Rongeurs

168 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une brûlure du troisième degré, une greffe de peau humaine puis une infection par une bactérie, pour tester un traitement au plasma froid contre les biofilms, avant d'être tuées pour prélever la peau et le sang. Le porteur reconnaît que la brûlure est un dommage inhérent au projet, avec un stress thermique et une infection attendus, et évoque un risque de diffusion sanguine des bactéries. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle de peau reconstruite ne reproduit la véritable inflammation et conclut qu'il est "indispensable" de tester in vivo.

Objectifs

La peau est une barrière physique essentielle pour le corps humain : elle protège l’organisme contre le milieu extérieur. Cependant, lorsqu’elle subit une grave agression comme une brûlure profonde ou que les mécanismes de cicatrisation sont mis à mal comme dans le cas d’ulcères diabétiques, la fonction barrière de la peau n’est plus efficace et l’organisme entier peut être mis en danger. En effet, dans le cas des brûlures étendues ou des plaies chroniques, les infections sont très fréquentes et peuvent mener à des complications comme des amputations ou des septicémies, premières causes de mortalité des grands brûlés. Les infections les plus fréquentes sont provoquées par la bactérie pathogène opportuniste Staphylococcus (S.) aureus. Hypothèse de travail et contexte scientifique : Le plasma froid (PF) contient des électrons, des ions positifs et négatifs, des radicaux, des molécules excitées, des ultraviolets (UV) et génère un champ électrique transitoire. La température du gaz généré est proche de la température ambiante. Le PF est capable d’initier des réactions variées dans les systèmes biologiques et pourrait être utilisé dans le traitement de désordre cutané comme les brûlures et les plaies chroniques. Le plasma permet un traitement local et non pas systémique et n’induit pas de sous-produits à éliminer. Nos expériences in vitro non publiées ont démontré que le plasma froid active des molécules toxiques pour les bactéries. Projet : Pour donner suite à ces résultats prometteurs, nous souhaitons caractériser les mécanismes antibactériens du PF et son potentiel anti-biofilm in vivo. Notre objectif est de démontrer que l’application directe de PF sur une brûlure du troisième degré infectée par S. aureus permettrait d’empêcher la formation de biofilms ou de les éliminer, ainsi que d’en comprendre le mécanisme.

Bénéfices attendus

Ce projet, mené sur un modèle de plaie cutanée par brûlure au troisième degré traitée par une greffe de peau humaine et infectée par des bactéries, permettra de révéler le mécanisme d’un traitement direct par plasma sur la désinfection de ce type de plaie et la prévention de formation de biofilms, une nouvelle piste thérapeutique.

Procédures

Type d'intervention sur animaux vivants : - Anesthésie générale (durée 20 min) - Intervention chirurgicale (durée 20 min) - Injection (durée 1 min, 3 fois par jour pendant les 72 premières heures après la chirurgie) - Infection sur la peau (durée 1-2 min) - Analyse du signal bioluminescent (10 min) Nuisances attendues : - Stress physique d’origine thermique - Lésions et infection cutanée

Impact sur les animaux

La brûlure cutanée sera un dommage inhérent au projet. Un stress physique d’origine thermique est donc attendu. De même, des lésions et une maladie sont attendues suite à l’infection des greffons. D'autres dommages pourraient se produire suite à la diffusion par voie sanguine des bactéries à partir du foyer initial cutané (endocardite, ostéomyélite, choc septique) bien qu'ils n'aient pas été observés dans notre étude précédente.

Devenir

Les animaux seront tous mis à mort à la fin de la procédure qui permettra d‘étudier la formation des biofilms et leur traitement par le plasma froid. Au cours de l'expérimentation, des animaux seront infectés par Staphylococcus aureus. À la fin de l'expérience, des tissus comprenant de la peau infectée et du sang seront prélevés. Le prélèvement de tissus biologiques nécessite l'euthanasie.

Remplacement

Il n'existe pas d'alternative à l’expérimentation animale pour cette étude. En effet, le plasma, en distribuant des espèces actives, agit non seulement sur les cellules cibles mais aussi sur l’équilibre moléculaire in vivo à la fois localement mais aussi de manière plus diffuse autour de la zone traitée. Afin de réduire le nombre d’animaux en expérimentation, la précision et la reproductibilité de la technique ont été validés précédemment sur des cellules cutanées isolées in vitro. Des modèles de peau bio-imprimés en 3D et ex vivo sont également utilisés au laboratoire. Mais ceux-ci ne permettent pas de reconstituer la véritable inflammation et ne contiennent que 3 types de cellules différentes. Il est donc indispensable de tester cette technique in vivo.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés pour mener à bien ce projet est réduit au strict minimum pour pouvoir conclure de façon statistiquement significative, à savoir 6 animaux par condition, à raison de 7 conditions, en 3 réplicas et 42 animaux donneurs, soit un total de 168 souris. Une précédente expérimentation avait permis de montrer que ce nombre d’animaux par groupe était suffisant pour conclure de manière significative.

Raffinement

Avant et après la brûlure et la chirurgie une analgésie sera maintenue. Les souris anesthésiées seront réchauffées pour prévenir l'hypothermie. Pendant 48 heures après la brûlure, une réhydratation des animaux par injection de solution de réhydratation sera réalisée. Des gels hydriques seront disposés dans les cages. Les animaux sortis de l'anesthésie générale seront surveillés pendant 30 min. La mise à mort sera anticipée si l'état de l'animal se détériorait progressivement sans retour à la normale jusqu'à conduire à la prostration, l'immobilité, l'apathie, le hérissement des poils, le tremblement et la cyanose. La pose de la greffe de peau sera réalisée sous anesthésie gazeuse. Les souris anesthésiées seront réchauffées. L’injection d’analgésie sera administrée 30 min avant la pose d'une greffe de peau, puis toutes les 8 heures 3 fois par jours après la greffe. Une solution de réhydratation sera injectée pour éviter la déshydratation. Les animaux sortis de l'anesthésie générale seront surveillés pendant 30 min. La mise à mort sera anticipée si l'état de l'animal se détériorait progressivement sans retour à la normale jusqu'à conduire à la prostration, l'immobilité, l'apathie, le hérissement des poils, le tremblement et la cyanose. L’analgésique sera injecté 3 fois par jour. Toutes les souris seront pesées quotidiennement. Les souris seront surveillées une fois par jour pour les activités naturelles telles que l'exploration, le repos, l'escalade, le toilettage, la recherche de nourriture, la nidification et le comportement social. Les points limites généraux seront : une perte de poids significative, des changements de comportement, tels que l'agressivité, l'isolement dans le groupe, l'agitation et l'automutilation, ainsi que des réactions autonomes telles que des pupilles dilatées, une respiration rapide et la piloérection persistante. Un autre point limite spécifique sera la surinfection non liée à la procédure.

Choix des espèces

La souris est l'espèce de choix pour l'étude de l'infection par Staphyloccus (S.) aureus : espèce naturellement colonisée par S. aureus comme l'homme, pathogenèse infectieuse proche de celle de l'homme, espèce permissive à l'infection par S. aureus. Il y a une abondante littérature et des modèles expérimentaux bien établis chez la souris de laboratoire. De plus, nous avons l'expérience de l'expérimentation animale sur cette espèce au laboratoire. Cet animal sera bien adapté à notre problématique. En effet, les plaies étudiées sont faiblement étendues limitant la douleur et les dommages : l'utilisation d'une autre espèce mammifère de plus grande taille comme le rat nécessiterait plus de matériel de départ pour un gain nul. Enfin, une précédente étude réalisée chez la souris a donné des résultats très prometteurs. Les souris auront environ 6 semaines à leur livraison. Une phase d’acclimatation d’une semaine minimum sera observée avant que les animaux ne rentrent dans le protocole. Les souris seront utilisées au stade de jeunes adultes (environ 8 semaines). A cet âge, nous limitons les biais liés à l’utilisation de souris vieillissantes. De plus, leur taille est suffisante pour une manipulation et une brûlure aisée de la peau.

840 souris rendues obèses vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent un gilet plusieurs semaines, subissent rasages et applications cutanées quotidiennes ainsi que des séries de piqûres à la queue pour mesurer la glycémie, pour étudier le passage de médicaments à travers la peau et leur accumulation dans la graisse. Le porteur décrit un régime hypercalorique imposé et des manipulations répétées, tout en jugeant leur impact sur le "bien-être" limité. Sur le remplacement, il affirme que les modèles cellulaires ne rendent pas compte des interactions entre les tissus et qu'il faut prendre en compte "l'ensemble de l'organisme".

Objectifs

Notre projet vise à comprendre comment la composition des formulations utilisées pour appliquer des médicaments sur la peau influe sur la manière dont ces molécules pénètrent la peau et s'accumulent dans le tissu adipeux. Nous cherchons à établir une corrélation entre la nature chimique des substances actives et leur accumulation dans le tissu graisseux en fonction des formulations utilisées. En d'autres termes, nous étudions comment différentes molécules médicamenteuses se déplacent à travers la peau en fonction des composants qui les accompagnent. Cela nous permettra de formuler des médicaments de manière à minimiser leur passage dans le système sanguin, favorisant ainsi leur effet local dans les tissus sous-cutanés. L'objectif est de mieux comprendre la biodistribution des médicaments chez les personnes obèses lors d'une application cutanée.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour but de découvrir comment les produits utilisés pour appliquer des médicaments sur la peau peuvent influencer la façon dont ces médicaments se répartissent dans notre corps. Nous voulons comprendre comment ces produits affectent la manière dont les médicaments atteignent et restent dans les cellules graisseuses. Ces données permettront de mieux comprendre comment les médicaments se propagent dans le corps des personnes obèses lorsqu'ils sont appliqués sur la peau

Procédures

• Rasage des poils avec une tondeuse spécifique : cela concerne tous les animaux à la fréquence d’1/10j pendant 30j max • Application des formulations cutanées : cela concerne tous les animaux, tous les jours pendant 10 à 30j (durée du traitement) • Mise en place du gilet protecteur : il va représenter une gêne pour l’animal, il est donc nécessaire de l’habituer au port du gilet qui durera 10 à 30j. • Prélèvement sanguin mandibulaire : cela concerne tous les animaux qu’1 fois et sera réalisé sous anesthésie • Prélèvement d’une goutte de sang par piqure au niveau caudal pour la mesure de glycémie. Ce geste est réalisé sur animal vigile à la fréquence de 5 piqures en 2h qui sera renouvelé 3 fois sur l’expérimentation. Ce geste concernera tous les animaux.

Impact sur les animaux

Une période d’acclimatation d’une semaine est prévue avant le démarrage de l’expérimentation afin de réduire le stress des animaux à leur arrivée à l’animalerie. Le régime va engendrer une prise de poids ayant un impact minimal sur leur bien être. Le rasage des poils, l’application des formulations n’induiront pas de nuisances et d’effets indésirables aux doses choisies. En effet, les composés associés à la substance active sont connus pour avoir des propiétées non irritantes. Les doses utilisées pour chaque molècule modèle ne devront pas induire d’effets irritant au niveau cutané ou générer des effets indésirables systémiques. L’apparition d’effets indésirables a été prise en compte dans le cadre des points limites et sera anticipée dans le choix des molécules modèles et des deux doses appliquées. Les souris porteront des gilets aérés afin d’éviter qu’elles lèchent les formulations déposées sur leur peau ou celle de leurs congénères ce qui limite le risque d’effets indésirables ou de modifier les résultats. Par le biais de ce dispositif, l’isolement des individus sera évité. Le gilet sera maintenu en place pendant toute la durée du traitement (10-30 jours) et une acclimatation sera prévue dès le début de l’expérimentation (1h/jour puis une pause d’une journée puis une augmentation du temps pour qu’au bout de deux semaines l’animal soit habitué à le porter pendant 24h. Le dernier mois il portera en permanence le gilet).

Devenir

Mise à mort car un prélèvement de différents organes doit être réalisé

Remplacement

Cette étude consiste à comparer la répartition dans le corps de substances actives en fonction des produits utilisés et des individus (obèses ou non). Nous examinons comment ces substances sont absorbées par la peau, comment elles se déplacent à l'intérieur de celle-ci, et dans quel type de graisses, ils se stockent. D'autres modèles notamment cellulaires ne nous permettent pas de comprendre comment ces deux types de tissus interagissent sur le long terme ni comment ces substances s'accumulent dans les différents types de gras corporel, comme le gras blanc ou brun. C'est pourquoi il est important de prendre en compte l'ensemble de l'organisme dans cette étude.

Réduction

Avant de réaliser des tests sur les animaux, nous allons d'abord vérifier si les substances que nous utilisons pour administrer les médicaments se mélangent bien entre elles en laboratoire. Cela nous aidera à réduire le nombre de combinaisons que nous devrons tester. Ensuite, après avoir fait des tests sur les animaux, nous pourrons éliminer certaines de ces combinaisons. C'est pourquoi nous avons prévu de tester 15 combinaisons différentes, en utilisant 10 médicaments modèles et 5 substances de transport.

Raffinement

Des personnes formées s'occuperont des animaux en veillant à minimiser leur stress. Nous avons veillé à ce que les souris s'habituent à porter les gilets de protection afin de ne pas les stresser. Pendant le traitement, nous veillerons à ce que les souris gardent une interaction sociale durant toute l’expérimentation et un enrichissement de leur environnement. Pour les souris en surpoids, nous tiendrons compte du fait qu'elles peuvent rencontrer des difficultés à bouger, et nous les surveillerons de près afin qu’elles aient accès à la nourriture et à l’eau de boisson. Si elles semblent avoir du mal, nous mettrons la nourriture près d'elles et leur donnerons de l'eau sous forme de gel. Pendant le traitement, nous vérifierons tous les jours si les souris réagissent bien aux médicaments. Si elles semblent avoir mal, nous évaluerons leur niveau de douleur grâce à des critères spécifiques décrits par Lloyd et Wolfensohn (1998).

Choix des espèces

Le choix de l’espèce a été défini suite à une étude bibliographique de référence qui a été établie sur cette espèce avec des souris âgées de 6 semaines en début de régime alimentaire adapté afin qu’elles atteignent un poids d’environ 150 g pour celles qui auront le régime hautement énergétique.

229 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour reproduire une anomalie liée aux leucémies aiguës myéloïdes, elles développent avec l'âge des maladies du sang et subissent des injections et jusqu'à dix prélèvements sanguins, avant d'être euthanasiées pour analyse des tissus. Le porteur indique que ces souris peuvent former, rarement, des tumeurs solides de gravité modérée. Sur le remplacement, il affirme que le recours aux animaux est "incontournable" pour saisir les conséquences de ces anomalies au sein d'un "organisme vivant".

Objectifs

Ce projet a pour but d’étudier l’un des mécanismes à l’origine de l’apparition d’hémopathies malignes chez l’homme. Les hémopathies malignes sont des affections de la moelle osseuse, tissu qui est responsable de la fabrication de l’ensemble des cellules du sang (globules rouges, globules blancs et plaquettes). Les hémopathies malignes regroupent un ensemble hétérogène de cancers des cellules sanguines ; on distingue les leucémies, les syndromes myélodysplasiques, les syndromes myéloprolifératifs et les lymphomes. Les leucémies aiguës myéloïdes (LAM) représentent la majorité des leucémies aiguës de l’adulte. Comme toutes les hémopathies, les LAM sont la conséquence de nombreuses anomalies génétiques acquises au cours du temps.

Bénéfices attendus

L'étude de modèles animaux reproduisant les anomalies moléculaires d’intérêt et développant à terme des pathologies proches de la maladie humaine pourrait permettre potentiellement de comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la prédisposition au cancer chez les individus présentant des hématopoïèses clonales à potentiel indéterminé (dont les anomalies IDH2). Ceci pourrait permettre également de tester des nouveaux traitements pertinents.

Procédures

Les animaux pourront avoir des injections uniques sous anesthésie locale (durée 1 minute). Des prélèvements de sang sous anesthésie locale seront faits (durée 3 minutes) chez certains animaux, au maximum une fois par semaine quand les animaux développent une hémopathie. Le nombre de ces prélèvements pourra être de 10 au maximum par animal.

Impact sur les animaux

Les injections et les prélèvements de sang pourront impliquer des contraintes et un stress légers et temporaires. Les animaux pourront développer avec l'âge des syndromes hémopathiques avec (rarement) formation de tumeurs solides de gravité modérée.

Devenir

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

Remplacement

Les conséquences fonctionnelles de ces évènements « fondateurs » du cancer ne peuvent être pleinement appréhendées qu’au sein d’un organisme vivant ; en effet ces anomalies génétiques fondatrices influent sur l’expression de nombreux gènes qui eux-mêmes conditionnent le devenir des cellules en réponse aux multiples signaux extra-cellulaires présents chez un individu et au sein d’un tissu (homones, facteurs de croissance etc…). L’utilisation d’animaux est incontournable pour évaluer l’importance des processus biologiques affectés par ces anomalies fondatrices. Pour ces raisons, nous établissons des lignées de souris génétiquement modifiées reproduisant les anomalies moléculaires d’intérêt et développant à terme des pathologies proches de la maladie humaine.

Réduction

Dans toutes les procédures, nous chercherons à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.Les nombres d'animaux nécessaires ont été déterminés par calcul de puissance. Pour les analyses subséquentes, nous utiliserons un test statistique non paramétrique Mann-Whitney-Wilcoxon. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés dans ce projet, les différentes procédures seront mises en oeuvre séquentiellement, en fonction des résultats obtenus. Les nombres indiqués dans ce projet sont des nombres maximaux.

Raffinement

Tout signe de souffrance ou de douleur chez l’animal entrainera la mise en place d’un soin particulier, antalgiques et morphiniques,. Des points limite précoces ont été définis et seront strictement appliqués. Les souris seront maintenues à raison de 5 souris par cage dans un environnement enrichi (nid, maison, tunnel). - Toutes les injections seront réalisées sous anesthésie locale ou générale. - Les prélèvements sanguins seront tous réalisés sous anesthésie générale . Dans la mesure du possible, les souris seront déplacées de leur cage vers l’appareil à anesthésie en utilisant des tunnels pour éviter de les prendre par la queue. - Les souris auront un suivi clinique quotidien.

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) est l’animal vertébré le plus utilisé dans la recherche translationnelle sur les cancers et les tests de toxicité, aussi bien qu'en recherche fondamentale. Cela se traduit par un accès à une quantité importante de publications scientifiques et techniques détaillées essentielles à nos études. C'est donc le modèle animal le plus pertinent pour ces études d'hémato-oncologie. Animaux adultes, ces pathologies se développant progressivement avec l'âge chez l'adulte.

50 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un psoriasis provoqué par une crème appliquée sur les oreilles sous anesthésie, et un gavage répété cinq jours sur sept pendant quatre semaines, pour tester une bactérie intestinale censée atténuer les lésions cutanées. Le porteur indique que le gavage répété peut enflammer la sphère ORL et le haut de l'œsophage et provoquer une perte de poids par défaut d'alimentation. Il affirme qu'aucun test sans animal ne peut intégrer la réaction immunitaire de la peau et conclut que l'étude "ne peut être conduite qu'in vivo".

Objectifs

Le Psoriasis est une maladie cutanée chronique qui touche environ 5% de la population générale. De plus en plus d'études suggèrent un rôle du microbiote intestinal (bactéries intestinales) dans le développement des lésions de psoriasis. Ces découvertes permettent d'envisager le développement de traitements probiotiques, à base de "bonnes" bactéries intestinales, qui viendraient améliorer les lésions cutanées après administration orale. Dans cette étude, nous testerons l'impact d'une "bonne bactérie" administrée par voie orale chez une souris atteinte de psoriasis. Le but est démontrer que ce nouveau type de traitement fonctionne sur un modèle de souris (amélioration du psoriasis) avant d'envisager son développement chez l'homme.

Bénéfices attendus

En cas de résultats positifs, une étude chez l'homme sera envisagée : nous pourrons dans ce cas étudier si un traitement oral par P. distasonis (une "bonne" bactérie intestinale aux propriétés anti-inflammatoires) permet d'améliorer le psoriasis chez l'homme.

Procédures

Le traitement à base de P. distasonis, une bactérie intestinale bénéfique, sera réalisé par gavage sur animaux vigiles, 5 fois par semaine sur 28 jours (durée 30 sec). Afin de mimer des lésions de psoriasis, une crème (imiquimod) sera appliquée sur les oreilles des animaux sous anesthésie pendant 30min. Pour cela, les animaux seront anesthesiés 3 jours consécutifs sur 2 semaines consécutives et une derniere fois après resolution de l'inflammation 7 jours plus tard (7 injections = 30sec). La mesure de la réponse clinique (mesure de l'épaisseur de l'oreille) sera réalisée sous anesthésie 5jours/7 pendant 30 secondes.

Impact sur les animaux

Le gavage répété 5j/7 sur plusieurs semaines pourrait induire une inflammation de la sphère ORL et de la partie haute de l'oesophage. Cette inflammation pourrait entraîner une perte de poids par défaut d'alimentation. Ce modèle engendre une inflammation legère au niveau de l'oreille qui ne gène pas la souris et ne gènere pas de grattage. Les souris seront régulièrement anesthesiées (5j/7) durant plusieurs semaines, ce qui peut génerer un stress.

Devenir

Après anesthésie, tous les animaux seront mis à mort à la fin de l'étude afin de récupérer les organes ce qui permettra d'analyser les propriétés anti-inflammatoires de P. distasonis

Remplacement

L’objectif de cette étude est d'évaluer l'impact d'un candidat médicament sur un modèle d'inflammation cutanée (psoriasis). Aucun test in vitro ne permet d’intégrer la réaction immunitaire de la peau et des organes immunitaires associés dans leur ensemble dans le cadre de cette pathologie. Celle-ci ne peut donc être conduite qu’in vivo.

Réduction

L’estimation du nombre d’animaux par groupe est réalisée sur la base de notre expérience ainsi que sur la littérature scientifique et a été réduit au maximum sans mettre en péril une interprétation statistique de nos résultats. Aussi, un minimum de 10 animaux par groupe (3 dosages de P. distasonis et un groupe contrôle non traité) est nécessaire afin de réaliser des analyses statistiques pertinentes et robustes. Trois dosages de P. distasonis seront testés, celle-ci n'ayant jamais été testée auparavant.

Raffinement

Des mesures seront mises en oeuvre pour optimiser le bien-être des animaux. A leur arrivée dans l'animalerie, une période d'acclimation d'une semaine sera respectée avant le debut de la procédure expérimentale, et les souris seront maintenues entre 4 et 5 souris par cage, afin de les maintenir au maximum en groupe social. Des points limites bien définis et suffisamment précoces et prédictifs pour prévenir tout stress et toute douleur de l’animal ont été mis en place. L’observation des animaux sera effectuée 5jours/7 et nous attacherons une grande importance à l'apparence physique externe et aux changements comportementaux de ceux-ci. Dans le cas où des animaux perdraient du poids, des aliments réhydratés seraient disposés dans la cage. Pour les gavages, des sondes gastriques souples reconnus pour etre moins irritante pour les animaux seront utilisées et les gavages seront réalisés par une personne expérimentée ayant déjà réalisé des gavages répétés.

Choix des espèces

L’espèce souris est un modèle très utilisé en pathologie immunologique, telle que l'inflammation cutanée et notamment le psoriasis, en raison des nombreux outils mis à disposition pour l’analyse des réponses immunes. Cette espèce est également proche de l’homme en ce qui concerne certains marqueurs de la réponse immunologique comme la production de cytokines inflammatoires. De plus, l’utilisation de ce modèle, couramment employé dans ce domaine, nous permettra de discuter nos résultats par rapport aux données existantes de la littérature. Les souris provenant de fournisseurs arrivent à l’âge de 6 semaines et sont acclimatées au moins une semaine au sein de notre animalerie avant d'entrer dans nos protocoles. Les souris entrent dans les procédures à 7-25 semaines, âge auquel les souris présentent un système immunitaire suffisamment mature pour effectuer une sensibilisation efficace.

1760 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales dans la patte puis plusieurs injections, pour comparer une association de deux traitements anticancéreux chez des souris pourvues ou privées d'un système immunitaire complet. Le porteur indique que la tumeur dans la patte peut réduire la mobilité et l'alimentation, entraîner une perte de poids et parfois des nécroses cutanées. Les retombées pour les patients sont renvoyées au "long terme", l'objectif immédiat restant de décrire la cascade immunitaire qui rend l'association efficace.

Objectifs

Notre intérêt pour l’immunothérapie a explosé ces dernières années grâce à l’apparition de nouveaux types de traitement. Ces traitements sont capables de permettre la mise en place d’une réponse de longue durée contre le cancer mais chez un nombre limité de patients. Un autre traitement appelé anti-VEGFR2 empêche la création de nouveaux vaisseaux sanguins dans la tumeur, limitant ainsi la croissance tumorale en la privant des nutriments et de l’oxygène apportés par le sang. Plusieurs études ont montré que l’anti VEGFR2 était également capable d’augmenter l’efficacité des traitements d’immunothérapies. Cependant, les mécanismes permettant d’expliquer cette amélioration restent encore à découvrir et plus particulièrement ceux impliquant les cellules du système immunitaire. C’est pourquoi nous souhaiterions étudier l’efficacité de cette association de traitements dans des souris possédant ou non un système immunitaire complet. Le but de ce travail est de définir la cascade d’événements menant à l’efficacité antitumorale de l’association d’un anti-VEGFR2 avec une immunothérapie. Notre hypothèse est que l’efficacité de cette association thérapeutique repose sur une réponse immunitaire précise. Pour vérifier cette hypothèse, nous allons utiliser des souris ayant un système immunitaire complet ou non afin de comparer l’importance de certaines cellules sur l’efficacité de l’association thérapeutique.

Bénéfices attendus

Ce projet pourrait ouvrir de nouvelles perspectives de traitement pour les patients en améliorant notre compréhension d'un phénomène immunitaire bénéfique à l'encontre du cancer. A mi-chemin entre la recherche fondamentale et appliquée, ce projet vise à long terme à améliorer les mécanismes immunitaires naturellement mis en place chez les patients cancéreux afin d'augmenter leur chance de survie.

Procédures

Sous anesthésie générale par isoflurane, les animaux subiront 1 injection sous cutanée de 1 minute, 10 jours plus tard, 3 injections Intrapéritonéale (IP) de 1 minute, réparties sur une semaine et certaines souris auront également 1 Intra veineuse (IV), de 1 minute chacune environ.

Impact sur les animaux

Les animaux vont être soumis au maximum à 1 injection IV de 1 minute, 1 injection sous-cutanée de 1 minute sous anesthésie et 3 injections IP de 1 minute, répartie sur plusieurs jours. Les administrations IV et SC ne sont pas connues pour être particulièrement douloureuses. L’injection des tumeurs en sous-cutané dans la patte des souris pourrait diminuer la mobilité des souris ainsi que leur capacité à se nourrir. De ce fait, il est possible qu’un effet indésirable de cette expérimentation soit une perte de poids. En réalisant des injections en sous-cutané, il est parfois possible d’observer la formation de nécroses cutanées. Dans de précédentes expériences, nous avons montré que les traitements n’ont pas d’effets indésirables sur les souris mais nous continuerons de le vérifier.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin des expériences afin de prélever les tumeurs.

Remplacement

Le cancer est une maladie complexe impliquant des mécanismes de contrôle et des interactions possibles seulement dans un organisme vivant. En effet, la recherche a permis de comprendre l’importance de l’environnement dans lequel le cancer se développe et les multiples interactions avec le système immunitaire, le stroma tumoral, le système vasculaire et le métabolisme. En conséquence, les expérimentations in vitro ne suffisent pas à appréhender la complexité d’un organisme. Nous réalisons à ces fins des études sur les modèles d’animaux greffés avec des cellules tumorales. Par la suite, le décryptage des mécanismes moléculaires sera réalisé in vitro.

Réduction

Les groupes expérimentaux seront constitués de n=10 individus afin de générer des cohortes avec suffisamment de puissance pour permettre d’évaluer les effets anti-tumoraux des traitements tout en permettant à une seule et même personne de prendre en charge l’expérience. Les expériences seront réalisées par des personnes parfaitement formées afin d’optimiser la reproductibilité. Le fait que ces animaux soient génétiquement identiques permet de réduire la taille des groupes tout en ayant des résultats fiables. Néanmoins, comme les variations dans les croissances tumorales peuvent être faibles, nous répèterons les expériences 2 fois de manières indépendantes. Des tests statistiques seront réalisés pour permettre d’analyser les données

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans un environnement adapté et enrichi. Chaque animal sera examiné et pesé 3 fois par semaine. Si des signes anormaux sont observés chez les souris, la fréquence de surveillance sera augmentée. Les injections de cellules tumorales et les traitements seront réalisées sous anesthésie à l’isoflurane. Aucune douleur associée à ces gestes n’est donc attendue. De plus, leur habituation aux gestes de contention devrait permettre de réduire le stress dû à ces manipulations. Afin de limiter la perte de poids des souris potentiellement due à des problèmes de mobilités induits par les tumeurs, nous allons ajouter des croquettes dans les cages afin que la nourriture leur soit plus accessible. De plus, des enrichissements seront ajoutés dans chaque cage. Les souris auront à disposition des matériaux pour leur permettre de faire leurs nids. Nous avons également mis en place une grille d’évaluation des points limites chez les animaux afin de limiter leur souffrance.

Choix des espèces

Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 8 et 12 semaines d’âge) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles avec des animaux possédant un système immunitaire mature. Les souris, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation de par l’utilisation de souris génétiquement modifiés. Enfin, les souris autorisent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme.

4 800 animaux, 2 400 souris et 2 400 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des composés par voie orale ou par injection, puis sont soumis à un test d'évitement passif où ils subissent jusqu'à cinq stimulus aversifs, un stimulus douloureux servant à créer une mémoire de peur. Le porteur teste des molécules ciblant le système nerveux central pour la mémoire et l'impulsivité, et précise que les animaux ne seront pas réutilisés pour ne pas biaiser les résultats. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ou in silico ne suffit pour un comportement "aussi complexe et intégré que la mémoire".

Objectifs

La mémoire émotionnelle correspond à la mémoire d'un évènement ayant suscité une émotion. De nombreuses pathologies sont associées à une altération de cette mémoire émotionnelle (schizophrénie, alzheimer, syndrome de stress post traumatique) et il est nécessaire de passer par des modèles animaux afin d'évaluer de nouvelles pistes thérapeutiques. Chez le rongeur c'est la mémoire de peur qui est classiquement évaluée comme modèle de mémoire émotionnelle humaine, c'est une émotion très conservée entre les espèces car indispensable à la survie. Cette mémoire émotionnelle s'acquière très facilement et souvent en un seul essai chez le rongeur. Une des activités de notre centre de recherche est de développer de nouveaux composés ayant pour cible le système nerveux central et des pathologies associées. C'est pourquoi l'objectif de ce projet va être d'évaluer les effets de nouvelles molécules et de molécules de référence sur des animaux dans un dispositif d'évitement passif qui permet de tester la mémoire basée sur l'association entre un environnement et un stimulus aversif. Ce dispositif va permettre également d'évaluer l'impulsivité excessive que peuvent présenter certains modèles animaux. Ainsi le second objectif de ce projet sera de mesurer les effets de nouveaux composés ciblant le système nerveux central sur une impulsivité exacerbée que l'on retrouve dans des pathologies du type trouble de l'hyperactivité et déficit de l'attention.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre d'identifier et de caractériser de nouvelles molécules afin d'apporter les données précliniques nécessaires avant de passer au stade de développement clinique. A moyen - long terme ces données scientifiques permettront de développer de nouveaux candidats médicaments permettant de traiter certaines pathologies à l'origine de déficits de mémoire (schizophrénie par exemple) ou de troubles de l'impulsivité (syndrome d'hyperactivité et de déficit de l'attention par exemple).

Procédures

Les animaux vont recevoir une administration aigüe par voie orale, intrapéritonéale, sous-cutanée ou intramusculaire de molécules à tester. Lors des tests de comportement les animaux pourront être exposés au plus à 5 stimulus aversifs d'une durée maximale de 3 secondes.

Impact sur les animaux

Deux effets indésirables principaux sont attendus sur les animaux : -le stress lié à la courte contention le temps de l’administration de produit, qui pourra également causer une courte et légère douleur sur le site de l'injection intrapéritonéale, intramusculaire ou sous-cutanée. -la douleur passagère liée aux stimulus aversifs de courte durée (1-3s) et répétés maximum 5 fois.

Devenir

Les animaux ne pourront pas être réutilisés dans d'autres projets et seront mis à mort à l'issue des 2 procédures. En effet l'objectif du projet étant de travailler sur les mécanisme de mémoire et/ou d'impulsivité, toute réutilisation des animaux dans d'autres études comportementales pourrait être biaisée par les tests précédemment réalisés.

Remplacement

Ce projet ayant pour but de tester l'action pharmacologique de nouveaux composés sur la mémoire émotionnelle à court ou long terme ou sur l'impulsivité, il est nécessaire de passer par des modèles animaux. En effet, l'évaluation d'un comportement aussi complexe et intégré que la mémoire mettant en jeu de multiples aires cérébrales ne peut être réalisée que sur un animal vigile. Il n'existe pas à ce jour de méthode de substitution (in vitro ou in silico) suffisante pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet.

Réduction

En raison de la variabilité liée aux études comportementales, un effectif de 12 animaux est nécessaire afin d'obtenir un traitement statistique des résultats satisfaisant. Ces analyses statistiques, réalisées à l'aide d'un logiciel spécifique (Graphpad Prism) nous permettront de nous assurer de la réalité et de la reproductibilité d'éventuelles différences observées entre plusieurs groupe ayant reçu différentes molécules à tester. Les tests de plusieurs molécules ou plusieurs doses d'une même molécule pourront être groupés afin de n'utiliser qu'un seul groupe témoin et le cas échéant un seul groupe recevant une molécule de référence.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en animalerie centrale (température et hygrométrie contrôlées) groupés par 3 ou 4 par cage. Une période de 5 jours d'acclimatation après livraison est prévue avant toute expérimentation. Tout au long des études les animaux sont hébergés dans des cages adaptées à l'espèce avec la présence d'enrichissement de milieu (tunnel, igloo, bandes de papier pour nidification, briques de bois à ronger....) et avec accès à l'eau et à la nourriture. Les animaux sont observés chaque jour (week-end compris), une fiche de contrôle du bien-être animal comprenant 30 critères est renseignée chaque semaine. Si plus de trois critères ne sont pas satisfaits sans possibilité d'action correctrice, alors l'animal est exclu du protocole et mis à mort si nécessaire. Les membres de la structure bien-être animal effectuent une observation mensuelle de tous les animaux.

Choix des espèces

Le rat et la souris sont largement caractérisés d'un point de vue comportemental. Ce sont deux espèces très classiquement utilisés et décrites dans la littérature concernant les tests d'évaluation de la mémoire émotionnelle, les protocoles sont très bien établis. Le rat et la souris ont un système nerveux central suffisamment évolué pour envisager une extrapolation à l'homme de certains résultats. En effet, de nombreux parallèles existent entre les caractéristiques de la mémoire étudiées chez le rat ou la souris et les caractéristiques de la mémoire chez l'humain. De plus, la souris et le rat sont deux espèces pour lesquelles il est possible d'avoir des effectifs suffisants permettant d'obtenir des résultats statistique robustes : conditions d'hébergements en animalerie raisonnables, quantités limités de nouveaux composés à synthétiser par la chimie. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte ou jeune adulte chez la souris comme chez le rat. En effet dans la littérature, les tests de mémoire sont classiquement décrits sur des animaux adultes, avec un développement cérébral complet et des capacités cognitives et d'attention fonctionnelles. Eventuellement, des animaux plus âgés pourront être utilisés pour tester l'effet de nouveaux composés sur le vieillissement et le déclin de la mémoire associé.

20 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cœur et leurs poumons, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dix d'entre elles sont privées du gène ELK3 et dix sont des témoins sauvages, et toutes passent deux semaines dans un air appauvri à 10 % d'oxygène, ainsi que trois prises de sang à deux ou trois semaines d'intervalle et une échographie du cœur d'une vingtaine de minutes, sous anesthésie gazeuse. Le porteur dit que l'hypoxie peut entraîner "un léger stress, sans pour autant être nuisibles dans les conditions appliquées", et cherche à savoir si ELK3 intervient dans la réponse au manque d'oxygène, pour traiter à terme des pathologies liées à l'hypoxie. Le prélèvement sanguin est limité à 25 % du volume sanguin total de la souris, compensé par l'injection sous la peau d'un volume équivalent de solution saline, sans que le texte précise si ce plafond vaut pour chacune des trois prises.

Objectifs

Nos cellules utilisent l'oxygène pour générer de l'énergie efficacement et, lorsqu'elles manquent soudainement d'oxygène, en cas d'hypoxie, des dommages irréversibles et rapides peuvent survenir aux organes. L'hypoxie chronique a également des conséquences, plus particulièrement dans les tumeurs, qui peuvent contribuer à des métastases et au décès. Il existe des mécanismes qui permettent aux cellules de s'adapter à l'hypoxie, dont l'élément-clé est la voie sensible à l'oxygène qui implique le facteur de transcription HIF-1. Ce mécanisme de base est une découverte fondamentale et un élément central dans la compréhension de la détection de l'oxygène dans le corps. Plusieurs composantes supplémentaires ont été découvertes plus récemment, notamment des modificateurs de la structure de l'ADN, des régulateurs des signaux de dégradation, et des facteurs impliqués dans la détection aiguë de l'oxygène. Cependant, il reste de nombreuses autres composantes qui interviennent dans le traitement des conséquences de l’hypoxie et qui restent à étudier, dont le facteur de transcription ELK3. ELK3 intervient dans des voies de signalisation conduisant à la transcription de l'ADN, et joue un rôle dans la migration cellulaire, la formation de nouveaux vaisseaux sanguins (l'angiogenèse) et l'intégrité vasculaire. De plus, il a été démontré qu'il joue un rôle dans la régulation des gènes sensibles à l'hypoxie, la protéine ELK3 étant elle-même dégradée dans des conditions de faible teneur en oxygène. La plupart des mécanismes de signalisation induits par l'hypoxie impliquant les deux protéines ELK3 et HIF-1 sont distincts, mais liés. On s'attend ainsi à ce que ELK3, tout comme HIF-1, soit impliqué dans l'angiogenèse, des études in vitro en culture cellulaire ayant notamment montré qu'ELK3 est préférentiellement exprimé dans les cellules endothéliales qui tapissent la paroi des vaisseaux sanguins, mais aussi dans le mélanome. Cependant, il reste à élucider si ELK3 est impliqué dans la réponse physiologique à l'hypoxie. Dans ce contexte, nous souhaitons étudier les conséquences de la perte totale d’ELK3 dans le modèle souris, dans des conditions d’hypoxie, sur la fonction cardio-vasculaire et le remodelage vasculaire pulmonaire.

Bénéfices attendus

L'hypoxie joue un rôle important dans les causes de mortalité, notamment le cancer, l'ischémie myocardique et les maladies métaboliques, du cœur et des reins, ainsi que dans les maladies de la reproduction telles que la prééclampsie et l'endométriose. Il existe de nombreuses preuves provenant de systèmes in vitro selon lesquelles un ou des facteur(s) de transcription, joue(nt) un rôle essentiel dans la réponse hypoxique. Pour utiliser ces connaissances pour comprendre et finalement traiter les pathologies liées à l’hypoxie, nous devons étudier les rôles de ces facteurs dans un modèle animal. Les expériences prévues devraient apporter une preuve convaincante de son importance physiologique dans l’hypoxie, et nous permettre d’exploiter notre boîte à outils, notamment les molécules que nous avons développées ciblant l'un de ces facteurs de transcription, pour traiter à terme les pathologies associées à l’hypoxie.

Procédures

Les animaux seront soumis à 3 prélèvements sanguins, à 2-3 semaines d'intervalle et à une échographie (durée environ 20 minutes). Ils seront soumis par ailleurs à des conditions hypoxiques (10% oxygène) pendant 2 semaines.

Impact sur les animaux

Les prélèvements sanguins, ainsi que l'échographie pour explorer la fonction cardiaque peuvent entrainer un léger stress ou une douleur chez les animaux. Ils seront effectués sous anesthésie gazeuse. Par ailleurs, les souris seront exposées à des conditions hypoxiques pouvant également entrainer un léger stress, sans pour autant être nuisibles dans les conditions appliquées.

Devenir

A la fin de la procedure, toutes les souris seront mises à mort pour réaliser une nécropsie et prélever des organes (coeur, poumons) en vue des analyses post-mortem

Remplacement

Le rôle de la protéine d'intérêt ELK3 dans le processus d'hypoxie a été étudié par des approches cellulaires dans notre laboratoire, mais pour analyser les effets globaux de cette protéine sur le muscle cardiaque, les vaisseaux sanguins et les poumons, le modèle souris nous semble nécessaire pour nous rapprocher au mieux de la pathologie humaine.

Réduction

Pour chacun de nos tests, nous comparerons le groupe contrôle sauvage et le groupe mutant Homozygotes ELK3. Approche statistique: grâce aux études précédentes et les données collectées sur les animaux contrôles sur plusieurs années, et en tenant compte des tests réalisés au cours de cette étude, nous savons que le nombre de 10 animaux par génotype est suffisant pour détecter des phénotypes spécifiques s’ils existent.

Raffinement

Durant toute l'étude, y compris en cages d'hypoxie, les souris sont hébergées à raison de 3 souris par cage afin d'éviter le stress lié à l'isolement et de maintenir les interactions sociales. Afin de limiter la gêne qui pourrait survenir suite à la baisse de la concentration d’oxygène celle-ci se fera progressivement (en 3 heures). L’exploration cardiaque est indolore, mais une anesthésie sera mise en oeuvre chez la souris afin d'éviter le stress lié à la manipulation, en particulier lors de l'épilation et de l'échographie. L'anesthésie facilitera en outre l'exploration en limitant les mouvements de l'animal. En cas de ralentissement du rythme cardiaque sévère lié à l'anesthésie, la procédure sera arrêtée et les animaux surveillés jusqu'au réveil dans les minutes suivant la procédure Si les animaux présentent une faiblesse trop marquée suite à l'anesthésie, une euthanasie pourra être pratiquée. Le prélèvement sanguin sera réalisé sous anesthésie gazeuse et sera limité à un volume de 25% du volume sanguin total de l'animal. Pour compenser la perte de volémie, nous injecterons par voie sous-cutanée un volume équivalent de solution saline (NaCl 0.9% chauffé à 37°C) après le prélèvement sanguin.

Choix des espèces

La souris (Mus Musculus) est l’espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son temps de génération permet de réaliser des études relativement rapides et de récapituler de manière assez fidèle les mécanismes chez l’humain. La nécessité d’utiliser des souris génétiquement modifiées est liée à l’absence de toute mutation spontanée dans cette espèce ou d’autres espèces de mammifères qui correspondrait à la maladie humaine. De plus, la génétique de la souris est bien connue et nous permet d'inactiver le gène d'intérêt specifiquement. Les souris auront 10-12 semaines environ (stade adulte), où l’arborescence et la structure des vaisseaux sanguins seront matures.