Rongeurs
Elevage des souris SOD1(G93A)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Destinées à alimenter d'autres projets autorisés, 5 210 souris porteuses d'un gène humain muté impliqué dans la sclérose latérale amyotrophique naissent dans cet élevage, 2 610 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 2 600 un niveau léger. Chacune subit le prélèvement d'un bout de queue pour être génotypée. Ces souris développent une dégénérescence progressive des motoneurones, et le porteur écrit qu'il ne laissera pas les symptômes se développer, la plupart des animaux étant mis à mort au plus tard à soixante jours et les mâles reproducteurs à quatre-vingt-dix jours. La plupart partent vers d'autres projets autorisés, les mâles reproducteurs et celles qui n'y sont pas retenues étant tuées.
Objectifs
Il s'agit d'une procédure d'élevage de souris modèles de la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA). La SLA appelée aussi Maladie de Charcot, est une maladie neurodégénérative touchant spécifiquement des neurones, appelés motoneurones, qui innervent les muscles. La maladie se déclare à l’âge adulte, elle provoque la paralysie du patient et son issue est fatale. Il n’existe à ce jour aucun traitement curatif. La découverte d’un lien génétique chez certains patients a permis de développer plusieurs modèles murins de la SLA. Toutefois, les mécanismes conduisant à la dégénérescence spécifique des motoneurones restent inconnus. Il a toutefois été montré que la dégénérescence des motoneurones est due à des interactions complexes avec les muscles mais aussi avec plusieurs types cellulaires (neurones, cellules gliales) dans le système nerveux central. Les recherches actuelles ont pour objet 1) d'éclaircir les mécanismes conduisant à la dégénérescence des motoneurones spinaux, 2) de découvrir un traitement qui puisse ralentir l'évolution de la maladie.
Bénéfices attendus
Les animaux issus de cet élevage serviront à étudier les mécanismes physiopathologiques de la SLA et d'essayer de découvrir un traitement destiné à ralentir les symptômes de cette maladie.
Procédures
Prélèvement d'un petit bout de queue pour génotyper les animaux.
Impact sur les animaux
Nous ne laisserons pas les symptômes de la SLA se développer. En effet, la plupart des animaux de cet élevage seront mis à mort au plus tard à l'âge de 60 jours (à ce stade les symptômes sont inexistants ou quasiment imperceptibles). Les mâles reproducteurs seront seront mis à mort au plus tard à l'âge de 90 jours où les symptômes sont légers et n'entravent pas les mouvements de l'animal.
Devenir
La plupart des animaux issus de cet élevage seront utilisés dans des projets autorisés. Seuls les mâles reproducteurs et les animaux non-utilisés dans des projets autorisés seront mis à mort.
Remplacement
La SLA est une maladie de l'adulte, or à ce stade, les motoneurones spinaux, qui sont les cellules qui dégénèrent dans cette maladie, ne peuvent pas être étudiés dans des systèmes in vitro dans lesquels ils ne survivent pas à ce stade du dévelopement (tranches de moelle épinière, moelle épinière entière ex vivo). De plus, nous savons que la dégénrescence des motoneurones dépend étroitement de leur environnement cellulaire dans la moelle épinière (circuits neuronaux spinaux, cellules gliales comme les astrocytes, les cellules microgliales et les olygodendrocytes) et des interactions que font leurs axones moteurs à la périphéries avec les cellules de Schwann et les fibres musculaires. Pour ces raisons, les études des mécanismes physiopathologiques de la SLA et aussi les effets de traitements éventuels ne peuvent se faire que sur l'animal entier.
Réduction
Cet élevage sera utilisé pour un ensemble de projets de recherche destinés à mieux comprendre les mécanismes de la SLA et découvrir un traitement potentiel pour ralentir l'évolution de la maladie chez les patients humains.
Raffinement
L'élevage est conçu pour apporter le moins d'inconfort possible aux animaux. Les animaux seront soit utilisés, soit mis à mort avant l'apparition de symptômes susceptibles d'entraver leurs mouvements.
Choix des espèces
La découverte d’un lien génétique chez certains patients a permis de développer des modèles murins de la SLA. Nous utiliserons ici des souris dans lesquelles un gène humain muté, connu pour être impliqué dans la SLA, a été inséré par transgénèse dans le génome des souris. Histologiquement, ces souris présentent une dégénérescence progressive des neurones moteurs spinaux et aussi des neurones du cortex moteur, reproduisant les atteintes spinales et corticales caractéristiques de cette maladie. Cette souris est un modèle de choix pour étudier les mécanismes physiopathologiques de la SLA et l'effet de thérapies potentielles. Les animaux utilisés seront des animaux adultes car la SLA est une pathologie qui touche les adultes.
Evaluation de nouveaux traitements dans le cancer du foie chez l’enfant
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
La souche retenue est fortement immunodéprimée, ce qui lui permet de développer les tumeurs implantées, et les animaux greffés sont des souriceaux très jeunes, choisis pour approcher l'âge des enfants atteints d'hépatoblastome. 1 100 souris vont être utilisées, 1 000 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 100 un niveau léger. Des cellules tumorales leur sont implantées dans le foie après incision de la paroi ventrale, puis elles reçoivent un traitement deux fois par semaine et passent trois fois par semaine en imagerie de bioluminescence. Le porteur écrit que la majorité des nuisances n'aura pas d'effet puisque les souris sont manipulées sous anesthésie, et l'effectif de 1 100 comprend les mères, tuées elles aussi pour le prélèvement des tumeurs.
Objectifs
L’hépatoblastome est le cancer primaire du foie le plus fréquent chez l’enfant de moins de 5 ans. Le traitement de référence utilise une chimiothérapie à l’aide d’un agent anticancéreux utilisé à l’hôpital mais qui est très toxique et ne permet pas de guérir tous les enfants. L’hépatoblastome est un cancer caractérisé par des mutations bien connues mais les mécanismes biologiques responsables de son émergence après la naissance chez l’Homme restent très mal comprises. La disponibilité d’un modèle de cancer du foie chez la souris très jeune permet de mimer la maladie observée chez les enfants et d’étudier les mécanismes moléculaires à l’origine de son apparition. Il permet également de tester l’efficacité de candidats médicaments dans un contexte physiopathologique plus en adéquation avec le très jeune âge des patients atteints de ce cancer.
Bénéfices attendus
Montrer que ces cellules d’hépatoblastomes répondent à une chimiothérapie et donc que ce modèle animal est utile pour tester de futurs médicaments. Disposer d’un modèle chez la souris très jeune qui permette d’étudier avec plus d’exactitude les mécanismes à l’origine de ce cancer pédiatrique.
Procédures
Implantation de cellules tumorales dans le foie après une incision de la peau au niveau ventral (1 seule incision et implantation, 10 minutes). Points de sutures au niveau ventral (3 points de sutures, 10 minutes). Administration de médicaments 2 fois par semaine (20 secondes par injection). Mesure de la tumeur par imagerie à bioluminescence 3 fois par semaine (10 minutes par analyse). Pesée des souris deux fois par semaine (20 secondes par pesée).
Impact sur les animaux
Les nuisances sont la manipulation des cages et des souris, l’injection de cellules et de solutions chimiques avec une aiguille, un stress lors de manipulations répétées, une légère douleur au point de piqure, une légère douleur liée au medicament injecté, une légère sensation de froid lors du nettoyage de la peau à l’alcool. Certains animaux seront traités par une solution de médicament déjà administré à des enfants hospitalisés et dont les effets sont bien connus. Cependant, comme les souris sont manipulées sous anesthésie, la majorité de ces nuisances n’aura pas d’effet sur les animaux.
Devenir
Les 1100 animaux (souris greffées et leurs mères) seront euthanasiées afin de procéder au prélèvement des tumeurs et leur analyse par des approches cellulaires, moléculaires et histologiques.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à la réalisation de ce projet, c’est-à-dire un système biologique qui reproduit partiellement ou entièrement les conditions cliniques, analytique et moléculaire de notre objet d'étude. II est impossible d'obtenir les informations fournies dans cette étude sans l'utilisation de cette souche de souris. Les conclusions recherchées ne peuvent être obtenues par des modèles alternatifs d'étude en boite de culture, car ces derniers ne reconstituent pas de manière optimale la complexité, la communication et la diversité d’interactions entre les cellules normales et les cellules tumorales dans un animal entier.
Réduction
Nos effectifs sont déterminés et nos résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Pour des raisons de réduction, nous utiliserons à la fois des mâles et des femelles.
Raffinement
Concernant l’objectif de réduction de la souffrance, la douleur et l’angoisse infligées aux animaux, les souris seront hébergées en animalerie, suivies quotidiennement pour détecter d’éventuels signes cliniques par du personnel qualifié. Les procédures expérimentales seront réalisées sous anesthésie pour empêcher la douleur et le stress. Un analgésique sera utilisé 30 min avant toute opération. Les animaux sont hébergés en cages à raison de 3 mères et de 12 souriceaux par cage. Les conditions d’hébergements sont adaptées à la forte immunodépression de ces animaux : cages, nourritures et litières sont stérilisées. En cas de besoin et pour le bien-être des animaux, nous ajouterons de la nourriture humidifiée/ou du gel nutritif dans les cages ou feront des injections intrapéritonéales de sérum physiologique. De plus, chaque cage reçoit un enrichissement du milieu en l’occurrence des nids de Woodwoll. En ce qui concerne les données de comportement et de physiologie, l’estimation de la souffrance est réalisée par le personnel de l’animalerie. Si pour une raison quelconque, un animal est considéré comme en souffrance, il sera traité par des analgésiques. S’il n’y a pas d’amélioration, il sera euthanasié sans attendre. Enfin, nous appliquerons les points limites stricts et spécifiques du projet.
Choix des espèces
1. La souche de souris choisie est largement utilisée dans la recherche sur le cancer en raison de sa capacité à développer le processus étudié du fait de sa forte immunodépression. 2. L’expérience d’utilisation des chercheurs demandeurs. 3. Nous utiliserons des souris très jeunes pour mimer le plus justement possible le contexte de la maladie chez les enfants très jeunes.
Étude de l’efficacité de candidats médicaments sur un modèle de toux et étude pharmacocinétique chez le cobaye
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
Tous tués en fin de protocole pour prélever leur sang, leur liquide alvéolo-pulmonaire et leurs tissus pulmonaires, 1 680 cobayes vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun inhale, vigile, des substances tussigènes pendant vingt à trente minutes pour déclencher des épisodes de toux, isolé dans une boîte en plexiglas. Le porteur décrit une bronchoconstriction, une gêne respiratoire, des épisodes de toux sévères et un écoulement de mucus par le museau, et prévoit en plus des chirurgies de pose de cathéter de vingt à trente minutes et des ponctions veineuses répétées sous anesthésie. Il écrit limiter le nombre d'animaux "tout en prenant en compte les besoins de nos clients", et fixe le sexe et le poids des cobayes "selon la demande client".
Objectifs
La toux est un réflexe primordial pour la protection des voies respiratoires et pulmonaires contre la production de substances internes (sécrétions) ou externes (inhalées). La toux chronique (durée dépassant les 8 semaines) affecte environs 10% des adultes de la population mondiale et représente un des symptômes les plus courant pour lequel les individus consultent les centres de soins primaires. La toux représente également la manifestation clinique dont les patients atteints de pathologies respiratoires se plaignent le plus. De nombreux facteurs de risques sont associés à la toux dont l’âges et le genre, les pathologies pulmonaires et extra-pulmonaires (e.g. infections respiratoires, asthme, reflux gastroœsophagiens…), les facteurs environnementaux (e.g. polluants), les produits chimiques irritants ou les allergènes. Le plus souvent, les patients souffrant de toux chroniques présentent également une hypersensibilisation des voies nerveuses impliquées dans le réflexe de toux amplifiant la fréquence et le nombres d’épisodes de toux. Malgré l’existence de nombreux traitements permettant de lutter contre ces épisodes de toux, l’efficacité de ces derniers peut être limitée et présentent un effet interindividuel très variable. De plus, chez 40% des patients, les mécanismes physiopathologiques à l’origines de la toux chronique ne sont pas toujours bien identifiés diminuant ainsi l’efficacité de la prise en charge du patient avec un traitement adapté. Le projet a donc pour objectif de tester l’efficacité de candidats médicaments sur un modèle de toux in vivo chez le cobaye vigile. De plus, il est essentiel de pouvoir connaitre la dose efficace d’un candidat médicament en déterminant sa concentration permettant d’assurer son effet thérapeutique optimal tout en minimisant le risque d’effets indésirables. Pour cela, il pourra être établi une analyse du devenir du candidat médicament dans l'organisme après son administration, et testé en parallèle de l’étude de son efficacité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’apporter des arguments scientifiques sur l’efficacité de nouveaux candidats médicaments chez le cobaye soumis à l’inhalation d’agent irritants des voies respiratoires. Les effets de ces molécules pourront être évalués sur une analyse solide de la réponse comportementale des épisodes de toux mais pourront également être confortés par une analyse approfondie de la réponse moléculaire et/ou immunohistochimique. En parallèle, l’établissement du profil pharmacocinétique des candidats médicaments pourra permettre de déterminer leur dose thérapeutique optimale pour, à terme, proposer une posologie adaptée de la molécule d’intérêt.
Procédures
Les animaux seront soumis à l'inhalation de substances tussigènes afin d'induire des épisodes de toux. La durée de cette étape est d'environ 20 à 30 min et s'effectue sur animaux vigiles. Ces derniers seront également traités avec des candidats médicaments ou des analgésiques par voie intraveineuse, intrapéritonéale, sous-cutanée ou orale de manière aigue ou répétée (pour les analgésiques si besoin). Ces types d'administrations prennent 1 minute pour être effectuées. Les cobayes pourront également être traités avec les candidats médicaments par voie intraveineuse directement dans la veine jugulaire lorsqu'une seule administration sera nécessaire. Cette procédure se déroule sous anesthésie gazeuse et dure environs 10 min. Les administrations intraveineuses peuvent également être effectuées à travers un cathéter veineux sur animaux vigiles pour réaliser des traitements répétés et l'acte prend 1 minute. Il sera cependant nécessaire de réaliser une chirurgie unique sous anesthésie gazeuse pour implanter le cathérer dont la durée de l'intervention est de 20 à 30 min. Des prélèvements de sang seront réalisés, impliquant parfois des ponctions directes dans les vaisseaux veineux à l’aide d’une aiguille. Ces prélèvements pourront nécessiter également d’anesthésier les animaux et ce de façon répétée pour une durée de 10 min par prélèvement.
Impact sur les animaux
Un des effets indésirables potentiel est lié à l'administration du candidat médicament du sponsor. Un problème lors du geste technique ou un effet secondaire du composé testé peut être observé surtout pour les nouvelles molécules innovantes avec peu de recul. De plus, pour l’analyse de la toux, l’animal doit être placé et isolé dans une boite en plexiglass pendant plusieurs minutes ce qui peut engendrer de l’anxiété. L’induction des épisodes de toux via l’inhalation de substances tussigènes est une source d’inconfort pour le cobaye car ce sont des agents irritants pour les voies respiratoires et peuvent également causer une bronchoconstriction entrainant une gêne respiratoire, des épisodes de toux sévères et un écoulement de muscus par le museau. Pour les administrations de composés par voie sous-cutanée, intrapéritonéale ou orale, les animaux seront maintenus en contention, ce qui peut générer du stress. Une ou plusieurs administration par voie orale des composés pourront être réalisées, ou des injections de composés impliquant l’introduction d’une aiguille pouvant être source de douleur. Certaines modalités d’administration, telles que les injections intraveineuses directement dans les vaisseaux veineux nécessiteront d’avoir recours à l’anesthésie des animaux tout comme lors des chirurgies d’implantation de cathéters. Cette dernière modalité peut entrainer un risque d’infection et être l’origine de douleur et de perte de poids en post-opératoire. Des prélèvements de sang seront réalisés, impliquant parfois des ponctions directes dans les vaisseaux à l’aide d’une aiguille. Ces prélèvements pourront nécessiter également d’anesthésier les animaux et ce de façon répétée, générant potentiellement du stress et de l’inconfort.
Devenir
A la fin du protocole, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir collecter le sang, le liquide alvéo-pulmonaire, les tissus pulmonaires et les voies aériennes pour quantifier les effets du candidat médicament sur l’aspect moléculaire et/ou immunohistochimique. De même, certains animaux seront mis à mort pour les analyses de pharmacocinétique permettant de quantifier la biodistribution par organes du candidat médicament étudié.
Remplacement
L’objectif principal du projet étant de tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments sur les caractéristiques comportementales de la toux (i.e., fréquence et/ou intensité des épisodes de toux), il n’est pas possible de substituer les cobayes par des modèles in vitro. Par ailleurs, si des méthodes d’extrapolation in vitro-in vivo sont de plus en plus utilisées, comme la modélisation pharmacocinétique à fondement physiologique, ces approches présentent malgré tout encore certaines limites, notamment la difficulté à paramétrer certains processus mis en jeu en particulier pour les phases d’absorption et d’excrétion. Ces approches ne constituent qu’une aide à la caractérisation des interactions pharmacocinétiques, et l’évaluation in vivo du devenir d’un composé dans un organisme vivant reste incontournable.
Réduction
Toutes les mesures seront prises pour limiter le nombre d’animaux utilisés dans ce projet tout en prenant en compte les besoins de nos clients (nombre de voies d’administrations et de doses à tester et nécessité de collecter les organes en fin de protocole). Selon l’objectif des projets, chaque animal pourra être son propre contrôle au cours des inductions des épisode de toux. Un même animal inclus dans un des groupes d’efficacité subira les tests d’induction de la toux, les prélèvements sanguins et la collectes des organes permettant de faire un suivi longitudinal. Le nombre d'animaux choisi par groupe doit permettre de mettre en évidence des différences statistiquement significatives entre le groupe contrôle négatif et le(s) groupe(s) traité(s) avec un composé de référence. Par ailleurs, suite à la phase de pré-sélection des animaux répondeurs ou non-répondeurs aux agents tussigènes, les animaux non-répondeurs pourront être utilisés dans les groupes d’analyse de pharmacocinétique du même projet. Pour ces analyses pharmacocinétiques, chaque animal pourra être son propre contrôle en fonction du volumes de sang nécessaire (
Raffinement
Les expérimentations seront effectuées par un personnel compétent et entraîné. L’état clinique des animaux sera suivi quotidiennement grâce à une grille de score. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations. Les animaux sont familiarisés avec l'ensemble des outils de mesures, les nouveaux environnements ainsi qu’aux expérimentateurs. Avant de rentrer dans la salle d’hébergement, il est demandé aux expérimentateurs de toquer 2 fois à la porte pour diminuer le stress lié à la surprise. Pour l'induction de la toux par inhalation d’agents tussigènes : - les inductions sont réalisées dans une pièce attenante aux pièces d’hébergement. - les animaux sont habitués à être placés dans la boite de plexiglass. - l’induction de la toux se fait sur animaux vigiles évitant l’expositions à des agents anesthésiques et aux méthodes d’administrations de ces agents qui peuvent être source de stress. - pour limiter la bronchoconstriction, un bronchodilatateur est administré à la fin après la nébulisation facilitant la ventilation. Les actes pouvant générer de la douleur telles que les implantations de cathéter et les administration/prélèvements dans la veine jugulaire nécessitant une incision cutanée seront réalisés sous anesthésie chimique ou gazeuse et analgésie pré-opératoire et/ou locale et/ou post-opératoire selon le score sur la grille d’observation. Les animaux seront également habitués à la manipulation et à la contention. Les prélèvements sanguins et les volumes d’administration seront réalisés selon les recommandations éthiques. Après chaque prélèvement, une injection de sérum physiologique sera réalisée (volume équivalent) pour compenser la perte de volémie. Lorsque qu’une chirurgie sera nécessaire pour l’implantation de cathéter, elle sera réalisée en conditions aseptiques, et les animaux bénéficieront d’une surveillance accrue (min 2x/jour) en phase post-opératoire. De la nourriture et/ou des gels enrichis seront déposés dans la cage limiter la perte de poids des animaux après la chirurgie.
Choix des espèces
L’espèce animale la plus appropriée pour évaluer l’efficacité des candidats médicaments antitussifs et la physiologie du réflexe de toux est le cobaye. Cette espèce exprime une réaction comportementale proche de celle de l’Homme en présence de 3 agent tussigènes communément utilisés pour induire des épisodes de toux chez l’Homme. En effet, les cobayes sont capables de tousser contrairement aux rats et aux souris ne permettant pas, chez ces espèces, de modéliser la toux d’un point de vue comportemental. De plus, les mécanismes nerveux sous-tendant le réflexe de la toux impliquent les fibres sensorielles composant le nerf vague, dont la neurophysiologie et l’aspect histologique sont très similaires à ceux de l’Hommes. Suite à l’activation de ces fibres, l’intégration des influx nerveux au niveau supraspinal se fait dans le bulbe rachidien dans le noyau du tractus solitaire tout comme chez l’Homme. Selon la demande client, les animaux utilisés dans le cadre de ces études seront des cobayes : -Femelles : > 200g correspondant à un âge > 4-8 semaines -Mâles : > 350g correspondant à un âge > 9-10 semaines Ces âges correspondent, en fonction du genre, à l’atteinte de la maturité sexuelle indiquant un ralentissement du développement, limitant ainsi la variabilité des résultats.
Utilisation de nouveaux outils moléculaires visant à retarder le déclin cognitif dans un modèle de souris Alzheimer 2/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour tester si trois molécules candidates retardent le déclin cognitif de souris modifiées pour modéliser la maladie d'Alzheimer, 555 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacune subit une chirurgie stéréotaxique d'environ quarante-cinq minutes pour l'injection d'un virus dans le cerveau, puis des tests comportementaux quotidiens de un à huit jours, dont un conditionnement à la peur par chocs électriques d'une seconde à 0,4 mA. Le porteur qualifie cette douleur de "fugace" et affirme qu'elle n'induit "aucune douleur ni mal-être durables", alors que l'ensemble du projet est déclaré en gravité sévère. Les souris modélisant la maladie sont testées entre quatre et six mois puis entre huit et onze mois, et leur cerveau est prélevé pour vérifier la localisation de l'injection.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer est une pathologie neurodégénérative, touchant environ un million de personnes en France. On estime environ 225 500 nouveaux cas diagnostiqués chaque année. A l’heure actuelle, il existe quatre traitements disponibles dont la Rivastigmine et la Mémantine. Néanmoins, ces molécules ne traitent que les symptômes de la maladie d’Alzheimer et ne permettent pas de guérir ou de stopper la progression de la maladie. Au bout de quelque années ces traitements deviennent donc inefficaces et la balance bénéfices/risques n’est plus positive dû aux effets secondaires de ces molécules (troubles digestifs, cardiovasculaire, insomnie etc.). Comprendre et traiter les mécanismes sous-jacents à la maladie d’Alzheimer est donc d’intérêt public. La maladie d’Alzheimer se caractérise par un déficit précoce de la mémoire épisodique, qui permet la mémorisation de nos expériences passées. Ce type de mémoire repose en partie sur le processus de pattern separation, qui permet la discrimination de souvenirs plus ou moins similaires. Des défauts en pattern separation ont été observés chez des patients atteints de la maladie d’Alzheimer ainsi que chez les modèles animaux de cette pathologie. De plus, la mémoire de travail (court terme ; ex : retenir un numéro de téléphone) est une des premières atteintes dans la maladie d’Alzheimer. Ces troubles cognitifs sont associés à une dysfonction précoce du cortex et de l’hippocampe, impliqués respectivement dans la modulation de la mémoire de travail et du pattern separation. Notre équipe a récemment découvert des molécules qui améliorent le pattern separation chez la souris adulte saine, sans aucun effet délétère. Nous souhaitons maintenant tester l’effet de ces molécules dans des tests comportementaux permettant d’évaluer le pattern separation et la mémoire de travail, chez des souris transgéniques modèle pour la maladie d’Alzheimer. Les expériences seront réalisées dans 2 établissements utilisateurs différents. L’ensemble de ces analyses comportementales nous permettra de tester et valider l’effet nos molécules candidates sur l’amélioration de la mémoire dans des modèles murins sain et de vieillissement pathologique, afin de retarder le déclin cognitif des souris modélisant la maladie d’Alzheimer.
Bénéfices attendus
Nos résultats préliminaires montrent que les souris non-transgéniques injectées avec un virus exprimant une de nos molécules candidates, ont une amélioration du pattern separation par rapport aux souris contrôles. Ainsi, en injectant les souris modélisant la maladie d’Alzheimer avec ce même virus à 4-5 mois ou 8-9 mois, nous espérons retarder l’apparition du déclin cognitif précoce (6 mois) ou retarder son évolution (10 mois). En testant 3 molécules candidates, nous espérons identifier le meilleur candidat afin de restaurer à la fois le pattern separation et la mémoire de travail affectés chez les souris modélisant la maladie d’Alzheimer. Ce projet permettra donc la mise en évidence et la caractérisation de molécules pouvant retarder le déclin cognitif, nous offrant ainsi de nouvelles pistes thérapeutiques. Les résultats obtenus nous permettrons d’avoir une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires et cellulaires engagés dans la maladie d’Alzheimer.
Procédures
Nous souhaitons tester des molécules candidates chez la souris adultes et les utiliser ensuite chez des souris modélisant la maladie d'Alzheimer, afin de retarder le déclin cognitif. Pour se faire, nous injecterons directement dans le cerveau des virus non-infectieux qui vont permettre l'expression de molécules candidates. Les animaux seront injectés sous anesthésie avec un volume très restreint de virus (maximum 1µl). La durée de la chirurgie est d'environ 45 minutes. Une fois injectés, les capacités cognitives des animaux seront testées quotidiennement avec des tests comportementaux évaluant la mémoire épisodique et la mémoire de travail. Le test de conditionnement à la peur peut générer de la douleur (faible et brève) et de la peur. Ces tests comportementaux sont d’une durée allant de 1 à 8 jours. Le cerveau des animaux sera finalement prélevé pour vérifier la localisation de l'injection et la présence de la molécule candidate injectée.
Impact sur les animaux
1) Nous devons pratiquer une chirurgie stéréotaxique pour injecter des virus dans une zone précise du cerveau, impliquée dans le pattern separation. Cette chirurgie, rapide et standardisée entraîne une douleur post-opératoire légère pendant environ 48h, qui sera suivie et contrôlée. Les virus injectés n’ont aucun effet dommageable connu ou prévisible sur l’animal. 2) L’évaluation des capacités cognitives de nos souris nécessite l’utilisation de tests comportementaux. Le test de conditionnement à la peur nécessite l’utilisation de charges électriques très brèves et de faible intensité, suffisants pour intaurer de la peur uniquement liée au contexte du test et de la douleur fugace chez l’animal, mais n’induisant aucune douleur ni mal-être durables.
Devenir
A l’issu de chaque procédure les animaux seront euthanasiés et seront utilisés pour des analyses biochimiques ou histologiques.
Remplacement
Ce projet s’intègre dans un projet plus global combinant différents travaux de recherche complémentaires allant de l’étude biochimique ou biomoléculaire au comportement. Beaucoup d’études « in-vitro » sont donc effectuées sur des cellules en culture en amont de l’utilisation de lignées d’animaux pour limiter au maximum leur utilisation. De plus, ce projet fait suite à un projet déjà réalisé dans le laboratoire pour lequel des données préliminaires sur animaux sains sont encourageantes. L'évaluation de la cognition et de la mémoire doit se faire via des études comportementales qui ne peuvent se faire que sur des animaux.
Réduction
Afin d’utiliser le nombre minimal d'animaux mais de garantir la validité scientifique et statistique des résultats, nous avons évalué via la bibliographie et une étude empirique qu’un nombre minimum de 15 animaux par groupe est nécessaire pour nos tests comportementaux. Par ailleurs, nous utiliserons les mêmes animaux pour tous les tests comportementaux avec une évaluation de l’état de l’animal avant le début de chaque test. Dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés lors des tests comportementaux, nous n’utiliserons qu’un groupe contrôle pour les tests concernant les souris modèle pour la maladie d’Alzheimer, ce qui nous permet de passer de 7 groupes de souris à 4 groupes.
Raffinement
Pour améliorer au maximum le bien-être des animaux, toutes les mesures sont mises en place tout au long du projet. Les animaux provenant de notre institut sont tous transportés entre les établissements, qui se trouvent dans le même bâtiment, sur des chariots en limitant au maximum bruits et secousses. Le transport est réalisé au moins une semaine avant le début des expérimentations pour permettre une acclimatation des animaux à leur nouvel environnement et réduire les biais expérimentaux liés au stress du transport. De plus, les animaux seront placés dans la salle de test 30 minutes avant le début des tests comportementaux pour les acclimater. Les animaux sont élevés en cage collective enrichie avec un nid végétal (carrés de cellulose + papier kraft), surveillés régulièrement et des points limites de l’établissement et du projet suffisamment précoces ont été mis en place. De plus concernant la chirurgie, un anti-inflammatoire et un anesthésique local sont administrés avant la chirurgie ainsi qu’un anesthésique gazeux pendant la chirurgie. Nous effectuons également un suivi post-opératoire biquotidien pendant 48h (weekend compris), pour lequel nous avons établi des points limites précoces et des mesures conservatoires adaptées à chaque point limite (e.g. administration d’un antalgique si l’animal est prostré, désinfection d’une plaie paraissant infectée, injection de glucose si l’animal perd trop de poids malgré la nourriture humide mise à disposition dans sa cage, chambre de réveil chauffée à 30°C, etc…). Nos animaux sont habitués à la manipulation 7 jours avant le début des tests comportementaux et ils sont pesés et observés tous les jours lorsqu’ils sont en test comportemental. Si une perte de poids et/ou l’animal paraît faible, froid, prostré etc., de la nourriture humidifiée est mise à disposition dans la cage. Si l’état de l’animal se dégrade, nous effectuons une injection de glucose 5% et nous demandons l’avis du vétérinaire référent. Pour réduire la peur et la douleur dans le test du conditionnement à la peur, le choc électrique est réduit à une durée (1 sec) et une intensité (0.4 mA) minimales.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser la souris, animal pour lequel la manipulation génétique est possible, ce qui permet de produire des modèles mimant les pathologies humaines telles que la maladie d’Alzheimer. Les lignées sélectionnées pour notre projet sont déjà bien référencées et caractérisées. De plus, notre laboratoire possède une expertise et le matériel nécessaire pour étudier le pattern separation et la mémoire de travail chez la souris, ce qui facilitera la mise en place des tests comportementaux chez ces lignées murines. Nous avons choisi d'utiliser 3 stades de développement. Pour la mise en place du test comportemental permettant d’évaluer le pattern separation, nous utiliserons des souris saines âgées de 4 à 6 mois. Les souris modèles pour la maladie d’Alzheimer seront testées au même stade ainsi qu’à un stade subséquent (8 à 11 mois). Les souris saines dans lesquelles nous évaluerons l’effet des molécules candidates sur le pattern separation seront testées à 6-10 semaines.
Mise en place d’un modèle murin de xénogreffe orthotopique de glioblastome 3/3
- Recherche appliquée
- Cancers
Une tumeur cérébrale humaine implantée dans la boîte crânienne au cours d'une chirurgie de trente minutes, puis quatre semaines d'imagerie hebdomadaire sous anesthésie et des transports en voiture entre trois établissements : 307 souris subissent ce protocole, 60 tuées sans réveil, 188 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 59 un niveau sévère. Cent d'entre elles sont gardées vivantes pour la formation du personnel, les autres tuées aux points limites ou en fin de projet. L'objectif déclaré est de mettre au point un modèle pour tester la réoxygénation des tumeurs et leur sensibilisation à la radiothérapie, bénéfice que le porteur formule au conditionnel en deux lignes. Ce troisième volet reprend le même effectif de 307 souris que le volet précédent, publié le même jour, sans que la répartition entre les deux soit expliquée.
Objectifs
Le glioblastome multiforme est la tumeur cérébrale primitive la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte. La médiane de survie globale varie de 15 à 18 mois et le taux de survie à 5 ans n’excède pas 5%. Le traitement de référence consiste en la chirurgie la plus complète possible suivie de l’association d’une radiothérapie et d’une chimiothérapie par le témozolomide. Malgré ce protocole thérapeutique, la majorité des patients rechute dans un délai médian de 8-9 mois. Il est donc aujourd’hui indispensable d’améliorer ce protocole. Dans cette démarche, il est connu que les glioblastomes sont caractérisés comme des tumeurs résistantes à l’irradiation. Cette résistance repose en partie sur le manque d’oxygène (hypoxie) au cœur de la tumeur et il a été démontré dans de nombreuses études que l’oxygénation des tissus représente un facteur prédictif de réponse à l’irradiation. Dans ce contexte, ce projet aura comme objectif la mise au point d’un modèle orthotopique de glioblastome, c’est-à-dire l’induction d’une tumeur au sein même de la cavité crânienne chez la souris afin d’évaluer la réoxygénation cellulaire et la radiosensibilisation et ainsi d’améliorer la survie des patients atteints de glioblastome. Ce projet se déroulera dans 3 établissement utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait contribuer à optimiser le traitement actuel des patients atteints de glioblastome en sensibilisant les tumeurs aux effets de la radiothérapie pour améliorer la survie de ces patients.
Procédures
A) Dans l’Etablissement Utilisateur (EU) 1/3 nous ferons une Chirurgie 1 : une injection analgésique d’une minute sur animal vigile, puis une anesthésie générale gazeuse, suivie d’une chirurgie de 30 minutes avec une injection d’une minute et suture sous anesthésie générale et locale. B) Dans l’EU 2/3 nous ferons une Imagerie 1 : une injection d’une minute sur animal vigile, puis imagerie de 30 minutes sous anesthésie générale pour l’observation de la croissance tumorale. Puis, une injection sur animal sur animal vigile, suivi 24h après d'une imagerie de 15 minutes sous anesthésie générale. Cette procédure sera réalisée à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines. C) Dans l’EU 2/3 nous ferons une Imagerie 2 : Imagerie sous anesthésie générale de 2 heures pour l’observation de la croissance tumorale et de l’hypoxie à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines. D) Dans l’EU 2/3 nous ferons une Chirurgie 2 : une injection d’une minute d’un anesthésique général sur animal vigile, puis des injections d’une minute d’un anesthésique local et d'un analgésique, puis une chirurgie de 2 minutes, suivi d’une perfusion de 5 minutes. E) Dans l’EU 3/3 nous ferons une Imagerie 3 : Imagerie sous anesthésie générale de 90 minutes pour l’observation de l’hypoxie à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines. F) Dans l'EU 2/3 un groupe subira les procédures A et F. Un autre subira les procédures A, puis B, suivi D puis F. Un autre subira les procédures A, puis C, suivi D puis F. Un autre subira les procédures : A, puis C, D et E puis F. G) Dans l’EU 1/3 et 2/3 nous ferons injection d’une minute sur animal vigile à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines.
Impact sur les animaux
La mise en place des modèles pourra induire des douleurs/infections suite à la chirurgie associée à une potentielle perte de poids transitoire et une déshydratation. Le transport des animaux entre les trois EU pourra induire un stress. Les injections nécessaires à l’imagerie pourront entrainer un stress chez l’animal se traduisant par des problèmes respiratoires. Les suivis par imagerie pourront induire du stress suite aux anesthésies répétées. La croissance des tumeurs pourra entrainer une perte de poids excessive et des effets neurologiques.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort lorsque les points limites sont atteints ou à la fin du projet, sauf les animaux utilisés pour la formation ou le maintien des compétences du personnel.
Remplacement
Les études préliminaires réalisés sur cellules cancéreuses ont permis de valider 2 types de cellules pour notre modèle de glioblastome chez la souris. Ce modèle chez l’animal permet de mimer au plus proche la complexité d'un environnement tumoral chez l'individu (vascularisation, inflammation…).
Réduction
Les études préliminaires sur cellules ont également permis de réduire le nombre de lignées à 2 afin de réduire le nombre de groupe utilisant des animaux. La mise en place du modèle permettra également de réduire le nombre d’animaux utilisées dans de futurs projets étudiant l’amélioration de la radiothérapie sur un modèle de glioblastome. Le nombre d'animaux nécessaire a été déterminé avec suffisamment d’animaux pour pouvoir réaliser une analyse statistique pertinente par les 2 méthodes d’imagerie décrites. Ce projet utilise des méthodes d’imagerie non-invasives permettant de suivre un même animal au cours du temps réduisant le nombre d’animaux
Raffinement
Chaque protocole expérimental prend en compte un potentiel impact sur la souffrance animale et différents critères ont été établis pour justifier un arrêt de l'expérience en cours. Les animaux seront hébergés à 5-8 souris par cage (souris issues de différents groupes de traitement), dans des cages à couvercle filtrant avec de la litière, des frisures de papier kraft, des tubes de coton (nidification), des bâtons et des tunnels. Les procédures expérimentales seront réalisées par des manipulateurs expérimentés. Les animaux seront acclimatés à leur hébergement deux semaines avant de démarrer les procédures. Des anesthésies et des analgésies sont appliquées dès que possible pour éviter tout risque de stress et de souffrance. Des points limites ont été établis pour éviter toute souffrance animale et seront évalués 3 fois par semaine. Si une souris présentait des signes d’effet(s) secondaire(s) ou de symptômes révélant un inconfort ou l’apparition de douleur, le vétérinaire désigné sera contacté pour venir voir les animaux, poser un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées. Les méthodes d’imagerie utilisées sont reconnues non-invasives et non-irradiantes. Les animaux seront transportés en voiture entre les trois Etablissements Utilisateur (temps maximum de 10 minutes entre les EU1 et EU2 et de 30 minutes entre les EU2 et EU3). Pour cela, les animaux seront mis dans des boites de transport avec un filtre sanitaire, de la nourriture, de l’eau gélifiée, des frisures de papier et du matériel de nidification avec ajout de chaufferettes sous les boites.
Choix des espèces
La souris représente l’espèce la plus utilisée en expérimentation en oncologie. La raison la plus importante du choix de la souris pour notre étude est sa similitude avec les organismes humains en ce qui concerne l’anatomie, la physiologie et la génétique. Le modèle de souris choisi permettra l’implantation de lignées cancéreuses humaines et le développement des tumeurs orthotopiques. Les animaux utilisés seront adultes c’est-à-dire à partir de 6/8 semaines car ils possèdent un poids et un développement optimales pour les actes subit (chirurgie, injections…).
Etablissement d’un modèle d’injection intracérébroventriculaire chez le souriceau
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
320 souriceaux vont être utilisés, tous tués à l'issue, 128 anesthésiés puis tués avant tout réveil et 192 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. À deux ou trois jours de vie, chacun reçoit une injection dans les ventricules cérébraux, d'un colorant ou d'un fragment d'ADN ou d'ARN synthétique, sous anesthésie par hypothermie ou par gaz, les deux méthodes étant comparées entre elles. Une partie est suivie jusqu'à trente jours après l'injection, puis autopsiée pour prélever le cerveau, le foie et les reins. Le porteur conclut qu'il n'existe "pas de méthode alternative" pour évaluer une thérapie contre les épilepsies infantiles, au motif que des neurones en culture ne présentent pas de crise spontanée, alors que ce projet ne mesure aucun effet thérapeutique.
Objectifs
L’épilepsie est une maladie des neurones dont le fonctionnement anormal entraîne des décharges électriques brusques et excessives – la crise épileptique. L’épilepsie infantile est une maladie rare mais sérieuse qui apparaît habituellement entre l’âge de 3 mois et 6 ans. Comme pour les adultes, le traitement des épilepsies chez l’enfant est principalement médicamenteux. Toutefois, plus d’un tiers des épilepsies infantiles sont résistants aux approches médicamenteuses existantes, d’où la nécessité d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques notamment pour éviter le recours à des interventions chirurgicales lourdes et risquées. Dans ce sens, de nombreux essais d'administration intra-cérébrale sont en cours, à la fois au stade préclinique et clinique, et suscitent déjà d'importants espoirs thérapeutiques à long terme. L'objectif de ce projet est de développer et valider un modèle permettant d'administrer un colorant non toxique ou une molécule thérapeutique spécifique (un fragment court d'ADN ou d'ARN synthétique) dans des zones précises du cerveau de souris nouveau-nées. Deux techniques d'anesthésie seront comparées : 1) L'anesthésie par hypothermie et 2) L'anesthésie gazeuse par inhalation. Cette comparaison vise à déterminer la méthode optimale pour anesthésier efficacement des souris nouveau-nées, minimiser la durée de l'anesthésie, l'inconfort de l'animal et le temps de séparation entre le souriceau et sa mère, tout en ciblant efficacement la zone cérébrale d'intérêt. La distribution de la substance injectée sera évaluée immédiatement après l'injection pour vérifier le succès du geste (procédure 1), et 7 jours plus tard pour s'assurer de la bonne récupération des souriceaux et comparer les 2 méthodes d’anesthésie (procédure 2). La validation du modèle sera assurée par l’évaluation d’une injection de la molécule thérapeutique avec la méthode anesthésique la plus appropriée. Les souriceaux seront suivis attentivement pendant 30 jours maximum (procédure 3). Une analyse macroscopique des organes post-mortem sera également réalisée au moment de l’euthanasie et le foie, les reins seront prélevés afin de réaliser des analyses sur ces tissus. La validation du modèle sera fonction de l’ensemble des résultats et des analyses. Le modèle établi servira in fine, au travers d’une demande ultérieure d’autorisation de projet, à évaluer l’effet thérapeutique à plus long terme d’une injection d’oligonucléotides dans le cerveau de souris épileptique.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet se mesurent à plusieurs niveaux. Ce projet permettra d’informer sur (i) la tolérance ou la potentielle toxicité de la molécule thérapeutique au niveau du système nerveux central en développement et au niveau périphérique (ii) les modifications physiologiques induites par l’injection intracérébrale de la molécule thérapeutique (iii) le mode d’anesthésie à pratiquer sur des souriceaux afin de minimiser leur inconfort, maximiser leur survie et obtenir des résultats aussi reproductibles que possible.
Procédures
L'injection d'un colorant non toxique ou d’une molécule thérapeutique spécifique (un petit morceau d'ADN ou d'ARN synthétique) directement dans les cavités cérébrales (ventricules) du souriceau sera réalisée sur animal anesthésié et analgésié. L'administration sera unique et durera moins de 5 min par animal.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables susceptibles d’être observés seront évalués avant toute mise en œuvre du projet. Ils seront anticipés au plus juste en fonction des informations obtenues au cours de protocoles préalablement réalisés et appuyées d’une veille bibliographique inhérente à la molécule thérapeutique spécifique (un petit morceau d'ADN ou d'ARN synthétique) à injecter. Plus précisément, nous surveillerons l’apparition d’effets délétères qui pourraient survenir, comme un traumatisme et une inflammation transitoire au niveau du site d’injection, ou encore un comportement anormal de l’animal, une perte de poids.
Devenir
Devenir des souriceaux utilisés dans les 3 procédures : A l’issue de chaque procédure tous les animaux seront euthanasiés et minutieusement autopsiés. Les organes d'intérêts, dont les structures cérébrales, seront prélevés. Les organes seront prélevés pour réaliser des analyses ex vivo.
Remplacement
Les agents thérapeutiques que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro mais le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer de potentielles interactions avec l’organisme. En effet, les tests in vitro actuels présentent plusieurs limites, p.ex., l’étude de cellules neuronales en culture ne permet pas d’observer de crise épileptique spontanée ; la vascularisation cérébrale et les connexions entre neurones de différentes régions cérébrales étant absentes. De plus, ces études ne renseignent pas sur les effets d’agent thérapeutique sur un ensemble de cellules différentes, en particulier ici dans le cerveau. Le système nerveux central comme celui du nouveau-né est en perpétuel remodelage assuré par des régulations impliquant différents types cellulaires. Le développement cérébral et les mécanismes complexes de communication entre cellules ne peuvent donc être mimés par un simple modèle de culture in vitro. Il n'existe donc pas de méthode alternative à l'expérimentation animale pour évaluer l’efficacité d’une thérapie dans le traitement des épilepsies infantiles et ses effets éventuels sur le développement cérébral. L'utilisation d'animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs de ce projet.
Réduction
Les souriceaux des deux sexes seront utilisés dans cette étude. Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’obtenir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une étude complémentaire pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. Etant donné la variabilité des réponses aux agents thérapeutiques, 8 animaux par groupe au maximum sont prévus afin d’assurer un nombre minimum d’animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le bien-être animal. Ce nombre d’animaux a été déterminé par approche statistique, grâce à nos données historiques et l’utilisation de chaque animal a été optimisée (analyses et recueil de données longitudinales, études pilotes…) tout en limitant les contraintes au maximum. Cet effectif pourra être revu après analyse des premiers résultats avant chaque protocole, afin de donner des résultats reproductibles et similaires d’un animal à l’autre.
Raffinement
Les souriceaux seront stabulés avec leur mère respective. Pour les souriceaux gardés jusqu’à 30 jours après injection, une fois sevrés, ils seront maintenus en groupes sociaux dans un environnement adapté n’induisant pas de stress et en veillant à séparer les mâles des femelles. Des mesures spécifiques de gestion de la douleur éventuelle occasionnée par l’injection intracérébrale seront prises pour éviter toute souffrance inutile et prolongée des animaux : les conditions d’hébergement seront optimisées (litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilitée d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente), nous utiliserons des protocoles anesthésiques (par hypothermie ou à l’isoflurane) et analgésiques appropriés dès l’apparition de premiers signes cliniques. Une observation minutieuse des souriceaux sera effectuée durant la phase de réveil sur couverture chauffante puis lors du replacement dans la cage avec la mère. Les souriceaux seront également minutieusement observés 10min, 3h et 24h après le réveil puis 2x par semaine jusqu’à la fin des procédures. Ce score a été déterminé spécialement pour ce projet en se basant sur la littérature existante. Les souriceaux seront également pesés le jour de l’injection, puis tous les 2 jours jusqu’à 10 jours post-injection et enfin 2 fois par semaine jusqu’à 30 jours post-injection. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs points limites à l’appui des grilles du bien-être animal sera euthanasié.
Choix des espèces
La souris a été choisie pour ce projet car cette espèce mammifère possède des organes et type cellulaires identiques à ceux de l’homme. De plus, la souris présente un patrimoine génétique et des caractéristiques comportementales, physiopathologiques et réponses tissulaires très proches de celles observables chez l'homme, ce qui en fait un excellent modèle pour étudier les pathologies humaines notamment celles du système nerveux. La souris étant fréquemment utilisée à des fins de recherche, l’étude des effets de composés chez cet animal de laboratoire permet de transposer assez facilement les résultats à l'homme. Par ailleurs, les structures cérébrales et nerveuses peuvent parfaitement être prélevées à partir de cet animal. Enfin, les données obtenues chez ce rongeur permettent de calculer facilement les doses administrables à l’homme prévues dans le cadre des premiers essais cliniques nécessaires au développement de nouveaux médicaments. Les souriceaux seront soumis à une injection directement dans les cavités cérébrales (ventricules) du cerveau à l'âge de 2 ou 3 jours—une période critique du développement cérébral. Ce stade précoce est optimal pour cette procédure, offrant un accès facilité aux ventricules cérébraux. La procédure n°3, en particulier, permettra d’évaluer les conséquences de l'injection d'oligonucléotides sur un cerveau en pleine maturation. À un mois post-injection, le cerveau murin aura atteint environ 90% de sa taille adulte, avec la majorité des neurones déjà formés et en cours de différenciation. Cette approche permettra d'analyser l'impact global de l'intervention sur les structures et fonctions cérébrales, fournissant ainsi des données cruciales sur la sécurité potentielle de l’élément injecté dans le contexte du développement neurologique. Par ailleurs, l'utilisation de la fenêtre 2-3 jours pour les expériences, plutôt qu'un jour fixe, présente plusieurs avantages cruciaux pour l'optimisation du protocole expérimental et le respect des principes éthiques en recherche animale. Cette approche permet une gestion efficace des ressources en s'adaptant aux naissances survenant hors des horaires de travail habituels, réduisant ainsi le gaspillage d'animaux. Elle prend en compte la variabilité biologique naturelle entre les portées, permettant d'ajuster les protocoles d'anesthésie selon le poids et le développement de chaque souriceau.
NoseVac_BP ; Vaccin nasal innovant pour prévenir la colonisation de souches de Bordetella pathogènes et l’infection du tractus respiratoire supérieur chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
9 900 souris vont être utilisées pour des groupes expérimentaux de quatre à huit individus, répliqués sur trois expériences indépendantes. Chacune est anesthésiée puis infectée par instillation nasale de Bordetella pertussis, bronchiseptica ou holmesii, ou vaccinée par voie nasale ou intrapéritonéale, avant d'être tuée sept à vingt et un jours plus tard. 3 276 relèvent d'un niveau de souffrance léger et 6 624 d'un niveau modéré, aucune ne pouvant être réutilisée puisque la vaccination ou l'infection modifie durablement leur réponse immunitaire. Le porteur affirme employer des souches virulentes "à des doses qui n'ont aucun effet délétère pour la souris", et reconnaît ne disposer d'aucun modèle établi pour Bordetella holmesii, dont le pouvoir pathogène reste à déterminer.
Objectifs
Les objectifs de notre projet consistent en la découverte de nouveaux facteurs bactériens impliqués respectivement dans la colonisation/maintien des bactéries dans le tractus respiratoire (nez et poumon) de la souris et pouvant potentiellement médier une protection contre un challenge avec une souche pathogène. Ainsi dans un premier temps des isolats cliniques récents de Bordetella pertussis, Bordetella bronchiseptica et Bordetella holmesii seront testés dans un modèle murin pour déterminer leurs capacités à coloniser et persister dans le tractus respiratoire et également à disséminer dans le cadre d’une infection. Une recherche des déterminants bactériens surexprimés dans un environnement mimant le nez est en cours in vitro et in cellulo (cellules épithéliales nasales) par des études de transcriptomiques et de protéomique. Des souches bactériennes déplétées de certains de ces facteurs de virulence seront ainsi testées dans le modèle murin afin de définir le rôle de ces facteurs in vivo. Des candidats vaccins utilisant des antigènes modèles ou issus de l’étude in vitro en cours seront utilisés pour formuler des vaccins mARN, saARN (self amplifying RNA) ou protéiques. Ceux-ci seront ensuite testés chez la souris par administration nasale afin de définir les bases cellulaires et moléculaires de la réponse immune induite. Ces vaccins seront ensuite testés pour déterminer leurs pouvoirs protecteurs dans un modèle de challenge utilisant différentes souches pathogènes humaines de Bordetella.
Bénéfices attendus
Les bénéfices apportés par ce projet seront multiples. Nous allons ainsi pouvoir mettre en place de nouveaux modèles de colonisation animale utilisant des souches virulentes humaines de B. pertussis, B. bronchiseptica et B. Holmesii. Il est à noter qu’il existe très peu d’études publiées à ce jour ayant étudié le comportement de Bordetella holmesii dans un modèle murin. Enfin, nous testerons des vaccins innovants à base d’ARNs ou de protéines, en cours de développement contre ces souches pathogènes. L’importance de cette étude est soulignée par l’augmentation croissante de cas de coqueluche à travers le monde. D’autre part, ce projet nous permettra de mettre en place un modèle murin pour étudier la pathogénèse de B. holmesii, considéré comme un pathogène émergent lié à des pathologies humaines respiratoires et disséminées. L’objectif final du projet est de concevoir des vaccins plus performants contre la coqueluche et mettre au point et évaluer un vaccin qui protégerait contre une infection à B. holmesii.
Procédures
les souris seront infectées sous anesthésie par une instillation nasale de la suspension bactérienne. Les souris seront vaccinées sous anesthésie par instillation ou injection des candidats vaccins par voie nasale ou intrapéritonéale respectivement.
Impact sur les animaux
Le modèle de coqueluche induit par B. pertussis ou B. bronchiseptica ne provoque pas de pathologie chez la souris aux doses que nous utilisons . Ceci a déjà été démontré par de nombreuses études dans notre laboratoire et d’autres laboratoires à travers le monde. Dans le cadre de cette étude, nous utiliserons des souches virulentes de B. pertussis et B. bronchiseptica à des doses qui n'ont aucun effet délétère pour la souris car aucun dommage pulmonaire ou autre n'est observé. Il n’existe cependant pas de modèle murin pour B. holmesii et une étude exploratoire doit être menée pour déterminer la plus faible dose infectieuse permettant d’établir un modèle de colonisation/dissémination sans induire de pathologie préjudiciable chez la souris. Il n’existe aucun modèle animal pour Bordetella holmesii, cependant c’est une bactérie strictement humaine qui probablement comme Bordetella pertussis et Bordetella bronchiseptica ne mime pas parfaitement la pathologie humaine et donc induit des symptômes beaucoup plus légers dans le modèle murin. Pour les administrations par voie intranasale, nous pratiquerons au préalable une anesthésie chimique des souris. L'euthanasie se fera par dislocation cervicale ou par injection létale d’euthanasiant chimique.
Devenir
Les souris ne pourront pas etre réutilisées pour une autre étude car elles auront été soit vaccinées soit infectées ce qui engendre une réponse immunitaire empechant leur reutilisation
Remplacement
Nous appliquons la règle des 3R dans l’ensemble de nos projets. Cependant, lorsque l’on fait de la recherche en vaccinologie et pathologie, les modèles in vitro et in silico ne suffisent pas pour étudier les réponses du système immunitaire et l’établissement de l’infection chez l’hôte, et dans ces cas, les modèles animaux sont indispensables. De même, pour tester l’efficacité des vaccins à protéger contre les souches virulentes, le modèle animal reste incontournable. La tolérance locale des candidats vaccins et de leurs composants seront évaluées sur de la muqueuse nasale humaine avant l’utilisation dans le modèle murin. Ainsi l’épithélium différencié des voies respiratoires humaines sera reconstitué à l’aide d’un mélange de cellules primaires isolées à partir de 14 donneurs nasaux normaux différents. Uniquement les formulations vaccinales présentant une absence de toxicité sur les cellules seront testées chez la souris.
Réduction
Le nombre d’animaux est basé sur un calcul de puissance statistique en fonction de la variabilité attendue concernant la significativité des différences observées entre les groupes expérimentaux. Si la variabilité inter-individus et inter-expérimentation est faible, le nombre d’animaux par groupe sera revu à la baisse. Pour atteindre des valeurs statistiques satisfaisantes, 4 souris par groupe et par point de temps seront nécessaires pour les expériences de colonisation et d’immunisation, et 8 souris pour les expériences de challenge. Trois expériences identiques mais indépendantes seront réalisées pour renforcer les résultats. Pour les procédures où plusieurs groupes seront comparés, un test statistique sera réalisé. La significativité sera considérée si p < 0.05.
Raffinement
Nous definirons les doses infectieuses permettant de définir les modèles optimaux de colonisation de chaque souche bactérienne sans induire de pathologie préjudiciable chez la souris. Pour tester le pouvoir protecteur des vaccins, les animaux vaccinés ou naïfs seront infectés intranaselement par des souches virulentes. Les souris sont euthanasiées 7 jours plus tard pour B. pertussis ou B. bronchiseptica ou au maximum 21 jours plus tard pour B. holmesii dont on ne connait pas encore le pouvoir pathogène. Nous respecterons les points limites ainsi nous surveillerons régulièrement l’aspect physique des souris au cours de l'expérience, si nous observions des paramètres de souffrance nous sacrifierions les animaux immédiatement..
Choix des espèces
B. pertussis et B. bronchiseptica colonisent de façon efficace et transitoire le tractus respiratoire de la souris. Ce modèle animal nous permet donc d'étudier correctement les paramètres qui nous intéressent, à savoir la colonisation du nez et des poumons et l'induction de protection contre une souche bactérienne virulente. Pour B. holmesii le modèle murin n’est pas établi et doit être testé. D'autre part, de nombreux outils d'analyses sont disponibles dans le modèle murin pour regarder les réponses immunitaires induites, de type cellulaires, anticorps, cytokines etc... Nous utilisons des souris adultes, âgées entre 6 et 8 semaines. Notre objectif est d’étudier la colonisation du tractus respiratoire et la dissémination (pour Bordetella holmesii) des souches bactériennes et la mise en place d’une réponse immunitaire induite soit par les vaccins soit par les colonisations.
Mise en place d’un modèle murin de xénogreffe orthotopique de glioblastome 2/3
- Recherche appliquée
- Cancers
La souche de souris retenue est choisie pour accepter l'implantation de lignées de glioblastome humain à l'intérieur de la boîte crânienne. 307 souris y sont utilisées, 60 opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil, 188 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 59 un niveau sévère. Après une chirurgie crânienne de trente minutes, chacune passe par des séances hebdomadaires d'imagerie sous anesthésie générale pendant quatre semaines, jusqu'à deux heures par séance, la croissance de la tumeur pouvant entraîner une perte de poids marquée et des effets neurologiques. Cent souris sont gardées vivantes au terme du projet, pour la formation et le maintien des compétences du personnel.
Objectifs
Le glioblastome multiforme est la tumeur cérébrale primitive la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte. La médiane de survie globale varie de 15 à 18 mois et le taux de survie à 5 ans n’excède pas 5%. Le traitement de référence consiste en la chirurgie la plus complète possible suivie de l’association d’une radiothérapie et d’une chimiothérapie par le témozolomide. Malgré ce protocole thérapeutique, la majorité des patients rechute dans un délai médian de 8-9 mois. Il est donc aujourd’hui indispensable d’améliorer ce protocole. Dans cette démarche, il est connu que les glioblastomes sont caractérisés comme des tumeurs résistantes à l’irradiation. Cette résistance repose en partie sur le manque d’oxygène (hypoxie) au cœur de la tumeur et il a été démontré dans de nombreuses études que l’oxygénation des tissus représente un facteur prédictif de réponse à l’irradiation. Dans ce contexte, ce projet aura comme objectif la mise au point d’un modèle orthotopique de glioblastome, c’est-à-dire l’induction d’une tumeur au sein même de la cavité crânienne chez la souris afin d’évaluer la réoxygénation cellulaire et la radiosensibilisation et ainsi d’améliorer la survie des patients atteints de glioblastome. Ce projet se déroulera dans 3 établissement utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait contribuer à optimiser le traitement actuel des patients atteints de glioblastome en sensibilisant les tumeurs aux effets de la radiothérapie pour améliorer la survie de ces patients.
Procédures
A) Dans l’Etablissement Utilisateur (EU) 1/3 nous ferons une Chirurgie 1 : une injection analgésique d’une minute sur animal vigile, puis une anesthésie générale gazeuse, suivie d’une chirurgie de 30 minutes avec une injection d’une minute et suture sous anesthésie générale et locale. B) Dans l’EU 2/3 nous ferons une Imagerie 1 : une injection d’une minute sur animal vigile, puis imagerie de 30 minutes sous anesthésie générale pour l’observation de la croissance tumorale. Puis, une injection sur animal sur animal vigile, suivi 24h après d'une imagerie de 15 minutes sous anesthésie générale. Cette procédure sera réalisée à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines. C) Dans l’EU 2/3 nous ferons une Imagerie 2 : Imagerie sous anesthésie générale de 2 heures pour l’observation de la croissance tumorale et de l’hypoxie à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines. D) Dans l’EU 2/3 nous ferons une Chirurgie 2 : une injection d’une minute d’un anesthésique général sur animal vigile, puis des injections d’une minute d’un anesthésique local et d'un analgésique, puis une chirurgie de 2 minutes, suivi d’une perfusion de 5 minutes. E) Dans l’EU 3/3 nous ferons une Imagerie 3 : Imagerie sous anesthésie générale de 90 minutes pour l’observation de l’hypoxie à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines. F) Dans l'EU 2/3 un groupe subira les procédures A et F. Un autre subira les procédures A, puis B, suivi D puis F. Un autre subira les procédures A, puis C, suivi D puis F. Un autre subira les procédures : A, puis C, D et E puis F. G) ) Dans l’EU 1/3 et 2/3 nous ferons injection d’une minute sur animal vigile à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines.
Impact sur les animaux
La mise en place des modèles pourra induire des douleurs/infections suite à la chirurgie associée à une potentielle perte de poids transitoire et une déshydratation. Le transport des animaux entre les trois EU pourra induire un stress. Les injections nécessaires à l’imagerie pourront entrainer un stress chez l’animal se traduisant par des problèmes respiratoires. Les suivis par imagerie pourront induire du stress suite aux anesthésies répétées. La croissance des tumeurs pourra entrainer une perte de poids excessive et des effets neurologiques.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort lorsque les points limites sont atteints ou à la fin du projet, sauf les animaux utilisés pour la formation ou le maintien des compétences du personnel.
Remplacement
Les études préliminaires réalisés sur cellules cancéreuses ont permis de valider 2 types de cellules pour notre modèle de glioblastome chez la souris. Ce modèle chez l’animal permet de mimer au plus proche la complexité d'un environnement tumoral chez l'individu (vascularisation, inflammation…).
Réduction
Les études préliminaires sur cellules ont également permis de réduire le nombre de lignées à 2 afin de réduire le nombre de groupe utilisant des animaux. La mise en place du modèle permettra également de réduire le nombre d’animaux utilisées dans de futurs projets étudiant l’amélioration de la radiothérapie sur un modèle de glioblastome. Le nombre d'animaux nécessaire a été déterminé avec suffisamment d’animaux pour pouvoir réaliser une analyse statistique pertinente par les 2 méthodes d’imagerie décrites. Ce projet utilise des méthodes d’imagerie non-invasives permettant de suivre un même animal au cours du temps réduisant le nombre d’animaux.
Raffinement
Chaque protocole expérimental prend en compte un potentiel impact sur la souffrance animale et différents critères ont été établis pour justifier un arrêt de l'expérience en cours. Les animaux seront hébergés à 5-8 souris par cage (souris issues de différents groupes de traitement), dans des cages à couvercle filtrant avec de la litière, des frisures de papier kraft, des tubes de coton (nidification), des bâtons et des tunnels. Les procédures expérimentales seront réalisées par des manipulateurs expérimentés. Les animaux seront acclimatés à leur hébergement deux semaines avant de démarrer les procédures. Des anesthésies et des analgésies sont appliquées dès que possible pour éviter tout risque de stress et de souffrance. Des points limites ont été établis pour éviter toute souffrance animale et seront évalués 3 fois par semaine. Si une souris présentait des signes d’effet(s) secondaire(s) ou de symptômes révélant un inconfort ou l’apparition de douleur, le vétérinaire désigné sera contacté pour venir voir les animaux, poser un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées. Les méthodes d’imagerie utilisées sont reconnues non-invasives et non-irradiantes. Les animaux seront transportés en voiture entre les trois Etablissements Utilisateur (temps maximum de 10 minutes entre les EU1 et EU2 et de 30 minutes entre les EU2 et EU3). Pour cela, les animaux seront mis dans des boites de transport avec un filtre sanitaire, de la nourriture, de l’eau gélifiée, des frisures de papier et du matériel de nidification avec ajout de chaufferettes sous les boites.
Choix des espèces
La souris représente l’espèce la plus utilisée en expérimentation en oncologie. La raison la plus importante du choix de la souris pour notre étude est sa similitude avec les organismes humains en ce qui concerne l’anatomie, la physiologie et la génétique. Le modèle de souris choisi permettra l’implantation de lignées cancéreuses humaines et le développement des tumeurs orthotopiques. Les animaux utilisés seront adultes c’est-à-dire à partir de 6/8 semaines car ils possèdent un poids et un développement optimales pour les actes subit (chirurgie, injections…).
Identification de molécules bioactives pour traiter le diabète de type 2 (EU 1/2)
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
Gavées quotidiennement pendant toute la durée du protocole, placées en contention pour la mesure de leur composition corporelle puis isolées quarante-huit heures en calorimétrie, 1 200 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Toutes sont tuées à l'issue pour étudier la motilité de leur intestin à l'aide de capteurs isotoniques. L'objectif déclaré est d'identifier des molécules contre le diabète de type 2, un diabète que les expérimentateurs induisent eux-mêmes chez des souris saines par des régimes riches en graisses dont ils reconnaissent qu'ils peuvent altérer les fonctions hépatique et rénale. Le porteur indique que dix souris par groupe suffisent à garantir la reproductibilité, sans préciser comment ce chiffre aboutit à 1 200 animaux.
Objectifs
L'objectif central de ce projet est d'identifier et de caractériser des molécules bioactives potentielles pour la prévention et le traitement du diabète de type 2 (DT2). Le DT2 est une maladie métabolique chronique qui affecte des millions de personnes dans le monde et présente une sérieuse menace pour la santé publique. Nos recherches visent à découvrir de nouvelles molécules ou à optimiser celles déjà identifiées, qui pourraient offrir des alternatives thérapeutiques plus efficaces et plus sûres que les traitements actuels, tels que la metformine, le liraglutide, sulfamides... Le projet se déroule dans 2 Etablissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
La recherche sur le diabète de type 2 (DT2) a un impact direct sur des millions de vies à travers le monde. Ce projet, en se concentrant sur l'identification de nouvelles molécules bioactives, présente plusieurs bénéfices potentiels qui pourraient considérablement améliorer la prise en charge de cette maladie grâce à de nouveaux traitements potentiellement plus efficaces : en identifiant des molécules bioactives inédites, nous pourrions découvrir des traitements qui surpassent en efficacité ceux actuellement disponibles. Ces molécules pourraient cibler la maladie sous des angles différents, offrant des thérapies plus adaptées à divers sous-groupes de patients. Notre recherche pourrait éclairer de nouvelles voies métaboliques ou biologiques associées au DT2, offrant ainsi de nouvelles cibles thérapeutiques pour le futur. Solutions naturelles et durables : Si des molécules bioactives sont identifiées à partir d'extraits naturels, cela pourrait conduire à des thérapies plus durables et éco-responsables, tout en valorisant la biodiversité et les savoirs traditionnels associés. En somme, les retombées de ce projet pourraient transformer la manière dont le DT2 est traité et compris, offrant de l'espoir à des millions de personnes et contribuant à une meilleure santé publique globale.
Procédures
Dans le cadre de notre projet sur l'identification de molécules bioactives pour traiter le diabète de type 2, voici les potentielles nuisances auxquelles les animaux pourraient être exposés : - pour tester l'efficacité de nouvelles molécules bioactives, la voie orale (gavage) est nécessaire pour cibler l'intestin. Le traitement est administré quotidiennement pendant la durée du protocole (30 secondes par gavage) et une fois pour le test oral de tolérance au glucose. De plus, les prélèvements de glycémie pendant 2 h sont effectués une seule fois en fin de protocole (10 secondes par prélèvement sanguin) pour le test de tolérance orale au glucose ou au xylose. Enfin, les animaux subissent une contention dans un espace restreint (mesure de la composition corporelle pendant 30 secondes) et l’isolement de 48h pour la mesure de la calorimétrie indirecte. Dans ce projet, la procédure 1 est entièrement réalisée au sein de l'établissement EU1. La procédure 2 est en partie réalisée au sein de l'établissement établissement EU1 et ce n'est que la dernière semaine que les animaux sont amenés dans l'établissement EU2 pour la colorimétrie indirecte.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de notre projet sur l'identification de molécules bioactives pour traiter le diabète de type 2, voici les potentielles nuisances auxquelles les animaux pourraient être exposés : -Procédures : Pour tester l'efficacité de nouvelles molécules bioactives, la voie orale (gavage) est nécessaire pour cibler l'intestin. Ce geste ainsi que la contention des animaux lors du gavage peut induire du stress. De plus ,des prélèvements sang à la veine caudale des animaux sont nécessaires, ce qui pourrait causer du stress aux animaux. -Effets secondaires des molécules : Comme pour tout nouveau composé, il existe un risque d'effets secondaires inattendus qui peuvent affecter le bien-être des animaux. - Risque de maladie : L'induction du diabète de type 2 chez des animaux sains pour les besoins de la recherche pourrait affecter leur état de santé général et leur bien-être. En effet, les régimes riches en graisses peuvent induire des altérations de la fonction hépatique et rénale par exemple. - Transport des animaux : les animaux pourraient être perturbé par ce changement d'environnement.
Devenir
Les souris issues des procédures 1 ou 2 sont ensuite euthanasiées afin de d'étudier la motilité intestinale de ces souris grâce à des capteurs isotoniques.
Remplacement
Pour identifier des acteurs moléculaires capables de ralentir les contractions duodénales, afin de restaurer l’activité du cerveau et à terme l’utilisation périphérique de glucose, nous avons besoin d'individus vivants sous différents régimes mimant les conditions physiopathologiques (diabète & obésité) où nos molécules pourraient avoir un effet thérapeutique. De plus notre projet implique la communication inter-organes, il n'est donc pas possible de se passer d'organismes complets. Toutefois, lorsque nous avons de nombreuses molécules à tester, nous avons développé un modèle de test d'efficacité in vitro sur cellules épithéliales intestinales afin de sélectionner un nombre limité de candidats efficaces à tester in vivo pour limiter le recours à l'expériementation animale.
Réduction
Le modèle utilisé dans ce protocole est un modèle détaillé et validé dans la littérature. De plus, la souris est un modèle de référence dans l’étude des désordres métaboliques. Notre maîtrise de l’utilisation de la souris sur ce modèle depuis plus de 5 ans ainsi que nos études bibliographiques minutieuses, nous permettent de limiter le nombre d’animaux. Par groupe, 10 souris sont nécessaires afin de garantir la reproductibilité des résultats tout en tenant compte de la variabilité interindividuelle.
Raffinement
Nous mettons mis en oeuvre diverses stratégies : - Formation et suivi des compétences de notre équipe afin de s'assurer que tous ceux qui s'occupent des animaux ou effectuent des expérimentations soient correctement formés pour le faire de manière éthique et humaine. - Hébergement enrichi : toutes les cages ont un igloo et 2 carrés de ouates pour fournir un environnement qui encourage les comportements naturels et permet aux animaux de vivre dans un environnement aussi proche que possible de leur habitat naturel. - Surveillance régulière : le bien-être et le comportement des animaux est vérifé quotidiennement (observation des animaux, de leur comportement, du pelage, de leur déplacement et comportement exploratoire, verification des croquettes et du biberon) et les souris sont pesées une à 2 fois par semaine pour vérifier que les points limite ne sont pas atteints. La surveillance et l'observation quotidienne minutieuse des animaux est effectuée avec une grille de scoring avec des critères précis et une fiche de suivi du bien-être animal à remplir par l'expérimentateur dès qu'une anomalie est observée. Les animaux sont hébergés dans une zootechnie agréée dans laquelle une structure du Suivi du Bien-Etre Animal est mis en place. Pour le transport entre les 2 établissements, une procédure décrit précisément toute la marche à suivre et les précautions à prendre pour limiter au maximum le stress des animaux. Les points limites de ce projet sont : Perte de poids atteignant 20%, altérations des fonctions normales (impossibilité d’uriner, de s’alimenter…), vocalisation, tremblements…, posture anormale (voûté ou déséquilibré pour soulager une zone douloureuse, démarche anormale, diminution des mouvements, prostration), troubles urinaires ou hyperglycémie trop importante qui engendredrait une souffrance de l'animal.
Choix des espèces
La souris réagit très bien aux régimes alimentaires déséquilibrés, modèle expérimental de référence dans l'étude du métabolisme glucidique. De plus notre équipe maîtrise l’utilisation de ces différents modèles chez la souris, nous permettant ainsi de limiter le nombre d’animaux et d’assurer le suivi des souris. Stade adulte. Nous souhaitons nous affranchir de la période de croissance des animaux.
Etude du devenir plasmatique de la mycotoxine Enniatine B1 chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
13 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue au motif qu'une exposition à la toxine les rendrait inutilisables ailleurs. Chacun reçoit la mycotoxine Enniatine B1 une fois par gavage et une à deux fois par voie intraveineuse, puis subit quatorze prélèvements sanguins à l'état vigile, répartis sur deux journées séparées par une période de récupération. Les rats arrivent déjà cathétérisés par le fournisseur, ce que le porteur compte au titre du raffinement, et leurs concentrations plasmatiques doivent alimenter un modèle mathématique censé prédire l'exposition humaine à cette toxine des céréales. Le porteur annonce vouloir "établir pour cette toxine des méthodes alternatives à l'expérimentation animale", et écrit dans le même document que l'étude chez le rat reste "indispensable" pour extrapoler des cellules à un "organisme entier".
Objectifs
L’Enniatine B1 est une mycotoxine émergente secrétée par les microchampignons du genre Fusarium. La toxicité potentielle a été étudiée mais il n’a pas été reporté de cas d’intoxication humaine cependant, du fait de son activité ionophorique, elle interagit avec plusieurs composants cellulaires avec des effets notamment au niveau du foie, estomac, intestin et reins, en cas d'exposition chronique. Elle fait partie des enniatines les plus prévalentes dans les céréales et les produits céréaliers. Ainsi, cette prévalence implique une exposition, aussi bien des humains que des animaux se nourrissant de céréales, de manière quotidienne à de faible doses. Par ailleurs, le manque de données sur la toxicologie de l’Enniatine B1 entraine l'impossibilité de fixer des seuils de sécurité pour la santé. Le projet vise à combler certaines lacunes sur ces données et à établir pour cette toxine des méthodes alternatives à l'expérimentation animale. Il s’articule autour de plusieurs axes, tout d’abord des expérimentations sur des cellules hépatiques humaines et de rats, dans le but d’étudier le devenir de la toxine. La seconde étape consiste en l’extrapolation par modélisation mathématique pour passer de l’échelle cellulaire à l’animal. Les données de cette extrapolation requièrent une validation par une étude des concentrations sanguines de l’Enniatine B1 chez le rat, sachant qu’on ne peut envisager des études chez l’humain dans un contexte toxicologique. Les données sanguines chez le rat serviront au développement d’un modèle mathématique qui reflète le fonctionnement de l’organisme chez le rat. La comparaison des concentrations toxiques pour les cellules hépatiques et les concentrations sanguines prédites par le modèle mathématique permettra de déterminer les seuils toxiques pour l’humain.
Bénéfices attendus
Le projet vise à combler les lacunes sur le devenir et la toxicité de l’Enniatine B1 pour le foie. Les données serviront au développement d’un modèle mathématique validé par l'étude chez le rat pour comparaison avec les études sur cellules. Ce modèle servira d’outil de prédiction de l’exposition humaine par estimation des concentrations plasmatiques et permettra de simuler des scenarios d’exposition. Les concentrations plasmatiques prédites par le modèle, comparées aux concentrations toxiques pour le foie permettront de déterminer le risque pour la santé humaine à long terme.
Procédures
Chaque rat, recevra l’Enniatine B1 une fois par voie orale et une ou deux fois par voie intraveineuse. Le gavage réalisé une fois pour chaque rat dure moins de 2 minutes. L’injection en intra veineuse se fait en 15 secondes. Chaque rat à l’état vigile subira au total 14 prélèvements de 0.1 mL de sang et durant moins de 30 s. Les échéances pour chaque rat seront réparties sur 2 jours séparés par une période de récupération comme suit : - 7 prélèvements à 0 min (avant l’injection), 10 min, 20 min, 45 min, 2h, 6h et 24h ou bien 5 min, 15 min, 30 min, 1h, 4h, 8h et 24h après injection intraveineuse. - 7 prélèvements à 0 h (avant gavage), 1h, 4h, 7h, 9h, 11 h et 24h ou bien 15 min, 2h, 6h, 8h, 10h, 12h et 24h après administration par voie orale. A noter que l’injection intraveineuse et les prélèvements ne sont pas invasifs, car effectués via un cathéter préalablement installé par notre fournisseur agrée avant l'arrivée des animaux au sein de nos locaux. Un contrôle quotidien préventif est toutefois nécessaire pour s'assurer de la pérénité des cathéters.
Impact sur les animaux
Le cathéter posé pour réduire la douleur et l’inconfort des prélèvements peut être sujet à une infection ou une inflammation induisant une douleur ou une souffrance chez le rat. Par ailleurs, le gavage qui pourrait constituer une source de stress pour les animaux, sera réalisé par un opérateur expérimenté, afin de s’assurer de la sécurité des animaux et de réduire l’inconfort lors de la contention.
Devenir
Tous les animaux impliqués dans ce projet, seront mis à mort après le dernier prélèvement de la dernière séquence de chacune des procédures (pilote et principale). Ayant été exposés à une toxine, les rats pourraient développer une toxicité retardée ou des effets pouvant changer le fonctionnement de leur organisme, notamment au niveau du foie ou la toxine est métabolisée. De ce fait, ils ne peuvent être réutilisés dans d'autres projets.
Remplacement
Cette étude est indispensable pour valider les résultats des expérimentations de la cinétique de l'Enniatine B1 obtenus sur des modèles cellulaires. Les études sur des cellules isolées ne reflètent pas le fonctionnement d’un organe ou d’un organisme entier, qui ne peut s’apprécier que par des études chez l’animal. Ces études restent indispensables pour pouvoir extrapoler les données sur cellules à un organisme entier. Les méthodes alternatives comme les expérimentations in vitro ou la modélisation permettent de réduire le recours à l’expérimentation animale ou le nombre d’animaux utilisés mais aucun modèle expérimental ne permet dans l’état actuel d’avancement de la science de s’affranchir complètement des études sur animal.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux par procédure, un design expérimental spécifique sera appliqué, permettant d’utiliser les mêmes animaux pour deux administrations avec une période de récupération suffisante à l’excrétion totale de l’Enniatine B1 avant la seconde administration. Ce design permet de couvrir un nombre suffisant de prélèvements sanguins, tout en respectant le volume sanguin maximal à prélever par rat. De plus, en réutilisant les rats dans une seconde séquence, le nombre d’animaux par temps de prélèvement garantira des données pouvant être exploitées dans un modèle mathématiques avec ses variations (grâce à l'augmentation du nombre d'animaux par temps de prélèvement en réutilisant les animaux dans une seconde séquence).
Raffinement
Dans le respect des normes du bien-être animal, les rats seront hébergés dans des cages en polypropylène, aux bonnes dimensions, sur litière. Les rats seront au minimum deux par cages. Par ailleurs, les cages seront équipées d’enrichissements comme : briquettes, balles, billes…etc, et seront en étroite proximité pour favoriser le contact visuel et sonore entre les rats des autres cages. De même, les cages à métabolisme seront également équipées d’enrichissements comme les balles. Le design expérimental est conçu pour réduire autant que possible l’inconfort des animaux en limitant au strict nécessaire leur manipulation. Ainsi, l’utilisation d’animaux cathétérisés, permet de réduire l’inconfort et la douleur lors des prélèvements sanguins et de faciliter l’administration par voie intraveineuse. De plus, Les cathéters seront nettoyés à chaque utilisation avec une solution de chlorhexidine avant fermeture, et surveillés régulièrement pour détecter d’éventuels signes d’infection. L’expérimentation sera effectuée par des opérateurs formés, maitrisant les gestes de contention afin de limiter l’inconfort et la souffrance des rats. De même, la surveillance des signes limites déterminés au préalable permet d'intervenir rapidement sur les animaux. Des méthodes et des médications appropriées sont prévues pour réduire le stress, l’inconfort ou la douleur. L’administration d’analgésiques (Anti-Inflammatoires non stéroïdiens (AINS) ou bien des dérivés morphiniques) est prévue si nécessaire.
Choix des espèces
Les rats ont été choisis pour l’expérimentation animale car le laboratoire dispose déjà de données sur des cellules isolées de foie de rats Sprague-Dawley. Les rats utilisés pour cette étude sont au stade de développement entre 6-8 semaines, pour permettre la pose chirurgicale des cathéters. Ce choix est également justifié par le fait de réduire la quantité de toxine (Enniatine B1) utilisée, et pour répondre aux besoins en terme de prélèvements sanguins.
Évaluation de l’importance du tissu adipeux médullaire dans l’homéostasie osseuse au cours de l’arthrose et la régénération après fracture dans un modèle murin transgénique
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Opérées sous anesthésie en moins de quinze minutes pour installer une arthrose ou une ostéoporose, 440 souris transgéniques dépourvues de tissu adipeux subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré pour 400 d'entre elles et léger pour les 40 autres. Leur glycémie est contrôlée tous les quinze jours par une piqûre à la queue, et une partie passe par des tests de douleur et d'activité physique, deux fois avant l'induction du modèle et deux fois après, sur animal vigile et pendant une demi-heure. Sept jours puis deux jours avant leur mise à mort, elles reçoivent deux injections intrapéritonéales. Toutes sont tuées pour prélever des tissus, une partie sans jamais être analysée puisqu'elle est mise à mort au titre de l'entretien de la lignée.
Objectifs
L’ostéoporose et l’arthrose sont deux maladies osseuses liées au vieillissement. L’ostéoporose se caractérise par une diminution de la qualité et de la quantité d’os qui entraîne un risque élevé de fracture et une faible capacité de régénération osseuse. L’arthrose inclut une disparition du cartilage et une modification de l’os sur lequel il repose. Ces dernières peuvent précéder les lésions du cartilage, suggérant que le contrôle de l’intégrité osseuse est important pour la physiologie des articulations. Un symptôme majeur des patients souffrant d'arthrose est la douleur qui est déclenchée par des changements périphériques et centraux dans les voies de la douleur. Cependant, les mécanismes impliqués dans la douleur aiguë et chronique ne sont pas encore bien compris dans l'arthrose. Le tissu adipeux de la moelle osseuse a peu été étudié jusqu’à présent et ses fonctions demeurent très mal connues. Des données récentes suggèrent qu’il contribue à réguler l’intégrité de l’os. Toutefois, son rôle dans la régénération osseuse en cas de fracture et celui dans l’arthrose n’ont jamais été investigués. Nous pensons que le tissu adipeux de la moelle osseuse pourrait jouer un rôle dans les altérations de l’os associées à l’arthrose et à la régénération osseuse après fracture. Les souris transgéniques que nous souhaitons étudier présentent une absence de tissu adipeux, notamment celui de la moelle osseuse. Nous voulons déterminer si cette absence est associée à des modifications de l’intégrité osseuses lors de l’arthrose et dans la régénération osseuse en cas de fracture. Nous voulons déterminer si l’absence d’une protéine spécifique jouant un rôle clef dans la fabrication du tissu adipeux et le stockage de lipides chez la souris est associée à des modifications de l’intégrité osseuses lors de l’arthrose et dans la régénération osseuse en cas de fracture.
Bénéfices attendus
Grâce à cette étude nous pourrons déterminer les conséquences de l’absence de tissu adipeux de la moelle osseuse sur l’homéostasie et la vascularisation osseuses au cours du vieillissement et dans deux contextes de pathologies osseuses : l’arthrose et l’ostéoporose. D’un part l'ostéoporose est la maladie osseuse la plus courante, touchant une femme sur trois et un homme sur cinq de plus de 50 ans dans le monde. D’autre part l'arthrose est la maladie inflammatoire et dégénérative des articulations la plus courante, touchant près de 528 millions de personnes en 2019. La majorité des personnes touchées ont plus de 55 ans, et environ 60 pourcents d'entre elles sont des femmes. Par ailleurs, la lipodystrophie congénitale généralisée (absence de tissu adipeux, notamment dans la moelle osseuse) est une maladie rare, dont la prévalence est estimée à 1-10 cas pour 10 millions. Les patients qui présentent une lipodystrophie congénitale généralisée ont des problèmes osseux. Le modèle utilisé récapitule le phénotype observé chez l'homme, ce qui permettrait de poursuivre les recherches sur l’arthrose et la régénération osseuse post-fracture chez ces patients. Enfin, tester l'effet de l'absence de tissu adipeux de la moelle osseuse au cours du vieillissement ouvrirait les possibilités de traitements thérapeutiques et/ou pharmacologiques visant à moduler ce tissu chez les patients à haut risque de fracture et d’arthrose.
Procédures
Le modèle murin transgénique utilisé présentent une faible masse de tissu adipeux (lipodystrophie), elles peuvent également développer une insulinorésistance et un diabète. Nous mettrons en œuvre deux modèles expérimentaux : un modèle d’arthrose et un modèle d’ostéoporose. Les procédures opératoires seront effectuées sous anesthésie et analgésie (pré- et post-opératoire) pour une durée inférieure à 15 minutes en incluant toute la préparation. Pour ces animaux, un suivi de la glycémie sera mis en œuvre tous les 15 jours par un prélèvement d’une goutte de sang (très faible volume) au niveau de la veine caudale (quelques secondes par animal). Nous réaliserons une évaluation de la douleur et de l’activité physique sur une partie des animaux avant l’induction des modèles d’arthrose (2 fois) et après (2 fois). Ces évaluations seront effectuées sur animal vigile non contraint pour une durée d’environ 30 minutes (temps de préparation/nettoyage compris). Les animaux recevront également deux injections intrapéritonéales d’une solution 7 jours et 2 jours avant l’euthanasie sur animal vigile (quelques secondes par animal). A l’issue de la période de maintien les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements pour répondre à la question scientifique.
Impact sur les animaux
Les souris transgéniques utilisée présentent une faible masse de tissu adipeux (lipodystrophie), elles peuvent également développer une insulinorésistance et un diabète. La mise en œuvre des modèles d’arthrose et d’ostéoporose pourront entrainer des douleurs post-opératoires, une altération de la locomotion et une perte de poids associé. L’anesthésie nécessaire à la mise en place des modèles représente un risque de complication possible mais faible (hypothermie, hypoventilation, arrêt cardio-respiratoire, etc.). Le suivi de la glycémie au cours du temps par un prélèvement d’une goutte de sang (faible volume) de manière régulière ainsi que les injections intrapéritonéales de solution pourront entrainer une douleur et un stress de courte durée. Enfin, l’évaluation de la douleur et de l’activité physique peuvent provoquer un stress et un inconfort de courte durée.
Devenir
À la fin de l’étude, tous les animaux seront euthanasiés selon des méthodes réglementaires adaptée afin de prélever des tissus pour analyse. Une partie des animaux ne seront pas analysés puisqu’ils seront euthanasiés dans le cadre de l’entretien de la lignée.
Remplacement
Un organisme vivant est indispensable pour étudier les acteurs mis en jeu dans le développement de l’arthrose et de l’ostéoporose nécessaire dans la mise en œuvre de ce projet. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu dans ces pathologies complexes et multifactorielles. Notre projet se concentre sur le rôle du tissu adipeux de la moelle osseuse dans les altérations de l’os et de l’articulation au cours de ces maladies osseuses liées au vieillissement. Nous pensons qu’il joue un rôle essentiel dans le contrôle du microenvironnement osseux ce qui implique des interactions fonctionnelles étroites entre les cellules du tissue adipeux de la moelle osseuse et celles de son microenvironnement. Certains aspects de ces interactions peuvent être mimés par des co-cultures. Néanmoins dans une vision plus intégrée de ces maladies et dans un souci de comprendre leur développement et leur progression, aucun modèle cellulaire ou moléculaire actuel ne peut remplacer l’approche in vivo.
Réduction
Le projet impliquera un total de 440 animaux. Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Les procédures expérimentales ont été affinées pour éviter l'utilisation inutile de souris. Compte-tenu que les caractéristiques du tissu adipeux de la moelle osseuse sont différentes selon le sexe, les expériences seront réalisées sur des animaux des deux sexes. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, la définition des groupes/temps choisis sont basés sur les résultats d’études antérieures permettant connaître la cinétique d’apparition de l’arthrose. Par ailleurs, l'analyse statistique sera réalisée et nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress en utilisant de l’analgésie pré et post opératoire et de l’anesthésie. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau à volonté. 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 (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Par exemple dans ce projet, le choix de la litière est adapté au modèle mis en œuvre afin que celle-ci soit la moins désagréable possible et n’augmente pas les potentiels douleurs liées au développement de l’arthrose. De même l’accès à l’alimentation sera facilité et son appétence améliorée notamment durant les phases post-opératoires. Le traitement analgésique sera prolongé au-delà de la période de couverture standard en cas de signe de douleur ou de difficulté dans les déplacements des animaux.
Choix des espèces
Justification de l’espèce/modèle : Le projet est mis en œuvre sur un modèle murin transgénique présentant une faible masse de tissu adipeux (lipodystrophie), et pouvant développer une insulinorésistance. Une telle déficience n’est disponible que chez la souris. De plus, les modèles d’arthrose et d’ostéoporose sont développés chez la souris. Justification des stades : Les études se feront avec des animaux adultes. Le modèle d’arthrose utilisé est le modèle expérimental le plus fréquemment utilisé pour étudier la physiopathologie de l'arthrose et l'efficacité des médicaments contre cette maladie. La chirurgie sera réalisée sur des souris de 12 semaines matures sur le plan squelettique. Le modèle d’ostéoporose sera mis en œuvre sur des souris de 6 à 7 semaines. Il permet de récapituler certains aspects du développement et de la croissance du squelette et de s’affranchir afin des problèmes associés au syndrome métabolique.
Caractérisation de lignées de rats portant des mutations dans le gène CLCN4
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Placés seuls en cage de 17 h à 9 h pendant trois nuits, en gardant un contact visuel avec leurs congénères, pour un test de préférence du saccharose, les rats passent aussi des tests de locomotion, d'anxiété, de coordination, de force, de mémoire et de comportement compulsif, ainsi qu'une prise de sang et une mesure de la fonction musculaire sous anesthésie. 100 rats porteurs de mutations du gène CLCN4 vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le projet vise à vérifier si ces lignées reproduisent une maladie neurodéveloppementale rare, et le porteur indique qu'une des mutations rend les mâles "plus chétifs, plus agressifs". Hormis le test du saccharose, il désigne chaque test par ce qu'il mesure sans dire lequel est employé, et mentionne un "test impliquant de l'eau", après lequel les rats sont séchés sous une lampe chauffante, sans l'identifier.
Objectifs
La maladie liée au gène d'intérêt est une maladie neurodeveloppementale rare liée au chromosome X. Elle affecte les deux sexes et est associée à une déficience intellectuelle, à l'épilepsie, à des problèmes gastro-intestinaux et à des troubles du mouvement et du comportement. Ce gène code pour une protéine dont la fonction et le mode d'action n'est pas encore bien compris. Ce projet nous permettra d'évaluer dans quelle mesure le modèle de rat correspond au spectre clinique de la maladie, et de déterminer son utilité pour les recherches futures sur la physiopathologie de ce syndrome et les développements thérapeutiques potentiels. Les besoins médicaux des patients souffrant de cette pathologie restent largement insatisfaits. Seules des thérapies multidisciplinaires de soutien sont disponibles. Il est donc nécessaire de mieux comprendre la physiopathologie de cette maladie en utilisant un modèle animal approprié.
Bénéfices attendus
Étant donné l'absence actuelle de modèle animal approprié pour cette pathologie, nous pensons que si la caractérisation des modèles de rats montre une récapitulation précise des symptomes associés à cette maladie, les résultats du travail proposé auront un impact significatif : Cela ouvrira la voie à une analyse plus approfondie des aspects génétiques, fonctionnels et cliniques de la maladie, avec la possibilité de générer des données significatives et translationnelles, et ainsi mieux comprendre la physiopathologie. Ce projet nous permettra ainsi d'évaluer dans quelle mesure le modèle de rat correspond au spectre clinique de la maladie, et de déterminer son utilité pour les recherches futures sur la physiopathologie du syndrome et les développements thérapeutiques potentiels.
Procédures
Nous allons réaliser les tests d'exploration fonctionnelle suivants de 12-20 semaines d'âge, chacun des tests étant réalisé une seule fois : Mesure de l'activité locomotrice et anxiété (30 minutes) observations cliniques (5 à 10 minutes); tests de coordination (4 sessions de 20 minutes maximum en 2 jours + 18 minutes au total sur 3 jours); test de force musculaire (5 minutes environ); test pour évaluer des troubles compulsifs (30 minutes); test d'apprentissage et mémoire (45 minutes au total en 8 jours); AMENDEMENT - ajout d'un test pour évaluer la dépression (3*16h); test pour évaluer la fonction musculaire (10 minutes) sous anesthésie; le suivi du poids des animaux (1X/semaine); prélèvement des fécès (30 secondes) et prélèvement sanguin (30 secondes) sous contention rapide AMENDEMENT - sous anesthésie. L'ensemble des animaux de l'étude recevront pour le test de la fonction musculaire, une injection d'anesthésique et une autre de son réversant.
Impact sur les animaux
Une des mutations ponctuelles induit un léger phénotype, les mâles sont notamment plus chétifs, plus agressifs, ils peuvent présenter des problèmes locomoteurs. Lors des injections d'anesthésique, les animaux sont maintenus en contention rapide de quelques secondes le temps d'injecter le produit, ce qui peut stresser un court instant l'animal avant d'être relaché dans sa cage. De même, la prise de sang pour les animaux qui ne seront pas perfusés au paraformaldéhyde (PFA), sera réalisée sous contention durant quelques secondes. AMENDEMENT - une prise de sang sera effectuée sous anesthésie sur l'ensemble des animaux. AMENDEMENT - Le test de préférence du saccharose nécessite d'isoler les animaux pendant 3 nuits, tout en gardant le contact visuel avec leurs congénères: les animaux seront placés seuls dans des cages d'hébergement de 17h à 9h le lendemain matin pendant 3 jours. De 9h à 17h, les animaux retrouveront leur cage et leur congénère d'origine.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la réalisation de l'ensemble des expériences afin de prélever les organes et réaliser des analyses complémentaires post-mortem (analyses histologiques et de protéomique)
Remplacement
L'objectif de cette étude est de caractériser des modèles de rats portant des mutations dans le gène d'intérêt et d'observer si ces modèles sont représentatifs de la clinique humaine. Il s'agit en particulier de caractériser les phénotypes comportementaux, déficience intellectuelle, hypotonie, troubles neurologiques, anomalies cérébrales, anxiété, comportement compulsif, déficit d'attention, constipation, difficultés d'alimentation, petite taille et microcéphalie. Des modèles in vitro vont permettre de mieux comprendre les mécanismes d'action, mais seul un modèle animal nous permettra de caractériser les symptômes de la pathologie associés au gène d'intérêt.
Réduction
Dans le cadre de cette étude, nous utiliserons 64 animaux mutants (16 mâles mutation 1 + 16 femelles mutation 1 + 16 mâles mutation 2 + 16 femelles mutation 2) et 32 animaux contrôles (16 mâles + 16 femelles) pour évaluer le phénotype des animaux. Les animaux contrôles seront mutualisés pour les deux mutations, permettant ainsi de réduire le nombre total de rats. Ce nombre de rats permettra d'assurer un nombre d'animaux suffisant durant le protocole afin de pouvoir réaliser des analyses statistiques robustes. Afin de monter les cohortes expérimentales, nous allons réaliser un type de croisement qui va générer des animaux tous potentiellement constitutifs de la cohorte expérimentale, ce qui permet de limiter fortement le nombre d'animaux générés.
Raffinement
Afin d’améliorer leurs conditions de vie, les rats seront ainsi stabulés dans des conditions optimales pour l’espèce : en petit groupe, avec des paramètres environnementaux maitrisés, un milieu enrichi à l’aide de nids, de bâton à ronger, de balles à ronger et de croquettes d'alimentation dans le fond de la cage pour favoriser l'enfouissement. Pour les cages de mâles, à chaque change, nous leur remettons un peu de litière sale de leur précédente cage afin de limiter l'agressivité pour la prise de territoire / hiérarchie. Nous enrichissons fortement le milieu de vie des animaux, surtout des mâles afin d'éviter au maximum l'agressivité. Tous les animaux seront observés de manière quotidienne et suivis selon un tableau de scoring pour l'évaluation de la douleur et pour l'établissement de points limites, prenant en compte le poids, l'apparence physique, les signes cliniques et le comportement de l'animal. Tout au long des procédures, si l’état de santé de l’animal est dégradé, le personnel formé et compétent décide de ne pas réaliser le test et d'euthanasier l’animal le cas échéant. Le type de croisement choisi pour monter cette cohorte expérimentale permet d'optimiser le nombre d'animaux pour créer la cohorte et également de ne pas maintenir de mâles reproducteurs dans la colonie et ainsi ne pas avoir d'animaux avec un potentiel phénotype dommageable (puisque seul les mâles sont atteints). Les animaux auront passé une période d'habituation de 15 jours qui vise à les habituer à la manipulation et donc réduire le stress ressenti lors des différents transferts de leur cage d'hébergement vers les différents tests. Dans le test impliquant de l'eau, les rats après les séances, seront séchés à l'aide d'une serviette puis placés sous une lampe chauffante afin d'être parfaitement secs au moment du retour dans leur cage d'hébergement. Lors de l'anesthésie, du gel oculaire est placé sur la cornée afin de prévenir tout déssèchement de l'oeil, et les animaux sont placés sur un tapis chauffant à 37°C durant toute la durée de l'anesthésie pour prévenir la déperdition de chaleur. AMENDEMENT- L'isolement des animaux lors du test de préférence du saccharose (3*16h) se déroulera dans des cages d'hébergement avec enrichissement (nid, bâton et balle à ronger). Ces cages sont transparentes et les animaux continueront d'avoir un contact visuel avec leurs congénères.
Choix des espèces
Le modèle rat portant des mutations dans le gène d'intérêt permet de reproduire tout ou partie des symptômes de la pathologie observés en clinique humaine (données préliminaires). Par ailleurs, le gène d'intérêt du rat se trouve sur le chromosome X comme chez l'Homme, contrairement à la souris. Nous utiliserons des animaux adultes jeunes. Nous avons besoin que les animaux soient matures physiologiquement, cérébralement et physiquement pour effectuer cette batterie de tests. Le calendrier échelonné des divers tests de phénotypage démarrera à l'âge de 12 semaines, et durera 6-8 semaines pour réaliser l'ensemble des tests.