Rongeurs
Modèle d’épilepsie néocorticale chez la souris : évaluation des thérapeutiques par micro-stimulation
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tuées parce que le dispositif d'enregistrement collé sur leur crâne ne peut pas être retiré autrement, 60 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une épilepsie leur est provoquée par injection intracérébrale au cours d'une chirurgie de trente minutes, puis leur activité cérébrale est enregistrée sur trois à vingt et une sessions de deux à cinq heures, espacées de quinze jours. Le porteur mentionne une douleur légère pendant la chirurgie et le stress lié à l'isolement durant les enregistrements. Il indique avoir testé les protocoles de stimulation sur modèle informatique pour en choisir les paramètres, tout en écrivant qu'il n'est pas envisageable d'utiliser une méthode alternative, sans autre argument.
Objectifs
Ce projet vise à étudier, dans le cadre d’une épilepsie induite chez la souris, comment des protocoles de stimulation électrique de très faibles intensités délivrés au niveau cérébral peuvent diminuer la fréquence des événements épileptiques (survenant en-dehors des crises). Ceux-ci donnent une indication sur la prédisposition du tissu à générer des crises. Leur fréquence étant plus élevée que celle des crises elles-mêmes, cela rend leur modulation par la stimulation électrique particulièrement intéressante à étudier.
Bénéfices attendus
Dans certaines formes d’épilepsie non soulagées efficacement par les médicaments, la stimulation électrique du cerveau, ou « neurostimulation », représente une approche prometteuse pour diminuer la fréquence des crises. Cependant, les effets de la neurostimulation sur le cerveau restent mal compris. Les paramètres (intensité du courant, nombre d’impulsions électriques par seconde) sont souvent déterminés de manière empirique, sans base scientifique. Pour aborder cette question, la validation préclinique (chez l’animal) des protocoles de neurostimulation est par conséquent une étape clé vers l’utilisation chez les patients.
Procédures
1) Chirurgie sous anesthésie générale et analgésie locale : injection intracérébrale et pose d’électrodes. Durée 30 min, 1 fois par animal. 2) Enregistrement de l’activité cérébrale (2 à 5h par session). Chaque animal suivra entre 3 et 21 sessions espacées de 15 jours.
Impact sur les animaux
- Douleur légère durant la chirurgie - Stress lié à l’isolement pendant les périodes d’enregistrements
Devenir
Tous les animaux auront un dispositif d’enregistrement EEG collé qu’il n’est pas possible de retirer sans les euthanasier.
Remplacement
Il n’est pas envisageable d’utiliser une méthode alternative pour notre projet.
Réduction
Les protocoles de stimulation à étudier chez l’animal ont préalablement été testés sur des modèles informatiques permettant de simuler, sur ordinateur, le fonctionnement des réseaux neuronaux et l’effet de la stimulation sur l’activité épileptique. Nous avons donc remplacé l’animal par l’ordinateur pour optimiser le choix des paramètres. Nous avons mis en place une procédure de choix de dose qui permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés en arrêtant notre choix à la plus petite quantité utile pour répondre aux objectifs du projet, sans tester de dose plus élevée
Raffinement
Notre protocole, réalisé par du personnel qualifié, suivra des procédures standardisées soucieuses de minimiser le stress et toute souffrance des animaux. Nous raffinerons les procédures expérimentales en cherchant à réduire au maximum les douleurs induites par la chirurgie, via une anesthésie et une analgésie complètes, contrôlées. Nous suivrons et maintiendrons la température des animaux lors de la chirurgie.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris adultes pour observer la progression de la maladie et des effets des traitements. De plus, pour réaliser la chirurgie, il est préférable d’utiliser des souris dont le poids est supérieur à 20 g.
Étude de la formation des métastases des cancers du sein triple négatifs chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
866 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour que leurs poumons et leurs organes métastatiques soient prélevés. Chacune reçoit une injection de cellules cancéreuses dans la glande mammaire, puis l'ablation de la tumeur quand celle-ci atteint sept millimètres à un centimètre, certaines recevant ensuite une injection de cellules dans la veine de la queue et une chimiothérapie hebdomadaire pendant trois semaines. Le porteur décrit une tumeur dont le volume peut gêner la mobilité, se nécroser et s'ulcérer, et des métastases pulmonaires pouvant provoquer une difficulté à respirer. Il précise que ce modèle métastase rarement de lui-même, moins de 15 % des animaux, ce qui le conduit à injecter directement les cellules cancéreuses dans le sang pour obtenir les métastases que le modèle ne produit pas.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de d’étudier la colonisation métastatique des cancers du sein en se rapprochant au plus près des conditions cliniques afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques contre les métastases. Le projet global consiste à étudier le phénotype des cellules cancéreuses lors de leur arrivée dans les poumons après le développement d’une tumeur primaire mammaire en présence ou non de chimiothérapie afin de définir : 1 : Les états cellulaires des cellules cancéreuses et du microenvironnement au cours de la colonisation métastatique 2 : L’impact de la tumeur primaire sur la colonisation métastatique des cellules cancéreuses 3 : L’impact de la chimiothérapie sur les cellules cancéreuses et le microenvironnement lors de la colonisation métastatique 4 : l’absence de réponse immunitaire qui a permis l’établissement des métastases 5 : les stratégies thérapeutiques pouvant amplifier les effets de la chimiothérapie
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet est de déchiffrer les mécanismes cellulaires et moléculaires de la colonisation métastatique des cancers du sein et plus particulièrement des cancers du sein triple négatifs en se rapprochant au plus près de conditions observées chez les patientes. Ce sous-type de cancer du sein est considéré comme le plus agressif avec un mauvais pronostic due la formation fréquente de métastases chez les patients et l’absence de traitement ciblé. Malheureusement, il n’y a à ce jour aucun traitement curatif pour les patientes présentant des métastases. Une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à la formation et au développement des métastases des cancers du sein est une première étape cruciale vers le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour cibler la maladie métastatique. Le projet de recherche proposé a un potentiel important pour faire progresser notre compréhension de la formation des métastases de cancer du sein triple négatif et donc de réduire la mortalité des patients. De plus, les résultats obtenus ouvriront de nouvelles voies de recherche pour identifier des thérapies ciblées contre la maladie métastatique.
Procédures
Les animaux recevront deux procédures chirurgicales : l’injection de cellules cancéreuses dans la glande mammaire (durée : 20 min) suivie et l’ablation de la tumeur lorsque celle-ci atteint 0,7 à 1 cm de diamètre (durée 30 min). Par la suite certains animaux recevront une injection dans la veine caudale de cellules cancéreuses (durée 2 min). Ces animaux pourront alors recevoir un traitement chimiothérapeutique 1 fois par semaine pendant 3 semaines (durée inférieure à 2 min).
Impact sur les animaux
Le modèle murin employé ici est un modèle de cancer mammaire montrant une croissance tumorale rapide mais rarement métastatique (moins de 15% des animaux développent des métastases spontanées). La croissance de la tumeur primaire peut provoquer des effets indésirables sur les animaux. Particulièrement, l’animal peut subir une nuisance mécanique de la tumeur par son volume pouvant compliquer sa mobilité et son activité. La tumeur primaire, par sa croissance rapide, peut montrer une nécrose (mort cellulaire) et être associée à la formation d’ulcère entraînant une douleur pour l’animal. L’induction de métastases par injection chez la souris peut entrainer des difficultés fonctionnelles au niveau des poumons. Notamment, elle peut entrainer une difficulté à respirer due à la présence mécanique des métastases. De manière plus générale, l’animal peut être touché par des signes plus généraux de mauvais état général comme la perte de poids et d’appétit. Des observations et examens cliniques seront réalisés tous les deux à trois jours afin de mettre en lumière les animaux montrant des signes cliniques. Si des signes cliniques sont détectés, les animaux seront alors surveillés tous les jours afin de leur administrer un analgésique en cas de signes de douleur (opioïdes) ou procéder à une mise à mort anticipée en cas d’atteinte de points limites majeurs.
Devenir
A la fin de cette procédure ou si un animal atteint un point limite, les animaux seront euthanasiés afin de collecter les poumons et les potentiels organes métastatiques pour étudier la formation des métastases.
Remplacement
Le projet s’intéresse à la caractérisation des mécanismes de colonisation métastatique. Il est très compliqué de mimer in vitro la formation de métastases dans un environnement riche et complexe comme les poumons. Une étape in vivo est donc nécessaire pour se rapprocher au plus près des conditions de clinique humaine, afin d’observer finement les mécanismes d’action des cellules tumorales au niveau de l’organe métastatique. De plus, il est compliqué de maintenir in vitro l’hétérogénéité des cellules cancéreuses observée in vivo. Toutefois, avant implantation in vivo dans la souris, les cellules cancéreuses seront étudiées ex vivo avec des essais se rapprochant le plus des conditions in vivo comme la culture de cellules cancéreuses en 3 dimensions et la culture de tranches de poumons. Notamment, afin d’étudier le rôle de gènes d’intérêt, l’effet de l’amplification ou la délétion de ces gènes sera évalué ex vivo afin d’éliminer les gènes n’ayant pas d’effet sur les cellules cancéreuses.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombres d’animaux utilisés, le personnel est formé aux outils statistiques appliqués à l'expérimentation animale (planification, randomisation et analyse par l’utilisation de traitements statistiques des données). Les protocoles d’injection issus de la bibliographie sont validés et robustes permettant une prise tumorale optimale sur l’ensemble des individus de la cohorte, limitant l’utilisation d’animaux dont les prélèvements se révèlent non analysables. Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé en se basant sur notre expérience du modèle murin employé ici et pourra être réduit en fonction des résultats préliminaires qui seront obtenus ex vivo. L’ensemble du protocole expérimental sera précisément défini en amont afin de limiter les biais de non-homogénéité entre lots de souris.
Raffinement
Le bien-être des animaux de l’étude sera particulièrement porté à l’attention du personnel qui veillera aux meilleures conditions d’élevage possible, notamment via un maintien des groupes sociaux (4- 5 animaux par cage) et l’enrichissement de l'habitat (frisottis de papier ajoutés aux cages). La gestion du stress des animaux sera maximisée, par une contention la plus rapide et la moins fréquente possible. Nous avons une grande expérience des injections intraveineuse caudales qui nous permet de les réaliser rapidement en limitant le stress chez l’animal. La douleur des animaux utilisés sera fréquemment évaluée par un examen clinique des animaux tous les jours afin de déterminer la présence de signes cliniques et de mettre en place un protocole d’analgésie ou la mise à mort en cas d’atteinte de point limite.
Choix des espèces
La souris est l’espèce de choix pour ces essais : - Concordance des lignée murines génétiquement modifiées avec les observations cliniques chez les femmes atteintes de cancer du sein triple négatif - Similitudes de la physiologie et de la taille du génome entre la souris et l'homme - L'organisme évolue rapidement (courte durée de vie) et permet des analyses compatibles avec les impératifs de progrès thérapeutiques à apporter en clinique humaine - Certaines souches sont génétiquement modifiées, permettant la création de modèles tumoraux particuliers (expression de marqueur fluorescent permettant la détection des cellules cancéreuses). Les animaux seront utilisés entre 10 et 18 semaines, âge adulte permettant aux souris de supporter le développement de métastases et la chirurgie
Evaluation de nouveaux traitements dans les modèles de colite induite chimiquement ou par des agents infectieux
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Rats : 2400
Perte de poids d'au moins 20 %, hypothermie, difficulté à respirer, automutilation, absence prolongée de réponse aux stimulus : les points limites retenus disent l'état attendu des animaux. 7 500 souris et 2 400 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 2 000 souris de plus dans des procédures d'un niveau modéré, tous tués ensuite pour prélever leurs organes. Une colite leur est provoquée par une administration orale, intrarectale ou intrapéritonéale, et le porteur indique qu'ils développeront des signes de douleur, perte de poids et prostration. Il s'agit d'évaluer des molécules, des fibres, des vitamines ou des minéraux, tous décrits comme sans danger, à raison de dix animaux par groupe, ce qui suppose plus de mille groupes expérimentaux pour atteindre 11 900 animaux.
Objectifs
Le projet s’inscrit dans une thématique générale d’évaluation de l’effet thérapeutique anti-inflammatoire de certaines molécules chez la souris ou le rat. Ces études permettront d’évaluer l’efficacité de traitements préventifs ou thérapeutiques sur l’inflammation ainsi que la compréhension des mécanismes associés aux modifications de l’immunité et de l'ensemble des bactéries intestinales de l’individu dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. En effet, le nombre de ces maladies telles que la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse s’accroît depuis ces dernières années, en particulier chez les personnes de 20 à 30 ans et chez les adolescents. En Europe, 2.2 millions de personnes sont affectées par les maladies inflammatoires intestinales. Malgré une évolution clinique et une recherche intensive, les causes sont encore mal connues. Il a été clairement établi que ce sont des maladies multifactorielles impliquant des facteurs génétiques, bactériens et environnementaux. Les patients atteints de ces pathologies sont caractérisés également par un déséquilibre intestinal. L’utilisation des traitements actuels ne permet pas de guérir de ces maladies et certains patients deviennent résistants aux traitements actuellement sur le marché. Les travaux envisagés comprennent; l’évaluation de nouvelles molécules, l’évaluation des conditions nutritionnelles, l'apport de fibres alimentaires, vitamines ou minéraux, seuls ou en combinaison, tous considérés comme sans danger. Ces évaluations pourront être réalisées dans des modèles d'inflammation intestinale qui feront l'objet de procédures et qui seront choisies en fonction de leur pertinence pour le mécanisme d'action ciblé par la molécule à tester.
Bénéfices attendus
Ce projet et les composés identifiés pourraient ouvrir la voie à des traitements encore plus adaptés et plus personnalisés des maladies digestives. A terme, nous souhaitons proposer de nouvelles options thérapeutiques pour les maladies digestives qui sont des maladies de plus en plus présentes.
Procédures
Les inductions des colites se feront par differents modes d'administration en fonction des procédures : soit une seule administration par voie orale, intraréctale ou intra-péritonéale. Aucun prélèvement sur animal vigile ne sera effectué et il n'y aura aucune procédure chirurgicale. Les prélèvements sur les animaux se feront uniquement post mortem.
Impact sur les animaux
Du fait de l'administraion aigüe ou chronique de produits induisant une colite, les animaux vont développer des signes de douleurs (perte de poids, prostration). Ces signes seront surveillés pour chaque expérimentation. Les types d'administration (intraréctale, gavage, injection) sont susceptibles également de créer une douleur légère. Ces paramètres seront surveillés en observant l'animal quotidiennemnt dans sa cage.
Devenir
A l'issue de la procedure tous les animaux seront mis à mort selons les réglementations en vigueur afin de prélever les organes d’intérêt
Remplacement
Les interactions entre le microbiote, la barrière intestinale et le système immunitaire sont indispensables pour l’étude des mécanismes infectieux et inflammatoires. L’étude des interactions de nouveaux médicaments ainsi que leur efficacité et l’absence d’effets secondaires implique de disposer d’un modèle mimant au mieux l’écosystème intestinal humain, tenant compte des différences d’absorption, de biodisponibilité et de composition des microbiotes et de l’état inflammatoire induit par la colite et également de modèles mimant spécifiquement la maladie ciblée ainsi que les lésions ou symptômes associés. Bien que des sélections et modélisations in vitro se réalisent en amont, le modèle rongeur reproduit la physiologie des muqueuses digestives humaines pour analyser la dissémination des produits dans les organes cibles, les processus de biotransformation et de détoxification de l’hôte, avec sa composante métabolique et immunitaire, pertinents pour étendre les conclusions à l’Homme. Nos procédures expérimentales ont un caractère de stricte necessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres modèles expérimentaux n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'informations.
Réduction
Dans le respect des règles des 3R, le nombre minimum d'animaux sera utilisé pour garantir une analyse statistique correcte prenant également en compte la variabilité de l'expression des gènes. Les paramètres mesurés seront analysés par des tests non-paramétriques pour petits échantillons (tests de Kruskal Wallis, Wilcoxon, Mann-Whitney, et corrélation de Spearman). Le nombre d’animaux par groupe est de n = 10, qui est calculé sur la base de la puissance statistique des tests utilisés (intégrant la dispersion des valeurs individuelles, déterminés auprès de la littérature et suite à des expériences pilotes). Afin de pouvoir conclure à l'efficacité du traitement, ce protocole n'est mis en place qu'avec des molécules qui ont été validées sur des études in vitro précédentes.
Raffinement
Toutes les procédures induisant une douleur seront réalisées sous anesthésie (intraréctales, intraveineuses etc) durant toute la procédure expérimentale afin de maîtriser et limiter la douleur et la souffrance des animaux. Les animaux seront sous surveillance rapprochée pendant toute la durée de l'étude. Les animaux trouvés dans des conditions moribondes ainsi que les animaux montrant une douleur sévère et montrant des signes de détresse seront mis à mort. Les points limites sont définis selon les Directives de l'OCDE (document ENV/JM/MONO(2000)7) et incluent notamment : perte de poids supérieure ou égale à 20% par rapport au poids initial, une hypothermie, une absence prolongée de réponse volontaire à un stimulus externe comme le bruit, des problèmes ambulatoires empêchant l'animal d'accéder à la nourriture ou à l'eau, difficulté à respirer, automutilation, blessure ou plaie de la plaie etc. Un tableau de suivi a été mis en place en adaptant les points limites au seuil le plus bas. Si les signes persistent au bout de 24H, l'animal sera sorti de la procédure et mis à mort. Afin de réduire le stress des animaux, leur milieu sera enrich avec du matériel de nidification afin qu'ils puissent se cacher et ronger. La sociabilisation avec l'expérimentateur sera plus importante pour les animaux isolés dans leur cage. Les procédures seront réalisées dans une zone calme, différente de la pièce d'hébergement. Pour limiter le stress et l'angoisse des animaux, ils seront manipulés avec délicatesse et sociabilisés (habitués à l'expérimentateur) avant le début de l'étude. L'objectif est de préserver le bien-être des animaux; la satisfaction de leurs besoins physiologiques et comportementaux permettra d'éviter tout biais sur les résultats des expérimentations.
Choix des espèces
La souris et le rat représentent les modèles les plus accessibles et les plus pertinents pour modéliser la physiologie digestive des vertébrés supérieurs à sang chaud; en particulier, le système immunitaire complexe et la diversité des microbiotes sont relativement proches. De plus les modèles de colite sont validés dans ces espèces. Le choix de l'espèce rat ou souris dépendra de l'efficacité de la molécule dans une espèce donnée. En effet, si celle-ci s'avère efficace elle pourra être éventuellement testée dans l'autre espèce afin de montrer une efficacité espèce dépendante. Les animaux seront commandés en fonction de leur poids entre 22 - 25g soit environ 10 semaines. Nous avons besoin d'animaux adultes avec un poids assez élevé contenu de la perte de poids qui sera engendrée par l'induction des colites.
Etude multi-échelle à court, moyen et long terme de la maltraitance infantile chez des modèles murins
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Secoués quinze secondes, laissés sept jours dans un environnement appauvri ou séparés de leur mère trois heures par jour pendant deux semaines, des souriceaux sont utilisés pour reproduire trois formes de maltraitance infantile. Ils seront 2 464 en tout, dont 1 989 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 419 d'un niveau léger et 56 d'un niveau modéré. Le porteur annonce chez les nouveau-nés une baisse temporaire de la température corporelle et un retard du développement psychomoteur, chez les adultes un stress social important, puis prélève systématiquement le sang et le cerveau des animaux expérimentaux. 475 souris échappent à la mise à mort, les visiteuses des tests d'interaction sociale ainsi que les mères et les pères, gardées vivantes pour d'autres projets, l'avis du vétérinaire étant sollicité pour celles qui ont subi l'agressivité de congénères.
Objectifs
Les violences faites aux enfants et adolescents sont un fléau sanitaire et sociétal mondial. Un quart des adultes déclarent en avoir été victime mais une minorité d’entre eux est repérée suffisamment précocement pour éviter les conséquences « vie entière » somatiques et neuropsychiatriques de ces violences et leur impact socio-économique majeur. Les violences faites aux enfants et adolescents sont définies par l’OMS comme « toutes les formes de mauvais traitements physiques […] de négligences ou d’exploitation, entraînant un préjudice réel ou potentiel pour la santé de l’enfant, sa survie, son développement […] ». Dans les pays à économie développée, on estime la fréquence des maltraitances physiques de 4 à 16% chez les mineurs et de1 à 15% pour la négligence (et carence de soins). Pour les enfants survivants aux violences physiques du syndrome du bébé secoué, les conséquences à long terme sont majeures sur le plan neurologique et développemental (périmètre crânien diminué, épilepsie, déficiences motrices visuelles intellectuelles, trouble du langage, et anomalies comportementales). Pour les enfants victimes de négligence physique et carence de soins les conséquences sont les plus graves pour leur développement cognitif et l’insertion sociale. Dans ce projet, nous étudierons les effets spécifiques et communs de différents aspects de la maltraitance chez le souriceau par l’utilisation d’un modèle du syndrome du bébé secoué et deux modèles de négligence. Des analyses multi-échelles seront réalisées à différents temps de la maturation du cerveau : enfance, adolescence et adultes. Nous établirons 1) un profil comportemental individuel sur plusieurs composantes émotionnelle, sociale et cognitive ; 2) Les effets au niveau moléculaire de ces maltraitances seront également étudiés afin de permettre un futur transfert chez l’humain. Les analyses seront ciblées sur les marqueurs moléculaires de deux axes identifiés chez l’humain comme perturbés après exposition à des maltraitances dans l’enfance : la neuroinflammation et la production d’hormones. Les études protéiques et génétiques seront réalisées dans le sang périphérique et le cerveau des animaux à trois âges ; 3) Enfin des approches thérapeutiques comportementales (précoces et tardives) permettant de contrecarrer les effets de la maltraitance, seront entreprises.
Bénéfices attendus
Les maltraitances faites aux enfants et aux adolescents impactent un ensemble de comportements essentiels pour la santé mentale et sociale des individus, pour le reste de leur vie. Les maltraitances majorent la propension à développer des pathologies psychiatriques, aux symptômes plus sévères et de façon plus précoce. Le but de ce projet, qui s’intègre dans un projet de recherche plus large avec des volets cliniques, est de produire des connaissances nouvelles pour identifier les moments clés du développement lors desquels la mise en place de thérapies comportementales et/ou biologiques auraient le plus d’impact sur la réduction des conséquences dramatiques des violences faites aux enfants et adolescents. Le but sera aussi d’identifier si les effets sont liés au genre, ce qui semble être le cas chez l’humain sans en connaitre les mécanismes. Les maltraitances affectent le fonctionnement du cerveau, en particulier la détection des menaces, la régulation des émotions et la motivation. Mais on ne sait pas si ces altérations reflètent les effets toxiques des stress au début de la vie, ou des modifications adaptatives. Les facteurs protecteurs du fonctionnement du cerveau, restent à identifier, de même que les types de traitements réduisant, voir annulant les effets de la maltraitance. Il est nécessaire de mieux comprendre les conséquences psycho-biologiques des maltraitances chez les victimes au cours du développement du cerveau, et de préciser les mécanismes avec des modèles animaux. Le but de ce projet est d’étudier les liens entre types de maltraitances et leurs impacts spécifiques sur la maturation du cerveau selon les sexes et au niveau comportemental et biologique. Ce projet permettra d’identifier pour la première fois, pour chaque type de maltraitance modélisée et par comparaison des types de maltraitance, les mécanismes et la cinétique du 1) traumatisme crânien du syndrome du bébé secoué, 2) de la négligence physique et 3) de la négligence par manque de soins à l’échelle génique, moléculaire et comportementale au cours de la vie des individus. Le but de ce projet est de permettre l’identification spécifique à chaque modèle, de la période la plus propice au traitement de ces individus. Il permettra de préparer des interventions de prévention secondaires adaptées et correctrices.
Procédures
Dans le cadre du modèle du syndrome du "bébé secoué". La procédure de secouement dure 15 secondes maximum (1 seule fois). Dans le cadre du modèle de "négligence physique". L’appauvrissement de l’environnement de vie dure 7 jours. Dans le cadre du modèle de "négligence et séparation maternelle". La séparation maternelle quotidienne est de 3h, sur 7 à 14 jours consécutifs. La prise de sang des animaux à l’âge juvénile et adolescent dure 1 minute maximum. L’implantation sous anesthésie d’une puce d’identification RFID dure 20 secondes
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sur les animaux adultes sont : 1) un stress social important bien que temporaire chez les animaux expérimentaux et 2) en fonction des conditions expérimentales, un stress modéré temporaire d’un sous-groupe de mère. Chez les nouveau-nés et juvéniles, toujours en fonction des conditions expérimentales, on peut prévoir une légère baisse temporaire de la température corporelle et un retard dans le développement psychomoteur.
Devenir
A la fin de toutes les procédures, pour tous les animaux expérimentaux le sang et le cerveau des animaux seront systématiquement prélevés pour l’analyse moléculaire et génétique des facteurs biologiques modifiés par les maltraitances infantiles et responsables des altérations comportementales observées. C’est également grâce à l’identification de ces marqueurs biologiques que nous pourrons confirmer le rôle bénéfique de notre procédure de remédiation sur les effets de la maltraitance. L’identification de ces facteurs biologiques permettra d’identifier des cibles thérapeutiques potentielles pour la remédiation des effets dramatiques de ces violences chez l’homme. Toutes les souris visiteuse, ainsi que les mères et pères seront gardés en vie pour une possible utilisation dans d’autres projets. S’il les souris visiteuses ont subi de l’agressivité de la part de congénère, l’avis du vétérinaire référent sera sollicité. Dans le cas des mères de la procédure 2, l'avis du vétérinaire référent sera sollicité pour évaluer si elles peuvent être réutilisées ou non.
Remplacement
Les objectifs de ce projet étant d’étudier le rôle de différents modèles de maltraitance sur les comportements des animaux et l’expression de processus biologiques complexes périphériques et centraux, nous devons pouvoir observer et analyser ces comportements et ces mécanismes systémiques chez des animaux vivants et se comportant. Nos travaux de recherche ne peuvent donc pas se faire à l’aide d’autres types de procédures expérimentales (simulations informatiques ou cultures cellulaires par exemple).
Réduction
La réduction des animaux est faite par le suivi des mêmes animaux de l’âge juvénile à l'adolescence et de l’âge juvénile à l'âge adulte, pour éviter d'avoir trop d'animaux. Le nombre d’animaux est choisi pour tenir compte des difficultés inhérentes des modèles, à la durée totale d’expérimentation pour chaque individu et de prendre en compte la variabilité inter-individuelle. Les différentes procédures expérimentales ont ainsi été pensées et élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement puissants. Les lots de mise en place (pilote) permettront de sélectionner les meilleures conditions de test et si le premier lot est validé, le second lot ne sera pas utilisé, si aucun des lots n’est concluant la procédure sera stoppée, ce qui contribue à diminuer le nombre d’animaux. Pour réduire le nombre d’animaux visiteurs nécessaires pour nos tests d’interaction sociale, nous passerons plusieurs fois le même animal en tant que visiteur.
Raffinement
L’implantation sous-cutanée de puce RFID (sous anesthésie générale) prend 20 secondes environ. Un suivi post-opératoire sera réalisé. Une analgésie pourra être utilisée en fonction des signes de douleurs. Pendant et après la phase de maltraitance on surveillera l’état général des souriceaux dans et hors du nid à l’aide de documents adaptés au soin des nouveau-nés. Ils permettent d’observer les souriceaux dans la portée avec un minimum de manipulation de la part de l’expérimentateur. Pour limiter le stress des animaux, le(s) même(s) expérimentateur(s) habitueront les animaux à leur présence et à leur manipulation dès la naissance. Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité, par du personnel qualifié, pendant les interventions et en dehors pour assurer un bien-être optimal durant toute l’étude. Les animaux isolés socialement bénéficieront des conditions d’enrichissement standard. Les animaux en restriction alimentaire seront suivis attentivement. Dès que l’isolement ou la restriction alimentaire n’est plus nécessaire les animaux sont remis en groupes et l’accès à la nourriture ad libidum. La collecte des fèces des animaux et l’analyse des métabolites présents dans ces fèces sera évaluée comme méthode alternative à la prise de sang à l’âge juvénile et adolescent.
Choix des espèces
Le choix de la souris est dû au fait que la souris est un mammifère social dont les capacités cognitives, affectives et sociales sont adaptées aux questions posées dans le projet. Le choix de la souris est pertinent d’un point de vue scientifique en termes de reproductibilité, des connaissances biologiques de l’espèce et du temps de reproduction. Les modèles de maltraitance utilisés seront implémentés entre 2 et 14j de vie, ce qui correspond à la petite enfance chez l’humain. Nous étudierons les interactions entre le fonctionnement cérébral en développement et trois modèles de maltraitance ainsi que sur le développement de l’axe du stress. Pour cela il est nécessaire d’utiliser une espèce animale qui présente un système nerveux central proche de celui de l’homme. La souris remplit très bien cette condition. Notre projet vise à investiguer les effets comportementaux et biologiques spécifiques de différents modèles murins de maltraitance, à plusieurs périodes sensibles de la maturation du cerveau, chez des animaux juvéniles, adolescents et adultes des deux sexes. Pour chaque modèle la cinétique des effets sera observée à un stade précoce (enfance), puis à moyenne (adolescence) et longue (adulte) distance du traumatisme. Nous utiliserons donc des animaux nouveau-nés (PN inférieur à 15 jours), des adolescents (PN inférieur à 50 J) et des animaux à l’âge adulte (PN supérieur à 70 J) selon les expériences. L’expression adaptée des capacités cognitive, sociales et affectives des individus, dépend largement du fonctionnement de différentes régions cérébrales corticales-sous corticales dont la cinétique de maturation est différente. Nous étudierons les effets de différents types de maltraitance sur la trajectoire de maturation de ces régions cérébrales et la régulation de l’axe HPA et comment ces différences structurelles et moléculaires expliquent les altérations comportementales associées et potentiellement différentes en fonction de l'âge des animaux.
Prévention de la perte musculaire et osseuse liée à la gravité partielle/ à l’inactivité
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Préparer les futures missions lunaires et martiennes : 320 rats vont être utilisés pour cela, 40 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 280 d'un niveau modéré, tous tués à la fin pour prélever os, muscles et tendons. 160 d'entre eux sont suspendus par le train arrière pendant sept jours, 80 subissant ensuite quatre semaines de suspension partielle en harnais intégral, après sept semaines d'entraînement sur tapis roulant et grille d'escalade. Le porteur indique que cette position provoque une perte de poids et des bouchons d'urine et de semen chez les mâles, et prévoit des frottis vaginaux quotidiens chez les femelles ainsi que jusqu'à quinze injections intrapéritonéales. Les retombées annoncées pour les patients alités ou sédentaires restent au conditionnel, quand il qualifie déjà l'utilisation d'animaux non-humains d'étape "obligatoire" et "extrêmement enrichissante" sur le plan scientifique.
Objectifs
Ce projet est centré sur la mise au point et l’étude de moyens concrets de prévention des pertes de capacités physiques induites par une gravité plus petite que celle de la Terre (hypogravité), en vue de préparer les futures missions spatiales Lunaires et Martiennes. Une approche multidisciplinaire permettra, comme pour les expérimentations humaines réalisées par les agences spatiales française et européenne, d’avoir une approche globale du système locomoteur et d’optimiser au mieux les moyens de préventions. Pour mener à bien ce projet, une collaboration avec quatre laboratoires qui apporteront leurs expertises propres sera mise en place (système osseux, nerveux, musculaire et tendineux). L’expérimentation proposée sur le modèle rongeur devra permettre de mettre en place des recommandations pour une étude clinique humaine future et de proposer des hypothèses de travail pour des recherches en lien avec la sédentarité, mais également de mieux caractériser le modèle d’étude d’hypogravité dans différents domaines de la recherche biologique. Enfin, bien que ces expérimentations soient réalisées dans le cadre du domaine spatial, leurs résultats auront un impact important dans le domaine clinique sur Terre, que ce soit en rapport à des patients souffrant d’alitement prolongé, de sédentarité, de vieillissement, ou de diverse maladies chroniques.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet permettront à la fois d’accroitre les connaissances scientifiques en lien avec l’appareil locomoteur (os et muscle) et l’apesanteur (ou inactivité) et l’hypogravité, mais également d’évaluer des mesures concrètes pour en atténuer les effets néfastes en se basant sur de nombreux travaux antérieurs. En effet, l’inactivité est, dans l’espace mais également sur Terre dans le domaine clinique, un réèl problème en matière de santé publique. Ces expérimentations sont de fait à la fois une étape importante pour réaliser les objectifs de demain dans l’exploration spatiale, mais également un axe de recherche primordiale en matière de santé humaine. De même, ces expérimentations se feront sur des rats males et femelles. Ces résultats pourraient donner lieu à des recommandations importantes lors d’immobilisation, de blessure, d’alitement prolongé dans le domaine clinique, ou encore au cours du vieillissement, ainsi que de mettre en lumière des différences physiologiques notables entre les sexes
Procédures
Les animaux expérimentaux seront soumis à des entrainements sportifs sur tapis de course (1 séance de 20-40 minutes tous les deux jours pendant 3 semaines) puis avec un harnais de suspension (1 séance de 20-40 minutes tous les deux jours pendant 4 semaines) ainsi que sur grille d’escalade (1 séance de 15 minutes tous les deux jours pendant 7 semaines). Parmi eux 160 animaux seront aussi suspendus par le train arrière à l’aide d’un harnais pelvien pendant 7 jours. S’en suivra une suspension partielle (hypogravité avec harnais intégral) de 4 semaines pour 80 animaux. Nous ferons des tests de motricité (2 fois 15 min), de force (2-3mn), de comportement d'exploration (20mn) et des IRM (appareil de résonnance magnétique comme en médecine humaine) (2 min) au total 5 fois maximum durant l’étude. Nous effectuerons des prélèvements de quelques gouttes de sang sur animal vigile par ponction à la queue (comme préconisé par les recommandations en éthique animale), toutes les 2 semaines pendant l’étude, soit 5 fois au maximum. Nous effectuerons des frottis vaginaux tous les jours pour les femelles (acte non invasif) ainsi que des injections intrapéritonéales (15 injections au maximum, incluant l’anesthésie) durant l’étude qui dure 11 semaines. Les séquences d'évènements seront les même que décrite plus haut.
Impact sur les animaux
La principale nuisance à laquelle vont être soumis les animaux durant l’expérimentation sera le stress lié à l’activité réduite par le modèle d’apesanteur (suspension du train arrière) qui peut aussi induire sur les premières 48h une perte de poids ainsi que des bouchons d’urine et de semen (pour les animaux mâles) dû à la position. Le modèle d’hypogravité (gravité paritelle) est de même susceptible de provoquer un stress lié à l’équipement (harnais de suspension). Les animaux seront aussi stréssés pendant les IRMs et légèrement fatigués lors de l’entrainement sur tapis roulant, pendant l’entrainement sur grille d’escalade, pendant l’évaluation de la force d’agrippement. Une faible douleur associée à une piqure d’aiguille sera attendue lors des injections intrapéritonéales et des prélèvements sanguins. Un faible stress pour les animaux femelles sera associé au frottis vaginal (acte non invasif).
Devenir
Mis à mort pour prélévements d’organes et analyses détaillées des tissus d'intérêt (système osseux, musculaire et tendineux).
Remplacement
Dans le cadre de ces expérimentations très spécifiques, il n’existe pas d’alternative à l’utilisation d’animaux étant donné l’absence de modèle cellulaire permettant de mimer les effets de l’apesanteur sur le corps entier. De plus, ces expérimentations ne peuvent pas être directement réalisées chez l’homme. L’utilisation d’animaux est donc ici une étape obligatoire mais également extrêmement enrichissante du point de vue scientifique de par les résultats précliniques très précieux qu’elle génère.
Réduction
Ces expérimentations ont été adaptées pour diminuer au maximum le nombre d’animaux utilisés aux moyens de trois axes de réductions. Le premier axe consiste à regrouper les procédures de 4 équipes de recherches lors d’une unique expérimentation animale, réduisant ainsi par 4 le nombre de rats qui aurait été classiquement employé. Cette centralisation permettra également d’obtenir des résultats bien plus fiables et reproductibles. Le deuxième axe consiste à réutiliser les données de différents groupes contrôles permettant là encore de réduire le nombre de rats de manière importante sans affecter la qualité des résultats. Enfin, le troisième axe consiste à réduire le nombre d’animaux par groupe au moyen d’analyses statistiques réalisées préalablement en vue des effets attendus.
Raffinement
Du point de vue du raffinement, les procédures engagées durant l’expérimentation sont les suivantes : Les animaux sont préalablements habitués aux expérimentateurs (contact et jeux quotidiens) ainsi qu’aux tests physiques. Pour la course sur tapis roulant, l’animal est libre de cesser de courir. Pour les différents compléments alimentaires, ceux- ci sont directement intégrées à la nourriture pour éviter toute injection ou gavage. Les procédures de mise en apensanteur utilisant un harnais sont validées et optimisées, et des soins quotidiens sont réalisés pour prévenir toutes complications. Grâce à un système d'axe mobile les animaux peuvent toujours se déplacer à l'aide de leurs pattes dans la cage durant toutes les phases. De plus, les rats sont deux dans une même cage pour éviter l’isolement social. Pour éviter le refroidissement, la température de la pièce sera de 24° et les animaux auront à disposition des copeaux pour réaliser leur nid. Chaque phase de l’étude possède également des points limites et critères d’arrêts stricts en cas d’évènements potentiellement néfaste pour les animaux en ce qui concerne la douleur, le mal-être etc. Les suivis quotidiens des animaux permettront d’identifier d’éventuels signes de souffrance caractérisés par l’état du pelage, le comportement. La vérification quotidienne des poids corporels et consommation de nourriture sera un paramètre intégré à nos protocoles. Aussi, lors des prélèvements sanguins sur animal vigile la queue sera chauffée dans l’eau tiède pour faciliter le prélèvement. De plus, une aiguille fine sera utilisée. Enfin, les animaux sont sédatés avant d’être euthanasiés par anesthésie terminale pour éviter tout stress.
Choix des espèces
Le rat est privilégié pour de nombreuses raisons. Les espèces de rats et souris sont des espèces se rapprochant de l'humain en ce qui concerne le système musculaire et osseux. Les systèmes cellulaires sont similaires chez l'homme et chez le rat bien qu'il existe des différences subtiles entre les deux espèces. Le rat est une espèce qui nous permet de nous rapprocher, génétiquement parlant, de l’Humain. Ces études chez le rat nous permettront de tirer des conclusions qui pourront être étendues chez l'homme. Celles-ci sont par exemple utilisées lors des missions spatiales pour étudier les effets de la microgravité réèlle. De très nombreuses études ont employé ce modèle et témoignent de sa fiabilité. De plus différents protocole de simulation d’apesanteur et d’hypogravité d’ores et déjà été validés et largement employés, permettant également de pouvoir comparer nos résultats à des résultats pré-établis. Enfin, ces expérimentations se feront aussi sur des rats femelles, afin de combler le manque de résultats indéniable dans la littérature sur ce sexe. Les animaux seront utilisés entre 11 et 22 semaines d’âge. L’expérimentation commencera à 13-14 semaines, ce qui marque le point de maturité de croissance musculaire des rats.
Effets des extraits de fruits ou de feuilles du carambolier (Averrhoa carambola) dans l’hypertension artérielle et le syndrome métabolique chez le rat Wistar
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
Une heure trente de mesure de pression artérielle par rat, autant pour le test de tolérance au glucose, à J7, J21, J35 puis J49 : 78 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent chaque jour un gavage d'extraits de feuilles ou de fruits de carambolier, avant d'être anesthésiés puis tués par saignement de l'aorte abdominale pour prélever leurs organes. Le porteur ne mentionne comme nuisances que l'inconfort lié aux complications de l'hypertension ou du syndrome métabolique provoqués et la gêne du gavage. Le choix du rat repose, écrit-il, sur sa "facile prise de poids" sous régime riche et sur la facilité d'induction de l'hypertension, deux atteintes provoquées pour l'occasion.
Objectifs
Une tendance à la hausse des maladies métaboliques a été observée ces dernières années. Au niveau mondial, les maladies cardiovasculaires sont responsables d'environ 17 millions de décès par an, soit près d'un tiers du total des décès dans le monde. Quatre cent vingt cinq millions d'adultes étaient diabétiques en 2017, dont plus de 90 % avaient un diabète sucré de type 2. On estime que 629 millions de personnes seront atteintes de diabète d'ici 2045. Quand à l'hypertension artérielle on estime qu'elle est à l'origine de 7,5 millions de décès, soit environ 12,8 % de l'ensemble des décès annuels dans le monde. Cette étude est faite pour participer à la lutte contre le diabète, maladie métabolique, et l’hypertension artérielle, car leur prise en charge est coûteuse et leurs complications sévères. En effet, Une partie de la prévention de ces maladies peut se faire par la consommation de fruits et de légumes. Parmi les produits d'origine végétale, les feuilles et les fruits du carambolier (Averrhoa carambola) sont très utilisés en médecine traditionnelle brésilienne. Les fruits sont largement consommés pour leurs propriétés gustatives. Ils sont reconnus au Brésil et en Asie pour soigner et prévenir certaines maladies métaboliques. Ce projet vise à évaluer les propriétés préventives et thérapeutiques d'extraits de feuilles ou de fruits dans un modèle d'hypertension artérielle et un modèle de syndrome métabolique chez le rat.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de développer une nouvelle stratégie thérapeutique afin de limiter et/ou prévenir certaines maladies cardiovasculaires ou métaboliques telles que l’hypertention artérielle et le syndrome métabolique, notamment dans les pays africains où le carambolier est disponible. Ce projet pourrait également donner l'opportunité de mieux comprendre les mécanismes d’action des molécules responsables des effets antihypertensifs et antihyperglycémiques des extraits étudiés. De plus, il pourrait mettre en lumière de nouveaux bénéfices de l'utilisation de la A. carambola dans l’alimentation humaine.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions. Un gavage oral avec une sonde souple sera réalisé (30sec) sur tous les animaux (1 fois/jour). La mesure de la pression artérielle pour 6 groupes sur 9 (1h30 par rat). Le test de tolérance au glucose (1h30 par rat), le prélèvement de sang (10 minutes) et la prise de poids (1 minute) pour 9 groupes sur 9. Tous ces actes seront effectués à J7, J21, J35 (et J49 jours seulement pour le modèle de maladie métabolique). Les animaux seront également soumis à des prélèvements d'organes (en fin d'expérimentation) après leur anesthésie puis euthanasie par exsanguination au niveau de l'aorte abdominale. Ces interventions concernent les 78 animaux sur la durée totale de traitement.
Impact sur les animaux
Complications générées par l’hypertension artérielle ou le syndrome métabolique avec inconfort. Une gêne peut être produite par le gavage oral avec une sonde souple.
Devenir
Tous les animaux des lots étudiés sont concernés par l’euthanasie.
Remplacement
Le remplacement des animaux n’est pas possible pour répondre aux questions du présent projet en raison de l’absence de méthodes alternatives (in silico ou in vitro) pour explorer un développement naturel du syndrome métabolique et de l’hypertension et des potentiels effets bénéfiques du traitement.
Réduction
De manière à respecter la règle de réduction, le nombre d’animaux par groupe a été réduit au minimum permettant d’anticiper les différences interindividuelles. Le nombre total de rats utilisés dans le projet est 78 et se repartit comme suit : Pour ce qui concerne l’activité antihypertensive (procédure 2), le nombre de 10 rats par groupe est nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats reproductibles et exploitables et réaliser une analyse statistique. Le nombre d'animaux a été calculé en prenant l'estimation de la variation de la pression artérielle avec ou sans traitement et donne 10 animaux par groupe expérimental. Pour ce qui concerne l’effet systémique (procédure 1) et la procédure sur le modèle de syndrome métabolique (procédure 3), le nombre de 8 rats par groupe est nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats reproductibles et exploitables et réaliser une analyse statistique. Le nombre d'animaux a été calculé en prenant l'estimation de la variation du poids de l'animal et donne 8 animaux par groupe expérimental.
Raffinement
- Un hébergement qui respecte les recommandations en vigueur, une animalerie contrôlée (température, hygrométrie) et un enrichissement des cages (des tunnels, des morceaux de bois, des fisures de papier Kraft pour occuper chaque individu dans la cage). - Manipulation douce régulière des animaux pour habituation à l'expérimentateur. - Le gavage est réalisé à l'aide d'une sonde souple. - Un suivi régulier des animaux par le personnel animalier (observation quotidienne de l’état général et du comportement, pesées hebdomadaires). - Définition des points limites utilisation d'une grille de scoring de la souffrance et/ou de la douleur chez tous les animaux soumis aux différents traitements prévus dans le projet. Optimisation des protocoles expérimentaux pour chaque procédure afin d’obtenir le maximum d’informations et ainsi une meilleure analyse et pertinence des résultats obtenus.
Choix des espèces
Ne pouvant étudier les effets des extraits de carambole dans un système de culture cellulaire, les animaux rongeurs sont un bon modèle pour l'étude des mécanismes impliqués dans l'obésité par leur facile prise de poids lorsqu'ils sont soumis à un régime riche et l’hypertension par son induction facile. L’utilisation de ce modèle animal permettra aussi d’étudier la capacité de nos produits testés à prévenir le développement des problèmes métaboliques et cardiovasculaires. Les animaux sont utilisés à l’âge de 6-7 semaines. Ces animaux sont des jeunes adultes, stade optimal pour étudier l'impact de nos traitements sur les régimes apportés.
Etude comparée de la qualité alimentaire des protéines d’insectes (Ténébrion meunier) à celles de pois et de la caséine, chez le rat en croissance en situation basale ou entraîné.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
60 rats vont être utilisés, 20 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 40 d'un niveau modéré, tous hébergés seuls pendant les trente-huit jours du protocole. Le porteur écrit que cet isolement affecte le bien-être de ces animaux sociaux en induisant une détresse chronique, que les quarante rats placés quatre jours en cage métabolique à sol grillagé subissent un stress physique supplémentaire, et que l'entraînement quotidien sur tapis roulant de vingt autres se fait sous contrainte. Il s'agit de comparer la qualité nutritionnelle des protéines de ténébrion meunier à celles du pois et de la caséine, en vue de produits destinés aux sportifs ou aux séniors. Tous les rats sont tués à la fin pour analyse de leurs tissus, l'utilisation d'animaux non-humains étant qualifiée d'"absolument nécessaire" faute de pouvoir mener l'essai directement chez l'humain.
Objectifs
Il existe de nombreuses sources alimentaires riches en protéines, en dehors des sources animales. Ainsi, les légumineuses et d’autres denrées alimentaires issues de la transformation de matières végétales sont considérées comme des aliments vecteurs de protéines végétales. Les insectes comestibles suscitent aujourd'hui un intérêt croissant car ils sont considérés comme une nouvelle source prometteuse de production de protéines alimentaires, en raison notamment de leur efficacité dans la conversion protéique, de leur faible empreinte environnementale et de leur abondance. Les insectes sont de ce fait une source émergente et durable de protéines et des entreprises spécialisées commencent à développer des produits à base d’ingrédients protéiques issus d'insectes, comme des barres protéinées pour les individus sportifs. Les insectes sont généralement riches en protéines et peuvent contenir autant, voire plus de protéines que les sources de protéines traditionnellement utilisées. Ces protéines sont considérées comme étant de bonne qualité alimentaire, en raison de leur teneur adaptée en acides aminés indispensables. De plus, l’élevage d’insectes est écologiquement durable car il peut être conduit en utilisant des déchets et sous-produits alimentaires ou agricoles, contribuant ainsi à la réduction du gaspillage. Notre projet s'inscrit dans le vaste cadre du développement de nouvelles sources protéiques adaptées pour l’alimentation humaine, en particulier pour des populations spécifiques comme les sportifs. Nous proposons de comparer la qualité alimentaire des protéines de ver de farine (Tenebrio molitor ou Ténébrion meunier), insecte le plus produit en France parmi les quatre espèces autorisées à la consommation humaine par la Commission Européenne, à celle de la protéine de pois et à celle de la caséine, protéine majoritaire du lait. Notre objectif principal est donc de comparer, chez le rat en croissance ou le rat subissant un entrainement sportif, l’efficacité métabolique de protéines provenant de trois sources différentes : la caséine pour la protéine animale et qui nous sert de référence, les protéines de pois pour celles d'origine végétale, et enfin les protéines d'insectes qui sont notre cible d'étude. Nous souhaitons apporter de nouvelles preuves pré-cliniques montrant que les protéines issues du Ténébrion meunier sont nutritionnellement adaptées au développement de nouveaux produits, tels que des compléments alimentaires pour les individus sportifs.
Bénéfices attendus
En termes de bénéfices attendus, du fait de la composition équilibrée en acides aminés indispensables des protéines de Ténébrion meunier, comparable à celle de protéines animales, nous postulons que le régime à base de protéines de Ténébrion meunier présentera une efficacité métabolique similaire au régime contenant la caséine et régime contenant les protéines de pois en termes de croissance, d’accrétion protéique corporelle et de régulation du métabolisme protéique chez le rat jeune. Nous pensons aussi montrer que l’apport lipidique issu de cet insecte répond aux besoins métaboliques du rat en croissance et permet de maintenir la composition en acides gras des membranes cellulaires. Nous comptons aussi apporter des résultats novateurs sur l’intérêt des protéines (et des lipides) issues du Ténébrion concernant l’efficacité de l’entrainement sur la force et la prise de masse musculaire. En effet, en dehors de leur effet anabolique propre, ces protéines contiennent des acides aminés (leucine, notamment) pouvant activer la synthèse protéique et inhiber la dégradation protéique musculaires, permettant d’obtenir un bilan protéique positif et d’augmenter la masse protéique corporelle au cours de l’entrainement. Dans ce cadre, les critères permettant de qualifier la réussite de notre preuve de concept est le maintien du taux de croissance et de l’accrétion protéique chez le jeune rat et la prise de force et de masse musculaires chez le rat suivant une phase d’entrainement chronique. Au niveau industriel, les données recueillies pourront être utilisées pour entamer une réflexion sur le développement de nouvelles innovations alimentaires que ce soit dans le cadre de l’alimentation générale ou de l’alimentation personnalisée pour les individus sportifs.
Procédures
Les rats seront hébergés en cage individuelle pour contrôler précisément leur consommation pendant toute la durée du protocole depuis leur arrivée à l’animalerie jusqu’à leur mise à mort soit 38 jours au total. Les animaux subiront diverses interventions au cours du protocole. Elles auront pour but de : (1) pour tous les rats, mesurer la composition corporelle sur animal vigile via une technique non invasive peu stressante réalisée 2 fois et d’une durée de 2 minutes à chaque fois. (2) pour tous les rats, mesurer la fonctionnalité musculaire de façon non invasive et sur animal vigile. Cette mesure fait intervenir 3 appareils. Ces mesures seront réalisées sur la base du « volontariat » car il est impossible d’obliger les animaux à réaliser les exercices. L’appareil 1 servira à mesurer la force et sera utilisé 2 fois pour une durée de manipulation de l’animal de 30 secondes à chaque fois. L’appareil 2 permettra d’évaluer l’équilibre et la coordination motrice et sera utilisé 2 fois. La durée dépendra de l’endurance et de la volonté du rat à réaliser l’exercice (5 minutes au maximum). Enfin, l’appareil 3 permettra d’appréhender l’activité ambulatoire totale et ne sera utilisé qu’à la fin du protocole. L’expérience dure 10 minutes et est non stressante. (3) seulement pour les rats non entrainés (groupes CTL, ProtAni, ProtVeg et ProtIns) mesurer la rétention azotée (azote ingérée – azote excrétée) au niveau corps entier. Cette mesure nécessite la récupération de la totalité des fèces et de l’urine produits. Les 40 rats concernés seront hébergés dans une cage métabolique conçue pour permettre cette récupération. La durée du passage sera réduite au maximum (4 jours au total) sans compromettre les résultats du projet. (4) pour les rats entrainés, mesure de l'effet des protéines de ténébrion sur l'entrainement. Pour cela les 20 rats concernés seront entrainés, après un période d'adaptation d'une semaine, sur tapis roulant à raison de 45 minutes par jour et 5 jours/semaine pendant quatre semaines. La vitesse sera incrémentée de 2m/min par semaine pour aller de 10 m/min à 16 m/min). (5) pour tous les rats, mesure de la synthèse protéique dans les muscles squelettiques en fin de protocole. Après avoir été mis à jeun la veille, les 60 rats subiront, le matin, une injection permettant de mesurer la synthèse protéique 50 minutes avant l’euthanasie. Tous les rats seront ensuite mis à mort sous anesthésie générale gazeuse.
Impact sur les animaux
Dès leur arrivée à l’animalerie et durant toute la durée du protocole expérimental, tous les rats (60) seront hébergés en cage individuelle. Cet isolement affectera le bien-être de ces animaux sociaux en induisant une détresse chronique. Les 4 groupes de rats (40 rats) qui séjourneront en cage métabolique pendant les 4 derniers jours du protocole seront soumis à un stress physique et une détresse supplémentaire par rapport à l’hébergement en cage individuelle. En effet, la taille des cages métaboliques est réduite comparativement aux cages d’hébergement standard. De plus, le sol est composé d’une grille qui affecte le bien-être des animaux. Pour les 2 groupes de rats (20 rats) qui suivront un entrainement progressif sur tapis roulant, cet exercice quotidien (5 jours par semaine) peut créer un stress physique et une détresse car effectué sous contrainte.
Devenir
A la fin des 2 procédures, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir réaliser les analyses sur les différents tissus prélevés qui permettront de répondre aux objectifs du projet.
Remplacement
L’utilisation d’animaux, dans ce projet, est absolument nécessaire et ne peut être remplacée par l’utilisation de systèmes de culture cellulaire ne permettant pas de mesurer simultanément la digestibilité des différentes sources de protéines, l’évolution de la fonctionnalité musculaire, de la performance et de la mobilité, le métabolisme protéique musculaire, le statut inflammatoire circulant et l'effet de l'entrainement. En l’état, ce projet ne peut pas non plus être mené directement chez l’Homme. Il n'y a pas actuellement de produit à base de ténébrions sur le marché utilisable en l'état pour mener un protocole sur l'Homme. En revanche, à terme, les résultats issus de notre étude pourraient motiver des entreprises agro-alimentaires pour la production de produits destinés aux sportifs ou aux séniors. Il est à noter qu’avant de réaliser les régimes fournis ensuite aux animaux les farines ou isolats protéiques seront analysés d’un point de vue nutritionnel et microbiologique garantissant leur innocuité.
Réduction
Les résultats d’études antérieures menées sur des rats nourris avec des farines produites à partir de protéines de pois ont permis de réduire le nombre d’animaux utilisés à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Le nombre total de rats nécessaires à la réalisation de ce projet est de 60. Pour analyser les résultats des différents paramètres mesurés, nous utiliserons plusieurs tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les conditions d’élevage, d’hébergement, de soin et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour éviter et réduire au maximum toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable que pourraient ressentir les animaux. Les rats seront hébergés individuellement dans des cages Type 3 (425mm x 266mm, soit 1130cm2, et 185mm de hauteur sous grille). Tous les animaux auront un accès illimité à leur régime et à l’eau de boisson. Quotidiennement, l’animalier observera le comportement général de chaque rat, son apparence et contrôlera la présence d’eau et de nourriture. Hebdomadairement, les animaux seront pesés et un contrôle de consommation sera réalisé. L’état général de l’animal sera noté sur le cahier de suivi et l’expérimentateur sera informé de toutes observations anormales. Si un animal présente 3 points limites notables ou 1 point sévère, il sera pris une décision afin de limiter la douleur à son maximum. Les points limites et l’arbre de décision adapté à cette étude sont présentés en annexes 1 et 2.
Choix des espèces
Les animaux utilisés sont des rats Wistar âgés de 4 semaines au début de la mise sous régime car ces animaux présentent un métabolisme très proche de celui de l'Homme tout particulièrement au niveau de notre métabolisme cible, le métabolisme protéique. C’est pourquoi le choix de cette espèce est préconisée par l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) pour évaluer l’efficacité nutritionnelle d’un régime. Ce modèle est bien connu du laboratoire et de récentes études menées au sein de l’équipe de recherche l’ont utilisé. L’étude vise à évaluer l’efficacité alimentaire et de caractériser l’effet d’un régime à base de protéines d'insecte sur le métabolisme protéique musculaire chez le rat en croissance, sans ou avec entrainement physique. Les animaux seront donc âgés de 4 semaines et seront de poids homogène (environ 300g) au début du protocole. Ils seront âgés de 9-10 semaine à la fin de l’étude en tenant compte des 10 jours d’acclimatation.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
1 300 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun hébergé seul en cage pour mesurer précisément ce qu'il mange, avec jusqu'à douze prises de sang hebdomadaires, une injection d'hormone et trois tests de comportement. La réduction des apports en protéines pendant deux à douze semaines doit déclencher une augmentation de la prise alimentaire de 20 à 30 % et un risque d'augmentation de la masse grasse, les tests s'accompagnant de mises à jeun de quinze heures et de privations d'eau de six heures. Tous sont tués à la fin pour prélever le sang, les tissus et les organes. Le porteur affirme qu'il est nécessaire d'étudier d'abord chez le rat les conséquences du rééquilibrage vers les protéines végétales, transition dont les motifs sont, chez l'humain, environnementaux et sanitaires.
Objectifs
La réduction de la consommation de protéines peut entraîner une appétence accrue pour les protéines et une hyperphagie de compensation (c’est-à-dire une augmentation de la consommation d’aliment de 20 à 30% par rapport à la consommation habituelle), observées chez l’animal et suggérée chez l’Humain. Ces conséquences traduisent une forme d’insatisfaction vis-à-vis de l’ingéré protéique qu’il est nécessaire de mieux caractériser pour définir le risque obésogène associé (risque d’augmentation des masses graisseuses dans l’organisme). Les précédentes études de l’équipe ont montré que le comportement alimentaire en réponse à la diminution des apports protéiques varie selon les individus, et que l’hyperphagie pourrait être modulée par les caractéristiques de la ration protéique, plus particulièrement par la qualité des sources protéiques et leur fréquence de consommation. Les objectifs du projet sont : 1) de mieux caractériser le risque d’hyperphagie en réponse à une réduction des apports en protéines, en fonction de la nature des apports en protéines (sources animales/alternatives) et des sensibilités individuelles. 2) de caractériser l’influence de la qualité des sources de protéines (composition en acides aminés indispensables, AAI et acides aminés non indispensables, AANI) et de leur fréquence de consommation (rythme d’apports protéiques sur une semaine) sur l’hyperphagie et le risque obésogène. Pour mieux comprendre ces effets sur la consommation alimentaire, nous étudierons les activités des neurones et des cellules gliales (autres cellules du cerveau) qui peuvent intervenir dans les régions du cerveau générant la faim et la satiété, pour déclencher cette adaptation à la réduction des apports en protéines. Les résultats contribueront 1) à la définition d’une teneur minimale en protéines dans le régime pour prévenir le risque hyperphagique et 2) à la définition du profil en AAI/AANI optimal pour les sources protéiques alternatives à la viande.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de faire progresser les connaissances scientifiques sur la physiologie et le comportement associés à la prise alimentaire chez le rat. Aujourd’hui, la réduction de la consommation de protéines animales et un rééquilibrage en faveur des protéines végétales sont des messages largement diffusés pour des raisons environnementales et de santé. Les sociétés occidentales sont ainsi au début d’une réorientation des préférences alimentaires. Toutes les conséquences de ces réorientations ne sont pas élucidées notamment d’un point de vue de la physiologie et du comportement alimentaire. Il est donc nécessaire de les étudier en amont sur un modèle d’étude, le rat, dont la physiologie et le comportement alimentaire en relation avec la consommation des protéines est proche de l’Humain. En étudiant l’impact des apports protéiques chez le rat, ce projet permettra de fournir des données expérimentales solides pour anticiper les conséquences d’une transition alimentaire chez l’Humain et contribuer à l’établissement des recommandations pour la santé humaine notamment en termes de qualité et quantité des protéines ingérées.
Procédures
Seuls 2 types d'interventions seront réalisés sur animal vigile (1300 rats au maximum) : les injections d’hormones (réalisées chacune en moins de 30 secondes, au maximum 1 par procédure et par rat) et les prises de sang (maximum 1 par semaine, durant 4 à 12 semaines, et par rat, d’une durée généralement inférieure à 2 minutes, et au maximum inférieure à 5 minutes) seront réalisées par un manipulateur expérimenté pour cet acte technique. Des tests comportementaux permettant d'évaluer l'activité locomotrice, l'état émotionnel et les capacités mnésiques et cognitives seront réalisés pour chaque rat (maximum 3 tests par rat, d’une durée maximale de 15 minutes par test).
Impact sur les animaux
L’hébergement en cages individuelles pour les mesures de consommation (aliments et boisson en libre accès) peut induire un stress modéré. La réduction des apports en protéines pendant 2 à 12 semaines induit une nuisance légère (induction d'une augmentation de la consommation d'aliments de 20 à 30% par rapport à la consommation habituelle pour compenser la baisse des apports en protéines, associée à un risque d'augmentation de la masse grasse de l'organisme). La mise à jeun (15h maximum) et la privation d’eau (6h maximum) lors de tests de préférence alimentaire et de choix de biberon, peuvent représenter un stress léger pour les rats. Les tests comportementaux représentent un stress léger, dû à la nouveauté de l’environnement et à l’éclairage vif qui fait partie du principe de ces tests. La prise de de sang peut provoquer un stress modéré lié à la contention et une petite douleur de courte durée. Les injections provoquent un stress modéré et une petite douleur mais de courte durée.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation pour la collecte de sang et des différents tissus et organes.
Remplacement
Les mécanismes du contrôle de la prise alimentaire chez les mammifères reposent sur l'interaction entre circuits nerveux et hormonaux. La contribution du microbiote intestinal (les populations de microbes qui vivent en symbiose avec l’humain ou l’animal dans son intestin) à ces interactions neurones-hormones a été suggérée. A ce jour il n’existe pas de modèle in vitro (culture cellulaire, culture d’organe) ou in silico (modélisation par calculs à partir de données sur ordinateur) incluant l’ensemble des acteurs du contrôle de la prise alimentaire : les neurones, les hormones, les organes régulateurs (foie) et le microbiote. Chez l’animal vivant, le dialogue entre ces différents partenaires est présent, c’est pourquoi nous utilisons le modèle rat in vivo.
Réduction
Nous avons estimé l'effectif minimal requis pour observer un effet régime avec un test statistique. Pour cela, nous avons extrait la taille de l'effet régime sur différentes variables d'une précédente étude, puis nous avons estimé l'effectif minimal requis. Ainsi, 10 animaux par groupe et par sexe est le nombre minimal de rats pour pallier à la variabilité interindividuelle tout en préservant une puissance statistique correcte.
Raffinement
A leur arrivée dans l’animalerie, les rats ont une période d’habituation de 7 jours à leur nouvel environnement. Le bien-être animal sera pris en compte avec un hébergement enrichi et un suivi quotidien des rats par des agents qualifiés. La manipulation régulière des animaux par les mêmes expérimentateurs pour les mesures du poids et de la prise alimentaire permettra de suivre de manière rapprochée l’état de santé des animaux et de détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement. Pour limiter l'impact de l'hébergement individuel, les rats sont placés dans des cages en plexiglas transparentes qui permettent les interactions visuelles. Les rats demeureront dans la même pièce que leurs congénères, avec lesquels ils restent en contact olfactif, visuel et auditif (vocalises). Afin de limiter encore l’impact de l’isolement, les cages seront enrichies au moyen de tunnels (opaques ou transparents), d’une tasse renversée, de support de gamelle vide. Une rotation des objets d’enrichissement est prévue afin de minimiser l’habituation des animaux à ces objets. Un enrichissement social est également prévu. Les rats seront regroupés par 2 dans des cages collectives durant les week-ends. Ces périodes de regroupement permettront aux animaux d’exprimer leur comportement d’interaction sociale. Les rats seront également habitués progressivement aux changements de conditions expérimentales (lors des tests comportementaux notamment). Les prises de sang seront réalisées par un manipulateur expérimenté. Des aiguilles spécifiques permettant un écoulement plus efficace du sang seront utilisées, ce qui permet de limiter la durée et le stress engendré par les prises de sang. La mise à mort sera réalisée chez des animaux préalablement anesthésiés. Enfin, des points limites seront appliqués, au-delà desquels les animaux seront temporairement ou définitivement sortis des procédures.
Choix des espèces
Le rat est un mammifère dont la physiologie et l’anatomie digestives et le comportement alimentaire (c’est un omnivore), notamment la prise quotidienne en plusieurs repas séparés, sont comparables à ceux de l'Humain. Le rat est un modèle reconnu et utilisé par les laboratoires étudiant les mécanismes régulateurs du comportement alimentaire. C’est chez le rat que l’effet des apports en protéines alimentaires sur la faim et la satiété ont été mis en évidence. Les mécanismes cellulaires cérébraux qui contrôlent les sensations de faim et de satiété ont également été mis en évidence d’abord chez le rongeur et en particulier chez le rat. Les animaux employés sont de jeunes rats de 4 à 6 semaines au début de l’expérience. Cela correspond au sevrage et au stade de prépuberté. A ce stade de développement, les besoins en protéines des rats sont les plus élevés pour assurer leur croissance. Cette période cruciale est donc idéale pour étudier l’impact des apports en protéines et le comportement alimentaire associé. De plus, les populations humaines auxquelles l’équipe s’intéresse, à travers ce modèle animal, sont les adultes jeunes, cible privilégiée en termes de transitions alimentaires et de risque obésogène.
Prélèvement de tissu pour caractérisation génotypique lors d’étude de pathologies neurologiques/neuromusculaires
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Rats : 3125
Issus des élevages d'un institut qui étudie les maladies neurologiques et neuromusculaires, 28 125 souris et 3 125 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun subit un poinçonnage de l'oreille de moins de vingt secondes pour prélever le tissu qui servira au génotypage, 10 % au maximum en subissant un second. Le porteur présente ce tri génétique comme un moyen d'ajuster la production d'animaux au plus juste des besoins des projets de l'institut. 21 874 animaux sont gardés vivants pour être réutilisés ou pour maintenir les lignées, environ 9 375 étant tués parce que leurs caractéristiques génétiques ne correspondent à aucun usage prévu.
Objectifs
Différentes maladies maladies neurologiques, telles que des pathologies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson, ...), psychiatriques (dépression, schizophrénie, …), neuromusculaires (myopathies), ou modèle de régénérescence neuronale sont étudiées dans l'Institut afin de comprendre ces pathologies et de développer des traitements. Pour ces études, des modèles animaux porteurs de modifications génétiques sont utilisés, ainsi que des animaux controles. L'objectif de ce projet est l'identification des modifications génétiques (appelée "génotypage") des animaux issus de nos élevages afin de constituer des groupes homogènes et de taille adaptée pour les études ultérieures, aussi bien pour les animaux controles que pour les animaux modèles des pathologies.
Bénéfices attendus
L'identification des modifications génétiques portées par chaque animal permettra de le placer dans le bon groupe (groupe controle ou groupe présentant la pathologie), et d'adapter les procédures d'élevage au plus juste du besoin des utilisateurs. Les animaux issus de nos élevages seront ainsi caractérisés génétiquement de façon fiable et reproductible, assurant ainsi une utilisation à bon escient des animaux dans les différents projets de l'Institut.
Procédures
Les animaux subiront un petit prélèvement rapide de tissu par poinceau à l'oreille, ou ailleurs si ce n'est pas possible. Il sera réalisé en parallèle de l'identification. Un maximum de 10% des animaux subira un second prélèvement. Chaque prélèvement durera moins de 20 s.
Impact sur les animaux
Le prélèvement pourra induire de la douleur et du stress chez les animaux. Ils seront réduits au maximum en étant réalisés par du personnel formé et qualifié, avec un geste rapide et précis.
Devenir
La majeure partie des animaux seront gardés en vie pour 1- le placement en utilisation continue ou la réutilisation dans une procèdure expérimentale afin de répondre à une autre question scientifique ou 2- assurer le maintien de la lignée et utilisés pour la reproduction. Les animaux dont les caractéristiques génétiques ne leur permet pas d'être placés dans la procédure expérimentale pour laquelle ils ont été produits, ou d'être reutilisés dans une autre procédure, ou d'être utilisés pour le maintien de la lignée seront mis à mort. Du fait de la complexité des caractéristiques génétiques recherchées (animaux porteurs de plusieurs modifications génétiques simultanément), ce nombre est estimé au maximum à 30% des animaux produits, soit 9375.
Remplacement
L'identification des modifications génétiques portées par chaque anaimal utilisé ensuite dans les projets de recherche est une caractéristique propre à chaque animal et ne peut être réalisé que sur les animaux produits pour ces différents projets, cette production étant adaptée au plus juste des besoins de ces projets grace cette identification.
Réduction
La production des animaux sera réalisée pour chaque lignée au plus juste des besoins dans le projet de recherche qui suivra la production, et l'identification des modifications génétiques de chaque animal produit permettra de limiter cette production au nombre précisement requis dans chaque groupe expérimental. Le calcul du nombre d'animaux requis dans chaque procédure est réalisé avec des méthodes statistiques. Des schémas d'accouplement sont mis en place pour limiter la production des animaux, en produisant principalement les animaux utiles. Une conservation sous forme congelée (sperme ou embryons) est réalisée pour les lignées pour lesquelles la production en continue n'est pas nécessaire.
Raffinement
Le prélèvement de tissu, d'une taille très réduite, sera réalisé par du personnel formé, selon une méthode rapide et éprouvée afin de limiter le stress et la douleur chez l'animal. La cicatrisation du point de prélevement sera suivie au cours des jours suivant le prélèvement. En parallèle, des méthodes de prélèvement non invasives seront testées, avant d'envisager ultérieurement leur mise en place en routine, l'analyse sur prélèvement sanguin comme réalisé chez l'homme n'étant pas transposable à la souris ou au rat.
Choix des espèces
Pour la plupart des pathologies étudiées dans l'Institut, des modèles murins ont été développés par modification génétique, et ce sont donc ces modèles murins qui seront utilisés pour leur pertinence avec la pathologie correspondante chez l'homme. Le prélèvement pour l'identification des modifications génétiques sera réalisé principalement entre 7 et 28 jours après la naissance. Toutefois, quelques animaux pourront être prélevés à l'age adulte principalement pour une confirmation des données génétiques, ou à un âge plus précoce que 7 jours s'il est important d'avoir ces informations plus précocement.
Etude des modèles d’ischémie cérébrale retardée après hémorragie sous-arachnoïdienne à l’aide de l’échographie super-résolue
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
Cathéter posé sous anesthésie générale, injections de sang ou d'un agent vasoconstricteur, séances d'imagerie par ultrasons : 198 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue de chaque procédure. Le porteur annonce des douleurs et un mal-être liés à l'inflammation provoquée par ces injections, une gêne au point d'incision et une perte de masse corporelle. Il s'agit de mettre au point une échographie super-résolue capable de détecter tôt le vasospasme après une hémorragie sous-arachnoïdienne chez les patients. Sur l'effectif, il écrit qu'il est difficile de l'estimer avec exactitude et l'évalue à 10 animaux pour valider la technique, sans expliquer comment on arrive aux 198 souris déclarées.
Objectifs
L’hémorragie sous-arachnoïdienne (HSA) correspond à une issue de sang dans les espaces sous-arachnoïdiens du cerveau et figure parmi les premières causes d’admission en réanimation. L’impact socio-économique de cette pathologie est majeur puisqu’elle touche des sujets jeunes dont un tiers des survivants conservent des séquelles neurologiques. Le principal facteur associé à l’importance du handicap post-HSA est la survenue d’une ischémie cérébrale retardée (ICR). Or, à ce jour, en dépit de plusieurs décennies de recherche, aucun diagnostic précoce testée chez l’homme a pu empêcher l’incidence de l’ICR. Nous souhaitons développer et utiliser l’échographie super-résolue pour diagnostiquer l’ICR chez l’homme après une phase de développement chez l’animal. La technique de Microscopie par Localisation Ultrasonore (ULM en anglais) a été inventée en 2010 et a fait l’objet d’une récente revue de la littérature. Cette technique consiste à tracer à l’échelle du micromètre le parcours d’un agent de contraste ultrasonore approuvé en clinique qui consiste en une solution de bulles injectables et restreintes au domaine vasculaire. L’ULM a ainsi pu cartographier la structure vasculaire à l’échelle des pré-capillaires chez l’animal et a aussi été utilisé depuis chez l’homme. L'objectif du projet est de développer un outil d'imagerie par échographie 3D ultra-résolu, qui permettrait d’identifier de manière précoce le vasospasme (un des facteurs impliqués dans l’IRC) ainsi que les troubles de perfusion intracrânienne post-hémorrhagie afin de pouvoir diagnostiquer l’ICR. Cette nouvelle technique sera évaluée dans quatre modèles précliniques différents de HSA (deux de vasospasme avec l’injection d'un agent vasoconstricteur) et deux modèles d'hémorragie sous-arachnoidienne. Le but serait de pouvoir rendre plus accessible et précoce le diagnostic de l’ICR ainsi que permettre la localisation précise de vasospasmes et les troubles de perfusion vasculaires cérébrales grâce à l'imagerie ultrasonore, couplée à une injection d'un agent de contraste non radioactif et biocompatible.
Bénéfices attendus
L'objectif du projet étant de proposer un modèle de détection précoce de troubles de perfusion, vasospasme et ICR par une modalité d'imagerie plus accessible, les bénéfices attendus seraient : - De proposer un agent de contraste peu coûteux, biocompatible, non radioactif et donc avec moins de risques sanitaires et accessibles à plus de patients, qui pourraient être exclus des méthodes d'imagerie habituelles. - De proposer une technique d'imagerie novatrice, qui pourrait être mise à chevet du patient et nécessitant moins d'infrastructures spécifiques, qui pourrait être portable, en plus d'être moins coûteuse et accessible à plus de patients que les méthodes d'imagerie habituelles, comme l’imagerie à resonance magnétique.
Procédures
Les animaux seront soumis à des inductions d'anesthésie gazeuse, à des poses de cathéter sous anesthésie générale, à des injections intraveineuses et des injections d’agent vasoconstricteur ou de sang.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables étant susceptibles d'apparaître chez les animaux seraient : - De mal supporter la concentration de microbulles nécessaires. - Une gêne possible au niveau de l'incision (démangeaison ou douleurs les premiers jours). - Une gêne possible au niveau du site d'insertion du cathéter. -Des douleurs et un mal-être des souris liés à l'inflammation provoqués par les injections d'agent vasoconstricteur ou sang. - Une perte de masse corporelle liée à l'anesthésie générale. - Des douleurs post-opératoires possibles au niveau du point d'incision.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure. Cependant un degré de sévérité a été estimé pour chaque procédure au lieu de les classer toutes en "sans réveil" car les animaux seront amenés à être réveillés au sein des procédures. De plus, il a été choisi de classer les procédures selon un degré de sévérité afin d'adapter le raffinement (analgésie, conditions per-opératoires ...).
Remplacement
Dans ce projet, il n'est pas possible de remplacer le modèle animal, il s'agit d'étudier un modèle in vivo avec tous les mécanismes vasculaires et tissulaires physiopathologiques associés, survenant lors d'une hémorragie sous-arachnoïdienne / vasospasme. L'imagerie de la perfusion vasculaire cérébrale ne peut être réalisée autrement que par un modèle in vivo.
Réduction
Il est difficile d'estimer avec exactitude le nombre d'animaux nécessaires à ce projet. Il n'est pas possible d'avoir une idée de taille d'effet puisque l'on ne comparera pas des réponses à des traitements. Pour la mise au points des modèles de vasospasme, nous avons estimé des concentrations qui semblent être cohérentes avec ce qui est décrit dans la littérature. Pour la partie du projet ou on cherche le diagnostic d’ICR par ULM l'idée sera de valider la robustesse et la reproductibilité de l'agent de contraste et la méthode développé en le comparant à l’imagerie à résonance magnétique et le doppler. Nous estimons le nombre d'animaux nécessaires à 10, afin de valider cette technique malgré les différentes variations possibles liées à la physiologie des animaux.
Raffinement
Les souris sont surveillées quotidiennement par du personnel qualifié. Une attention particulière est accordée à l'état général, l'évolution de la masse corporelle, ainsi qu'au comportement de chaque animal. Les animaux auront le temps de s'acclimater à la nouvelle animalerie après leur réception auprès du fournisseur pendant une semaine, puis seront habitués à la manipulation chaque jour pendant une semaine avant le début du protocole. Cela permettra de limiter le stress lié à l'expérimentateur, et à apprendre aux souris à coopérer. Les souris vivront en groupe dans des cages enrichies (coton, kraft et maisonnette en papier) afin de respecter leur mode de vie. Après chaque anesthésie, les souris bénéficieront de croquettes humides dans une coupelle au sol afin de favoriser la prise de nourriture et l'hydratation. Durant chaque chirurgie, les souris seront analgésiées, et sous anesthésie locale au niveau de l'incision de la peau et de la zone d'insertion du cathéter. Une application d'anesthésiant est également prévue sur les sutures pour éviter les démangeaisons ou les douleurs post-opératoires éventuelles. Un gel oculaire sera appliqué sur les yeux lors de chaque anesthésie afin d'éviter le dessèchement oculaire. Le réveil postopératoire se fera dans une enceinte post opératoire dédiée à cet effet avec une température optimale pour les animaux ne régulant plus leur température corporelle avec de l'eau et de la nourriture, jusqu'à ce que les animaux retrouvent une bonne mobilité. Concernant l'application des points limites, les animaux seront mis à mort immédiatement dans l'une des situations suivantes : - Signes de douleurs indexés sur le Grimace-Scale Souris ; -Absence de réaction ; - Animal inactif dans sa cage ; - Complications chirurgicales inattendues; - Perte de poids; - Ré ouverture de l'incision de la peau.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des pathologies neurovasculaires. L’anatomie et la physiologie de la circulation sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’Homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour permettre la localisation précise de vasospasmes et les troubles de perfusion vasculaires cérébrales. Nous utiliserons des souris adultes en rapport avec l’âge des animaux utilisés dans les études précédentes. Les souris seront de jeunes adultes. Le projet est réalisé avec de jeunes adultes afin de rester cohérent avec l'âge des souris couramment employées lors de protocoles d'étude de hémorrhagie sous-arachnoidienne (qui touche des patients jeunes) et d'optimiser la reproductibilité du protocole. Enfin, les souris ne doivent pas être trop âgées afin de pouvoir réaliser les acquisitions en imagerie ultrasonore. En effet, le crâne s'épaississant avec l'âge, il serait difficile d'imager le tissu cérébral chez des souris trop âgées.
Caractérisation de l’épuisement hématopoîétique dans un modèle de drépanocytose
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Exposées quatre-vingt-dix secondes à des rayons X, greffées avec des cellules sanguines, puis soumises à sept prélèvements de sang sous anesthésie espacés de deux semaines, 26 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur décrit l'irradiation, les transplantations, les prises de sang et l'anesthésie comme des nuisances, et ajoute que les pesées peuvent être source d'angoisse. L'objectif déclaré porte sur les mécanismes des défauts de production des cellules du sang dans la drépanocytose. Les bénéfices annoncés, un "nouvel arsenal thérapeutique" dans un futur proche, relèvent d'un programme plus large, quand la caractérisation du système hématopoïétique de ces 26 souris exige leur mise à mort.
Objectifs
L’objectif de notre étude est l’évaluation des mécanismes cellulaires et moléculaires associés aux défauts d’hématopoïèse et d’érythropoïèse dans le cadre de la drépanocytose.
Bénéfices attendus
Nous espérons que cette étude nous permettra de mieux clarifier les mécanismes physiopathologiques associés à la drépanocytose afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Ce programme s’inscrit dans un projet plus global qui devrait permettre également d’identifier les mécanismes d’action et l’efficacité de candidats médicaments afin d’offrir dans un futur proche un nouvel arsenal thérapeutique dans la prise en charge de la drépanocytose.
Procédures
L’ensemble des animaux subira une exposition à des rayonnement X (90sec), une transplantation de cellules sanguines et une série de 7 prélèvements sanguins sous anesthésie (3min) tous espacés de 2 semaines.
Impact sur les animaux
Les transplantations, l’irradiation, les prélèvements sanguins et l'anesthésie constitueront une nuisance pour les animaux. L'ensemble des manipulations, ainsi que les pesées peuvent être source d'angoisse.
Devenir
Les 26 souris impliquées dans ce projet feront l’objet d’une caractérisation de leur système hématopoïétique qui nécessitera leur mise à mort.
Remplacement
Les nombreux partenaires (cellulaires et moléculaires) des processus dynamiques d’hematopoïèse, et d’éyrthropoïèse nécessitent une approche expérimentale in vivo car il n’existe pas à ce jour de système suffisamment fiable pour mimer cette complexité biologique.
Réduction
En nous appuyant sur un test d'effectif, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet, à savoir de déterminer s’il y a ou pas un épuisement des cellules souches hématopoïétiques dans le contexte pathologique d’une drépanocytose. Ce calcul d’effectif sera réalisé sur la base d’une expérience pilote qui implique elle-même un nombre minimum d'individus déterminé sur la base de données de la littérature. La comparaison des différentes conditions expérimentales se fera par des tests statistiques adaptés à ces petits effectifs.
Raffinement
Le suivi du développement hématopoïétique transplanté se fera par des mesures utilisant un procédé peu invasif à partir de prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie. Afin d’améliorer le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, enrichissement, stabulation en groupe). Les animaux seront hébergés dans des salles dont les paramètres d’ambiance sont contrôlés (température : 20-22°C ; renouvèlement d’air : 15 volumes/heure; éclairage artificiel : 12h jour/12h nuit). Afin de respecter leur instinct grégaire, les souris seront stabulées par petits groupes de 3 à 5 dans des cages dont l’environnement est enrichi à l’aide de copeaux de bois compactés, de coton et de dômes en carton. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par du personnel compétent afin de détecter précocement toute altération du bien-être animal. L’apparition de signes d’inconfort ou d’éventuelle souffrance nous conduira à choisir l’action appropriée (comme par exemple l'apport d'un analgésique) à mener en fonction d’une grille de score du bien-être.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce de la classe des mammifères proches de l’homme pour sa physiologie. Les données bibliographiques démontrent que le modèle murin est le plus adapté pour adresser les questions relatives à l’hématopoïèse, à l’erythropoïèse et à la thrombose. En effet les caractéristiques moléculaires des cellules hématopoïétiques murines sont très semblables aux cellules hématopoïétique humaines. Nous utiliserons des souris de 8-9 semaines qui ont un age compatible avec l’exposition à l’irradiation nécessaire à déplétion hématopoïétique.
Evaluation de l’activité antileishmanienne de molécules ou de formulations sur un modèle murin à Leishmania donovani ou Leishmania infantum
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Hamsters dorés : 60
La mort d'une souris figure parmi les signes de toxicité qui conduiront à réduire la dose lors de l'expérimentation suivante. 2 440 souris et 60 hamsters dorés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Les souris sont infectées par Leishmania par voie intraveineuse et les hamsters par injection intracardiaque, puis gavées ou injectées cinq jours consécutifs avant que leur foie soit prélevé pour compter les parasites. Le porteur qualifie le hamster d'animal de laboratoire "idéal" pour servir de réservoir, ces animaux étant tués pour récupérer dans leur rate de quoi infecter les lots de souris suivants.
Objectifs
La leishmaniose viscérale est une maladie parasitaire en pleine expansion du fait du réchauffement climatique et des mouvements de populations depuis les zones d’endémie. Cette maladie affecte des populations socialement vulnérables et souvent immunodéprimées. Différentes espèces de Leishmania peuvent mener à la leishmaniose viscérale, dont la Leishmania donovani, qui affecte uniquement l'homme et la Leishmania infantum, qui affecte l'homme et le chien, ce qui fait du chien un réservoir de ce parasite pour l'homme. Sa transmission aux mammifères, y compris aux humains, se fait par des insectes infectés, appelés phlébotomes. Une fois introduites chez l’homme, les leishmanies infectent les cellules du système immunitaire du patient, principalement les macrophages. Malgré le grand impact de cette maladie sur la santé publique, les thérapies actuellement existantes présentent des limites majeures, en termes de toxicité et de chimiorésistance. Dans ce contexte, la recherche et développement de nouveaux médicaments est urgente. Pour ce faire, dans le cadre de programmes de recherche, nous évaluerons l’activité de substances pures soit d’origine naturelle, soit de synthèse et qui sont des inhibiteurs de voies métaboliques spécifiques au parasite, ou bien encore des formulations. Après un premier criblage de cytotoxicité et d’activité in vitro, c’est-à-dire, sur les macrophages et sur les parasites en culture cellulaire, seules les substances les plus actives et les moins toxiques seront évaluées sur des modèles de leishmaniose expérimentale chez l’animal. L’objectif étant de découvrir de nouveaux candidats-médicaments contre les leishmanioses humaines et canines, avant de pouvoir accéder aux essais cliniques de phase 1 chez l'Homme, il est nécessaire de démontrer que les substances sélectionnées in vitro sont capables de réduire la charge parasitaire in vivo.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet: - l'identification de candidats – médicaments capables de surmonter les limites des traitements existants, en termes de toxicité et de chimiorésistance.
Procédures
Lors de l’étude de détermination de la dose maximale tolérée certains lots de souris sont soumises à une administration par gavage (voie orale) ou par voie parentérale (intrapéritonéale ou intraveineuse) avec des substances ou des formulations d'intérêt. Les administrations sont effectuées une fois par jour, sur cinq jours consécutifs. En outre, pour la détermination de l'activité antileishmanienne, une seule injection intraveineuse (pour les souris) ou intracardiaque (pour les hamsters) de moins de dix secondes est pratiquée pour l’infection des animaux. Concernant le traitement des souris infectées, les administrations sont effectuées sur cinq jours consécutifs soit par gavage soit par voie intrapéritonéale ou intraveineuse. Les administrations intraveineuses ou intracardiaques sont réalisées sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
La leishmaniose n'est pas douloureuse pour les animaux, mais des effets indésirables, comme la perte de poids, l'apathie ou piloérection peuvent survenir lors de la détermination de la dose maximale tolérée, car certaines molécules peuvent s'avérer toxiques. Pendant le traitement, les animaux peuvent ressentir un inconfort lors de l'administration intraveineuse, qui sera minimisée grâce à l'anesthésie à l'isofurane. Quant à l’administration orale, elle est peu douloureuse par gavage.
Devenir
Les souris infectées sont euthanasiées afin de déterminer la charge parasitaire au niveau de leur foie après un traitement sur cinq jours consécutifs qui démarre une semaine après leur infection. Les hamsters infectés sont euthanasiés afin de récupérer les parasites qui serviront à l’infection des lots de souris et d’autres hamsters.
Remplacement
Les substances d'intérêt sont, dans un premier temps, soumises à un test in vitro de cytotoxicité sur les cellules hôtes des parasites, c'est à dire les macrophages. L'absence de cytotoxicité à la concentration de 100 μM justifie de continuer les expérimentations d'évaluation antileishmanienne sur les modèles de Leishmania donovani ou Leishmania infantum chez la souris. Compte tenu des barrières pharmacologiques rencontrées, ainsi que la métabolisation auxquelles sont soumises les substances à évaluer, il n’existe actuellement pas d’alternative à l’évaluation sur un modèle animal avant de lancer des essais cliniques de phase 1 chez l'Homme.
Réduction
Pour réduire l'utilisation des animaux, nous allons réaliser une étude de la dose maximale tolérée (DMT). Elle sera réalisée sur des lots de 7 souris par dose. Nos études antérieures ont par ailleurs montré que 7 souris est un nombre suffisant pour mettre en évidence des troubles liés aux substances testées. En l’absence de données sur la toxicité, une première évaluation de la DMT sera faite à 100 mg/kg par voie orale ou par voie intrapéritonéale ou intraveineuse sur 5 jours consécutifs. Si des signes de toxicité apparaissent, tels que la mort d'une souris ou des symptômes majeurs, nous réduirons la dose lors d'une nouvelle expérimentation. A chaque expérimentation, une seule dose sera utilisée afin de limiter au maximum le nombre de souris utilisé. Des groupes de 3 hamsters seront utilisés comme réservoir de parasites pour infecter les souris pour les études d'efficacité. Pour l'évaluation de l'activité antileishmanienne, nous utiliserons 8 animaux par groupe, la variabilité des taux d'infection nécessitant ce nombre pour obtenir des résultats statistiquement fiables.
Raffinement
Le bien-être des animaux est un point pour lequel nous attachons une attention particulière pour toutes les études prévues. Les animaux seront hébergés en groupe dans des cages enrichies de coton, et de rouleaux de carton afin de pouvoir constituer de refuges. Un suivi journalier sera également effectué afin de s'assurer de leur état général. En plus, pour minimiser l'inconfort qui peut survenir lors d’une injection intraveineuse, une anesthésie à l’isoflurane sera faite au préalable. Des points limites seront mis en place et strictement appliqués.
Choix des espèces
Pour déterminer la dose maximale tolérée et pour l’étude d’efficacité antileishmanienne les souris seront utilisées, car le modèle souris s'avère un modèle pertinent et reconnu dans la littérature. En autre, le hamster est largement reconnu comme l'animal de laboratoire idéal pour servir de réservoir de parasites. Son utilisation comme réservoir pour infecter les souris est préférable en raison de la grande quantité de parasites obtenue à partir de la rate des hamsters, permettant ainsi d'infecter un nombre important de souris avec une grande efficacité. Les hamsters ont un poids de 80 à 100 grammes et sont âgés de 8 semaines. Les souris ont un poids de 18-20 grammes et sont âgées de 6 à 8 semaines au moment de l’infection.