène, est quatre fois plus souvent altéré dans les formes avancées et métastatiques de ce cancer que dans les formes précoces. Cela nous a poussés à penser qu’il pourrait jouer un rôle dans la capacité du cancer à se propager. Pour mieux comprendre ce phénomène, nous avons créé en laboratoire des cellules cancéreuses issues d’un cancer du sein triple négatif reproduisant cette altération génétique. Nous avons observé que ces cellules devenaient plus agressives : elles bougent plus facilement, s'accrochent moins aux autres cellules (ce qui facilite leur dispersion dans le corps), résistent mieux à certains stress, et sont capables de survivre même dans des conditions difficiles (manque de nutriments). Ces résultats suggèrent que les mutations du gène en question pourraient rendre les cellules cancéreuses plus agressives capables de former des métastases plus facilement. Le projet de départ initial comportait trois lignées cellulaires : une lignée normale et deux clones mutés pour le gène d'intérêt. Ce projet a pour objectif de rajouter deux nouveaux modèles cellulaires qui complémentent le gène déficient des deux clones mutés (pour récupération du gène initialement muté). Les informations apportées par ces deux nouvelles lignées seront très importantes pour valider les résultats obtenus par les trois lignées du projet initial. Les résultats attendus viendront compléter nos travaux in vitro pour suggérer que la détection d’altérations du gène d'intérêt dans des tumeurs triple-négaitf est un marqueur de risque accru de dissémination métastatique et de mauvais pronostic.

Bénéfices attendus

Ce projet de validation préclinique vise à confirmer l’implication des altérations du gène étudié dans la promotion de la dissémination métastatique des cellules de cancer du sein triple-négatif. Les informations attendues sont essentielles pour passer à la phase suivante de recherche plus translationnelle visant à déterminer si ce gène pourrait constituer une cible pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour ce type de cancer très agressif, de mauvais pronostic et aux traitements limités.

Procédures

Injection de cellules tumorales : une fois par animal, durée 10 minutes, anesthésie locale.

Impact sur les animaux

Le développement du modèle de cancer du sein triple négatif métastatique nécessite la réalisation de procédures qui peuvent entraîner des nuisances modérées pour les souris. La greffe des cellules, engendre du stress et une douleur transitoire et légère chez l'animal. Le suivi longitudinal individuel de nos souris (2 fois par semaine puis 5j/semaine si nécessaire) avec la mesure de la taille tumorale peut entraîner un stress lors de l'intervention, mais celui-ci diminue avec le temps par habituation. La tumeur par elle même peut induire une gène mécanique et une perte d'appétit modérées

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés pour analyses sur tissus et organes post-mortem.

Remplacement

Les modèles cellulaires alternatifs in vitro, in silico ou ex vivo ne permettent pas d’appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents systèmes au sein de l’organisme (système vasculaire, endocrine…). L’utilisation des modèles appliqués in vivo reste indispensable. Seul un animal vivant peut permettre d’étudier dans leur globalité le développement des tumeurs et leur dissémination à d’autres organes distants. Nous avons de solides résultats préliminaires in vitro qui suggèrent que notre gène d’intérêt joue un rôle important dans la dissémination métastatique dans les cancers du sein de type triple négatif. Il est indispensable pour notre projet de tester nos hypothèses in vivo dans un modèle orthotopique et xénogénique de souris.

Réduction

Le nombre de souris par lot expérimental a été déterminé par calcul de puissance de manière à en utiliser le moins possible tout en conservant une puissance statistique satisfaisante. Les résultats obtenus seront exploités par des études statistiques.

Raffinement

Les souris sont laissées une semaine en quarantaine après leur arrivée pour qu'elles s'habituent à leur nouvel environnement. Les souris sont hébergées en locaux confinés dans des portoirs ventilés, avec eau et nourriture ad libitum. Les animaux seront au nombre maximum de 5 par cage, aucun animal ne sera maintenu seul dans sa cage. Les animaux sont surveillés et font l’objet d’une observation clinique individuelle afin d’évaluer leur état de santé. Cette observation permet de vérifier si l’animal se nourrit et s’hydrate bien mais aussi permet de voir l’aspect général de l’animal, sa posture, son comportement afin de déceler tout signe de détresse. Un pied à coulisse est utilisé pour mesurer la taille de la tumeur. Le sacrifice des animaux est effectué à partir d’une taille tumorale limite définie dans la procédure de suivi des animaux. Si une souris semble souffrir, elle reçoit une médication contre la douleur et une surveillance renforcée afin de vérifier sa bonne alimentation et hydratation. Afin de répondre à la directive européenne 2010/63/UE sur les conditions de vie des animaux confinés, de l’enrichissement environnemental a été ajouté dans les cages d’hébergement des animaux avec la mise place de jouets, de cachettes et de matériaux pour construire un nid. Cette optimisation des conditions de vie permet aux animaux de s’exprimer, de se sociabiliser, de s’adapter à leur nouvel environnement mais aussi d’être moins stressés en restant occupés durant leur période de captivité. Ce projet fait l'objet de procédures rigoureuses réalisées par un personnel formé et vigilant quant à la détection de points limites (suivi régulier de l’état de santé des animaux et contrôle du poids).

Choix des espèces

Nous implanterons des cellules tumorales humaines. Le modèle de souris immunodéficientes NSG sera utilisé pour éviter un rejet de la greffe des cellules humaines. L'espèce souris est l'espèce de choix en oncologie préclinique. Pour ce projet, le fait qu'il soit possible d'utiliser des animaux immunodéficients bien caractérisés dans cette espèce est crucial. De plus, de précédentes études au laboratoire ont été réalisées sur ce modèle de souris avec la lignée MDA-MB-231. Nous devrions faire des mises au point supplémentaires en utilisant un autre modèle et nous utiliserions plus d’animaux pour cela. Enfin, l’animalerie du site n’héberge que des souris. Le cancer étudié apparaissant chez les adultes, les animaux auront entre 7-15 semaines au début des procédures (souris adultes).

Rendues obèses par un régime riche en graisses maintenu jusqu'à vingt-deux semaines, des souris reçoivent ensuite une implantation de tumeur mammaire, puis jusqu'à trente administrations de molécules en trente jours. 1 225 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec quinze prélèvements sanguins répartis sur deux journées. Le porteur écrit que "seule la température d'hébergement sera modifiée pour améliorer les résultats du projet", après avoir compté cette même température parmi les sources de stress et d'altération de la thermorégulation des souris. Les tumeurs, la rate et les ganglions sont prélevés après la mise à mort, ainsi que le tissu adipeux, l'intestin et le foie, destinés à d'autres projets.

Objectifs

Ce projet vise à comprendre comment l’alimentation et la perte de poids influencent le système immunitaire dans un contexte d’obésité. Des souris rendues obèses par un régime riche en graisses seront utilisées pour comparer deux approches : une amélioration de l’alimentation (vitamines et prébiotiques) et une perte de poids par retour à un régime normal. Leur impact sera évalué sur le développement d’un cancer du sein et sur la réponse immunitaire. Le microbiote intestinal des animaux sous différents régimes sera également analysé, afin de mieux comprendre les interrelations possibles entre la flore intestinale, l’alimentation et l’immunité. Certaines molécules seront également testées pour mieux comprendre les mécanismes impliqués. L’objectif est de déterminer si ces approches peuvent améliorer la réponse immunitaire et limiter la progression tumorale chez des individus en situation d’obésité. Si ces résultats sont confirmés, ils pourraient contribuer à développer de nouvelles stratégies nutritionnelles et thérapeutiques pour améliorer la réponse immunitaire et la prise en charge des cancers chez l’homme.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont une meilleure compréhension des interactions entre alimentation, obésité, système immunitaire et développement du cancer du sein. Cette première étude permettra d’explorer les mécanismes immunitaires et métaboliques impliqués, notamment au sein du micro-environnement tumoral, et d’identifier des cibles potentielles grâce à des analyses globales et quantitatives. Elle vise également à évaluer l’intérêt d’approches nutritionnelles, seules ou en combinaison avec des immunothérapies, pour améliorer la réponse immunitaire et limiter la progression tumorale. Cette étude constitue une preuve de concept qui pourrait ouvrir la voie à des études précliniques et cliniques chez des patients en situation d’obésité, afin d’évaluer l’efficacité de stratégies nutritionnelles innovantes, notamment via l’alimentation et le microbiote, dans la prévention et la prise en charge du cancer du sein.

Procédures

Tous les animaux seront hébergés en thermoneutralité à 30 degrés (animal vigile, 22 semaines maximum en continu). Des animaux pouront être sous régime alimentaire obésogène (animal vigile, 22 semaines maximum en continu). Une partie changera ensuite en passant avec une alimentation contrôle ou sous régime avec supplémentation (animal vigile, 14 semaines maximum en continu). Des challenges métaboliques seront effectués : un test de tolérance au glucose (animal vigile, 1 fois, 2 heures) et un test de tolérance à l'insuline (animal vigile, 1 fois, 2 heures). Ces tests nécessiteront une administration (animal vigile, 4 fois, 1 minute) et des prélèvements sanguins répétés de faible volume (une goutte) (animal vigile, 15 prélèvements au total : 7 sur une journée, 6 sur une autre, l'acte dure quelques secondes). Certains animaux auront une implantation tumorale (animal anesthésié, 1 fois, 10 minutes) combinée ou non avec l'administration de molécules (animal vigile ou anesthésié, 30 fois maximum sur 30 jours, durée 1 minute). En fin de procédure un dernier prélèvement sanguin sera effectué (animal anesthésié, 1 fois, 5 minutes).

Impact sur les animaux

Dans le cadre de ce projet, les animaux seront soumis à plusieurs actes techniques qui pourront engendrer les nuisances suivantes : 1) Le régime alimentaire riche en gras pourra entraîner une prise de poids pouvant modifier la mobilité et le comportement des animaux. 2) L'obésité peut conduire à des problèmes cardiovasculaires. 3) Les différentes températures d'hébergement pourront entrainer un stress chez les animaux et une altération de leur thermorégulation. 4) L'anesthésie pourra engendrer une hypothermie et une détresse cardiorespiratoire dans de rares cas. 5) La pousse tumorale pourra induire une gène et une douleur modérée. 6) Les différents traitements pourraient induire des effets indésirables comme la diarrhée et une perte de poids. 7) Les différentes administrations peuvent induire une douleur légère de courte durée. Les injections répétées peuvent induire risque de péritonite ou une irritation à la zone d'injection. 8) Les challenges métaboliques induisent un stress et une douleur de courte durée en raison des administrations et des quelques prélèvements d’une goutte de sang ainsi que des effets physiologiques tels qu’une hypo ou une hyperglycémie durant quelques heures. Une sensation de faim et un léger stress peuvent également être ressentis lors des mises à jeun. 9) Les prélèvements sanguins pourront induire une douleur de courte durée aux animaux ainsi qu’un risque d’hématome.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire car les tumeurs, la rate, les ganglions doivent être prélevés pour analyse dans le cadre de ce projet. D’autres prélèvements seront réalisés (tissus adipeux, intestin, foie…) pour faire bénéficier des résultats pour d’autres projets.

Remplacement

L’objectif de ce projet est d’étudier l’impact de l’alimentation et de l’obésité sur la réponse immunitaire et le développement tumoral. Ces mécanismes impliquent des interactions complexes entre différents organes (tissu adipeux, système immunitaire, tumeur, microbiote) qui ne peuvent pas être reproduites de manière fiable par des modèles in vitro ou in silico. L’étude de la réponse immunitaire dans un contexte d’obésité, ainsi que son influence sur la progression tumorale, nécessite donc une approche intégrée à l’échelle de l’organisme. L’utilisation de modèles murins est particulièrement adaptée, notamment grâce à la possibilité de reproduire des situations physiopathologiques pertinentes (obésité induite par régime, modèles de cancer) et d’étudier finement le micro-environnement tumoral et les réponses immunitaires associées. Toutefois, dans une démarche de réduction de l’utilisation animale, des approches complémentaires in vitro seront utilisées en amont lorsque cela est possible, afin de sélectionner et de valider certaines hypothèses avant leur exploration in vivo.

Réduction

Cette étude nécessitera 1225 souris. Le nombre d'animaux par groupe a été établi avec l’utilisation d’outils statistiques permettant d’optimiser la puissance de l’étude. Pour l’analyse statistique, les groupes seront comparés avec des tests statistiques classiques. A la fin du projet, différents organes seront prélevés pour analyse afin de valoriser au maximum l'utilisation des animaux. De plus, nous optimiserons les groupes expérimentaux en partageant les témoins entre protocoles compatibles afin de limiter le nombre total de souris utilisées. Toutes les analyses seront réalisées par des experts en bio-informatique et en biostatistiques au sein du laboratoire.

Raffinement

Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, seule la température d'hébergement sera modifiée pour améliorer les résultats du projet. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel est limité au maximum) en armoire thermostatée avec biberon et un accès ad libitum à l'eau et la nourriture. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum et les animaux sont vérifiés quotidiennement. Un bâton à ronger est systématiquement mis en place pour les animaux sous régime alimentaire spécifique mou. Ce régime est renouvelé régulièrement pour éviter son oxydation et le changement de cage sera augmenté si l'aliment s'effrite trop afin de réduire l'inconfort des animaux. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Quand cela est nécessaire pour limiter la douleur et le stress des animaux, les actes techniques seront réalisés sous anesthésie générale. La durée des administrations sera réduite au maximum et quand cela sera possible. Les volumes injectés seront également toujours réduit au maximum. Lors des challenges métaboliques, les animaux seront étroitement surveillés et les animaux bénéficieront toujours d'un temps de récupération adapté. Ainsi, la douleur et le stress sont limitées en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.

Choix des espèces

La souris permet de reproduire de manière fiable des situations physiopathologiques humaines, notamment l’obésité induite par un régime riche en graisses ainsi que des modèles de cancer du sein orthotopiques, dans lesquels la tumeur se développe dans un environnement proche de celui observé chez l’homme. Ce modèle offre également la possibilité d’étudier finement tous les mécanismes qui rentrent en jeu dasn ces situations. Par ailleurs, les interventions nutritionnelles et pharmacologiques peuvent être contrôlées de manière précise et reproductible. Ainsi, le modèle murin constitue à ce jour le modèle le plus pertinent pour répondre aux objectifs du projet. Des souris âgées de 5 semaines seront utilisées. Après une semaine d’acclimatation, les animaux entrent dans le protocole expérimental. Ce stade correspond à des souris jeunes adultes présentant un système immunitaire fonctionnel et stable, ce qui est nécessaire pour étudier les réponses immunitaires et métaboliques. Ce choix est également justifié par la durée du protocole, qui s’étend sur plusieurs mois. L’utilisation de jeunes adultes permet ainsi de mener l’ensemble des expérimentations sur une période prolongée tout en limitant les effets liés au vieillissement.

Pour tester des molécules et des dispositifs censés accélérer la cicatrisation des plaies chroniques, 3 870 individus vont être utilisés, 1 770 souris, 1 960 rats et 140 lapins, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour prélèvements. Après des plaies ou des brûlures pratiquées sur le dos, un aimant implanté sous la peau permet de provoquer une ischémie d'une à deux heures suivie d'une reperfusion, jusqu'à trois cycles par jour pendant cinq jours, puis un cycle quotidien jusqu'au quatorzième jour. Les changements de pansement se font sous anesthésie tous les deux jours, dix à onze séances sur trois semaines, et chez les lapins une incision à la base de l'oreille permet la ligature de deux artères et une dénervation locale avant que quatre à six plaies soient réalisées. Le porteur énumère les méthodes de remplacement dont il dispose, cultures de kératinocytes, peau reconstruite en trois dimensions, organoïdes, organ-on-chip, précise qu'elles serviront en amont à sélectionner les molécules candidates, et conclut que "l'utilisation d'animaux vivants reste indispensable".

Objectifs

Les plaies cutanées aiguës et chroniques représentent un enjeu majeur de santé publique, en raison de leur prévalence élevée, de leur impact sur la qualité de vie et du coût important de leur prise en charge. Les plaies chroniques, telles que les ulcères diabétiques, les escarres ou les ulcères vasculaires, se caractérisent par un défaut de cicatrisation lié à des altérations complexes des processus biologiques, incluant une inflammation persistante, une hypoxie tissulaire, une altération de la vascularisation et, dans certains cas, une atteinte nerveuse locale. Malgré les progrès réalisés, les options thérapeutiques disponibles restent limitées et souvent insuffisantes, avec des taux d’échec élevés et des délais de cicatrisation prolongés. Dans ce contexte, le développement de nouvelles approches thérapeutiques, qu’il s’agisse de médicaments, de biomatériaux ou de stratégies innovantes, constitue un besoin important de recherche et développement. L’objectif principal du projet est d’évaluer l’efficacité et les mécanismes d’action de nouvelles stratégies thérapeutiques destinées à améliorer la cicatrisation cutanée dans des contextes physiopathologiques variés, incluant des conditions normales, ischémiques, inflammatoires et neuro-ischémiques. Pour répondre à cet objectif, plusieurs modèles animaux complémentaires sont mis en œuvre chez la souris, le rat et le lapin, permettant de couvrir un large spectre de situations cliniques et de niveaux de complexité biologique.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet concernent à la fois l’avancée des connaissances scientifiques sur les mécanismes de cicatrisation et le développement de nouvelles solutions thérapeutiques pour l’Humain, en particulier dans le domaine des plaies chroniques pour lesquelles les options actuelles restent limitées. À court terme, le projet permettra d’identifier et de caractériser de nouvelles molécules et dispositifs médicaux capables d’améliorer la cicatrisation cutanée dans différents contextes physiopathologiques, notamment en conditions d’ischémie, de reperfusion, d’inflammation ou de dénervation. L’utilisation de modèles animaux complémentaires permettra de mieux comprendre les mécanismes d’action de ces candidats thérapeutiques, en analysant leurs effets sur l’inflammation, la vascularisation, la régénération tissulaire et la perfusion. Le projet générera également des données robustes sur l’efficacité comparative de différentes stratégies d’administration (topique, systémique, locale) et sur leur tolérance. Ces résultats contribueront à la sélection des candidats les plus prometteurs pour une poursuite du développement préclinique et réglementaire. À long terme, ce projet vise à favoriser l’émergence de nouvelles thérapies innovantes pour le traitement des plaies chroniques chez l’Humain, telles que les ulcères diabétiques, les escarres ou les plaies ischémiques. Les molécules et dispositifs médicaux validés dans ce cadre pourraient conduire à des traitements plus efficaces, réduisant les délais de cicatrisation, les complications infectieuses et le recours à des interventions lourdes (amputations, chirurgies). Cela pourrait améliorer significativement la qualité de vie des patients, tout en diminuant les coûts de prise en charge pour les systèmes de santé. Enfin, les connaissances générées sur les mécanismes de cicatrisation dans des conditions pathologiques complexes contribueront à orienter le développement futur de thérapies ciblées et personnalisées.

Procédures

Les animaux sont opérés sous anesthésie générale. La zone dorsale est tondue, dépilée et désinfectée, puis 1–2 plaies cutanées sont réalisées chez la souris et jusqu’à 4 chez le rat ou 2 à 4 brûlures sont induites (~6 min). Un splint (anneau en plastique) peut être suturé et un pansement appliqué. L’intervention dure ~20 min. Une analgésie sous-cutanée est administrée 2 fois/jour pendant 48 h (< 1 min/injection). Un pansement est posé pour les brûlures du 3e degré. Un aimant est implanté sous la peau pour induire des cycles d’ischémie/reperfusion. Pendant 5 jours, un aimant externe provoque une ischémie de 1–2 h suivie d’une reperfusion de 2–4 h (jusqu’à 3 cycles/jour). Puis, jusqu’au jour 14, un cycle quotidien d’ischémie de 1–2 h est réalisé. Tous les 2 jours, les animaux sont anesthésiés pour le changement de pansement, l’examen clinique, les photographies et le nettoyage des plaies (10–11 séances sur 3 semaines, 8–12 min chacune). Une imagerie de fluorescence et/ou Doppler laser est réalisée 1 fois/semaine (≤3 sessions). Des prélèvements sanguins hebdomadaires sont effectués sous anesthésie (~5 min). Chez le lapin, après pré-anesthésie (20–30 min), une anesthésie injectable est induite. Une incision à la base de l’oreille permet la ligature de deux artères (ischémie partielle) et une dénervation locale. L’incision est suturée et 4 à 6 plaies sont réalisées (~20 min). Une collerette est portée jusqu’à 10 jours, avec pansements quotidiens. Le suivi dure jusqu’à 28 jours avec évaluations 3 fois/semaine (~10 min) et une imagerie Doppler hebdomadaire sous anesthésie légère (~30 min). Les animaux seront soumis traités selon les voies d’administrations suivantes :voie orale, intrapéritonéale ou intraveineuse caudale jusqu’à 1 fois/jour pendant 3 semaines ; voie topique tous les 2 jours sous anesthésie légère (10–11 applications) ; voie sous-cutanée périlésionnelle ponctuelle (≤4 sites). Chaque administration dure < 2 min.

Impact sur les animaux

Les procédures expérimentales impliquent l’induction de plaies cutanées (excisionnelles ou par brûlure), des interventions chirurgicales (ischémie, neuro-ischémie) et des manipulations répétées, susceptibles d’entraîner des nuisances transitoires chez les animaux. Une douleur post-opératoire est attendue après l’induction des plaies et les gestes chirurgicaux, notamment dans les modèles de brûlures et de neuro-ischémie. Cette douleur est généralement modérée à aiguë dans les premières 24 à 72 heures, puis décroît progressivement avec la cicatrisation et la mise en place d’une analgésie adaptée. Une gêne locale liée aux plaies (inflammation, œdème, sensibilité) peut persister pendant plusieurs jours à semaines, en fonction du modèle et de la profondeur des lésions. Une perte de poids transitoire peut être observée dans les jours suivant l’intervention, liée au stress, à la douleur ou à une diminution de la prise alimentaire. Cette perte reste généralement limitée et réversible en quelques jours avec une prise en charge adaptée. Une diminution temporaire de l’activité ou une mobilité réduite peuvent également être observées, en particulier après les procédures chirurgicales ou en présence de lésions douloureuses. Les manipulations répétées, incluant les anesthésies, les soins de plaies et les administrations de traitements, peuvent générer un stress modéré, bien que celui-ci soit limité par l’utilisation d’anesthésies adaptées et de techniques de contention minimisées. Dans certains cas, des comportements anormaux tels que le léchage ou le grattage des plaies peuvent survenir, nécessitant la mise en place de dispositifs de protection (pansements, collerettes). Dans les modèles d’ischémie ou de neuro-ischémie, des complications locales peuvent apparaître, telles qu’une cicatrisation retardée, une nécrose partielle ou une altération de la perfusion tissulaire, pouvant s’étendre sur plusieurs jours à semaines. De rares signes généraux, tels qu’une hypothermie ou une altération de l’état général, peuvent également survenir. L’ensemble de ces effets indésirables est encadré par une surveillance quotidienne et des mesures d’analgésie et de soins adaptées, permettant de limiter leur intensité et leur durée.

Devenir

A la fin de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort car des prélèvement seront réalisés.

Remplacement

La stratégie de remplacement a été soigneusement évaluée en amont du projet. Des approches alternatives non animales existent dans le domaine de la cicatrisation cutanée, telles que les cultures cellulaires (kératinocytes, fibroblastes), les modèles 3D de peau reconstruite, les organoïdes ou encore les dispositifs « organ-on-chip ». Ces systèmes permettent d’étudier certains mécanismes cellulaires et moléculaires, ainsi que le criblage préliminaire de composés. Ils seront utilisés en amont pour sélectionner et caractériser les molécules candidates. Cependant, ces approches ne permettent pas de reproduire la complexité d’un organisme vivant, notamment les interactions dynamiques entre vascularisation, inflammation, système immunitaire, innervation et remodelage tissulaire, qui sont essentielles dans les processus de cicatrisation normale et pathologique, en particulier en conditions d’ischémie ou de neuro-ischémie. De plus, l’évaluation de dispositifs médicaux, de voies d’administration (topique, systémique) et de la pharmacocinétique/pharmacodynamie nécessite un organisme intégré. Ainsi, l’utilisation d’animaux vivants reste indispensable pour atteindre les objectifs du projet, qui visent à évaluer l’efficacité et la tolérance de nouvelles molécules et dispositifs dans des conditions physiopathologiques proches de l’Homme. Les modèles animaux sélectionnés permettent d’intégrer l’ensemble des paramètres biologiques impliqués et de générer des données translationelles robustes, non accessibles par des méthodes alternatives à ce jour.

Réduction

La stratégie de réduction du nombre d’animaux s’inscrit pleinement dans le principe énoncé au 2° de l’article R-214- 105 du code rural et de la pêche maritime, visant à utiliser le nombre minimal d’animaux compatible avec des résultats scientifiquement valides et robustes. Le nombre d’animaux a été déterminé sur la base d’une analyse de puissance statistique intégrant une variabilité attendue de 25 à 30 %, une différence minimale détectable de 20 à 30 % entre groupes et une puissance d’environ 70 %, conduisant à des effectifs réduits, notamment grâce à des mesures répétées sur un même animal. Plusieurs approches sont mises en œuvre pour limiter le nombre d’animaux. Chaque animal constitue sa propre référence interne lorsque cela est possible, par exemple via des comparaisons intra-individuelles entre zones traitées et témoins, ce qui réduit significativement la taille des groupes. Le recours à des études pilotes permet d’optimiser les conditions expérimentales et d’éviter la mise en œuvre d’études de plus grande envergure non informatives. L’utilisation d’imagerie non invasive, incluant le suivi photographique longitudinal, l’imagerie de fluorescence et le Laser Doppler, permet de réaliser des mesures répétées dans le temps chez les mêmes individus, réduisant ainsi le besoin en animaux supplémentaires. Des approches de modélisation et des tests in vitro sont utilisés en amont pour sélectionner les candidats les plus prometteurs et limiter les essais in vivo. Le partage et la valorisation des tissus prélevés pour des analyses multiples maximisent l’information obtenue par animal. Les plans expérimentaux sont conçus selon des schémas randomisés avec groupes parallèles limités au strict nécessaire. Les analyses statistiques reposent sur des tests adaptés aux donnéespermettant une exploitation optimale des données tout en limitant le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

La stratégie de raffinement appliquée dans ce projet s’inscrit dans le principe défini au 2° de l’article R.214-105 du code rural et de la pêche maritime et vise à réduire au maximum la douleur, la souffrance, l’angoisse et les dommages durables infligés aux animaux, tout en garantissant la qualité scientifique des données. Les procédures sont réalisées sous anesthésie générale adaptée à chaque espèce, avec une prémédication permettant de réduire le stress, potentialiser les agents anesthésiques et limiter les sécrétions. Une analgésie multimodale est mise en place de manière préventive et curative, incluant opioïdes, anti-inflammatoires et anesthésiques locaux, avec réévaluation régulière et ajustement si nécessaire. Des soins post-opératoires rigoureux sont assurés, incluant surveillance rapprochée, maintien de la température corporelle, hydratation, nettoyage des plaies et renouvellement des pansements. Des dispositifs de protection (pansements, collerettes souples) sont utilisés pour prévenir l’auto-mutilation. Une surveillance clinique quotidienne, voire biquotidienne en phase aiguë, permet de détecter précocement tout signe de douleur ou de détresse, sur la base de scores incluant comportement, posture, prise alimentaire, état des plaies et poids corporel. Des points limites prédéfinis, précoces et prédictifs, sont appliqués afin d’intervenir rapidement ou d’euthanasier l’animal si nécessaire. Les conditions d’hébergement sont optimisées avec enrichissement du milieu (abris, matériaux de nidification, objets manipulables), limitation du stress social et adaptation des manipulations. Une habituation progressive des animaux aux manipulations est réalisée lorsque possible afin de réduire l’anxiété. Le recours à des techniques d’imagerie non invasive, telles que le suivi photographique, l’imagerie de fluorescence ou le Laser Doppler, permet un suivi longitudinal des animaux sans procédures invasives répétées, réduisant ainsi les nuisances et le nombre d’interventions. Enfin, un processus d’amélioration continue est mis en place tout au long du projet, intégrant les retours d’expérience, les recommandations de la littérature scientifique et les échanges avec le vétérinaire et la structure du bien-être animal. Toute nouvelle technique validée permettant de réduire l’impact des procédures (nouveaux protocoles analgésiques, méthodes d’imagerie, conditions d’hébergement) sera intégrée de manière proactive afin d’améliorer en continu le niveau de raffinement.

Choix des espèces

Les espèces choisies (souris, rats et lapins) sont complémentaires et adaptées aux objectifs du projet. Les rongeurs permettent un criblage rapide, reproductible et bien caractérisé des mécanismes de cicatrisation et des effets pharmacologiques, avec de nombreux outils biologiques disponibles. Le rat offre une taille compatible avec des procédures plus techniques et des suivis répétés. Le lapin présente une peau, une vascularisation et une cicatrisation plus proches de l’Homme, particulièrement pertinentes pour les modèles d’ischémie et de neuro-ischémie ainsi que pour l’évaluation de dispositifs médicaux. Cette approche multi-espèces permet d’optimiser la transposabilité des résultats tout en limitant l’utilisation d’animaux de plus grande taille aux étapes nécessaires. Chez la souris, les animaux utilisés seront des adultes jeunes, âgés de 5 à 12 semaines au moment des procédures. Ce stade correspond à un organisme mature avec un système immunitaire et des capacités de cicatrisation pleinement fonctionnels, tout en limitant la variabilité liée au vieillissement. L’utilisation d’animaux adultes permet également une meilleure reproductibilité des modèles de cicatrisation et une comparaison pertinente avec des données de la littérature. Les stades fœtaux, nouveau-nés ou non sevrés ne sont pas adaptés aux procédures prévues, notamment en raison de leur fragilité et de l’immaturité des systèmes physiologiques impliqués. Chez le rat, les animaux seront également utilisés au stade adulte jeune, généralement entre 5 et 12 semaines. Ce choix permet la réalisation de procédures techniques (chirurgie, suivis répétés, imagerie) dans des conditions optimales, grâce à une taille corporelle suffisante et une physiologie stabilisée. Comme pour la souris, ce stade garantit une réponse inflammatoire et une cicatrisation représentatives, tout en évitant les biais liés au développement ou au vieillissement. Chez le lapin, des animaux adultes seront utilisés, âgés de 6 à 12 semaines. Ce stade est choisi pour assurer une taille et une anatomie compatibles avec les procédures de neuro-ischémie auriculaire et les prélèvements répétés. Il permet également d’obtenir une cicatrisation cutanée et une vascularisation proches de celles observées chez l’Homme, renforçant la pertinence translationnelle du modèle. Les stades précoces ne sont pas retenus en raison de contraintes techniques et physiologiques incompatibles avec les objectifs du projet.

Une grille de score décide de l'arrêt de l'expérience ou de la mise à mort quand les points limites sont atteints. 1 200 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever le sang et différents tissus. Pucées sous anesthésie à leur arrivée, transportées vers un second établissement, elles reçoivent une injection par jour cinq jours sur sept pendant dix semaines, jeûnent douze heures avant un test de tolérance au sucre, courent sur tapis roulant et subissent un prélèvement de sang à la queue suivi de cinq gouttes espacées sur quatre heures. Le régime gras qui leur est imposé doit produire une obésité et un diabète, pour tester des molécules censées limiter la prise de poids chez l'être humain.

Objectifs

En 2020, environ 8,5 millions de personnes en France sont touchées par l’obésité, dont 1 million avec une obésité très sévère. Cela représente 17 % de la population. Ce qui inquiète particulièrement, c’est l’augmentation rapide de l’obésité chez les jeunes adultes (18-24 ans). Si cette tendance continue, on risque de voir apparaitre de plus en plus de maladies graves liées à l’obésité. Nos recherches portent sur une protéine, connue pour avoir plusieurs fonctions selon l’endroit où elle se trouve dans la cellule. Elle influence notamment le métabolisme des graisses et des acides aminés. De plus, nous avons montré sur des cultures de cellules qu’en bloquant l’action de cette protéine, on empêche les cellules de stocker la graisse. Ainsi, nous travaillons avec des petites molécules, dérivées d’un composé connu pour détruire spécifiquement la version de notre protéine active in vitro mais dont les propriétés chimiques ne permettent pas d’envisager d’études cliniques directement chez l’humain. Ainsi, ces nouvelles molécules sont conçues pour être plus efficaces, avec une meilleure solubilité et moins de toxicité. Après leur validation in vitro, et afin d’évaluer l’amélioration de leurs propriétés pharmaco biologiques, ces molécules seront testées dans des modèles murins d’obésité dans le but de limiter la prise de poids et in fine de réduire le risque de complications associées à l’obésité chez l’Homme. En résumé, notre projet vise à explorer une nouvelle piste thérapeutique contre l’obésité, en ciblant un acteur clé du stockage des graisses dans les cellules.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à évaluer l’efficacité d’un dégradeur d’une protéine spécifique dans la lutte contre l’obésité et les syndromes métaboliques associés. En inhibant cette protéine chez des animaux obèses ou chez des animaux ayant un régime riche en graisse, nous espérons limiter la prise de poids et montrer son rôle clé dans le stockage et l’utilisation des graisses. L’objectif est d’emmener vers l’utilisation de ces dégradeurs spécifiques comme potentielle thérapie dans la lutte contre l’obésité humaine.

Procédures

A leur arrivée, tous les animaux subiront une implantation de puce (avec une injection d’analgésique et une anesthésie volatile) utile pour leurs identifications et leurs pesées. Toute la durée de la procédure, tous les animaux seront pesés 1 fois par semaine. Cette mesure prend moins de 30 sec et sera réalisée sur animaux vigiles. En fin d’expérimentation ces animaux subiront une incision cutanée afin de leur retirer la puce (avec une injection d’analgésique et une anesthésie volatile) en vue d’analyses métaboliques. Tous les animaux seront traités avec 1 injection par jour (piqure 2 secondes) 5 jours sur 7, pendant 10 semaines. Tous les animaux vigiles auront une administration orale d'une solution de glucose (volume et sonde respectant les recommandations / 5 secondes), un prélèvement de sang à la queue (volume et voie respectant les recommandations/ 30 secondes) puis 5 prélèvements d’une goutte de sang espacés sur 4 heures (10 secondes par prélèvement). Une pesée de tous les animaux et une mesure de la composition corporelle seront réalisées pour obtenir le taux de masse maigre (muscle), de masse grasse et d'eau dans le corps de la souris. Ces mesures prennent moins de 2 minutes par souris et sont réalisées sur les animaux vigiles à la fin de chaque procédure. Ces animaux seront aussi soumis à des tests de motricité et de force (3 fois 5 minutes et 3 fois 10 secondes / deux sessions pour tous les animaux) ainsi que des tests de course.

Impact sur les animaux

Les injections répétées peuvent parfois provoquer des hématomes sous la peau. De plus, l’administration de certains traitements par voie orale (à l’aide d’une sonde spécialisée) peut irriter la gorge. Les animaux pourront ressentir un stress léger dû à la manipulation pendant l’administration du traitement, tests non invasifs (analyse de la composition du corps ou des tests de motricité. Un stress un peu plus important est possible lors d’une mise en cage individuelle de moins de 48 heures, nécessaire pour mesurer leur respiration. Pour un test sur la tolérance au sucre, un jeûne de 12 heures peut entraîner une légère perte de poids et l’administration de sucre par la bouche, peut aussi être une source de stress. Pendant un test sur tapis roulant, certains effets indésirables comme de la fatigue ou, très rarement, une blessure à la patte peut survenir. Les animaux sont cependant surveillés pendant cet exercice. Un régime alimentaire riche en gras peut conduire à des troubles similaires à ceux que l’on observe dans des maladies humaines comme l’obésité, le diabète ou une mauvaise réponse à l’insuline. Certains animaux génétiquement modifiés obèses développent ces troubles spontanément dès l’âge de 4 à 5 semaines.

Devenir

A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés selon la méthode recommandée pour limiter la souffrance des animaux. Nous prélèverons le sang et différents tissus afin de mener notre étude et analyser les dérégulations métaboliques et l’avancement de l’obésité.

Remplacement

Dans notre laboratoire, nous menons aussi des expériences en utilisant des cellules en culture, plus précisément des cellules qui peuvent devenir des cellules graisseuses. Ces études ont montré que notre protéine d’intérêt joue un rôle important dans la formation et la composition de ces cellules graisseuses. Mais l’obésité est un problème complexe, impliquant plusieurs composantes du corps et l’étudier seulement sur des cellules in vitro ne permet pas de comprendre toutes les interactions qui se produisent entre différents organes et différents types cellulaires. En effet, l’obésité est une maladie métabolique systémique, c’est pourquoi il est nécessaire de faire des expériences sur des animaux, à l’échelle d’un organisme complet. Ces tests sont essentiels si nous voulons, à terme, développer un traitement contre l’obésité. Pour progresser vers des applications chez l’humain, les tests chez l’animal restent donc indispensables.

Réduction

Nos résultats expérimentaux obtenus sur des cellules nous permettent d’anticiper certains résultats et ainsi diminuer le nombre de conditions expérimentales in vivo. Le nombre d’animaux prévu dans le cadre de ce projet a été défini comme le nombre minimal nécessaire pour valider ces approches in vitro et tester l’ensemble de nos molécules pour mettre en évidence le meilleur candidat en vue d’une application chez l’Homme.

Raffinement

Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par les mêmes membres du personnel. Nous ajouterons dans les cages des briques de peuplier pour éviter les problèmes de malocclusion (absence d’usure des dents à croissance continue) à cause de la nourriture enrichie en graisse qui est très friable. De plus, les animaux seront pesés une fois par semaine. Tout animal présentant des difficultés à se nourrir ou à s’abreuver sera assisté par le dépôt dans la cage d’un gel lui évitant d’aller chercher en hauteur nourriture ou boisson. Nous avons défini préalablement une grille de score en fonction de laquelle nous procéderons à l’arrêt des expérimentations ou à l’euthanasie de l’animal en cas d’atteinte des points limites. Pour le transport de courte durée (inférieure à 10 minutes), les animaux seront placés au dernier moment, en groupes, dans des boites de transport avec litière, nourriture, hydratation et enrichissement de la cage d'origine. La boite sera ensuite placée dans un suremballage afin de limiter le mouvement pendant le transport. Les véhicules utilisés seront climatisés ou chauffés en fonction de la température extérieure. Dès leur arrivée dans le deuxième établissement les souris seront remises en cage d’hébergement. Pour l'implantation et le retrait de la puce d'identification les animaux recevront préalablement une injection d’analgésique et une anesthésie volatile. Dès qu’ils seront endormis, ils seront mis sur tapis chauffant pour éviter le refroidissement. Les animaux seront préalablement habitués à tous les tests de motricité et de course en étant simplement placés sur l’appareil, d’abord sans mouvement, puis à vitesse réduite. De plus, des points limites ont été établis permettant d’éviter l'épuisement et la blessure.

Choix des espèces

La souris est un excellent modèle pour notre projet, disposant d’un génome proche de l’homme. De plus, de nombreux modèles génétiquement modifiés pour les études de l’obésité ont été générés et utilisés dans la recherche scientifique. L’expérimentation sur ces modèles, déjà établis, nous permettra de voir l’efficacité du traitement et de comprendre au mieux l’impact de celui-ci à l’échelle d’un organisme entier. Nous choisirons des souris jeunes sevrées (c’est-à-dire environ 6-8 semaines de vie). Pour notre projet, il est important d’avoir de jeune souris pour suivre au plus tôt le développement de la pathologie (obésité/diabète). Cela nous permettra aussi d’observer au mieux le temps de l’apparition des syndromes métaboliques associées à l’obésité. Nous suivrons le poids des animaux une fois par semaine dès l’âge de 8 semaines jusqu’à l’âge de 23 semaines pour 624 animaux et 33 semaines pour 576 animaux, âge auquel la différence de poids entre animaux traités ou non traités devrait être observable.

Toutes mises à mort en fin de procédure pour prélever leur cerveau, 3 520 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, cette version révisée du projet relevant l'effectif. Privées d'abri et de matériel de nid à partir de huit semaines et pendant six à dix semaines, elles reçoivent selon les groupes une hormone de stress dans l'eau de boisson, deux gavages qui exposent à une blessure de l'œsophage, des injections et un antidépresseur, avant une chirurgie sans réveil. Une partie d'entre elles passe des tests comportementaux mesurant l'anxiété, la dépression, l'activité générale et l'anhédonie, de cinq minutes à vingt-quatre heures, jusqu'à deux par jour et parfois répétés à trois semaines d'intervalle, sans que le porteur nomme ces tests. Il écrit que le stress ainsi produit est "nécessaire pour révéler les effets anxiolytiques et antidépresseurs des composés".

Objectifs

La dépression et l’anxiété sont les troubles psychiatriques les plus fréquents. Les traitements appartiennent à la famille des inhibiteurs sélectifs de la recapture de sérotonine (ISRS), mais leur efficacité est variable et 1/3 des personnes traitées y sont insensibles pour des raisons encore inconnues. Les ISRS augmentent les concentrations de sérotonine ce qui provoque une diminution de l’anxiété et une augmentation de la neurogenèse adulte chez la souris. Cette neurogenèse adulte est diminuée dans les modèles murins de dépression et elle est nécessaire pour permettre les effets anxiolytiques des ISRS. Les cellules immunitaires du cerveau (microglie) sont impliquées dans la régulation de la neuro-inflammation. Elles peuvent adopter un phénotype pro-inflammatoire en situation de stress ou un phénotype anti-inflammatoire qui favorise la neurogenèse adulte. Toutefois, une persistance de l’état pro-inflammatoire peut se produire, qui pourrait contribuer à la pathophysiologie de la dépression. Corrélativement, il a été montré que des ISRS peuvent réduire l’activation pro-inflammatoire de la microglie, suggérant une régulation de ces cellules par la sérotonine. Ce lien entre neuro-inflammation et dépression oriente la recherche vers des traitements ciblant la microglie et l’inflammation cérébrale, en particulier pour les patients résistants aux antidépresseurs classiques. La modulation de la microglie, sans supprimer son activité essentielle dans l’immunité, pourrait représenter une stratégie pour améliorer les symptômes de la maladie. Dans ce cadre, nous nous intéresserons à des récepteurs de la sérotonine, exprimés par la microglie afin de déterminer s’ils sont nécessaires aux effets des ISRS sur l’anxiété et la neurogenèse adulte. Le cas échéant, nous étudierons les modifications à l’échelle transcriptomique, induites par le traitement antidépresseur selon que l’expression de ces récepteurs est bloquée ou non dans la microglie. MODIFICATION : Les effets chroniques des antidépresseurs ne sont observables que sur des animaux stressés. Pour générer un stress, notre projet teste déjà un protocole de retrait des enrichissements des cages. Nous sollicitons une modification de projet pour ajouter un groupe témoin à ce protocole, tester une seconde méthode de stress, valider ces protocoles dans des tests comportementaux, et évaluer d’autres antidépresseurs. Ceci va augmenter le nombre de souris dans le projet.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à comprendre le rôle de la microglie, et de sa régulation par la sérotonine, dans les effets des antidépresseurs qui modulent les niveaux de sérotonine dans le cerveau. Cette étude permettra de mieux comprendre comment la sérotonine, un neurotransmetteur clé dans la régulation de l’humeur, influence la microglie, et donc d’apporter de nouvelles connaissances sur les interactions neurones - cellules immunitaires dans le cerveau. Elle pourrait également permettre d’identifier, de nouvelles cibles thérapeutiques dans la dépression, notamment pour les patients qui présentent des résistances aux traitements pharmacologiques classiques.

Procédures

Différentes interventions sont réalisées sur des animaux adultes vigiles (conscients) : - deux gavages oraux à 48h d’intervalle d’un composé pharmacologique pour bloquer l’expression d’un gène dans un type cellulaire spécifique sur des animaux de 4 à 6 semaines L’acte dure moins de 30 secondes. - MODIFICATION : induction d’un stress modéré par le retrait de l’enrichissement des cages (absence d’abri et de matériel pour faire un nid), associé ou non à l’ajout d’une hormone de stress dans le biberon pour une durée totale de 8 à 10 semaines - MODIFICATION : un traitement chronique dans le biberon (antidépresseur, 6 à 8 semaines), ou un traitement aigu via 1 injection intrapéritonéale (antidépresseur, ou anxiolytique). MODIFICATION : Un prélèvement sanguin sur animal vigile sera également réalisé, qui dure une minute. Une partie des animaux effectuera soit un seul, soit plusieurs tests comportementaux (MODIFICATION) : des tests mesurant l’anxiété ou la dépression (entre 5 et 30 min dans des cages inconnues), l’activité générale (de 30 min dans une cage inconnue à 2h dans la cage d’hébergement), l’anhédonie (sur 24h dans la cage d’hébergement). Les tests seront réalisés à raison de 2 maximum par jour avec un intervalle minimum de 2h, et certains seront répétés 2 fois à 3 semaines d’intervalle. L’autre partie des animaux recevra soit une seule injection intrapéritonéale d’un marqueur de division cellulaire (geste durant moins de 20 secondes), soit 2 injections à 2h d’intervalle en alternant les côtés de l’animal pour limiter les douleurs répétées au même site d’injection. Enfin, une chirurgie sans réveil sous anesthésie générale et analgésie sera réalisée en fin de procédures, pendant laquelle un second prélèvement sanguin sera réalisé (MODIFICATION). Ce geste dure moins de 5 minutes.

Impact sur les animaux

L’hébergement sans enrichissement environnemental, MODIFICATION associé ou non à l’administration d’une hormone de stress dans l’eau de boisson MODIFICATION, va provoquer un stress modéré, nécessaire pour révéler les effets anxiolytiques et antidépresseurs des composés pharmacologiques, qui sont donnés en médecine humaine. MODIFICATION : Les tests comportementaux vont provoquer un stress léger à modéré. Lors de l’administration d’un composé pharmacologique par gavage, il y a un stress lié à la contention de l’animal, un risque de blessure au niveau de l’œsophage lors de l’insertion de la sonde de gavage, et un risque mineur de “fausse route”. Le traitement pharmacologique dans l’eau de boisson peut entraîner une baisse de la consommation hydrique. MODIFICATION : Le prélèvement de sang induit une douleur légère et transitoire à l’endroit de la piqûre. L’injection IP peut générer une douleur légère et transitoire au point d’injection, avec un risque de péritonite si l’acte est répété. L'anesthésie peut induire dans de rares cas une hypothermie, une détresse respiratoire voire un arrêt cardiorespiratoire.

Devenir

Nous devons euthanasier les animaux à l’issue de la procédure pour pouvoir prélever leurs organes (ici, le cerveau) et réaliser des analyses qui sont nécessaires à la compréhension des mécanismes de plasticité cérébrale et du lien entre microglie et effets des antidépresseurs et anxiolytiques.

Remplacement

Ce projet vise à étudier les modifications des cellules microgliales, induites par un traitement antidépresseur, sur la neurogenèse adulte et sur le comportement. De manière à réduire le nombre d’animaux utilisés, leur remplacement par une approche cellulaire est toujours privilégié, comme des cultures primaires de neurones lorsque la question scientifique posée le permet. Nous pourrions envisager de mettre en place des cultures in vitro composées de microglies (cellules immunitaires du cerveau), de neurones sérotoninergiques et de cellules souches neurales (cellules peuvent donner naissance à des nouveaux neurones), afin d’observer l’effet des antidépresseurs sur ces différents types cellulaires, mais cette méthode ne permettrait pas de reproduire la complexité des interactions entre cellules et des circuits impliqués dans les effets des antidépresseurs, surtout au stade adulte. Par ailleurs, l’anxiété est un état qui se mesure par le comportement d’un animal éveillé, qui doit pouvoir bouger ou rester immobile, et se servir de ses sens (odorat, toucher…). Au niveau cérébral, il s’agit d’un phénomène complexe faisant intervenir, via les hormones de stress, plusieurs types de cellules, dont neurones et microglie, mais on ne peut modéliser fidèlement les interactions ni in vitro ni in silico. Le travail sur l’animal éveillé est donc indispensable pour comprendre comment la microglie participe aux effets des antidépresseurs de type ISRS.

Réduction

La taille des groupes expérimentaux est optimisée de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés pour le projet, tout en conservant une puissance statistique suffisante pour pouvoir obtenir des résultats reproductibles. Pour l’analyse des résultats, nous utiliserons des tests statistiques adéquats afin de comparer nos différents groupes de génotypes et de traitement. Sur la base de résultats d’expériences et de publications utilisant des techniques similaires, nous pouvons déterminer la taille des groupes. Le nombre d’animaux utilisé pour ce projet est de 3520 (MODIFICATION) sur la durée totale du projet.

Raffinement

Conditions d’hébergement : Dans nos expériences, les enrichissements seront retirés à l’âge de 8 semaines (MODIFICATION) et ce pendant une durée de 6 à 10 semaines selon la procédure (MODIFICATION), pour générer un stress permettant d’obtenir un effet antidépresseur ou anxiolytique des composés pharmacologiques qui font l’objet de notre étude. Procédures : Les expérimentateurs sont sensibilisés à l’importance du bien-être animal, à la fois pour les animaux et pour la qualité des résultats. Les manipulations des animaux sont donc réalisées en limitant au maximum la douleur et/ou le stress en termes de durée et d’intensité. Avant chaque geste, l’état général de l’animal est vérifié afin de s’assurer qu’il est compatible avec la poursuite de l’expérimentation (cf points limites ci-dessous). Les administrations sont effectuées conformément aux bonnes pratiques vétérinaires. (MODIFICATION) Concernant les traitements chroniques (hormone de stress, antidépresseur), nous avons pris l’initiative d’administrer notre traitement dans l’eau de boisson (prise hydrique volontaire de l’animal), au lieu de l’injecter par voie intra-péritonéale, ce qui diminue considérablement la manipulation des animaux et évite les actes douloureux. Concernant la perfusion intracardiaque, les animaux sont injectés avec l'anesthésique et l’analgésique dans une pièce séparée de la salle de perfusion, et apportés dans la salle juste pour la perfusion, après avoir vérifié leur état de sédation par pincement de la patte. Points limites : Le bien-être des animaux sera surveillé régulièrement conformément aux réglementations, et de manière rapprochée pendant le déroulement de la procédure. Des critères d'arrêt sont définis si une souffrance ne peut pas être soulagée. La détection d’une possible souffrance est basée sur un suivi quotidien (posture, aspect du pelage, poids corporel, avant/après intervention), de sorte à administrer un traitement adapté si besoin (nourriture plus appétante, injection de solution saline et/ou glucosée), et à sortir un animal de l’étude en cas d’atteinte des points limites. Notamment, en cas de douleur manifeste ou blessure, persistant 3 jours, les animaux seront euthanasiés pour être utilisés dans les mises au point.

Choix des espèces

La souris est un modèle pertinent pour nos études car en tant que mammifère, son système nerveux présente des homologies importantes avec l’homme. En effet, l’organisation des structures cérébrales et des différentes voies qui les connectent sont similaires entre ces 2 espèces. Les voies sérotoninergiques ainsi que les récepteurs à la sérotonine, sont bien décrites chez la souris, et comparables avec ceux décrits chez l’homme. La souris adulte est le modèle standard pour l’évaluation des effets neurobiologiques des antidépresseurs de type ISRS et les paradigmes comportementaux sont validés. Utiliser la souris est essentiel pour garantir la comparabilité et la reproductibilité avec des études effectuées précédemment. De plus, il existe dans cette espèce des lignées modifiées génétiquement, qui permettent d’étudier le rôle de certains gènes et de certaines cellules de manière précise. On peut en effet invalider des gènes précis spécifiquement dans un type cellulaire donné et à un stade ou âge donné. Dans notre étude, les animaux auront un développement normal, puis nous induirons à l’âge de 4 semaines, l’invalidation d’un gène spécifiquement dans la microglie. Cela nous permet d’élever les animaux dans un état où les modifications génétiques sont silencieuses, sans effet, jusqu’au moment de l’expérience. Les animaux seront ensuite traités à partir de 10 semaines avec un antidépresseur, classiquement donné en médecine humaine pour soigner les troubles dépressifs et anxieux.

2 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leur cerveau. Elles reçoivent jusqu'à deux injections de vecteurs génétiques de cinquante minutes, subissent une chirurgie du crâne de quatre-vingts minutes pour l'imagerie cérébrale et l'électroencéphalographie, puis sont exposées à des températures chaudes et froides censées reproduire les saisons. Celles qui portent un dispositif crânien sont hébergées seules, ce que le porteur décrit comme inévitable et générateur de stress. Sur le remplacement, il affirme qu'aucune culture cellulaire ni simulation informatique ne reproduit le fonctionnement d'un "organisme entier", et que les circuits du sommeil de la souris ressemblent à ceux de l'être humain.

Objectifs

Les saisons influencent profondément notre biologie : la durée du jour et la température affectent notre sommeil, notre humeur et notre horloge interne. Lorsque cette adaptation est perturbée, cela peut contribuer à des maladies psychiatriques telles que le trouble bipolaire, la dépression saisonnière ou la schizophrénie. Pourtant, les circuits cérébraux qui permettent au cerveau de détecter les changements saisonniers et d'y adapter notre comportement restent largement inconnus. Ce projet vise à identifier, dans le cerveau de la souris, les neurones responsables de la détection de la lumière et de la température saisonnières, et à comprendre comment ils orchestrent l'adaptation du sommeil et des rythmes biologiques. En utilisant des outils génétiques avancés permettant de visualiser et de contrôler l'activité de neurones spécifiques, ce projet testera également si ces interventions peuvent corriger les troubles du sommeil et des rythmes biologiques observés dans des modèles murins de trouble bipolaire et de schizophrénie. Ces travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques ciblées pour les troubles dont les symptômes s'aggravent à certaines périodes de l'année.

Bénéfices attendus

Ce projet a le potentiel de découvrir de nouveaux mécanismes par lesquels le cerveau s'adapte aux changements de saisons, un aspect fondamental mais encore très mal compris de la biologie cérébrale. En s'appuyant sur ces découvertes, ce projet testera si la manipulation ciblée des circuits identifiés permet d'améliorer les troubles du sommeil et des rythmes biologiques associés aux transitions saisonnières, ouvrant ainsi la voie à des traitements plus précis pour des maladies comme le trouble bipolaire, la dépression saisonnière ou la schizophrénie. Cette recherche est donc essentielle à la fois pour approfondir la compréhension du cerveau et pour poser les bases de nouvelles approches thérapeutiques ciblées.

Procédures

Les souris seront soumises aux interventions suivantes : 1) Des injections pour administrer des analgésiques lors des chirurgies. 2) des injections de vecteurs génétiques (jusqu'à deux fois, durée 50 minutes). 3) des chirurgies pour imagerie cérébrale et électroencéphalographie (une fois, durée 80 minutes). Ces interventions seront réalisées sous anesthésie générale et analgésie.

Impact sur les animaux

Les chirurgies pratiquées sur le crâne peuvent causer une douleur modérée et un inconfort dans les heures et jours suivant l'opération. L'hébergement individuel, bien qu'inévitable pour protéger les dispositif médicaux, peut induire un stress. L'exposition à des températures chaudes et froides, visant à modéliser les changements saisonniers de température, peut induire un stress léger et transitoire. La manipulation régulière des animaux et le port de petits dispositifs d'enregistrement peuvent également causer un stress léger.

Devenir

Les souris de chaque procédure seront mise à mort afin de prélever le cerveau pour la réalisation d'analyses moléculaires et histologiques.

Remplacement

Les objectifs de ce projet ne peuvent pas être atteints sans recourir à des animaux, car les questions posées concernent le fonctionnement intégré d'un organisme entier, ce qu'aucune culture cellulaire ou simulation informatique ne peut reproduire à ce jour. La souris est le modèle de choix car elle permet de modifier des gènes spécifiques et de contrôler l'activité de neurones précis dans un animal vivant en comportement, et ses circuits cérébraux régulant le sommeil et les rythmes biologiques sont très similaires à ceux de l'être humain.

Réduction

Afin de réduire au strict minimum nécessaire le nombre d'animaux, nous utiliserons une analyse de puissance statistique pour déterminer le nombre d'animaux nécessaires afin d'obtenir un résultat scientifiquement fiable. Les données seront analysées avec des tests statistiques adaptés à chaque procédure

Raffinement

Les souris sont hébergées en groupe avec enrichissement environnemental dans la mesure du possible ; celles portant un dispositif médical crâniens sont hébergées individuellement mais dans des cages ouvertes leur permettant de voir, d'entendre et de sentir leurs congénères. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale avec une couverture analgésique de 72 heures, suivie de soins post-opératoires complets et d'une surveillance quotidienne pendant 4 jours. Des critères de bien-être stricts sont appliqués : au moindre signe de douleur, un analgésique supplémentaire est administré, et si nécessaire, l'animal est immédiatement mis à mort selon des méthodes éthiquement validées et réglementaires.

Choix des espèces

Les souris représentent le modèle de choix pour étudier le fonctionnement du cerveau, car leurs circuits cérébraux présentent de nombreuses similarités avec ceux de l'être humain. Elles seront utilisées à l'âge adulte (8-9 semaines), lorsque les circuits cérébraux sont pleinement développés, ce qui correspond à la période où le trouble bipolaire et la schizophrénie apparaissent typiquement chez l'être humain. Des souris des deux sexes seront incluses, car ces maladies présentent des différences entre hommes et femmes ; intégrer cette variable permet de s'assurer que les résultats obtenus sont représentatifs de l'ensemble de la population et potentiellement pertinents pour la biologie humaine.