Rongeurs
Rôle de PAR2 dans la régulation du métabolisme du fer lors d’un stress érythroïde
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
2 266 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales sur animal vigile en contention, une prise de sang sous anesthésie, une irradiation, et pour certaines l'ablation de la rate, afin d'explorer le rôle d'un récepteur nommé PAR2 dans la régulation du fer lors d'une anémie. Le porteur affirme qu'aucune méthode informatique ni aucune expérience en laboratoire ne peut imiter l'équilibre du fer dans l'organisme, et conclut qu'il est "nécessaire" de recourir à l'expérimentation animale. Il énumère par ailleurs les "cinq libertés fondamentales" de l'Organisation mondiale de la santé animale, dont celle d'exprimer les comportements naturels, dans un protocole qui prévoit irradiation et ablation de la rate.
Objectifs
Le fer est un élément essentiel pour notre santé, présent notamment dans nos globules rouges sous forme d'hémoglobine. Lorsque nous avons besoin de produire plus de globules rouges, comme en cas d'anémie, il est crucial d'apporter rapidement du fer supplémentaire à notre corps. Un mécanisme de régulation, contrôlé par une hormone appelée hepcidine, joue un rôle important dans cette gestion du fer dans notre organisme. Toutefois, certains aspects de cette régulation ne sont pas encore bien compris, notamment lorsque l'anémie persiste au-delà des premières 24 heures ou en cas d'anémie chronique. C'est là que notre projet de recherche intervient. Nous avons remarqué, chez des souris, que l'absence d'un récepteur nommé PAR2 (Protease-Activated Receptor-2) semble empêcher la diminution de l'hepcidine en cas d'anémie. Le récepteur PAR2 est un acteur clé dans la communication entre les cellules en réponse à différents stimuli, et il joue un rôle dans la régulation de divers processus physiologiques, dont l'inflammation, la douleur et la coagulation. Notre objectif est donc d'explorer un nouveau rôle potentiel de ce récepteur dans la régulation du fer pendant une anémie. Pour atteindre notre but, nous cherchons à identifier les types de cellules spécifiques responsables de cette régulation et à comprendre les mécanismes de signalisation impliqués. En résumé, notre projet de recherche vise à mieux comprendre comment le fer est régulé pendant une anémie en étudiant le rôle potentiel du récepteur PAR2. En identifiant les cellules et les voies de signalisation impliquées, nous espérons contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de régulation du fer, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques pour les troubles liés à son métabolisme.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait représenter une avancée majeure en démontrant, pour la première fois, un rôle de PAR2 dans la régulation de l'hepcidine et du métabolisme du fer. En clair, il aiderait à comprendre comment le corps contrôle la production d'une protéine appelée hepcidine quand la production de globules rouges est altérée par des facteurs génétiques ou environnementaux. Si le projet réussit, il ouvrirait la voie à de nouvelles stratégies de traitement pour des maladies chroniques et ceci répondrait à un besoin crucial en santé publique, car de nouvelles options thérapeutiques sont nécessaires pour ces maladies.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions selon les procédures : - injection intra-péritonéale de molécules ou véhicules sur des animaux vigiles en contention manuelle (durée du geste 30 secondes/souris). - prélèvement sanguin unique sous anesthésie gazeuse (durée du geste 1 min/souris). - irradiation (durée du geste 3 min d’irradiation + 5 minutes de préparation). - ablation de la rate sous anesthésie (durée maximale du geste 20 minutes/souris).
Impact sur les animaux
Les souris utilisées pour ce projet sont connues comme étant viables et fertiles, et elles ne présentent généralement pas d'effets indésirables en conditions normales. Toutefois, il est important de noter que toute manipulation expérimentale, les prélèvements sanguins, l'administration de substances ainsi que l'anesthésie, peut entraîner des effets temporaires ou transitoires sur les animaux. Ces procédures peuvent causer du stress et une légère douleur, ce qui peut altérer le comportement des souris. Lors des chirurgies, une attention particulière sera accordée à la réduction de la douleur post-chirurgicale chez les souris. L'utilisation d'analgésiques dont l'efficacité et la toxicité ont été évaluées grâce à des données expérimentales sera privilégiée. Tout au long de l'étude, des précautions seront prises pour minimiser tout inconfort ou détresse pouvant être associé à ces procédures. Les protocoles utilisés seront conformes aux recommandations des comités d'éthique et viseront à assurer le bien-être des animaux, en se référant aux "cinq libertés fondamentales" établies par l'Organisation mondiale de la santé animale. Cela implique : 1. que les animaux ont accès à une alimentation et à de l'eau en quantité et en qualité suffisantes 2. que nous prenons des mesures pour minimiser la douleur, les blessures et les maladies chez les animaux. 3. que nous veillons à ce que les conditions de logement et d'environnement des animaux soient adaptées 4. que nous permettons aux animaux d'exprimer leurs comportements naturels et essentiels à leur bien-être 5. que nous prenons des mesures pour minimiser la peur et la détresse chez les animaux grâce à un entrainement pour les rendre à l'aise avec les gestes techniques, les supports de contention ou les appareils utilisés pendant l'expérience.
Devenir
À la fin de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort pour prélever divers organes. Ceci vise à approfondir notre compréhension sur la régulation du fer et de l'hepcidine lorsqu'il y a une altération dans la production de globules rouges due à des facteurs génétiques ou environnementaux. L'étude se concentrera particulièrement sur le rôle potentiel du récepteur PAR2.
Remplacement
À l'heure actuelle, il n'existe aucune méthode informatique, aucune expérience en laboratoire, ni aucune simulation qui puisse vraiment imiter tous les détails de maintien de l’équilibre du fer dans notre corps. Ces méthodes ne peuvent pas représenter de manière correcte ce qui se passe quand les cellules rouges du sang subissent des contraintes, en tenant compte de la façon dont différents organes interagissent et des nombreuses substances chimiques impliquées. À cause de ces limites, il est nécessaire de recourir à l'expérimentation animale pour évaluer l'efficacité de nouveaux médicaments.
Réduction
Nous avons optimisé nos procédures pour réduire le nombre d'animaux nécessaires dans nos expériences, tout en tenant compte de la variabilité interindividuelle des animaux. Pour garantir une validité statistique, nous employons un outil de calcul de la taille d'échantillon pour dimensionner nos groupes de manière à obtenir des résultats significatifs. De plus, dans le but de minimiser le nombre d'animaux utilisés, nous prévoyons de prélever un maximum de tissus qui seront stockés de deux manières différentes. Tout d'abord, certains échantillons seront conservés à une température de -80°C, ce qui permettra de préserver leur intégrité pour des analyses ultérieures de biologie moléculaire. D'autres échantillons seront préparés spécialement pour des analyses microscopiques. Cette approche nous permettra d'effectuer des analyses supplémentaires sans avoir besoin de répéter les expériences in vivo, contribuant ainsi à réduire le nombre d'animaux nécessaires pour la recherche. Ces stratégies sont mises en place pour optimiser l'utilisation des animaux, tout en respectant les exigences expérimentales et éthiques, afin de progresser dans la recherche tout en veillant au bien-être des animaux utilisés.
Raffinement
Dans le souci de respecter la directive européenne 2010/63/UE, nous avons mis en œuvre des mesures d'enrichissement destinées à améliorer le bien-être des animaux. Ces mesures comprennent la fourniture de matériaux tels que des bûchettes de bois, du coton et des igloos, favorisant ainsi leur comportement naturel de rongeur et de nidification. À la fin de chaque expérience, une étude rétrospective sera réalisée pour évaluer les possibilités de réduire le nombre d'animaux utilisés et/ou d'améliorer les procédures afin de minimiser la souffrance animale. Pendant toute la durée de l'expérimentation, l'état général des animaux sera suivi quotidiennement par du personnel compétent afin de s’assurer de leur bien-être. Des indicateurs physiques et comportementaux prédéfinis (état général, prostration, poil hérissé, suivi pondéral de l’animal, comportements stéréotypés) seront évalués et renseignés dans une grille d'évaluation des points limites. Si un animal atteint l'un des points limites, la procédure sera arrêtée afin de prévenir toute détresse supplémentaire et l’animal sera mis à mort. Les personnes responsables du projet ont reçu une formation spécifique à l'utilisation des animaux à des fins scientifiques. Elles assurent la formation et l'encadrement des autres expérimentateurs impliqués dans les procédures expérimentales. L'apprentissage et la maîtrise des gestes techniques sont consignés dans les livrets de compétences des personnes concernées, garantissant ainsi une utilisation responsable et éthique des animaux.
Choix des espèces
La souris est un modèle animal couramment utilisé dans la recherche, car elle permet de reproduire différentes pathologies humaines, y compris les problèmes liés au métabolisme du fer. Elle présente de nombreux avantages pratiques, tels que des coûts relativement faibles, un cycle de reproduction court et une facilité de manipulation, de transport et de logement dans des installations dédiées à la recherche. Dans notre projet, nous utilisons des souris génétiquement modifiées qui sont essentielles pour atteindre nos objectifs spécifiques. Aucune autre espèce animale ne présente les caractéristiques génétiques nécessaires pour mener à bien nos expériences. L'utilisation de la souris nous permettra de mieux comprendre les mécanismes de régulation du fer et d'évaluer de nouvelles approches thérapeutiques dans ce domaine. Dans notre projet de recherche, nous avons choisi d'utiliser des souris âgées de 8 à 16 semaines. Nous nous assurons ainsi d'avoir des animaux dans leur "âge adulte" avec un développement physique et des niveaux hormonaux équilibrés. Cela nous permet de minimiser les variations individuelles et les influences liées à l'âge, et d'obtenir des résultats plus fiables, cohérents et significatifs pour nos études.
Réalisation des travaux pratiques d’une formation règlementaire aux bases fondamentales de la chirurgie expérimentale avec utilisation de rongeurs vivants.
- Formation professionnelle
Rats : 20
Tous tués à l'issue d'une opération unique, 190 souris et 20 rats vont être utilisés dans des travaux pratiques d'un niveau de souffrance modéré, non pour produire des connaissances mais pour entraîner des personnels à la chirurgie expérimentale. Chaque animal reçoit d'un stagiaire une injection d'anesthésique et une injection d'analgésique, subit une intervention pouvant durer deux heures trente, avec un risque d'hémorragie en cas de mauvaise hémostase ou de souffrance en cas de monitoring insuffisant de l'anesthésie, puis est mis à mort. Le porteur justifie cette mise à mort par le fait que le suivi post-opératoire ne peut pas être intégré à la formation et qu'aucun autre projet ne prévoit d'utiliser les animaux opérés. Il décrit cinq heures de travaux pratiques préalables sur substituts synthétiques, cuisses de poulet et cadavres de rongeurs, avant de conclure que l'apprentissage sur tissus vivants reste "indispensable" et que la Commission nationale de l'expérimentation animale impose le recours à des animaux vivants.
Objectifs
L’objectif du projet est la formation obligatoire des personnes amenées à concevoir ou à réaliser des interventions chirurgicales dans le cadre des projets scientifiques, plus précisément la partie travaux pratiques (8h) de cette formation d’une durée totale de 22h. Cette formation a pour vocation de dispenser tous les concepts inhérents et indispensables à toute chirurgie expérimentale (asepsie, anesthésie, analgésie, respect des structures anatomiques, choix du matériel, principe des sutures, suivi des animaux…).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont le bon niveau de formation des personnes réalisant des procédures chirurgicales sur l’animal de laboratoire, le respect des dispositions réglementaires relatives aux compétences des personnels, ainsi que la diffusion d’une culture de la bientraitance des animaux.
Procédures
Les animaux sont d’abord soumis à une anesthésie : Après contention de l’animal, le stagiaire effectue une injection intrapéritonéale unique d’un anesthésique, et une injection sous-cutanée unique d’un analgésique afin de raffiner au mieux la technique et d’éviter toute douleur à l’animal. La durée de la chirurgie, depuis l’induction de l’anesthésie jusqu’au réveil est de 2h30 maximum. Chaque animal subit une seule intervention et à l'issue de la procédure l'animal est mise à mort
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles pour les animaux sont :- une hémorragie en cas de mauvaise réalisation de l’hémostase - une souffrance liée à une monitoring insuffisant de l’anesthésie Si un animal présente des signes de souffrance, la procédure en cours sera immédiatement interrompue et l’encadrant prendra la décision adéquate pour l’animal (euthanasie si nécessaire)
Devenir
Mise à mort Cela est justifié par le fait que le suivi post-opératoire sur plusieurs jours ne peut pas être intégré à la formation et que l’utilisation d’animaux ovariectomisés n’est pas prévue dans un autre projet.
Remplacement
Diverses méthodes ont été mises en œuvre au cours de notre formation pour remplacer l’animal. Ainsi, la première et majeure partie des travaux pratiques (les 5 premières heures) se déroule sur substituts synthétiques inertes ou pièces de boucherie (cuisses de poulets) et cadavres de rongeurs préférentiellement issus d’euthanasies indépendantes des besoins de la formation (A chaque session : au maximum 2 animaux euthanasiés /stagiaire peuvent être requis pour le TP d’anatomie et pour s’entraîner à la chirurgie sur animal mort). L’utilisation de substituts synthétiques inertes ou pièces de boucherie est un atout pour les participants et les intervenants qui peuvent ainsi rapidement se concentrer sur les gestes chirurgicaux, sans avoir à gérer les contraintes inhérentes à l’accès en animalerie et au suivi d’animaux opérés, disposer aisément de leurs notes et supports vidéo ou Power point. En outre, les participants peuvent s’entraîner et répéter, à leur rythme, les gestes chirurgicaux, sans avoir le stress de la surveillance du respect de l’asepsie, de l’anesthésie et des fonctions vitales de l’animal vivant. Cela favorise la sérénité et la confiance dans l’apprentissage de la chirurgie expérimentale. Néanmoins, l’observation des réactions physiologiques lors de l’anesthésie et l’apprentissage de la chirurgie des tissus vivants et vascularisés ne peuvent être reproduits par des méthodes alternatives et restent indispensables pour finaliser une formation efficiente. La Commission Nationale de l’Expérimentation Animale (CNEA) impose donc l’utilisation d’animaux vivants pour cette partie pédagogique de l’enseignement dans les formations à la chirurgie expérimentale. C’est pourquoi le remplacement de l’animal n’est pas envisageable pour cette partie des travaux pratiques.
Réduction
Afin de réduire le nombre total d’animaux utilisés à des fins scientifiques, nous utilisons préférentiellement des animaux de réforme (sortis de procédures expérimentales légères ou modérées et dont l’état général n’est pas affecté, ou surnuméraires) ou de surplus d’élevage, qu’il est prévu d’euthanasier dans la semaine, issus de l’établissement d’accueil. Dans le cas où de tels animaux ne seraient pas disponibles en quantité suffisante dans cet établissement, des animaux de réforme étant alors demandés à un élevage agréé. Nous réduisons également au maximum le nombre d’animaux utilisés pour chaque stagiaire : Pour la première partie des travaux pratiques, sur cadavres, au maximum 2 animaux euthanasiés /stagiaire peuvent être requis pour le TP d’anatomie et pour s’entraîner à la chirurgie sur animal mort). Pour la partie sur animal vivant, un seul rongeur par participant (rat ou souris, choix de l’espèce en fonction de l’agrément de l’établissement d’accueil de la formation et des besoins pédagogiques exprimés par les participants) est utilisé pour la réalisation d’une chirurgie complète. 2 animaux supplémentaires sont prévus à chaque session, dans le cas où un décès surviendrait avant la réalisation complète de la chirurgie par un ou 2 stagiaires (problème lors de l’anesthésie ou atteinte d’un point limite lors de la chirurgie). Afin de limiter également le nombre de participants, nos formations ne sont dispensées qu’aux personnes ayant l’obligation réglementaire de la suivre du fait de leurs missions professionnelles.
Raffinement
En termes de raffinement, nous nous efforçons toujours de limiter au maximum le stress des animaux en commençant les travaux pratiques sur animaux en dernière partie de formation. Dans l’attente, les animaux sont gardés dans une salle d’hébergement et ne sont amenés en salle de travaux pratiques qu’au dernier moment. Toutes les techniques enseignées font d’abord l’objet d’une démonstration et d’un apprentissage sur support inerte ou animal mort afin de remplacer l’animal vivant par des méthodes alternatives tant que l’apprentissage des gestes n’est pas suffisamment bien maîtrisé pour pratiquer sur animal vivant. Pour limiter toute douleur per-opératoire, un analgésique adapté est administré aux animaux opérés dès l’induction de l’anesthésie et sa durée d’action couvre la totalité de la procédure chirurgicale. Les animaux sont euthanasiés dès la fin de la chirurgie et observation des phases du réveil, leur évitant ainsi toute douleur post-opératoire. Enfin, l’encadrant veille tout au long de la séance de travaux pratiques au respect de l’éthique et de la bientraitance des animaux, il sensibilise en continu les stagiaires au raffinement des techniques (manipulation atraumatique et aseptique des tissus, lutte contre l’hypothermie, soins post-opératoires…) Les personnes encadrant les travaux pratiques sont particulièrement attentives à tout signe de douleur ou de détresse. Si un animal présente des signes de souffrance, la procédure chirurgicale en cours sera immédiatement interrompue et une personne compétente prendra la décision adéquate pour l’animal (euthanasie si nécessaire).
Choix des espèces
Cette formation a pour vocation de dispenser tous les concepts inhérents et indispensables à toute chirurgie expérimentale (asepsie, anesthésie, analgésie, respect des structures anatomiques, choix du matériel, principe des sutures, suivi des animaux…). Les notions enseignées sont applicables à toutes les espèces de mammifères utilisés à des fins scientifiques. Néanmoins, les rongeurs étant très majoritairement utilisés dans la recherche in vivo, certains concepts sont particulièrement développés pour les rongeurs, et les travaux pratiques sont réalisés sur rongeurs également. Le choix de l’espèce (souris ou rat) est fait en fonction de l’agrément de l’établissement d’accueil de la formation, et des besoins pédagogiques exprimés par les participants. Les animaux sont au stade adulte, à partir de 8 semaines ou au delà, leur âge n’a pas d’importance pour ce projet.
Étude de traitements anticancéreux dans des modèles de cancers
- Recherche appliquée
- Cancers
Greffées sous la peau du dos d'un fragment de tumeur nasopharyngée, puis traitées chaque jour pendant deux semaines par voie intraveineuse ou par gavage, 2 700 souris seront toutes tuées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. D'autres sont dépourvues du gène p53 et développent des cancers spontanés en vieillissant, avec les douleurs et les difficultés de déplacement que le porteur décrit. Il indique que la tumeur greffée peut gêner les déplacements et se nécroser, et que les administrations répétées peuvent ulcérer le point d'injection ou irriter le tube digestif. Le projet teste six composés déjà utilisés en clinique humaine contre d'autres cancers, et le porteur affirme que seul un animal "vivant, entier" permet d'étudier la réponse antitumorale.
Objectifs
La protéine p53, appelée gardienne du génome, a pour rôle d’empêcher l’émergence et la prolifération de cellules cancéreuses lorsque des évènements favorisant leur apparition surviennent. En effet, dans de nombreux cancers cette protéine est modifié ou absente. Une autre protéine, MDM2, est décrite comme empêchant l’activité protectrice de p53 et jouerait donc un rôle dans l’apparition de cancers. Des composés thérapeutiques visant à empêcher la fonction de régulation de MDM2 sur p53 ont été développés, mais sans réel succès. Ceci signifie que MDM2 pourrait avoir un rôle plus important que ce qui est actuellement connu et agir sur d’autres molécules. Ce projet cherche à définir plus précisément l’implication de MDM2 dans le développement des cancers.
Bénéfices attendus
Les connaissances obtenues grâce à ce projet de recherche seront bénéfiques pour la communauté scientifique à court terme, afin de permettre d’appréhender la complexité du rôle de notre molécule d’intérêt dans la progression tumorale. A moyen terme, si l’un des composés que nous testons sur les différents types de cancers est efficace (composés déjà indiqués pour un autre type de cancer en médecine humaine), cela pourra alors donner lieu à un essai clinique (dont l’objectif est d’évaluer la sécurité et l’efficacité du médicament) pour ce type de pathologie.
Procédures
Pour mener à bien ce projet, nous réaliserons trois types de protocoles expérimentaux utilisant des souris. Dans le premier axe, nous testerons l’effet de composés thérapeutiques déjà validés chez le patient pour certains cancers sur des tumeurs nasopharyngés (cancer où l’action protectrice de la molécule p53 est empêchée par notre molécule d’intérêt) qui auront été greffées sous la peau du dos de souris. Cette implantation se fait par chirurgie (petite incision de la peau) sous anesthésie générale et traitement anti-douleur (durée de la procédure maximum 10 minutes). Un mois plus tard, le traitement (6 composés différents administrés seul soit par voie intraveineuse soit par gavage) débute avec une administration quotidienne pendant 2 semaines. Chaque administration est réalisée sur souris éveillée et après contention et dure moins d’une minute. Dans le second axe, nous utiliserons des souris transgéniques n’exprimant pas la molécule p53. Cela nous permettra de caractériser l’effet des composés thérapeutiques en absence de l’action de notre molécule d’intérêt sur la protéine protectrice du cancer. Pour cela ces souris recevront les traitements comme décrits pour l’autre modèle. Chaque semaine pendant un mois, un prélèvement de sang au niveau de la joue (geste réalisé sans anesthésie et d’une durée de 10 secondes) permettra de suivre l’effet des traitements sur la composition du sang. Enfin, nous testerons 3 des 6 drogues sur un autre modèle de cancer qui sera mis en place en injectant sous la peau une suspension de cellules tumorales (sous anesthésie; durée 3 min). Les traitements seront administrés par gavage à l'aide d'une sonde (sans anesthésie; durée 1 min) lorsque les tumeurs seront palpables (environ 3 mm) et à raison d'une fois par jour pendant 3 semaines.
Impact sur les animaux
Dans la mise en place du premier axe de recherche, l’implantation chirurgicale du fragment tumoral va impliquer une suture avec un risque de mauvaise cicatrisation. Lorsque le fragment tumoral greffé va croître, sa taille pourra donc entraîner une gêne dans le déplacement des souris et une nécrose pourrait également apparaître. L’administration répétée des composés thérapeutiques (une fois par jour pendant deux semaines) pourrait entrainer une ulcération au site d’injection (pour les administrations dans la veine) et une irritation du tube digestif (dans le cas de l’administration orale avec une sonde de gavage). Enfin les souris transgéniques n’exprimant pas la molécule p53 peuvent développer plus facilement des cancers spontanés en vieillissant (apparition de tumeurs affectant le bien-être de l'animal: difficulté de déplacement, douleur liée à la présence de la tumeur). Dans la troisième partie du projet, il y a un risque de nécrose des tumeurs pouvant générer une douleur à l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure. Dans le cas du modèle de greffe d’un tissu tumoral sous la peau, cela permettra de faire l’analyse de ce tissu après le traitement avec nos différents composés thérapeutiques. Dans le cas des souris transgéniques n’exprimant pas la molécule pouvant jouer un rôle dans le développement du cancer, nous récupérerons la moelle osseuse après l’euthanasie afin d’en faire une fine caractérisation (effet des thérapies sur les différentes types de cellules présentes).
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l’utilisation d’animaux est indispensable car seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans sa globalité l’effet des traitements sur la réponse anti-tumorale (caractérisée par une régression de la tumeur), ainsi que les relations entre les différentes cellules dans un contexte normal ou pathologique. Cela est impossible à reproduire complètement dans des systèmes artificiels n'utilisant pas d'animaux. De plus la distribution des traitements dans l’organisme joue un rôle important dans l’effet thérapeutique d’une molécule et cela est impossible à reproduire sans l’utilisation d’animaux.
Réduction
Nous utilisons le nombre minimal de souris nécessaires à l’obtention de résultats statistiquement interprétables. Des expériences in vitro, n'utilisant pas d'animaux, ont été réalisées au préalable.
Raffinement
Dans le cadre du raffinement mis en place, les procédures de chirurgie seront réalisées sous anesthésie générale et avec une analgésie adaptée. Nous surveillerons dans les premiers jours la suture (absence d’infection, bonne cicatrisation). Une surveillance quotidienne (visuelle) sera mise en place et complétée par un suivi clinique toutes les 48h. Nous avons établi une grille d’évaluation clinique prenant en compte la croissance de la tumeur et l’état général de la souris nous permettra de mettre en place des actions correctives nécessaires (analgésie, euthanasie). Dans le cas de douleur liée à l’administration répétée des composés thérapeutiques, une analgésie sera administrée. Si aucune amélioration n'est observée dans les 24h, la souris sera euthanasiée. Enfin, les souris seront hébergées en groupe et dans des cages contenant un enrichissement (papier kraft pour faire des nids et buchettes en bois à ronger).
Choix des espèces
L’espèce animale choisie dans ce projet est la souris. Cette espèce présente l’avantage d’être un petit mammifère dont la génétique est bien connue ce qui nous permet d’utiliser un modèle transgénique bien établi. De plus, la connaissance de son comportement permet aussi l’évaluation du bien-être de la souris et la souffrance liée à l’expérimentation animale peut être aisément effectuée (perte de poids, posture, aspect du poil, comportement agressif, prostration) permettant ainsi une prise en charge rapide et adaptée. Nous utiliserons des souris adultes (7 semaines au début du projet) car cette maladie touche essentiellement des sujets adultes. Dans le cas des souris transgéniques, nous les utiliserons avant l’âge de 16 semaines afin de ne pas être confrontées à l’apparition de tumeurs spontanées.
Effet du traitement de l’activateur de Sirt1 sur la pathologie CblG dans 2 lignées de souris ayant chacune une déficience en Méthionine synthase dans une organe cible (cerveau et cœur). EU1/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles nerveux
324 souris seront tuées et 36 gardées pour entretenir les lignées, dans un projet qui teste le resvératrol contre une maladie génétique rare, la maladie CblG, à un niveau de souffrance modéré. Le gavage commence avant leur naissance, sur les mères gestantes, et se poursuit jusqu'au sevrage. Les souriceaux passent ensuite un examen d'imagerie sous anesthésie ou des tests comportementaux que le porteur qualifie de non douloureux, parmi lesquels un test de suspension, un test d'acuité visuelle et un labyrinthe aquatique. Les mises à mort sont programmées à 21 jours, 8 semaines et 6 mois, et les souris surnuméraires dépourvues de la mutation sont tuées dès le sevrage ou utilisées pour des dissections de formation.
Objectifs
La maladie CblG (Cobalamine G) est une maladie rare, moins d’un enfant sur 1.000.000 de naissances est atteint. La maladie se manifeste en général dès la naissance, mais des formes tardives (adolescence ou âge adulte) ont été décrites. Dans la plupart des cas, les patients présentent un retard du développement, des manifestations neurologiques (crises convulsives, encéphalopathie, hypotonie, troubles psychiatriques), anémie, mais les patients peuvent présenter des anomalies dans d’autres organes comme le cœur (malformation) ou le foie. La maladie peut être diagnostiquée dès la naissance grâce à la détection dans le sang d’une concentration élevée de la molécule nommée l’homocystéine et une diminution de la molécule nommée méthionine. Actuellement, le traitement est basé sur des injections quotidiennes de vitamine B12 associées à une supplémentation en méthionine afin de réduire la concentration d’Homocystéine et augmenter celle de la méthionine. Bien que ces traitements permettent l’amélioration des symptômes cliniques, ils sont inefficaces en qui concerne les troubles neurologiques. Un nouveau traitement impliquant la sirtuine Sirt1 pourrait être une nouvelle piste. Sirt1 est une protéine qui participe au bon fonctionnement de l'organisme (notamment le métabolisme central) dans plusieurs organes dont le cœur et le cerveau, elle exerce des effets protecteurs contre le stress cellulaire et l'inflammation. L’objectif de ce projet est de démontrer, sur le cœur ou le cerveau, l’efficacité du traitement avec un activateur de Sirt1 (resvératrol) chez un modèle de souris reproduisant cette maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de déterminer si l’utilisation de Resvératrol comme activateur de Sirt1 est efficace dans la prévention et le traitement des manifestations neurologiques et cardiaques de la maladie CblG. De plus, ce projet de recherche permettra une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans chaque organe atteint, coeur ou cerveau, grâce à l’utilisation de 2 types de souris génétiquement modifiées, ayant une protéine MTR déficiente (cause de la maladie) spécifiquement au niveau du coeur ou du cerveau.
Procédures
Les souris femelles gestantes seront traitées quotidiennement par gavage avec le Resvératrol ou le placebo dès le 8ème jour de gestation jusqu’au sevrage : un tiers des souriceaux subira un examen d’imagerie non invasif à l'âge de 20 jours, un autre tiers à 6 mois tandis que le dernier tiers sera soumis à des tests comportementaux non douloureux (3x16 animaux). Pour évaluer la fonction cardiaque nous testerons la force, l'agilité et le niveau d’exploration libre des souris par un test de suspension et un test du champ ouvert. Et pour l’étude du cerveau, nous réaliserons un test d’acuité visuelle, de tests de reconnaissance d'odeur et un labyrinthe aquatique pour tester les capacités de mémorisation.
Impact sur les animaux
Bien qu’elle ne soit pas douloureuse, la procédure de gavage est désagréable pour les souris. Elle peut entrainer un léger stress physique lié à la contention de l'animal. Ce stress va inéluctablement diminuer suite à l'habituation des souris, sur les manipulations répétées par le manipulateur. L'inconfort à l'introduction de la sonde se verra lui aussi diminuer de jour en jour au fil du protocole. Ce geste technique sera effectué par un zootechnicien expérimenté qui prend toutes les mesures nécessaires pour limiter la souffrance animale en pratiquant un geste rapide et sûr. De plus, la prise de poids étant effectuée 3 fois par semaine, les pertes de poids éventuelles, mais peu probables, seront un indicateur de signe de mal-être chez les animaux. La procédure de TEP sera intégralement réalisée par une équipe technique qualifiée dans un environ dédiée à ce type d’analyse, et les animaux seront plongés sous anesthésie durant toute la procédure. Malgré cela, cette étape pourrait déclencher un stress post-anesthésie.
Devenir
Maintien : Les souris surnuméraires présentant la modification génétique d'intérêt pour le maintien de la lignée seront conservées dès le sevrage. Mise à mort : A la fin de l’ensemble des procédures, toutes souris soumises à l'imagerie médicale ou aux tests comportementaux seront mises à mort à l’âge de 21 jours (48 souris), 8 semaines (48 souris) ou 6 mois (48 souris). De même, les souris génétiquement modifiées surnuméraires présentant d'intérêt pour la recherche seront également mises à mort à l'âge de 6 mois pour dissection et analyses biochimiques et histopathologiques. Les souris surnuméraires ne présentant pas la modification génétique pour le maintien de la lignée seront mises à mort dès le sevrage ou pourront servir à des formations internes (dissections et microdissections).
Remplacement
tôt dans la vie, laissant penser qu’un traitement précoce chez le nouveau-né ou même pendant la grossesse pourrait diminuer les manifestations cliniques chez le nouveau-né. Des études in-vitro ont déjà été menées sur des biopsies de la peau des patients, démontrant l’efficacité des activateurs de la protéine SIRT1 pour palier à la déficience de la protéine MTR. Cependant, ces études sont faites sur des sur biopsie de la peau de patients atteints par la maladie. Cependant les cellules de la peau ne reflètent pas la spécificité des organes atteints. C’est pourquoi, afin de valider l’efficacité du traitement par resvératrol, il est indispensable tester les effets sur les organes atteints par la maladie, nous souhaitons utiliser des animaux avec une déficience de la protéine MTR dans le cerveau et cœur (mère et progéniture). Pendant cette étude, des expérimentations non invasives seront réalisées chez la progéniture (imagerie cardiaque) pour mieux comprendre les conséquences de la carence en vitamine B12 dans chaque organe étudié, et une épreuve d’effort pour comprendre pourquoi les souris meurent à un âge précoce si la défaut est au niveau du cœur, et des tests comportementaux d'observation et non douloureux seront menés en parallèle pour savoir si un traitement réduit les manifestations neurologiques. L’ensemble des résultats sera étudié par informatique pour créer un modèle de « souris personnalisée » capable de prédire ce qui se passe dans l’organisme de la souris en cas de dérégulation ou de traitement, permettant ainsi de remplacer toute autre utilisation de souris dans certaines expérimentations, ou de limiter le nombre d’expérimentations grâce à ce modèle.
Réduction
Pour évaluer l’efficacité du Resvératrol sur la protéine Sirt-1 chez les patients CblG qui ont des troubles sévères dans différents organes essentiels tels que le cerveau ou le cœur, nous souhaitons utiliser 2 lignées de souris transgéniques qui expriment la maladie dans ces 2 organes cibles, et les étudier à 3 périodes différentes de la vie (sevrage à 21 jours, maturité sexuelle à 8 semaines et début du vieillissement à 6 mois). Afin d’assurer une étude statistique fiable nous inclurons 16 animaux par groupe d’étude, pour chaque tranche d’âge. Ces souris transgéniques seront traitées quotidiennement avec le médicament (ou placebo) par gavage durant la gestation jusqu’à la veille de la mise à mort, puis durant la lactation à partir de 2 jours post-naissance et jusqu’à l’âge de 21 jours. Ce projet nécessitera 72 femelles dont la moitié sera accouplée à 12 mâles portant la mutation au cerveau, et l’autre moitié à 12 mâles porteurs de la mutation au cœur Ce nombre d’accouplements est suffisant pour produire tous les animaux descendants nécessaires à la poursuite du projet. 360 animaux descendants seront nécessaires car l’étude est divisée en 3 groupes d’animaux traités avec le médicament ou son placebo et analysés à plusieurs stades du développement : - Groupe malade au niveau du cœur : 96 souris dont 48 sont traitées avec le médicament et 48 avec le placebo, et maintenues 21 jours, 8 semaines ou 6 mois. - Groupe malade au niveau du cerveau : 96 souris, distribuées de la même manière que les souris malades au niveau du coeur. - Groupe témoin non malade : 96 souris traitées avec le placebo et maintenues 21 jours, 8 semaines ou 6 mois, et dont la moitié sera utilisée comme groupe témoin “Cœur” et l’autre moitié comme groupe témoin “cerveau” Étant donné le type de données (variables continues), les effectifs (N>5), le nombre de groupes comparés (n>2) et l'indépendance des échantillons, nous aurons le nombre indispensable de souris qui nous permettra faire des statistiques et arriver à avoir de conclusions de notre travail. Par ailleurs, toutes les données issues de nos expérimentations seront modélisées en tenant en compte du phénotype, des résultats des études fonctionnelles et du traitement. Cette modélisation nous permettra d’aborder l’ensemble de résultats obtenus et de réduire au maximum le nombre de souris étudiées.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans une animalerie conventionnelle agréée respectant les paramètres pour les conditions de vie des souris (hygrométrie, température…). Les souris seront hébergées en groupe dans la même cage (4/cage), auront un accès illimité à l’eau et à la nourriture, et bénéficieront d’objets pour l’enrichissement (bouts de bois, carton, mouchoir…). Toutes les procédures seront réalisées par des personnels entraînés et qualifiés pour ce type d’étude. Une procédure d’estimation et suppression de la douleur est mise en place : différents éléments visuels chez l’animal sont évalués afin d’établir un score qui permet d’anticiper et d’éviter d’atteindre les points limites déterminés au préalable, et qui tient compte des signes éventuels de mal-être (isolement, yeux fermés, dos voûté, poils hérissés, immobilité, perte de poids, yeux et abdomen creux). En fin de protocole, les animaux seront mis à mort et des organes prélevés pour permettre des analyses biochimiques, enzymologiques et anatomopathologiques.
Choix des espèces
La souris génétiquement modifiée est le seul modèle disponible de mutation tissu-spécifique permettant l'étude de cette maladie génétique, et il mime parfaitement la pathologie car nous observons chez la souris les mêmes symptômes que ceux rencontrés chez l'homme. Il n'existe pas de modèle animal autre que la souris génétiquement modifiée permettant l'étude de cette maladie. Les animaux impliqués dans ce projet seront étudiés à plusieurs périodes de la vie telles que le sevrage (21 jours), la maturité sexuelle (8 semaines) et le début du vieillissement (6 mois) car ce sont des périodes charnières dans le déclenchement de la maladie CblG chez l’homme. Le traitement par Resvératrol sera effectué quotidiennement par gavage de la mère gestante (40 mg/kg/j) à partir de 9 jours après le début de la gestation (E9) jusqu’au sevrage. Différentes procédures expérimentales seront mises en œuvre (tests comportementaux, tests d’effort, imagerie à J20 ou 6 mois). A l’issue de chaque période clé du protocole, une partie des animaux sera mise à mort pour procéder aux analyses biochimiques et histopathologiques.
Elevage de lignées murines transgéniques avec prélèvement de tissus par une méthode invasive pour le génotypage
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
149 440 souris vont être utilisées pour une seule procédure, la coupe de l'extrémité de la queue sur animal éveillé, classée en souffrance légère. Le prélèvement sert à lire leur génotype et à trier celles qui entreront dans d'autres projets, celles qui resteront reproductrices et celles dont l'établissement n'a pas l'usage. Le porteur indique que ces dernières sont mises à mort dès le sevrage, sans en chiffrer le nombre, et que d'autres sont tuées pour prélever des tissus. Il affirme qu'il n'existe "pas d'autres méthodes aussi performantes" que le tatouage et la biopsie de queue, les prélèvements de salive ou de poils étant jugés trop peu fiables.
Objectifs
L'objectif de cette demande est d’identifier et de caractériser génétiquement les animaux. Il s’agit d’un prélèvement du bout de la queue à un stade précoce. Cette DAP (Demande d'Autorisation de Projet) de caractérisation génétique se justifie par la nécessité de : - sélectionner les animaux d’intérêt pour l’expérimentation (inclus dans d'autres DAP) - sélectionner les animaux d'entretien des colonies - sélectionner les animaux pour une autre utilisation (la formation, le maintien des compétences, les prélèvements d’organes ou de tissus pour des études ex vivo (hors champ de DAP)).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de la procédure de génotypage est de permettre une sélection des animaux d’intérêt. Le génotypage par prélèvement de l’extrémité de la queue permet : - l’obtention de résultats fiables; - de minimiser les risques de contaminations entre échantillons ; - d’éviter le recours à l’anesthésie.
Procédures
Tous les animaux de cette DAP seront soumis à une biopsie de queue : 1 fois – durée : quelques secondes. Cette procédure est réalisée sur animal vigile.
Impact sur les animaux
La procédure de génotypage décrite dans cette DAP est composée la biopsie de queue, qui consiste en un prélèvement de l’extrémité de la queue. Ce geste provoque une très légère douleur. L’animal est maintenu en contention pendant l'acte et donc peut etre une source de stress.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie à l'issue de cette unique procédure. Leur devenir diffère ensuite selon les résultats de leur caractérisation génétique: a/ ils sont sélectionnés pour un projet, pour la formation ou pour le maintien des compétences (inclus dans d'autres DAP); b/ ils sont conservés pour l’entretien des colonies ; c/ ils sont mis à mort pour prélèvements de tissus; d/ ils sont mis à mort dès sevrage si leurs caractéristiques génétiques ne répondent pas aux besoins du projet et si aucune autre utilisation n’est possible, e/- ils sont mis à mort à tout moment si atteinte d'un point limite selon les règles en vigueur par une méthode non douloureuse.
Remplacement
Les méthodes alternatives à l'expérimentation animale se développent de plus en plus, cependant pour certaines problématiques telles que les études neurologiques elles restent incomplètes et insuffisantes, puisqu'elles ne mettent pas en jeu toutes les interactions au sein d'un organisme vivant. A ce jour, les prélèvements salivaires et pileux pour génotypage ne sont pas suffisamment fiables. Il n’existe donc pas d’autres méthodes aussi performantes que les tatouages et la biopsie de queue.
Réduction
A ce jour, nous ne disposons pas d’autres moyens aussi efficaces nous permettant de sélectionner les animaux transgéniques. La responsable de la gestion des lignées établi les plans d’élevage en amont, en concertation avec le porteur de projet, afin de réduire autant que possible le nombre d’animaux générés et donc génotypés. En outre, nous favorisons l’utilisation des animaux au génotype sans intérêt dans d’autres projets ou des formations afin de ne pas élever ces animaux à ces seules fins et de réduire le nombre d’animaux global produits dans l’EU. De la même façon, certains animaux non utilisés dans les projets sont conservés avec d’autres animaux qui auraient été isolés sans cela.
Raffinement
L'acte de génotypage est réalisé par un personnel expérimenté, formé par tutorat. La parfaite maîtrise du geste par les agents qualifiés permet de réduire l’inconfort et le stress ressentis par l’animal. Cette caractérisations génétique des animaux est réalisée avec du matériel approprié permettant un geste rapide et précis dans le respect des conditions d’asepsie établies dans l’établissement. Enfin, dès que la procédure est terminée, les nouveau-nés sont remis en présence de leur mère. Les animaux sont hébergés dans des cages collectives avec pour enrichissement des carrés de coton pour leur permettre de faire des nids.
Choix des espèces
De très nombreux modèles servant à la recherche sur les systèmes nerveux ont été développés chez la souris. C'est pourquoi notre établissement travaille sur des modèles de souris. Pour la plus grande majorité des lignées, les animaux sont caractérisés génétiquement entre 6 et 12 jours selon la règlementation européenne car à cet âge : -les animaux sont aisément manipulables ; -le cartilage est souple ; -les groupes sociaux constitués sont stables.
Approche thérapeutique pour prévenir le développement de maladie neurodégénérative : évaluation de l’efficacité de candidats médicaments à un stade pré-symptomatique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Pour tester un candidat médicament avant l'apparition des symptômes, 792 souris porteuses d'une maladie neurodégénérative génétique sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leur cerveau. Le traitement est injecté sous la peau des souriceaux une à deux fois par jour pendant sept ou vingt-huit jours, avec un risque de rejet par la mère, puis neuf prélèvements sanguins sont faits à l'extrémité de la queue au fil de leur vie. Le porteur ne nomme ni la maladie ni la molécule, et annonce que les premiers symptômes, stress, angoisse et troubles moteurs, peuvent apparaître vers huit à neuf mois. Il écrit qu'un traitement efficace dès les stades précoces constituerait une "révolution" dans la prise en charge, alors que le projet en reste au stade préclinique.
Objectifs
Le projet de recherche vise à développer un médicament dont le traitement serait démarré précocement afin de stopper l’évolution d’une maladie neurodégénérative liée à un défaut génétique bien identifié. En effet, il a été montré qu’un traitement sous cutané avec cette molécule permettait d’améliorer les troubles du mouvements et psychiatriques de la souris atteinte de la maladie. Afin de développer un médicament pour les patients atteints de cette maladie à partir de cette molécule, nous allons dans ce projet démontrer qu’en intervenant très tôt dans le développement, bien en amont de l’apparition des symptômes, nous pouvons retarder voire bloquer l’apparition de la maladie.
Bénéfices attendus
Il a été démontré que notre candidat médicament peut améliorer les troubles du mouvement et psychiatriques dans des modèles souris de la maladie à des stades symptomatiques. Il s’agit d’une maladie familiale dont le diagnostic génétique peut être connu bien avant l’apparition des symptômes mais pour lequel aucun traitement curatif n’existe. Disposer d’un médicament efficace dès les stades précoces de la maladie permettrait de bloquer le développement de cette dernière et consistuerait une révolution dans la prise en charge de cette maladie.
Procédures
Le traitement sera réalisé par voie sous cutanée une ou deux fois par jour pendant 7 ou 28 jours (
Impact sur les animaux
Le traitement sera réalisé chez des souriceaux dont le principal effet indésirable est un éventuel rejet par la mère (exclusion du nid). Une toxicité liée à l’excipient est possible. Un léger stress et une fatigue liés à la réalisation de tests comportementaux sont possibles, ainsi qu’un léger stress lié au prélèvement sanguin chez l’animal adulte. Les premiers symptômes de la maladie peuvent apparaitre en fin de vie autour de 8-9 mois d’âge (stress, angoisse et/ou symptômes moteurs).
Devenir
La mise à mort de l'ensemble des animaux se justifie par le besoin de prélever les cerveaux sur lesquels seront réalisées des analyses biologiques qui nous permettront de comprendre les mécanismes du traitement.
Remplacement
Nous cherchons à étudier les effets d’un traitement précoce avec notre molécule sur l’apparition des symptômes de la maladie à long terme. Pour cela, nous devons obligatoirement passer par une étude animale car aucun modèle cellulaire ne permet actuellement de mimer fidèlement les traits comportementaux de la maladie et de reproduire la complexité d’un organisme vivant. Notre projet correspond ainsi à un travail de préclinique visant à mettre au point des études cliniques qui seront conduites chez les patients atteints de cette maladie.
Réduction
Dans un souci de réduction du nombre d’animaux utilisés, nous avons conçu notre projet de façon progressive. Ainsi, le projet est constitué de 4 expériences indépendantes : l’expérience 2 ne sera réalisé que si l’expérience 2 a montré des résultats satisfaisants et ainsi de suite. Si dès l’expérience 1 les résultats ne sont pas satisfaisants, l’étude sera arrêtée et les expériences 2, 3 et 4 ne seront pas réalisées.
Raffinement
Ce projet vise à concilier une interprétation fiable des résultats et le respect du bien-être animal. Les animaux seront hébergés dans des cages en respectant les normes en vigueur. Les cages sont équipées de litière (avec possibilité de faire un nid) et d’un accès illimité à l’eau et à la nourriture standard, le tout changé toutes les semaines. Les animaux seront surveillés pendant toute la durée de l’étude, de façon à prévenir toute survenue de points limites (poils hérissés, prostration, isolement dans la cage), et leur poids sera évalué de façon quotidienne. Le traitement sera administré par le personnel compétent, permettant ainsi de limiter au maximum le stress associé à ce geste.
Choix des espèces
Les études précédemment réalisées avec cette molécule ont été faites chez la souris. Dans un souci de cohérence et afin de pouvoir compléter nos données, la présente étude sera également réalisée chez la souris. Puisque l’étude vise à montrer qu’un traitement à un âge précoce peut retarder voire bloquer l’apparition de la maladie, notre étude sera réalisée sur des souriceaux et des souris adultes.
Etude des pathologies liées à l’âge associées à une dérégulation de SHP2 (EU2/2)
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles musculosquelettiques
1 664 souris vont être utilisées pour étudier un vieillissement accéléré lié au syndrome de Noonan, toutes tuées à l'issue, dont 1 184 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont mises à jeun, injectées à l'insuline, gavées cinq jours sur sept pendant vingt-huit jours, piquées huit fois pour mesurer leur glycémie, irradiées puis greffées en moelle osseuse. Leur force est mesurée en les étirant par traction de la queue, leur équilibre par des tests hors de leur cage. Le porteur indique que certaines lignées créées pour le projet développeront des tumeurs, et affirme que le recours à l'animal est "indispensable" pour une étude à l'échelle de l'"organisme entier".
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre la physiopathologie du syndrome de Noonan (SN), une maladie génétique relativement fréquente principalement causée par des mutations sur le gène codant la proteine tyrosine phosphatase SHP2, qui causent une trop forte activation de cette protéine. Les patients présentent de multiples atteintes développementales (malformations du cœur, du crâne, du squelette, retard de croissance), mais aussi des troubles communément retrouvés chez l’individu âgé dans la population générale : syndrome métabolique, ostéoporose, cancers du sang, inflammation systémique, faiblesse musculaire. A l’appui de ces observations cliniques, de premières données in vitro révèlent un phénomène de vieillissement accéléré (appelé sénescence) dans des cellules exprimant des formes mutées de SHP2. De même, un modèle de la maladie développé chez la souris, en mutant le gène codant SHP2 pour introduire la mutation responsable de la maladie chez l’Homme, présente ce même vieillissement dans ses tissus dès son plus jeune âge. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de SHP2 associée au SN pourrait provoquer un phénotype de vieillissement précoce dont nous souhaitons élucider les mécanismes, et qu’en miroir, l’inhibition de SHP2 pourrait freiner le développement de maladies liées à l’âge. Les objectifs du projet sont donc - de caractériser un modèle murin du SN du point de vue des pathologies liées à l’âge et de la longévité. - d’identifier les mécanismes responsables de ce phénotype, en explorant le rôle de la sénescence, des cellules du système immunitaires et de certaines hormones, dont on sait déjà qu’elles présentent des anomalies dans le SN. - d’évaluer si l’inhibition de SHP2 permet d’améliorer les pathologies liées à l’âge.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de mieux comprendre la physiopathologie du SN afin de proposer des stratégies thérapeutiques et un suivi adapté aux patients. Au-delà des maladies rares, ce projet pourrait permettre d’identifier de nouveaux mécanismes impliqués dans le développement des pathologies liées à l’âge.
Procédures
-La mise à jeun des animaux pendant 6h pour normaliser la glycémie. -L’injection d’insuline et la contention associée sont réalisées une fois, durée max 15s. -Le gavage et la contention associée (durée
Impact sur les animaux
-Effets indésirables liées à l’établissement de nouvelles lignées : Certaines lignées générées dans le cadre de ce projet pourraient développer des tumeurs ce qui peut être source de douleur et de perte de poids mais pourra être anticipé par le suivi de l’expression précoce d’un marqueur fluorescent dans les cellules cancéreuses. -La mise à jeun des animaux représente un stress. -L’injection d’insuline et la contention associée sont source d’inconfort et de douleur légère au point d’injection. -Le gavage et la contention associée (durée
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés
Remplacement
Le syndrome de Noonan (SN) est une maladie génétique pour laquelle les patients portent dans toutes leurs cellules une mutation dite « gain-de-fonction » sur le gène codant pour SHP2, c’est-à-dire qui rend la protéine plus active. Les souris modèles de cette maladie développent les principaux symptômes de la maladie et représentent en ce sens le meilleur modèle d’étude de cette pathologie. Ce projet vise à mieux comprendre la physiopathologie du SN au regard du développement de pathologies liées à l’âge, ce qui nécessite un modèle intégré permettant une étude à l'échelle de l'organisme entier prenant en compte notamment des échanges hormonaux, du dialogue inter-organe et la contribution de cellules sanguines. Le recours à l’animal est donc indispensable pour ce projet de recherche. Les procédures expérimentales présentées à l’appui de ce projet ne peuvent donc pas être remplacées par d'autres méthodes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Toutefois, des tests in vitro sur cellules en culture ont été préalablement réalisés pour limiter au maximum l'expérimentation sur l'animal.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire pour répondre aux différentes questions scientifiques exposées dans ce projet a été déterminé en se basant à la fois sur les données bibliographiques et sur des études préliminaires déjà réalisées par le porteur du projet au cours des précédents projets. Compte tenu de la variabilité des paramètres biologiques généralement observée au sein d’un groupe homogène, des groupes de 8 animaux seront nécessaires afin de pouvoir mettre en évidence des différences statistiques. Pour les suivis tout au long de la vie des animaux, 20% d’animaux supplémentaires seront prévus pour pallier des pertes d’animaux en cours de protocole. Dans un souci de réduction, le projet a été designé afin de réaliser plusieurs expériences sur les mêmes groupes dès lors qu’elles ne sont pas susceptibles d’interférer les unes avec les autres. Les tissus et organes prélevés seront collectés afin de pouvoir réaliser différents types d’analyses.
Raffinement
Les procédures seront réalisées dans le respect du bien-être animal pour limiter la souffrance, la douleur ou l’angoisse des animaux, en respectant les points limites préalablement définis. Les animaux seront placés en pièce d'acclimatation lors de leur arrivée à la zootechnie. Ils seront pris en charge par du personnel de la zootechnie compétent qui vérifie leur état et place de l'enrichissement (igloo, frisure, papier) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de différents cartons de transport ne seront jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d'hébergement. Le caractère grégaire des souris sera maintenu puisque les animaux ne seront jamais seuls en cage (sauf si un isolement est nécessaire pour cause de bagarres ou pour certaines expériences). Les cages sont passées en revue quotidiennement et les animaux sont observés en détail au moins 2 fois par semaine pour repérer les blessures éventuelles, un comportement anormal (isolement, pas de reflexe de fuite lorsque l'on vient attraper l'animal, maigreur, problème de dentition), et pesés 1 fois par semaine. De plus, toutes les procédures engendrant de la douleur seront réalisées sous anesthésie générale et un analgésique sera utilisé en parallèle de ces procédures pour minimiser toute douleur.Les points limites sont: émaciation ou perte de poids > 20% en moins d’une semaine, hypothermie, cumul de signes de souffrance (prostration, poil hirsute, dos rond, perte d'activité, ou tout autre signe clinique jugé par le technicien expérimenté comme indiquant un état de souffrance auquel nous ne serions pas en mesure de remédier dans les 24h) atteignant un scoring >9. Ceux-ci permettront d’écarter précocement les animaux du protocole ou de les mettre à mort immédiatement en fonction de l’intensité des comportements observés et donc du niveau de souffrance. Chaque étude est discutée avec l’ensemble de l’équipe de recherche afin de garantir la pertinence de chaque expérience.
Choix des espèces
Les modèles murins utilisés dans ce projet représentent les seuls modèles de mammifères génétiquement modifiés pour reproduire la maladie humaine SN. De plus, les souris représentent un modèle bien établi pour l’analyse des fonctions métaboliques, endocriniennes et cardiaques. Pour la caractérisation d’un éventuel phénotype dommageable des lignées, les animaux seront suivis dès la période de croissance (3-8 semaines). Le reste des expériences, s’agissant de suivre des pathologies liées à l’âge, sera réalisé sur des animaux adultes de 3 à 24 mois.
Développement de traitement dans un modèle rongeur de la maladie de Lesch-Nyhan
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Injectés au cerveau avec une neurotoxine à l'âge de trois jours, 1 127 rats seront tous tués par surdose médicamenteuse, 650 d'entre eux dans des procédures classées au niveau de souffrance le plus élevé. Devenus adultes, ils reçoivent cinq jours par semaine pendant cinq semaines un composé antiparkinsonien qui provoque des mouvements involontaires et, chez les animaux lésés, les automutilations caractéristiques de la maladie de Lesch-Nyhan. Leur activité locomotrice et leurs stéréotypies sont enregistrées trois heures d'affilée en cage d'actimétrie. Le porteur signale aussi que la manipulation des nouveau-nés peut entraîner leur rejet par la mère, et rattache le projet à son "activité préclinique de service".
Objectifs
La maladie de Lesch-Nyhan (LN) est une maladie génétique rare qui se manifeste par des troubles neurologiques et comportementaux. Actuellement la prise en charge est symptomatique car il n’existe aucun traitement permettant de guérir les patients de cette maladie. Le développement de nouveaux outils thérapeutiques est donc essentiel. Pour développer de nouvelles approches thérapeutiques, nous proposons la réalisation d’un modèle rongeur de cette maladie afin d’en reproduire les symptômes et d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements. Ce modèle est généré par l’administration chez des ratons nouveau-nés d'une toxine dans le cerveau. A l’âge adulte, un traitement est administré au sein du système nerveux central et ses effets seront observés au niveau comportemental et cellulaire. Le but de ce projet est de permettre l’émergence de nouveau médicament pour cette maladie.
Bénéfices attendus
Les études précliniques permettent d’acquérir les premières connaissances sur le comportement d’un candidat médicament, indispensable avant les essais chez l’homme. Les expérimentations sont essentiellement menées sur l’animal. Actuellement la prise en charge de cette maladie est symptomatique car il n’existe aucun traitement permettant de guérir les patients. Le développement de nouveaux outils thérapeutiques est donc essentiel. Ce projet préclinique a pour but de permettre l’émergence de traitement pour la maladie de Lesch-Nyhan.
Procédures
Les animaux subiront au maximum deux procédures chirurgicales d’une durée d’une heure, ces chirurgies seront espacées de minimum 4 semaines. A l’âge adulte les animaux recevront un composé utilisé dans le traitement de la maladie de Parkinson, injecté (durée injection : 30 secondes) 5 fois par semaine pendant 5 semaines, qui entraine des troubles moteurs tels que des mouvements involontaires dans les 2 heures suivant l’injection. A 3, 4 et 5 semaines après l’injection intracérébrale, nous observerons au cours d’une session test l’activité locomotrice, les stéréotypies et les automutilations induites par une injection unique du composé. L'activité locomotrice est mesurée dans des cages d'actimétrie et enregistrée pendant 3 heures.
Impact sur les animaux
La maladie de Lesh-Nyhan (LN) est une maladie rare et invalidante. Les nuisances attendues sont celles associées à l’administration de neurotoxine chez les nouveau-nés et d'un traitement à l’âge adulte. L’injection de neurotoxine peut entrainer une perte de poids et la manipulation des animaux nouveau-nés peut entrainer un rejet de la mère. A l’âge adulte les animaux recevront un composé utilisé dans le traitement de la maladie de Parkinson, 5 fois par semaine pendant 5 semaines, qui entraine des troubles moteurs tels que des mouvements involontaires dans les 2 heures suivant l’injection. Ce composé, chez les animaux lésés en néonatal, peut également entrainer des automutilations caractéristiques de la maladie de LN.
Devenir
A l’issu de chaque procédure, les animaux seront mis à mort par surdose médicamenteuse et les cerveaux prélevés pour des analyses histologiques.
Remplacement
Ce projet s’inscrit dans le cadre de notre activité préclinique de service. Ce projet recourt à l’utilisation de rat pour plusieurs raisons éthiques : - L’utilisation d’approches neurobiologiques invasives ne peut être faite chez l’homme. -Dans le cadre des modèles de maladie neurodégénératives, l’objectif à terme est de proposer un modèle animal présentant toutes les caractéristiques (motrice, cognitive) de ces affections. Aucun modèle in vitro ne permet l’étude de telles fonctions. De ce fait, le recours à l’animal pour étudier les manifestations comportementales de la maladie et les mécanismes impliqués dans ces processus apparait comme nécessaire en vue de découvrir de nouvelles voies thérapeutiques.
Réduction
Nos modèles sont générés dans le cadre d’une activité pré-clinique sur des composés thérapeutiques. Une étude de puissance a été effectuée, permettant d’établir le nombre à 14 animaux par groupe pour des résultats statistiques exploitables. Afin de réduire le nombre d’animaux, une analyse préliminaire est menée pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires à la mise en place du modèle de LN. L’utilisation de tous les animaux issus de la portée (mâles et femelles) nous permettra de porter une attention particulière au R de réduire dans la règle des 3R. Lorsque cela sera possible, après le sevrage, les animaux utilisés uniquement pour le training maternel seront réutilisés pour d’autres études.
Raffinement
Mesures précoces : le confort de l’animal sera pris en compte à tout moment. Leur surveillance est assurée quotidiennement par les techniciens qui signalent tout problème aux expérimentateurs (weekend et jours fériés inclus). Des critères de bien-être seront évalués. Si un ou plusieurs signes sont observés les animaux sont pesés quotidiennement. Le constat de signes de souffrance sans lien avec les procédures expérimentales entraine une surveillance accrue, avec enregistrement sous forme de fiche de suivi des soins prodigués (isolement, réchauffement, soins médicamenteux, etc.) et l’évolution de ces signes. La cage est alors signalée par une étiquette « animaux à surveiller ». Cette fiche est close quand l’animal a récupéré ou qu’une décision de mise à mort a dû être prise. Des points limites suffisamment précoces sont définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, un réchauffement, une nourriture adaptée et des traitements vétérinaires si nécessaire. Raffinement des conditions d’hébergements : les animaux seront hébergés en groupes sociaux (en fratrie avec la mère jusqu’au sevrage puis 2 rats par cage) et ils bénéficieront d’un enrichissement de leur milieu (nid de papier, maison en carton, bâton de bois à ronger). Les animaux seront surveillés quotidiennement et pesés 1 fois par semaine. Raffinement des procédures : les chirurgies sont réalisées sous anesthésie par le froid (nouveau-né) et à l’isoflurane (adulte) avec administration d’analgésique et d’anesthésie local permettant de réduire la douleur et l’angoisse des animaux. Un gel ophtalmique est appliqué afin de compenser la sècheresse oculaire. Un suivi post opératoire spécifique de 3 à 7 jours est mis en place. Des mesures spécifiques peuvent être prises comme : si l’animal manque de tonus, une injection de sérum physiologique sera réalisée. En cas de plaies celles-ci seront nettoyées et désinfectées. Si malgré ces soins, les scores restent mauvais durant deux jours consécutifs, une décision de mise à mort par surdose médicamenteuse est prise par l’expérimentateur.
Choix des espèces
Le rat est un excellent modèle pour les maladies humaines, car son système nerveux est proche de celui de l’homme. Ce modèle a un intérêt pour la compréhension de la pathologie humaine comme pour la mise au point de traitements thérapeutiques. De plus la dégénérescence dopaminergique par l’injection de neurotoxine ou de virus est bien établie dans notre équipe et les travaux sur le rat sont largement décrits dans les études des maladies neurodégénératives. Dans notre étude nous utiliserons des rats nouveau-nés de 3 jours. Le modèle de la maladie de Lesch-Nyhan nécessite que la lésion par neurotoxine soit réalisée pendant la période critique pour le développement de neurones dopaminergiques.
Evaluation chez le rongeur, de la biodistribution de composés chimiques ou biologiques par des méthodes froides ou radioactives, avec placement des animaux en cage métabolique
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Rats : 1250
Placés en cage à métabolisme sur sol grillagé, mis à jeun jusqu'à seize heures et privés d'eau jusqu'à quatre heures, 1 250 souris et 1 250 rats seront tous tués pour prélever leurs organes et de grands volumes de sang, dans des procédures classées au niveau de souffrance le plus élevé. Ils reçoivent des composés chimiques ou biologiques, parfois radiomarqués, par voie orale, intranasale, intratrachéale, intravésicale ou intracérébrale, certaines administrations passant par une minipompe implantée chirurgicalement. La phase sur animaux vivants peut durer douze mois. Le porteur reconnaît que le sol ajouré gêne la locomotion et que ces cages sont plus petites que les cages standard, et conclut que la pharmacocinétique réelle des molécules "devra donc être vérifiée chez le rongeur".
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer in vivo l’absorption, la distribution, la métabolisation et l’excrétion de composés biologiques ou chimiques après une ou plusieurs administrations chez le rongeur. Les paramètres de distribution et d’excrétion des composés seront si possible déterminés préalablement in vitro, ce qui conditionnera le choix de l’espèce rongeur (souris, rat) et de la souche à utiliser pour évaluer la biodistribution in vivo dans le sang, les urines, et les différents organes. Dans certains cas, il sera possible d’avoir recours à une forme radiomarquée des composés afin de faciliter leur dosage et l’identification de leur distribution. La première procédure de ce projet permettra de révéler la pharmacocinétique des composés testés in vivo, par administration unique ou répétée (dans le respect des recommandations vétérinaires concernant les voies, volumes et fréquences) de la molécule froide ou radioactive, avec placement en cage à métabolisme d’une durée maximale de 72h. La deuxième procédure traitera le cas particulier où des placements longs ou répétés en cage à métabolisme seront nécessaires, uniquement pour les souris. Pour les deux procédures et dans certains cas, les administrations nécessiteront une pose chirurgicale d’implant (de diffusion prolongée sous cutanée, intraveineuse ou intrapéritonéale). Ces chirurgies seront réalisées stérilement, sous anesthésie avec analgésie couvrant toute la durée de la chirurgie et dans le respect des recommandations du comité d’éthique. Des prélèvements divers (sang, urines, fèces, liquide cérébro spinal etc, dans le respect des recommandations vétérinaires) pourront être effectués in vivo afin de doser le composé dans ces fluides, et des prélèvements d’organes pourront avoir lieu, exclusivement post mortem.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer la pharmacocinétique in vivo de composés biologiques ou chimiques après une ou plusieurs administrations chez le rongeur, sur une période allant de 1 jour à 12 mois. Cette évaluation est critique afin de pouvoir ensuite réaliser des études d’efficacité.
Procédures
Des composés chimiques ou biologiques froids ou radiomarqués seront administrés aux animaux par voie : intranasale et intratrachéale, sous anesthésie générale d’environ une heure; intramusculaire et intradermique sous anesthésie générale d’environ une heure avec analgésie; orale sur animaux vigiles (acte bref d’une minute environ); sous cutanée et intrapéritonéale sur animal anesthésié ou vigile (acte bref d’une minute sur animal vigile, anesthésie d’environ une heure sinon ); ou par minipompe (intraveineuse, sous cutanée ou intrapéritonéale) posée lors d’une chirurgie sous anesthésie générale avec analgésie au préalable (chirurgie d’environ 15 minutes, anesthésie d’environ une heure). Des administrations intravésicales (par cystocentèse ou cathéter) pourront être réalisées (anesthésie générale de moins d’une heure) après privation d’eau sur maximum 4h et vidange de la vessie par pression légère sur le ventre. Il sera aussi possible de réaliser des administrations intracérébrales. Ce geste sera réalisé lors d’une anesthésie de moins d’une heure avec analgésie. Pour les administrations orales où l’alimentation pourrait biaiser la pharmacocinétique, les animaux pourront être mis à jeun au maximum 16h. Ils seront pesés et éventuellement réhydratés après le jeûne. Les volumes administrés et fréquences d’administration respecteront les recommandations. La phase in vivo pourra durer jusqu’à 12 mois dans le cas de composés froids et 2 mois pour les composés radiomarqués. Des prélèvements de sang ou d’urine pourront être réalisés afin de suivre la biodistribution et l’élimination des produits administrés. Les prélèvements de sang sur animal vigile prendront environ deux minutes. En cas d’anesthésie, celle-ci durera au maximum une heure . Pour les prélèvements individuels d’urine et/ou de fèces, il pourra être nécessaire d’héberger individuellement les animaux en cages à métabolisme au maximum 168h ou 7 fois 24h espacées de 24h sur 2 semaines glissantes si une mise à jeun n’est pas prévue. En fin de projet, les animaux seront euthanasiés pour récupération des tissus, organes, et du sang. Avant euthanasie, sous anesthésie générale profonde avec analgésie, une perfusion pourra être réalisée pour rincer les organes. Cela durera moins d’une heure avant euthanasie.
Impact sur les animaux
Afin de réaliser certains tests de biodistribution, il pourra être nécessaire de mettre les animaux à jeun d’alimentation, au maximum 16 heures. Pour certaines administration intravésicales, il pourra être nécessaire de les priver d’eau au maximum 4h. Cela pourra générer une sensation de faim, de soif et une légère déshydratation, et une perte de poids légère. Des pertes de poids liées aux composés administrés pourraient être observées. Dans le cas des placements en cage à métabolisme, les animaux pourront être hébergés individuellement (avec les congénères visibles), dans des cages plus petites que les cages standard, avec un fond ajouré gênant modérément la locomotion. Dans le cas d’intervention chirurgicale (pose de minipompe, implant, stéréotaxie etc), une douleur modérée transitoire pourrait être générée mais sera gérée par un traitement antalgique adéquat. Dans le cas du placement en cages à métabolisme, les animaux seront sur un sol grillagé ce qui pourrait gêner leur locomotion.
Devenir
Après chacune des deux procédures, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir procéder à la récupération des organes et de grands volumes de sang, nécessaires pour évaluer l’effet des composés testés.
Remplacement
Les molécules chimiques ou biologiques dont la pharmacocinétique sera évaluée dans ce projet auront été si possible au préalable sélectionnées dans des tests in vitro (tests sur hépatocytes, microsomes etc) afin de s’assurer de leur efficacité, de leur spécificité et de leur absence de toxicité. Ces données sont souvent insuffisantes pour prédire la biodistribution in vivo des molécules. La pharmacocinétique réelle des meilleures molécules devra donc être vérifiée chez le rongeur en choisissant le modèle animal.
Réduction
Le nombre d’animaux par lot a été déterminé sur la base des expériences passées dans notre centre, pour choisir le nombre minimum permettant d’obtenir une puissance statistique suffisante pour conclure. Dans le cas de prélèvements terminaux à différents points de temps (collecte d’organes/tissus, ex collecte de peau à plusieurs points de temps), un groupe d’animaux devra être inclus pour chaque point de temps. Dans le cas de screening de nouvelles molécules, au maximum 5 animaux par groupe seront inclus. Le nombre sera adapté en fonction de la variabilité attendue de la pharmacocinétique du composé. Dans le cas où la bioanalyse suite aux prélèvements nécessiterait un volume trop important de fluides, le nombre d’animaux par groupe devra être augmenté, jusqu’à au maximum 15 animaux. Des analyses statistiques seront effectuées
Raffinement
Les animaux seront pesés au minimum 2 fois par semaine : 10% de perte du poids : animaux pesés quotidiennement et des capsules d’eau gélifiées seront mises à disposition dans les cages. 10-15%: animaux réhydratés une fois par jour. > 15% ou se maintenant plus de 3 jours au-delà de 10% : point limite. En cas de suspicion de toxicité, un arbre décisionnel validé par la SBEA et le comité d’éthique sera utilisé pour décider de l’arrêt du traitement, de traitements de support et/ou de l’euthanasie de l’animal. Les principaux points limites concernent l’état général de l’animal. Les animaux présentant des signes de douleur ou de souffrance seront mis en suivi clinique. Ces animaux seront examinés tous les jours et recevront si nécessaire un traitement pharmacologique avec l’objectif de l’étude. Un vétérinaire est joignable tous les jours si besoin. Toute opération chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie en matinée afin d’assurer un meilleur suivi post-chirurgical (observation toutes les 2 heures durant les 6 heures post opératoires puis au moins 1 fois par jour). La couverture analgésique débutera avant le début de la chirurgie pour une durée minimale de 48h pouvant être rallongée en cas de besoin selon les recommandations du comité d’éthique. En cours d’étude, plusieurs anesthésies seront pratiquées notamment en cas de prélèvements de sang ou d’injections de produits : • Les administrations IV, IM, IP, SC, ID de composés tests se feront si nécessaire sous anesthésie générale à l’Isoflurane. • Les administrations IN, IT, intravésicale, intrathécale, intracérébrale (avec cadre stéréotaxique) de composés tests se feront sous anesthésie générale à l’Isoflurane. • Une administration de buprénorphine sera réalisée avant les administrations IM/ID et avant les administrations intravésicales, intracérébrales et intrathécales. Afin de minimiser les risques d’infection lors d’injections intradermales, une tonte de la peau avec désinfection sera réalisée avant injection. Les injections intradermales se feront sous un volume de 50 µL par site d’injection afin de limiter la douleur.• L’implantation d’une mini pompe (IP, IV ou SC) ou la pose d’implants sous-cutanés seront réalisées sous anesthésie générale Isoflurane et dans des conditions d’asepsie, avec une prise en charge analgésique 30 min avant l’anesthésie, puis jusqu’à 48 heures post chirurgie si besoin. Le suivi de la cicatrisation sera enregistré, et les sutures désinfectées si nécessaire.
Choix des espèces
Si le profil pharmacocinétique in vitro est adéquat dans cette espèce, la souris sera utilisée pour évaluer la pharmacocinétique des nouveaux composés in vivo, du fait de son faible poids et car c’est l’espèce mammifère la plus décrite dans les modèles d’évaluation de molécules chimiques ou biologiques. Dans le cas contraire, le rat sera utilisé. La souris sera aussi préférée dans le cas d’une administration d’un composé ou d’un traceur radioactif, si le mécanisme d’action de la molécule le permet, pour des raisons pratiques de gestion de la radioactivité et de ses déchets. Toutefois, le rat sera aussi très utilisé en particulier du fait des études pré-réglementaires comme l’étude de l’élimination d’un composé radiomarqué in vivo, le rat sera l’espèce préférée car il est imposé par la règlementation de réaliser des études sur le rat. Seuls des animaux sevrés seront utilisés (jeunes adultes et adultes, 6 semaines minimum), tel que référencé dans la littérature.
Hétérogénéité des astrocytes dans la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tuées à douze mois pour analyse de leurs tissus, 808 souris subissent une injection dans le cerveau sous anesthésie, une fenêtre implantée dans le crâne et des séances mensuelles d'imagerie, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré pour 720 d'entre elles. Le projet porte sur des sous-populations d'astrocytes chez des souris modèles de la maladie d'Alzheimer et de la maladie de Huntington. Le porteur détaille huit tests comportementaux qu'il qualifie de "peu stressants", auxquels s'ajoutent des frottis vaginaux et des prélèvements d'urine sur les femelles, puis un prélèvement de liquide céphalorachidien avant la mise à mort. Soixante souris ne servent que de stimulus social ou de source d'urine pour les tests des autres, et seront transférées vers d'autres projets ou tuées.
Objectifs
Les astrocytes sont des partenaires clés pour les neurones dans le cerveau. Ils remplissent des fonctions importantes pour le bon fonctionnement des neurones. Les astrocytes sont des cellules hétérogènes, qui sont impliqués dans plusieurs maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer (MA), dans lesquelles ils présentent des changements importants et peuvent avoir des effets délétères ou bénéfiques. Des études récentes montrent que des populations distinctes d'astrocytes coexistent dans les cerveaux atteints de la MA mais leurs impacts sur les neurones sont encore inconnus. Nous avons développé des outils qui permettent de mettre en évidence des sous-populations d'astrocytes dans le cortex d'un modèle murin de la MA et de les analyser fonctionnellement. Ce projet vise à 1) compléter la caractérisation des ces sous-populations dans un modèle plus progressif et reproduisant plus fidèlement les atteintes moléculaires de la MA, 2) analyser leur dynamique d’apparition, 3) comparer ces sous-populations à celles présentes dans le cerveau de souris modèles de la maladie de Huntington, une autre maladie neurodégénérative, 4) cibler une sous-population identifiée comme délétère pour l’inhiber et en évaluer les effets thérapeutiques sur les altérations typiques de la MA dans une souris modèle.
Bénéfices attendus
La MA touche plus de 900 000 personnes en France et représente un fardeau sociétal majeur. Jusqu'à présent, la plupart des stratégies thérapeutiques ont ciblé directement les neurones et ont malheureusement échoué en clinique. Les astrocytes assurent des fonctions clés dans le cerveau qui peuvent être perturbées dans la MA, lorsque les astrocytes sont réactifs. Manipuler ces cellules de soutien pour les rendre plus favorables aux neurones apparaît comme une stratégie alternative potentielle. Les astrocytes sont des cellules hétérogènes qui changent de manière spécifique lors de maladies. Ces changements doivent être définis avec des techniques dédiées. Notre approche permet la caractérisation fonctionnelle des sous-populations d’astrocytes et leur manipulation. Si elle une sous-population d'astrocytes réactifs du cortex de souris est identifiée comme défectueuse en 1ère partie du projet, nous la ciblerons dans la 2e partie de ce projet. Notre approche thérapeutique basée sur le ciblage spécifique de sous-populations d'astrocytes pourrait être plus efficace que des stratégies centrées sur les neurones. En se focalisant sur les astrocytes, ce projet générera de nouvelles connaissances sur la MA et sera facilement transférable à d'autres maladies cérébrales.
Procédures
Les souris recevront une injection intracérébrale sous anesthésie et analgésie (30-45 min de chirurgie par souris). Après 1 mois, certaines souris recevront une injection sous anesthésie gazeuse de 5 minutes. D’autres souris passeront 8 tests de comportement, 4 mois après une injection unique. Ces tests durent entre 5 min et 1h chacun et seront réalisés sur 6-7 semaines en laissant 2-3j de repos entre chaque test. Ces tests sont peu stressants et se basent principalement sur des comportements naturels (exploration, interactions avec congénères). Certaines souris seront implantées avec une fenêtre crânienne sous anesthésie générale et analgésie, pour réaliser de l’imagerie cérébrale sur souris habituées à la contention. Huit sessions de 30 min maximum, seront réalisées chaque mois de l’âge de 5 mois jusqu’à leur euthanasie à 12 mois. Certaines femelles seront prises en contention pendant quelques minutes pour réaliser un frottis vaginal (1 fois par souris) et prélever leur urine (4 fois à 4 jours d’intervalle). Enfin, certaines souris auront un prélèvement de liquide céphalorachidien sous anesthésie et analgésie avant leur euthanasie (prélèvement de 30 min maximum). Les changements comportementaux liés à la modélisation de la maladie d’Alzheimer (réduction fine de la mémoire, légère anxiété mesurées sur des dispositifs dédiés et sensibles) et de la maladie de Huntington (changements légers de motricité mesurés par des dispositifs sensibles, et moins de gain de poids) représentent des nuisances extrêmement légères, qui n’entravent pas la capacité des souris à se nourrir, déplacer, et réaliser leurs comportements habituels en captivité
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les souris utilisées dans ce protocole sont les suivantes : douleur liée à la chirurgie et l’implantation d’une fenêtre crânienne pendant les quelques jours suivants la chirurgie et faible stress ponctuel lié à la contention lors de l’imagerie biphotonique et aux tests comportementaux (qui durent moins d’1h chacun).
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l’âge de 12 mois, pour analyse post mortem complète des tissus. Les 20 souris femelles et 40 souris mâles naïves servant de stimulus pour les tests de comportement d’interaction sociale et d’exposition à l’urine de femelle, n’ayant pas reçu d’injection ou de chirurgie seront proposées pour utilisation dans d’autres projets et dans le cas contraire seront euthanasiés.
Remplacement
Le cerveau est un organe complexe dans lequel interviennent de nombreuses interactions entre neurones (les cellules vulnérables dans la maladie d’Alzheimer) et différentes cellules partenaires, dont les astrocytes. Ces interactions cellulaires ne sont pour le moment pas fidèlement reproduites dans des modèles in vitro ou in silico, ce qui nécessite l’utilisation de modèles animaux. De plus, la vulnérabilité de certaines régions cérébrales nécessite de comparer sur l’organe entier les différentes régions cérébrales qui ont parfois des connections anatomiques et fonctionnelles cruciales pour expliquer cette vulnérabilité sélective, et ne sont pas reproduites in vitro dans toute leur complexité. En particulier, il existe des souris modèles de la maladie d’Alzheimer qui possèdent des mutations génétiques impliquées dans les formes familiales de la maladie d’Alzheimer et reproduisent de nombreux altérations typiques de la maladie d’Alzheimer. Ces modèles permettent d’étudier les neurones et les astrocytes dans leur environnement cérébral, en interaction avec le système immunitaire périphérique, qui a un rôle clé pour moduler l’inflammation cérébrale. Ces souris modèles ont également l’avantage de permettre d’évaluer des symptômes cliniques typiques de la maladie d’Alzheimer (ex. déficits mnésiques, anxiété), ainsi que leur potentielle restauration par notre stratégie thérapeutique. Au final, seule une approche sur un mammifère modèle possédant un cerveau complexe et exprimant des comportements sophistiqués peut nous permettre d’identifier le rôle de sous-populations d’astrocytes dans les déficits caractéristiques de la maladie d’Alzheimer, en les ciblant par des stratégies thérapeutiques adaptées.
Réduction
Le projet prévoit au maximum 868 souris nées dans notre élevage ou achetées chez un fournisseur agréé. Le nombre d’animaux dans chacun des groupes expérimentaux est réduit au minimum nécessaire permettant une interprétation statistique fiable des résultats. Plusieurs paramètres sont mesurés sur les mêmes souris. Par example, certaines souris auront une évaluation de leur comportement puis seront analysées au niveau biochimique, histologique ou transcriptomique. Les analyses de types « omiques » permettent d’obtenir un grand nombre d’informations à partir d’une souris, de même l’imagerie longitudinale permet d’analyser la même souris au cours du temps au lieu de devoir euthanasier des souris différentes à chaque temps d’analyse. Ceci permet d’exploiter au mieux les informations biologiques de chaque souris, et de réduire le nombre total d’animaux utilisés, selon le principe des 3R.
Raffinement
Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe dans un milieu enrichi et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation (points limites évalués par une grille de suivi), permettra de garantir leur bien-être. En cas d’apparition d’effets inattendus, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés. La gestion de la douleur et de l’inconfort liée aux procédures expérimentales mettra en œuvre des méthodes d’anesthésie et d’analgésie pré- et post-opératoire, un soutien nutritionnel et thermique, ainsi qu’un suivi clinique post-opératoire incluant la prolongation des traitements analgésiques si besoin. En particulier le maintien des souris sur une couverture thermostatée jusqu’à leurs premiers mouvements puis en chambre thermostatée jusqu’à leur réveil complet post-chirurgie permet de réduire la mortalité péri-opératoire des souris. L’habituation des souris à la contention et à la manipulation par l’expérimentateur une semaine avant les tests comportementaux permet de réduire le stress des souris. Seules les souris hétérozygotes modèles de la maldie de Huntington seront générées et utilisées dans ce projet, qui ne présentent pas de perte de poids.
Choix des espèces
Ce projet vise à étudier les interactions entre neurones et astrocytes ; les organismes modèles simples possèdent des cellules gliales ressemblantes mais pas identiques aux astrocytes du cerveau mammifère. Les souris modèles de la maladie d’Alzheimer utilisée dans ce projet permettent d’étudier les interactions neurones-astrocytes corticaux dans le contexte génétique de la maladie d’Alzheimer. Elles présentent aussi des altérations cognitives et comportementales caractéristiques de cette maladie. La maladie d’Alzheimer se déclare chez l’adulte. Les altérations histologiques, biochimiques, transcriptionnelles ainsi que les altérations fines du comportement apparaissant dans ce modèle de la maladie d’Alzheimer vers 6-9 mois. Les souris seront analysées entre 5 et 12 mois en fonction du décours des symptômes analysés.
Evaluation de phénotype dommageable lors de la création par croisement ou de la réception de lignées de souris sur le plateau d’élevage. Elevage de lignées de souris génétiquement modifiées.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
122 000 souris vont être utilisées dans un projet d'élevage de lignées génétiquement modifiées, 12 000 d'entre elles dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. L'activité déclarée tient en une biopsie d'oreille pour génotypage et en la surveillance des lignées dont la modification génétique altère la santé, par exemple par une susceptibilité accrue aux tumeurs. Environ 107 800 souris seront tuées, 12 200 gardées pour la reproduction et 2 000 réutilisées, le porteur indiquant que les souris au génotype sans intérêt sont mises à mort quand aucun autre projet ne peut les prendre. Sur les 122 000 déclarées, la très grande majorité n'existe donc que pour faire naître les quelques individus porteurs du bon génotype.
Objectifs
Il s'agit de définir et de détecter des lignées de souris pouvant altérer leur bien-être dans un élevage de souris génétiquement modifiées et de produire des souris génétiquement modifiées nécessitant une caractérisation génétique.
Bénéfices attendus
Ceci permet de produire et de maintenir des lignées murines génétiquement modifiées nécessaires à des projets de recherche en raffinant les techniques d'élevage de ces lignées. Ceci permet à la fois de détecter et de prendre en charge l'apparition de caractères dommageables. Ce projet permet d'anticiper la prise en charge des signes nécessitant des soins et de permettre une réaction immédiate en cas d'apparition de ces signes.
Procédures
Identification et prélèvements pour caractérisation des souris (moins d'une minute). Biopsie pour génotypage qui concerne les souris du projet. Conditions d'élevage spécifique des modèles adaptés en fonction de l'évaluation de l'impact du modèle sur le bien-être animal.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont liés au caractère dommageable des lignées entretenues : par exemple, une susceptibilité plus grande à l'apparition de tumeurs... La biopsie pour génotypage qui sera faite à l’oreille.
Devenir
Les animaux d'intérêt sont utilisés dans des procédures expérimentales dans d'autres établissements utilisateurs ou peuvent servir en tant que reproducteur. Les animaux dont le génotype n’a pas d’intérêt pour les projets expérimentaux initiaux sont soit utilisés pour d’autres projets expérimentaux dans d'autres établissements utilisateurs quand c’est possible, soit euthanasiés s’il n’y a pas de possibilité de les utiliser dans d’autres procédures.
Remplacement
Différentes stratégies de remplacement peuvent être appliquées par les chercheurs en amont de l'élevage des souris (expériences préparatoires in vitro, modélisations, veille scientifique) ou en aval des expérimentations (modélisation, raffinement des méthodes statistiques).
Réduction
La production sera rationnalisée par l’établissement de programmes d’élevage afin de ne pas produire plus d'animaux que nécessaire (d'une part pour l'évaluation du phénotype dommageable et d'autre part la production de lots expérimentaux). La réduction en pratique d'élevage nécessite une optimisation de l'âge des animaux géniteurs afin d'obtenir la plus grande descendance avec un minimum de cages d'accouplement. Elle nécessite aussi un choix approprié des génotypes des géniteurs (choix du mâle vs femelle; utilisation hétéro/homozygote, etc).
Raffinement
Le raffinement concernant l'évaluation et l'entretien de lignées à phénotype dommageable ou potentiellement dommageable est obtenu en appliquant scrupuleusement les consignes des chercheurs concernant l'apparition des signes attendus ou supposés pour chaque lignée considérée. Le raffinement des conditions d'élevage se traduit par un enrichissement des cages de production et de stabulation des animaux (frisottis, batonnet de coton, maison en carton si besoin, mise à disposition si besoin de l'aliment et/ou de la source hydratée sur la litière, etc... adaptation du nombre d'animaux / Cage au phénotype). Les conditions sanitairess sont élevées afin de réduire le risque de caractère dommageable lié au statut sanitaire. La biopsie pour le génotypage se fait à l'oreille.
Choix des espèces
Souris, car on peut facilement créer et produire de nouveaux modèles pour répondre à une question scientifique. Tout âge : animaux jeunes à âgés selon le type de procédures expérimentales dans lesquelles ces animaux sont par la suite utilisés en utilisation continue.
Rôle d’une activation chronique de la voie STING dans les fonctions lymphocytaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Pour entretenir une lignée de souris porteuses d'une mutation qui affaiblit leur système immunitaire et enflamme leurs poumons, 545 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les souriceaux subissent un prélèvement au bout de la queue pour le génotypage, et chaque adulte destiné aux expériences une prise de sang sans anesthésie, juste avant sa mise à mort pour le prélèvement des organes. Les souris mutantes grandissent moins et meurent davantage à partir de six mois, et une grille de score hebdomadaire fixe le point limite qui déclenche leur mise à mort. Le porteur juge la règle du remplacement "pas applicable ici", faute de pouvoir étudier in vitro les coopérations entre cellules immunitaires. Les souris gardées pour l'entretien de la lignée et les croisements restent en vie.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes d’une mutation génétique impactant les fonctions des lymphocytes (cellules incluses dans les globules blancs et impliquées dans la réponse du système immunitaire) ce qui conduit à induire un déficit immunitaire (baisse de la fonction d’une partie au moins des cellules du système immunitaire) chez les souris. Cette demande concerne le maintien de la lignée de souris portant cette mutation ainsi que l’identification de la mutation par analyse génétique pour identifier les animaux.
Bénéfices attendus
Les souris porteuse de la mutation étudiée dans ce projet présentent une baisse du taux de lymphocytes (phénotype de déficit immunitaire) et une inflammation pulmonaire, dont nous souhaitons comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires par l’étude des cellules immunitaires des souris, et de leur production d’anticorps. La mutation gain étudiée a été décrite chez des patients atteints d’une maladie inflammatoire appelée SAVI, ainsi les mécanismes qui seront décrits grâce à l’étude des souris mutantes pourront permettre une meilleure compréhension de la maladie et une meilleure prise en charge des patients.
Procédures
Les souris portant la mutation génétique étudiée dans ce projet développent un déficit immunitaire. Un prélèvement tissulaire et un prélèvement sanguin seront réalisés sur chaque animal vigile pour une durée de 2 minutes environ pour chaque geste.
Impact sur les animaux
Les souris portant la mutation génétique étudiée dans ce projet développent un déficit immunitaire à phénotype dommageable avec une croissance moins importante et une mortalité accrue à partir de l’âge de 6 mois. Les souriceaux seront prélevés à la queue pour le génotypage, et un prélèvement sanguin sera réalisé sur chaque animal adulte utilisé dans les expériences, juste avant la mise à mort. Ces gestes peuvent générer de la douleur, cependant les gestes réalisés sont des gestes de base, rapides (moins de 2 minute par geste), pour lesquels nous sommes expérimentés, donc ils ne nécessitent pas d'anesthésie. De plus les animaux sont habitués à la contention réalisés pendant ces gestes, ce qui réduit leur stress.
Devenir
Les animaux ayant atteint les points limites définis seront mis à mort. Les animaux prévus pour expérimentation seront mis à mort pour pouvoir prélever les organes et analyser les cellules immunitaires. Les animaux gardés pour le maintien des lignées et les croisements seront gardés en vie.
Remplacement
La règle du remplacement n'est pas applicable ici : en effet, nous devons avoir recours à un modèle in vivo afin d'étudier les réponses immunes qui mettent en jeu des coopérations cellulaires multiples dans les organes lymphoïdes tels que la moelle osseuse, le thymus et la rate. Pour ces raisons, nous ne pouvons avoir recours à des modèles in vitro. En ce qui concerne les modèles in vivo, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire, car les connaissances chez la souris sont très développées dans le domaine de l'immunité.
Réduction
Le nombre total d‘animaux comprend les animaux pour accouplements et les animaux issus des accouplements et nécessaires pour l’expérimentation pour le projet scientifique associé. La production des animaux sera planifiée afin de limiter le nombre des animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage. Les croisements seront arrêtés dès l'obtention des lots expérimentaux afin d'éviter la surproduction.
Raffinement
Pour répondre à l'objectif de raffinement, les souris seront hébergées en groupes sociaux, et dans des cages à couvercle filtrants comportant des enrichissements (nids, tunnels), sur des portoirs ventilés. Le phénotype des animaux sera examiné de façon hebdomadaire à l'aide d'une grille de score définissant des points limites, afin de soustraire les animaux à la souffrance. Chaque animal sera mis à mort dès que le score correspondant au point limite est atteint. La production des animaux sera planifiée et suivie par l'expérimentateur et les zootechniciens de l’établissement utilisateur afin de limiter le nombre des animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage.
Choix des espèces
En ce qui concerne l’espèce choisie, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire impliquant la coopération cellulaire dans un organisme entier. Les connaissances chez la souris étant très développées, en particulier dans le domaine de l'immunité, pour lequel de nombreuses techniques d'analyse et de nombreux réactifs (anticorps, notamment) sont disponibles, en font un modèle approprié pour mener à bien nos différentes analyses et études. Adulte, en âge de procréer (entre 2-3 mois d'âge et 8 mois) pour maintenir l’élevage. Les animaux utilisés pour expérimentations compris entre 2-3 mois (âge moyen d’atteinte d’un système immunitaire mature chez les souris contrôles) et 8 mois.