Rongeurs
Etude du rôle d’un facteur de transcription dans la barrière intestinale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
620 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des jeûnes répétés, de nombreuses contentions pour gavages et injections, l'implantation d'une pompe sous la peau et, pour certaines, une infection intestinale provoquant perte de poids, léthargie et saignements rectaux, avant le prélèvement du sang et des organes. L'objectif est de comprendre le rôle d'un facteur du glucose dans la perméabilité de l'intestin liée au diabète. Le porteur affirme que ces dérégulations complexes ne peuvent être résolues par des cultures in vitro, malgré des travaux préalables sur organoïdes.
Objectifs
L’intestin est composé d’un épithélium simple, directement en contact avec le bol alimentaire et le microbiote. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) un rôle endocrine et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage consécutif de produits bactériens dans le sang aient été proposés comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2, les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action d’un facteur qui médie les effets du glucose, conduit à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.
Bénéfices attendus
Le bénéfice potentiel de ce projet serait de mieux comprendre la fonction d'un facteur relayant habituellement les effets du glucose dans l'intestin. Il permettrait de notamament de comprendre si son blocage pourrait suffir à renforcer la barrière formée par l'intestin et ainsi empêcher l'augmentation de la perméabilité intestinale en cas d'hyperglycémie, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques.
Procédures
Identification (1 contention de 30 secondes) Sur animaux vigiles : 20 animaux (2 mises à jeun: une de 5h et une de 14h, 11 contentions de 30 secondes pour 6 administrations orales de produit, 3 prélèvements de sang et 2 injections de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), 20 animaux (1 mises a jeun de 14h, 10 contentions de 45 secondes pour 6 administrations orales de produit, 3 prélèvements de sang et 2 à 6 injections de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), 80 animaux (1 mise a jeun de 14h, 2 mises à jeun de 4h, 10 contentions de 45 secondes pour 8 administrations orales de produit, 1 prélèvement de sang et 1 injection de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), 120 animaux (2 mises a jeun: une de 4h et une de 14h, 8 contentions de 45 secondes pour 6 administrations orales de produit, 1 prélèvement de sang et 1 injection de produit; 45 secondes par gavage ou injection; 1minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal); Sur animaux anesthésiés : 20 animaux (implantation sous cutanée d'une pompe osmotique (20min par souris) et un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)), 220 animaux (un prélèvement sanguin (30 secondes par souris)).
Impact sur les animaux
Aucun des modèles murins ne présente de phénotype dommageable à l’état basal. Il y a un stress lors de l’anesthésie, de la contention, des injections et des gavages. Concernant les modèles d’infection par un pathogène intestinal, l’apparition de signes généraux de souffrances (tels que poils ébouriffés ou hérissés, perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement, diarrhées et saignements rectaux) est envisageable.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en vue de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser les conséquences intestinales de la perte d’action du glucose à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas au glucose. Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but de mimer certaines caractéristiques de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro.
Réduction
L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser les conséquences intestinales de la perte d’action du glucose à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas au glucose.
Raffinement
La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. De plus, l’application des points limites établis pour chaque procédure de ce projet sera effectué.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Seule cette espèce possède des modèles présentant une délétion spécifique du récepteur de l'insuline dans des tissus d’intérêt, permettant ainsi la caractérisation de l'action de l'insuline au cours de ces pathologies. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 10 semaines. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.
Prévenir la pathologie de type Alzheimer chez la souris par l’activité d’une protéine
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une chirurgie du cerveau de 20 minutes avec pose d'électrodes pendant une heure, quatre jours d'électroencéphalogramme enregistré jour et nuit, et des tests de comportement chaque mois pendant une semaine au plus : 918 souris, issues notamment de deux lignées présentées comme reproduisant la maladie d'Alzheimer, vont passer par ces étapes. Elles sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et toutes sont tuées à l'issue par une dose létale d'anesthésique. L'équipe veut corriger par thérapie génique l'hyperexcitabilité du cerveau associée à la maladie, en faisant exprimer aux souris une protéine altérée chez les patients, et émet l'hypothèse que ce traitement pourra s'appliquer un jour à des personnes à risque, avant les premiers symptômes. Le texte ne nomme ni cette protéine, ni les deux lignées, ni les tests de mémoire, décrits seulement comme des séances d'une dizaine de minutes répétées trois fois, à côté d'une heure de déplacement libre dans une arène.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer demeure à ce jour incurable. Il y a une urgence à approfondir nos connaissances sur les mécanismes et à développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Parmi l’ensemble des symptômes retrouvés chez les patients, le plus connu est la perte de mémoire qui s’aggrave au cours du temps. Il y a une hyperexcitabilité du cerveau, fréquemment associé à de l'épilepsie qui aggravent la pathologie. Notre étude a pour objectif de développer une nouvelle stratégie thérapeutique afin de corriger cette hyperexcitabilité. Cette approche de thérapie génique pourrait être envisagée en clinique humaine. Nous induirons chez l'animal l'expression d'une protéine qui est altérée chez les patients,et nous analyserons l’activité cérébrale, et la mémoire. L’analyse des cerveaux permettra de mesurer l'efficacité sur les différents marqueurs de la pathologie.
Bénéfices attendus
Nous pourrons valider l’efficacité de la thérapie pour corriger l’hyperexcitabilité cérébrale dans le cadre de la maladie d’Alzheimer dans un but préventif ou curatif. Nous pourrons comparer aux techniques utilisées par d’autres laboratoires qui, ne sont pas envisageables en clinique humaine., Nous émettons l’hypothèse que notre thérapie génique pourra être effectuée sur les personnes à risque avant que les premiers symptômes ne se déclarent et que la pathologie ne soit trop avancée. Enfin, cette étude permettra de mieux connaître les mécanismes sous-jacents à l’hyperexcitabilité cérébrale présente dans la maladie d’Alzheimer
Procédures
les animaux auront 2 injections ( moins d'une minute) pour l'anesthésie et l' analgésie suivie d' une chirurgie cérébrale (durée 20 minutes) et en parallèle mise en place d'électrodes (1 heure). Les électroencéphalogrammes seront enregistrés 24h sur 24h pendant 4 jours sur les animaux se déplaçant librement. Les animaux seront testés en comportement tous les mois sur une durée maximum d'une semaine pour laisser un temps de repos entre 2 tests de comportement. Les tests durent environ 10 minutes et sont renouvelés 3 fois pour les tests de mémoire et pour l'étude des mouvements, la durée est d'une heure en libre circulation dans une arène. En fin de procédure les animaux seront euthanasiés sous analgésie avec une dose létale d'anesthésique.
Impact sur les animaux
Les tests de comportement peuvent engendrer un léger stress. Les chirurgies cérébrales peuvent engendrer des douleurs post-opératoires, une perte d’appétit menant à une perte de poids, ou encore à un stress de l’animal.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue chaque procédure
Remplacement
Notre étude portant sur l’hyperexcitabilité cérébrale, et ayant des mesures de mémoire et d’activités épileptiques, il est indispensable de travailler sur des modèles in vivo de la maladie d’Alzheimer. En effet, des lignées cellulaires ou des échantillons de cerveaux de patients ne nous permettrait pas de valider la stratégie thérapeutique que nous souhaitons développer.
Réduction
Pour estimer le nombre d’animaux nécessaire, nous nous sommes basés sur les expériences réalisqées précédemment au laboratoire. Nous avons également eu recours à notre service de statistiques afin de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés, tout en conservant une taille pertinente pour répondre à notre hypothèse biologique.
Raffinement
Nous avons planifié rigoureusement et optimisé les procédures expérimentales afin de minimiser les contraintes pour les animaux. Les expériences réalisées précédemments au laboratoire montrent que les procédures expérimentales réalisées sous anesthésie et analgésie impactent peu le bien-être animal. Les effets post opératoires sont traités par une analgésie dès le réveil de l'animal et le lendemain de l'opération. De nombreux critères ont été mis en place afin de détecter/évaluer toute forme de détresse des animaux qui entraineront l'arrêt de la procédure si nécessaire
Choix des espèces
Nous choisissons de travailler avec la souris en raison des nombreuses simililtudes au niveau des processus physiologiques avec l’Homme. Par ailleurs, de nombreux modèles ont été développés afin de récapituler certains des changements pathologiques et cognitifs associés à la maladie d'ALzheimer. Notre étude comprend l’utilisation de deux modèles à des âges pour lesquels ils présentent des symptomes plus ou moins avancés Les animaux (mâles et femelles) utilisés sont âgés de 3 ou 5 mois au début du protocole. - 3 mois : correspond à l’âge où la pathologie commence à se déclarer au niveau cérébral de par la production de peptides amyloïdes. De plus, nos expériences réalisées précédemment au laboratoire démontrent une efficacité de notre thérapie à cet âge. Le début du protocole à cet âge permet donc de tester l’effet préventif de notre traitement. - 5 mois : c’est un âge où la pathologie au niveau cérébrale est bien implantée et où les animaux présentent des déficits cognitifs. Le début du protocole à cet âge permet donc de tester l’effet curatif de notre traitement.
Enseignement pratique de la microchirurgie sur le modèle rat
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
750 rats vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil, pour former des internes à la microchirurgie sous microscope. Chaque animal, ancien reproducteur destiné à l'euthanasie, sert à s'exercer aux sutures de microvaisseaux et de nerfs pendant environ trois heures. Le porteur applique le principe "Jamais la première fois sur l'animal" après entraînement sur substituts inertes et animaux morts. L'établissement déclare avoir utilisé 831 animaux là où 3000 étaient prévus, et en demande désormais 750.
Objectifs
Les formations sur animal vivant anesthésié visent à former les internes de chirurgie à la microchirurgie sous microscope opératoire. Elles complètent l’enseignement traditionnel par le compagnonnage et permettent de mettre les internes en situation réelle et en autonomie sans impliquer la vie d’un patient humain. L’enseignement pratique est complété par des cours théoriques dans différentes disciplines nécessitant la microchirurgie. La microchirurgie est une discipline exigeante, difficile et sa mauvaise réalisation peut compromettre la récupération du patient. Les internes ne peuvent être formés directement sur le patient. Le déroulé de l’enseignement est composé de différentes étapes dont la difficulté de réalisation est progressive. L’enseignement commence par 5 sessions de 3 h soit 15 h d’enseignement sur supports inertes et sur animaux morts pour former les participants au maniement des instruments de microchirurgie et au travail sous microscope. L’enseignement sur animaux morts permet de former les participants aux différentes voies d’abords chirurgicales et aux sutures qui seront ensuite réalisées sur l’animal vivant anesthésié. Durant ces TP, le travail du participant est évalué afin de déterminer s’il est apte à travailler sur l’animal vivant. Après cette validation des gestes techniques, il y a 11 sessions de 3 h chacune (10 sessions de formation et 1 session d’examen) sur animaux vivants. Durant ces sessions, différents types de gestes techniques seront abordés et représentent les spécificités techniques de chaque spécialité. En complément de l’utilisation d’animaux vivants, 3 sessions de 3 h sont réalisées sur corps humains issus des dons du corps à la science. Ces sessions permettent de réaliser des gestes techniques qui ne sont pas réalisables sur l’animal. Les gestes chirurgicaux portent sur la chirurgie des microvaisseaux (artère & veine) et des nerfs.
Bénéfices attendus
Les objectifs pédagogiques sont de former les internes en fin d’internat (5ème et 6ème semestre) avant qu'ils soient laissés en autonomie totale au bloc opératoire. Pour placer les participants dans les conditions de chirurgie, l’installation des animaux est semblable à celle du bloc opératoire (anesthésie, analgésie, asepsie et champage, même instrumentation).
Procédures
Sur animaux vigiles, une injections sous cutanée : environs 1 minute. Les gestes chirurgicaux sont éffectués sur animaux anesthésiés et analgésié sans réveil. En moyenne cet enseignement dure 3H.
Impact sur les animaux
L’étape de réception peut provoquer des blessures de bagarre au moment de la constitution du lot. Durant la phase d’acclimatation et malgré l’enrichissement, le risque de bagarre, la perte de poids quoiqu’exceptionnelle ne peuvent être exclus. Concernant les chirurgies, ce sont des procédures sans réveil. Les animaux sont sous anesthésie générale avec analgésie, complétée par une anesthésie locale après ouverture de la peau. Durant toute la procédure chirurgicale, le maintien de la narcose et de l'analgésie sont surveillés et les doses sont adaptées afin d’exclure tout réveil ou douleur de l’animal. Sans les traitements adaptés, les incisions du plan cutané et du péritoine peuvent générées de la douleur. Lors de la chirurgie au niveau de la cavité abdominale, un refroidissement et un dessèchement des viscères sont attendus.
Devenir
Les animaux sont utilisés dans le cadre de la formation à la chirurgie des internes. Du fait de la complexité des gestes techniques, il ne serait pas éthique, ni favorable de maintenir l’animal en vie après la formation. De ce fait, tous les animaux sont mis à mort sans réveil de l’animal.
Remplacement
Le développement de substitut inerte ou organique permet de plus en plus de remplacer l’animal, et dès que cela est possible, leur utilisation est privilégiée si elle permet de répondre aux objectifs de formation. Avant d’utiliser un animal vivant, les participants sont formés sur des substituts inertes, des animaux décédés et sur les corps humains (don du corps à la science). Malgré tout, la microchirurgie est complexe, impliquant plusieurs organes, nécessitent un support vivant, avec des tissus mobiles et vascularisés. Reprenant la doctrine chirurgicale qui tend à imposer le principe «Jamais la première fois sur le patient», nous appliquons «Jamais la première fois sur l’animal».
Réduction
Sur la précédent demande d’autorisation, l’évaluation prospective des besoins portait sur 3000 animaux sur 5 ans. Le développement de la simulation ex vivo et le recours systématique aux substituts ou corps humains, nous a permis de n’utiliser réellement que 831 animaux. De plus, après le COVID et pour des contraintes sanitaires, le nombre d’étudiant par promotion a été réduit de 40% passant de 20 étudiants à 12 étudiants. Cela a permis d’améliorer les conditions d’enseignement en apportant un environnement plus calme, une meilleure disponibilité du professeur. L’utilisation d’animaux morts issus d’autres TP a permis de réduire le nombre d’animaux vivants utilisés. Pour cette nouvelle demande, cela porte sur 750 animaux sur 5 ans afin de couvrir l’ensemble des formations existantes et nouvelles (suite à la supression du numérus clausus).
Raffinement
L’animal aura 1 semaine minimum en acclimatation. Ils sont hébergés en groupe de poids harmonieux. Pour cela, chaque animal est pesé le jour de la réception et ils sont regroupés par lot de 2 à 3 individus de poids proches. Leur environnement est enrichi avec des rouleaux, bâtons à ronger, coton. L’enrichissement est diversifié à chaque change hebdomadaire. Le change est fait le jour de sortie des animaux pour le TP afin de limiter le stress des animaux restants. Le jour de la chirurgie, l’animal sera anesthésié à l’aide d’un hypnotique couplé à un analgésique pour réduire toutes sensations à la douleur. L’animal sera disposé sur un système chauffant (37-39°C) pour maintenir la température corporelle. Une anesthésie cutanée et intra-abdominale sera mise en place. Pour limiter le dessèchement des viscères, une technique de voie d’abord a été développée permettant de maintenir les viscères dans la cavité abdominale. Elles sont repoussées de part et d’autre de l'incision médiale et maintenues avec des compresses humides et chaudes sous la paroi abdominale. Ce raffinement améliore le maintien de la température corporelle et limite le dessèchement des viscèresde l'animal.
Choix des espèces
Le rat adulte (animal de réforme) présente un calibre des vaisseaux sanguins (carotide, aorte abdominale, artère fémorale) très proche des micro-vaisseaux sanguins et nerfs humains. La taille des animaux d’un poids moyen 600-750 g est très adaptée à l’apprentissage de la microchirurgie. Les rats utilisés sont adultes afin de présenter une taille de vaisseaux et de nerfs appropriée. Les animaux sont des individus de réforme (anciens reproducteurs) destinés à l’euthanasie.
Evaluation de la biodistribution in vivo par Tomographie par Emission de Positons d’un analogue de la neurotensine radiomarqué au fluor-18 spécifique du récepteur NTS-1 sur un modèle murin de xénogreffes sous-cutanées d’une lignée cancéreuse colorectale (HT-29).
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
20 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses d'une tumeur colorectale humaine greffée sous la peau, elles reçoivent un peptide radiomarqué au fluor-18 puis passent en imagerie sous anesthésie, avant une ponction cardiaque terminale. L'objectif est d'évaluer la distribution de ce traceur pour le diagnostic du cancer du côlon. Le porteur affirme que les résultats in vitro sont insuffisants et qu'un modèle animal porteur de tumeur est "indispensable".
Objectifs
On estime, en 2018, à plus de 43 000 le nombre de nouveaux cas de cancer colorectal en France. Il s'agit du troisième cancer le plus fréquent et du deuxième cancer en termes de mortalité, avec plus de 17 000 décès par an en 2018. Le cancer du côlon est guérissable dans plus de 90% des cas lorsqu'il est diagnostiqué tôt. Ainsi, le diagnostic précoce de ces cancers est un enjeu majeur afin d'établir un traitement le plus tôt possible et par conséquent avoir un impact direct sur la survie du patient. Même s'il existe des tests biologiques de plus en plus performants, l'imagerie médicale, si elle est optimisée, reste un outil performant et quasi non invasif pour la détection précoce de ces cancers. Dans ce projet, nous nous sommes intéressés au récepteur de la neurotensine qui est exprimé au niveau du cancer du côlon (lignée HT 29). Aujourd’hui, il n’existe pas de médicament radiopharmaceutique ciblant le récepteur de la neurotensine utilisé en routine. Dans ce projet préclinique, 1 peptide radiomarqué au fluor-18 sera étudié sur 20 souris porteuses de tumeurs du colon (lignée HT-29).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une avancée en recherche préclinique sur la thématique des radiothéranostiques (diagnostiques et thérapeutiques). Si cet analogue de la neurotensine donne de bons résultats in vivo en imagerie PET, nous pourrons envisager une étude thérapeutique plus poussée (TRT : Targeted Radiotherapy) en utilisant ce même ligand radiomarqué avec un radionucléide thérapeutique tel que le Lutétium-177.
Procédures
Les différentes interventions sur les 20 souris Balb/c nude sont les suivantes : - 1 xénogreffe sous-cutanée de cellules tumorales (cancer colorectal) sur le flanc droit (5 min) - 2 Injections intraveineuses au niveau de la queue sous anesthésie gazeuse pour les 20 souris (5 min) - 2 imageries de 20 min sous anesthésie gazeuse - 1 ponction cardiaque terminale sous anesthésie gazeuse 3% (5min)
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues seront : 1) l'inoculation des tumeurs au niveau du flanc droit pouvant engendrer un stress 2) une pousse de tumeur trop importante ou une nécrose potentielle de la tumeur peut entrainer une gêne localisée 3) les anesthésies pour les imageries ([18F]FDG et du radiopeptide étudié) peuvent impactées la souris. 4) la mise à mort en fin d'étude.
Devenir
A la fin de la procédure, les 20 souris seront mises à mort. Le sang et les organes seront prélevés pour un comptage radioactif et analyses immunohistochimiques ultérieures.
Remplacement
Les résultats in vitro ne sont pas suffisants pour valider le devenir de l’analogue de la neurotensine radiomarqué in vivo. L’utilisation de modèles animaux porteurs de tumeurs avec une forte expression du récepteur à la neurotensine est indispensable pour déterminer la faisabilité d’un ciblage oncologique par le peptide radiomarqué.
Réduction
Les expérimentations ont été conçues afin d’utiliser le moins d’animaux possibles. Pour l'étude de l'analogue de la neurotensine radiomarqué avec un radioisotope dédié au diagnostic PET, il est nécessaire de visualiser la biodistribution in vivo et d’identifier les organes présentant une forte expression des récepteurs à ce neuropeptide. Pour cette étude, un modèle murin présentant une xénogreffe sous-cutanée d'une lignée de cancer humain du colon sera utilisé. La présence du récepteur à la neurotensine sur cette lignée a été validée in vitro. La saturation de tous les récepteurs cibles par la neurotensine froide injectée en large excès (groupe dit de "blocking") permet une non fixation du peptide radioactif. Pour cette étude de validation de la biodistribution du radiopeptide, un t-test sera réalisé avec un nombre minimum de 10 souris xénogreffées par condition. Ce nombre permet de prendre en compte une pousse tumorale hétérogène. Ainsi, 10 souris seront injectées avec le radiopeptide seul et un groupe dit "blocking" incluant 10 souris injectées avec le radiopeptide + un large excès de neurotensine "froide".
Raffinement
Les souris étant immunodéprimées, celles-ci sont logées dans des cages ventilées adaptées au maintien d'un statut sanitaire exempt d'organismes opportunistes et pathogènes à l’intérieur des salles de stabulation de l’animalerie de recherche agréée où l’ambiance est parfaitement contrôlée (hygrométrie, température, ventilation, bruit). De plus les cages sont équipées d’enrichissement pour limiter le stress. Les souris immunodéprimées sont hébergées dans des cages ventilées adaptées au maintien d'un statut sanitaire exempt d'organismes opportunistes et pathogènes (SOPF). Une limitation du nombre de souris par cage est également requise. Les animaux sont nourris ad libitum et toute manipulation invasive sera précédée d’une anesthésie générale sous isoflurane 2%. Nous avons choisi des points limites clés qui permettent de prévenir une détérioration de l’état clinique générale de l’animal dans le but d’éviter une quelconque souffrance. Les points limites sélectionnés sont les suivants : perte de poids supérieure à 20%, déshydratation, immobilité de plus de 1h (signe d’une douleur aigüe), ulcération et limitation de la taille de la tumeur. Si un des points limites est atteint l'animal sera sorti de l'étude et la décision sera prise par le vétérinaire soit de soigner l'animal soit de l'euthanasier par dislocation cervicale.
Choix des espèces
Le modèle souris est communément utilisée en oncologie. La Balb/c nude est une souris d’une souche consanguine immunodéprimée et sans poil qui en fait l’un des meilleurs modèles pour la xénogreffe sous-cutanée de tumeur humaine. Des souris femelles seront utilisées pour cette étude car moins agressives que les mâles (moins de risques de blessures au niveau de la tumeur). Les souris seront réceptionnées à 8 semaines et mises en quarantaines pendant 2 semaines. Les études seront initiées à 10 semaines de développement. L’induction des tumeurs se fera à 10 semaines. A ce stade de développement, la souris est une jeune adulte. Les prises de greffe sont plus homogènes sur des individus jeunes. Lorsque les tumeurs atteindront un volume minimum de 150 mm3, l'étude de biodistribution pourra être initiée.
Etude du rôle des composants du système ubiquitineprotéasome dans le développement des tumeurs pulmonaires
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
1085 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 485 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales humaines sous la peau ou dans la trachée, développent un cancer du poumon suivi chaque semaine par imagerie sous anesthésie, avant d'être tuées pour analyse. L'objectif est de repérer des protéines dérégulées qui favorisent la progression du cancer du poumon. Le porteur décrit un système "GO/No GO" pour limiter les effectifs et retient des souris immunodéficientes pour y greffer des cellules humaines.
Objectifs
Le profilage multiomique des tumeurs humaines a révélé que les cancers du poumon non-à- petites cellules (CBNPC) présentent souvent des mutations pour une protéine appelée KEAP1, qui est un régulateur essentiel du stress oxydatif dans les cellules. Les CBNPC présentant des mutations pour KEAP1 sont caractérisés un stade clinique avancé, un phénotype métastatique, des caractéristiques d'évasion immunitaire et une résistance à la chimiothérapie et aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire. Toutefois, la façon dont les mutations de KEAP1 favorisent la progression du CBNPC n'est toujours pas comprise. Nous avons récemment identifié un mécanisme moléculaire par lequel les mutations de KEAP1 pourraient modifier les niveaux d'une autre protéine qui joue un rôle important dans la formation des métastases, cette protéine est appelée BACH1. Nous avons découvert que l'accumulation de BACH1 dans ces tumeurs favorise la dissémination tumorale et est corrélée à une faible survie chez les patients atteints de CBNPC. Ces résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle les mutations de KEAP1 dans le CBNPC favorisent l'altération des niveaux de protéines qui favorisent la progression de la tumeur. Sur la base de cette hypothèse, l'objectif de ce projet serait de tester d'autres protéines qui pourraient être dérégulées par les mutations de KEAP1 et favoriser la progression du cancer du poumon.
Bénéfices attendus
Jusqu'à présent, l'inhibition pharmacologique du protéasome (c'est-à-dire la machinerie de dégradation des protéines) est un outil prometteur pour lutter contre le myélome multiple. Il y a également de plus en plus de preuves qu'une mauvaise régulation de la dégradation des protéines est importante dans le cancer. Malheureusement, la pan-inhibition du protéasome n'est pas spécifique. Notre objectif est d'améliorer la connaissance des détails biochimiques qui définissent un événement spécifique de dégradation des protéines afin de fournir, dans le contexte du cancer du poumon, de nouvelles cibles pharmacologiques spécifiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections. Les animaux subiront une transplantation de cellules tumorales soit au niveau sous-cutanée (1 injection durant 1 min / animal) ou intra-trachéale (au maximum 5min) réalisés sous anesthésie. Enfin, le développement de la pathologie sera suivi hebdomadairement par imagerie optique par bioluminescence, un procédé non invasif mais nécessitant l’anesthésie des souris (durée= 6 à 10 minutes/souris) et l'administration de luciférine dédiée à ce suivi.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à des injections. Les animaux seront transplantés avec des cellules tumorales et développeront donc une pathologie humaine potentiellement grave. L'anesthésie constituera une nuisance sur les animaux. L'ensemble des manipulations, dont l'imagerie optique, ainsi que les pesées peuvent être source d'angoisse.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de caractériser ex-vivo le développement tumoral et métastatique en fonction des conditions expérimentales.
Remplacement
Pour réaliser une étude, nous devons manipuler l'expression génétique des cellules de mammifères. Afin de minimiser l'utilisation d'animaux vivants, toutes nos recherches feront d'abord l'objet d'une caractérisation détaillée in vitro à l'aide de cellules cultivées et de systèmes de protéines purifiées. Cependant, différents aspects de nos résultats in vitro doivent être validés in vivo pour d’une part prendre en compte l'impact du métabolisme et du microenvironnement tumoral sur nos manipulations génétiques et d’autre part, afin de pouvoir déchiffrer le rôle des composants du système Ubiquitine-Protéasome (UPS) dans les mécanismes de la tumorigenèse, lors de la propagation métastatique et vis à vis de l'échappement de la tumeur à l'action du système immunitaire.
Réduction
Ce projet sur 5 ans présente un nombre maximum de 1085 souris, cependant ces études seront menées avec un système de GO/No GO. Une première étape permettra de vérifier l’intérêt de cibler certains acteurs de la voie de l'hème-ubiquitine dans un modèle de cancer du poumon des plus permissifs pour la croissance tumorale (souris immunodéficientes). Seules les études concernant les gènes validés au cours de cette première étape seront poursuivies et cela, de manière séquentielle, afin de pouvoir interroger les rôles du système immunitaire et/ou du contexte tissulaire sain péri-tumoral dans le développement de la pathologie en impliquant que le minimum nécessaire d’animaux. Pour toutes les études, une planification minutieuse sera effectuée et des mesures seront prises pour minimiser le nombre d'animaux utilisés et la gravité des procédures menées. Le nombre de souris utilisées dans ces études a été déterminé par une analyse statistique de la variance typique des modèles tumoraux pulmonaires et de la taille de l'effet anticipé. Enfin, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, nous utiliserons l'imagerie optique par bioluminescence, qui permet le suivi in vivo de la croissance tumorale de manière non invasive. Afin d'obtenir des informations sur la propagation à distance des tumeurs sans impliquer d'animaux supplémentaires, à la fin du protocole et après mise à mort, nous quantifierons également les éventuelles métastases dans les organes cibles de la pathologie.
Raffinement
Les animaux sont gardés dans notre animalerie contrôlée où ils présentent un comportement normal et, sans intervention, une durée de vie typique. L'hébergement est effectué conformément aux réglementations locales et européennes, sous le contrôle d'un vétérinaire et avec l'aide d'un personnel technique qualifié. Les animaux seront ainsi hébergés dans des salles dont les paramètres d’ambiance sont contrôlés (température : 20-22°C ; renouvèlement d’air : 15 volumes/heure; éclairage artificiel : 12h jour/12h nuit) et afin de respecter leur instinct grégaire, les souris seront stabulées par petits groupes de 3 à 5 dans des cages dont l’environnement est enrichi à l’aide de copeaux de bois compactés et/ou de coton. Notre institute tient un registre du nombre de souris utilisées et les responsables locaux vérifient régulièrement que toutes les lois, conventions, lignes directrices et codes de conduite nationaux et internationaux soient respectés. Les normes les plus strictes en matière de soins et de surveillance des animaux seront appliquées. Les animaux feront donc l’objet d’une surveillance quotidienne par du personnel compétent afin de détecter précocement toute altération du bien-être animal. L’apparition de signes d’inconfort ou d’éventuelle souffrance nous conduira à choisir l’action appropriée (comme par exemple l'apport d'un analgésique) à mener en fonction d’une grille de score du bien-être. Lorsque les procédures sont terminées, les méthodes approuvées pour sacrifier l'animal sont utilisées.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce de la classe des mammifères proche de l’Homme pour sa physiologie. Nous considérons que les modèles d'allo- et de xénogreffe sont nécessaires pour étudier les effets de nos manipulations génétiques et de nos futures approches pharmacologiques sur la croissance et la dissémination des tumeurs. L’accessibilité à des lignées murines immunodéficientes constitue un avantage déterminant pour le développement de cette approche, permettant la transplantation de cellules d’un individu d’une espèce donnée (humaine) chez un individu hôte d’une espèce différente (murine). Il est également important de noter que des modèles de souris ont déjà été utilisés pour étudier l'impact de la stabilité des protéines dans les mécanismes de régulation de la tumorigenèse y compris par nous avec le même type d’approche. Conformément aux données de la littérature, pour les expériences de greffe, les cellules seront transplantées à des souris « jeunes adultes »âgées de 5 à 8 semaines.
Rôles des cônes rétiniens dans les effets de la lumière sur l’horloge circadienne
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
48 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Maintenues seules en cage, elles sont exposées pendant plusieurs semaines à des cycles de lumière allant jusqu'à l'éclairement permanent, un stress qui atténue leur rythme, avant le prélèvement des yeux. L'objectif est de préciser le rôle des cônes de la rétine dans la synchronisation de l'horloge biologique. Le porteur utilise des souris génétiquement modifiées dépourvues de bâtonnets et affirme que cet ensemble œil-cerveau "ne peut pas, pour le moment, être modélisé".
Objectifs
La rétine contient différents types de cellules photoréceptrices capables de répondre à la lumière, parmi lesquelles les cônes et les bâtonnets constituent le support primaire de la fonction visuelle. En plus de ceux-ci, la rétine contient des cellules ganglionnaires photosensibles (dites ipRGC) répondant à la lumière bleue et jouant un rôle majeur dans la synchronisation de l'horloge circadienne centrale localisée dans le cerveau. Cette horloge est synchronisée avec le cycle jour/nuit ambiant grâce à l'information lumineuse transmise par les ipRGC. Il est connu que les ipRGC reçoivent elles-mêmes des projections indirectes des cônes et des bâtonnets. Divers mutants dans lesquels ces différents photorécepteurs ont été invalidés, ont permis d’évaluer la réponse à la lumière de leur horloge mais le rôle particulier des cônes reste peu connu. Le but de notre projet est de tester l'importance des cônes, dans la synchronisation du système circadien. Pour cela, nous utilisons un modèle unique de souris génétiquement modifiée, dans lequel la rétine est dépourvue de bâtonnets, intégralement remplacés par des cônes et un mutant dont les ipRGC sont non photosensibles. Nous proposons d'exposer des animaux combinant ces deux mutations, ou en portant une seule, ainsi que leurs contrôles à différents protocoles d'exposition lumineuse afin d'évaluer la réponse de leur horloge, mesurée grâce aux caractéristiques de leur activité locomotrice.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier le rôle des cônes dans l'entrainement de l'horloge circadienne par la lumière. L'utilisation d'un modèle chez lequel cette population cellulaire est largement augmentée (de 3 % des photorécepteurs chez des souris contrôle à 100% sur notre modèle de souris génétiquement modifié (sans bâtonnet), permettra de plus une sensibilité de mesure de la réponse bien augmentée afin de mettre en évidence des effets qui n'avaient pas pu être mesurés chez les mutants précédemment utilisés.
Procédures
Les animaux seront en cages individuelles et leur activité locomotrice sera enregistrée en permanence grâce à des détecteurs infra-rouge placés au dessus de la cage. Ils seront exposés à des cycles de lumière obscurité spécifiques dans lesquels la durée journalière de la période lumineuse ira de 0 à 100%.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront différentes nuisances: -les mesures d'activité locomotrice ne peuvent se faire que sur des animaux en cage individuelles. -l'exposition à la lumière constante pendant plusieurs semaines constitue un stress pour l'animal, chez qui la rythmicité de l'horloge va s'atténuer.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure et les yeux seront prélevés pour analyses post mortem.
Remplacement
La synchronisation de l'horloge circadienne par la lumière environnementale est un processus très intégré mettant en jeu les yeux et l'hypothalamus; cet ensemble ne peut pas, pour le moment, être modélisé.
Réduction
Le nombre d'animaux pour cette étude a été défini sur la base de nos expériences préliminaires avec des animaux de la plupart des génotypes envisagés, et à l'aide des tests statistiques approrpiés.
Raffinement
Pour pallier à l'isolement des animaux, un enrichissement (bâtonnet de bois à ronger, tube transparent incolore) sera fourni. L'état général des animaux exposés sera évalué de façon hebdomadaire (attitude globale, état du pelage, poids). Si un animal présente des symptomes anormaux (diminution du comportement exploratoire, prostration, aspect du pelage, perte de poids) son état sera discuté avec la vétérinaire responsable de la structure et le traitement adéquat sera mis en place.
Choix des espèces
La souris est l'un des modèles de choix pour les études de chronobiologie et les paramètres de son comportement rythmique sont bien définis et serviront de référence dans cette étude. Seule la souris nous permet de faire cette étude à l'aide de mutations ciblées : les lignées portant ces mutations existent déjà et sont bien caractérisées. Nous utiliserons les animaux au stade de jeunes adultes (6 semaines à 4 mois) car la rétine est à ce stade entièrement différenciée et c'est celui auquel nous avons réalisé les expérimentations préliminaires qui ont permis de définir les conditions de l'étude.
Etude du rôle de Bob1 dans la réponse immune allogénique dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
1200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent jusqu'à deux injections intra-péritonéales par jour pendant dix jours sur animal vigile, puis un prélèvement de sang intra-cardiaque avant l'euthanasie pour récupérer organes, rate et ganglions. L'objectif est de tester des inhibiteurs d'une protéine, qui font l'objet d'un dépôt de brevet, pour la greffe de poumon. Le porteur affirme que le modèle murin est "indispensable" et "le seul modèle préclinique adapté".
Objectifs
BOB1 est un facteur de transcription exprimé dans les lymphocytes. Dans des travaux antérieurs de l’équipe il a été montré que chez des patients le niveau d’expression de BOB1 dans les lymphocytes est associée au risque de dysfonction chronique du greffon pulmonaire. Pour étudier la fonction de BOB1, nous développons des petites molécules inhibitrices qui font l’objet d’une demande de dépôt de brevet. Nous avons démontré que le ciblage de BOB1 réduit les réponses des lymphocytes in vitro. Notre hypothèse est que BOB1 est un déterminant transcriptionnel qui contrôle les réponses immunes allogéniques après greffe de poumons. L’inhibition de BOB1 devrait permettre de modifier le programme transcriptionnel des lymphocytes activés et fournir un bénéfice thérapeutique pour la prévention et le traitement des dysfonctions chroniques du greffon. Un des axes de ce projet consiste à développer différents petits inhibiteurs de BOB1, à les valider in vitro et finalement à étudier in vivo l’effet de l’inhibition spécifique de BOB1 par ces molécules sur la réponse immune allogénique. Pour cela, nous utilisons un modèle murin de réponse immune spécifique d’un alloantigène, que nous avons mis au point et déjà utilisé dans d’autres travaux. Ces souris développent une réponse immune complète (humorale et cellulaire) spécifique d’un alloantigène que nous pouvons quantifier. Les petits inhibiteurs qui seront validés in vitro feront l’objet d’une étude pharmacocinétique et innocuité in vivo chez la souris. Basés sur ces résultats, nous souhaitons les utiliser dans le modèle murin de réponse allospécifique afin d’étudier le rôle de BOB1 dans ces mécanismes et le potentiel bénéfice thérapeutique qui pourrait y être associé, pour des patients ayant subi une allogreffe de poumons.
Bénéfices attendus
D’un point de vue cognitif, la compréhension du rôle de BOB1 dans la réponse allo-spécifique est le premier bénéfice attendu de ce projet. Au delà, l’identification d’inhibiteurs de cette voie est très prometteuse dans le but de développer des approches thérapeutiques pour prévenir le risque de dysfonction chronique du greffon pulmonaire, chez des patients transplantés.
Procédures
Les animaux recevront une injection intra-musculaire (durée 2 minutes, animal anesthésié). Certains lots d’animaux recevront jusqu’à 2 injections intrapéritonéales par jour pendant 10 jours (durée 30 secondes chaque, animal vigile). Un prélèvement sanguin intra-cardiaque (durée 1 à 2 minutes, animal anesthésié) est prévu avant euthanasie des animaux.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet nous procèderons à des injections intra-péritonéales répétées, et un certain inconfort, limité dans le temps (passage de l’aiguille au travers de la peau et du péritoine), pourra être ressenti par les animaux. De plus la répétition de ces injections sur une durée de 10 jours pourrait engendrer un certain stress des animaux. Les différents inhibiteurs auront tous été validés pour une absence de toxicité in vitro et in vivo dans une étude de pharmacocinétique. Nous n’escomptons pas d’effets indésirables de ces molécules par elles-mêmes ou comme conséquence de l’inhibition de la réponse immune spécifique. Toutefois, comme il s’agit de molécules nouvelles, les animaux feront l’objet d’une surveillance attentive au cours du traitement.
Devenir
Tous les animaux inclus dans les procédures sont euthanasiés pour récupérer les organes, le sang, la rate, les ganglions et mener des analyses de biologie cellulaire et d’immunologie.
Remplacement
Les premières études des conséquences de l’inhibition de BOB1 ont été autant que possible réalisées sur des cellules en culture, y compris les premiers tests de toxicité cellulaire des inhibiteurs. De plus tous auront fait l’objet d’une étude de pharmacocinétique in vivo au préalable. Le passage aux études in vivo est réduit aux tests nécessaires qui requièrent un système physiologique complexe, qu’il n’est pas encore possible de modéliser in vitro. Pour la réalisation de ce projet, l'utilisation d'animaux vivants, en l’occurrence le modèle murin, est indispensable car il constitue le seul modèle préclinique adapté.
Réduction
Nous estimons que pour ce projet 1200 animaux seront étudiés : Nous estimons un nombre total de 200 lots de 6 animaux. De façon à réduire au plus le nombre d’animaux nécessaires, des tests statistiques adequats sont utilisés et le calcul des effectifs a été réalisé par un calcul de puissance, basé sur des expériences préliminaires réalisées dans des conditions comparables. Nous pourrons être amenés à manipuler moins de souris si certains des inhibiteurs, parmi les 10 étudiés ne passent pas les étapes préalables de toxicité cellulaire et d’étude pharmacocinétique in vivo. Dans un but de réduire le nombre d’animaux, nous pourrons réduire le nombre de groupes contrôles s’il s’avère que les solvants et les concentrations sont les mêmes pour plusieurs inhibiteurs et en absence d’autres effets potentiels de paramètres extérieurs qui pourraient interférer. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation.
Raffinement
Les animaux provenant de l’extérieur seront stabulés une semaine au sein de l’animalerie. Les souris seront placées dans des conditions optimales (température, hygrométrie, cycle jour nuit 12h/12h, enrichissement des cages, nourriture ad libitum). Afin de limiter le stress des animaux, un foisonnement à base de frisures de papier kraft sera mis dans les cages. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux, si toutefois des souris paraissent agressives lors du protocole, une séparation pourrait être nécessaire avec le maintien d’un enrichissement de type tunnel rouge ou dôme. Les animaux seront conditionnés afin de limiter le stress lors de la manipulation. Ainsi avant toutes manipulations, un stimulus sonore (tapotement sur la cage) sera réalisé avant récupération pour les phases de manipulation. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Toute manipulation invasive sera précédée d’une courte anesthésie générale gazeuse. Le niveau d’anesthésie sera régulièrement contrôlé tout au long de la procédure par test des réflexes et de la respiration et pour prévenir d'une potentielle hypothermie les animaux seront placés sur un tapis chauffant. La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. Dans le cas où un point limite sera atteint avant la fin de l’expérimentation, l'euthanasie de l’animal sera faite. Enfin une veille scientifique continue sera effectuée, évitant ainsi toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.
Choix des espèces
Nous travaillerons avec la souris qui est un modèle de référence pour la recherche fondamentale ainsi que pour les examens précliniques. Il s’agit en effet d’un modèle animal pour lequel de nombreux outils génétiques et biologiques sont disponibles. Il nous permet d’étudier un processus complexe tel que la réponse immune allo-spécifique, à notre connaissance il n’y a pas d’autre modèle pertinent. Les souris utilisées pour ce projet de recherche sont des souris adultes de 6 à 8 semaines, car le système immunitaire est mature. A des âges plus avancés le système immunitaire peuvent varier, ce qui pourrait engendrer une plus grande variabilité dans l’induction de l’immunité et dans son inhibition.
Production des oligodendrocytes et de la myéline : voies de signalisation impliquées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
1316 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une microchirurgie cérébrale ou des injections induisent la destruction de la myéline, avec une faiblesse des pattes quand la moelle épinière est visée, avant l'analyse des cerveaux post-mortem. L'objectif est d'identifier des molécules capables de régénérer la myéline dans la sclérose en plaques. Le porteur annonce une avancée "majeure" au conditionnel et affirme qu'aucune culture ne reflète ce processus dans un "organisme entier".
Objectifs
La sclérose en plaques est une maladie chronique inflammatoire affectant le système nerveux central. Ses causes restent encore mal connues et ses manifestations cliniques sont la conséquence d'une destruction de la myéline (une enveloppe qui protège le prolongement émis par les neurones que l'on appelle l'axone) dans le cerveau et la moelle épinière. La maladie débute dans la grande majorité des cas chez l'adulte jeune, typiquement entre 20 et 40 ans, et se traduit par des troubles divers touchant par exemple la motricité ou la vision. Aucun traitement n'est actuellement disponible pour réparer la myéline détruite et donc éviter la progression de la maladie vers des troubles persistants. L'absence de réparation de la myéline implique vraisemblablement un défaut de communication entre les différentes populations de cellules présentes dans le tissu nerveux, à savoir les neurones, les cellules qui synthétisent la myéline et les cellules qui participent au processus inflammatoire. Afin de développer un traitement induisant la régénération de la myéline, nous allons analyser plusieurs protéines qui permettent de transmettre des signaux entre ces différentes populations de cellules. L'objectif final est d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques qui pourraient être considérées dans le futur pour le développement de nouveaux médicaments.
Bénéfices attendus
Le projet devrait permettre d'identifier une ou plusieurs petites molécules remyélinisantes, ce qui constituerait une avancée majeure dans le domaine des maladies démyélinisantes du système nerveux central et pourrait prévenir l'apparition de handicaps irréversibles et sévères notamment chez les patients atteints de sclérose en plaques. Le passage de la forme rémittente de cette maladie à sa forme progressive constitue en effet une évolution dramatique pour les patients. De plus, la démyélinisation du système nerveux central est aussi présente dans d'autres maladies neurodégénératives comme par exemple la maladie d'Alzheimer. Par conséquent, les petites molécules identifiées dans ce projet pourraient aussi être bénéfiques dans cette dernière pathologie pour laquelle une approche thérapeutique efficace manque cruellement.
Procédures
1 injection intra-péritonéale sera effectuée quotidiennement pendant 5 jours avant de réaliser soit une microchirurgie cérébrale d'une durée de 30 minutes sous anesthésie générale pour injecter la molécule induisant une démyélinisation dans le cerveau, soit 2 injections sous-cutanées et 2 injections intra-péritonéales sous anesthésie générale pour induire une démyélinisation de la moelle épinière. Les traitements par les petites molécules à l'étude nécessitent 1 administration orale ou intra-nasale quotidienne pendant 10 à 21 j ou bien une administration sous-cutanée tous les 2 jours pendant 14 jours. Un tatouage et une biopsie de la queue à l'âge de 9-10 jours sont effectués sur les animaux vigils.
Impact sur les animaux
Les injections intra-péritonéales et sous-cutanées peuvent conduire à une douleur ou un petit hématome. La microchirurgie peut mener à une douleur transitoire et une gène au niveau de la suture de la peau qui termine l'acte chirurgical. Les administrations orales et intra-nasales peuvent conduire à une gène transitoire au moment de la réalisation du geste. Les animaux chez lesquels on induit une démyélinisation de la moelle épinière présentent une faiblesse au niveau des pattes.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue de chacune des procédures, puisque le projet est exclusivement destiné à analyser les cerveaux post-mortem.
Remplacement
Aucune culture cellulaire ou tissulaire ne peut refléter le processus de régénération de la myéline existant dans un organisme entier étant donné la complexité de ce processus qui fait intervenir 4 types de cellules neurales et un nombre considérable de populations de cellules immunitaires infiltrant le tissu nerveux.
Réduction
Nous réduisons au maximum le nombre d'animaux utilisés en nous limitant au nombre strictement nécessaire pour déterminer l'existence de véritables différences entre les groupes d'animaux qui sont comparés. Notre expertise dans le domaine indique qu'en dessous de 8 animauxpar groupe pour les modèles mimant une destruction de la myéline cérébrale ou 10 animaux par groupe pour les modèles mimant la destruction de la myéline dans la moelle épinière, on ne peut pas apporter une conclusion définitive aux questions que nous nous posons. Des tests statistiques ont été utilisés pour valider le nombre d'animaux à utiliser et seront utilisés pour exploiter les résultats obtenus.
Raffinement
Les molécules à l'étude peuvent être administrées par diverses voies, mais nous choisissons les voies les moins invasives (orale et intra-nasale) ne nécessitant pas d'injection. La microchirurgie et les injections nécessaires pour induire la destruction de la myéline sont réalisées sous anesthésie générale par du personnel qui possède une grande habileté pour effectuer ces gestes. La période de réveil des animaux anesthésiés se passe sur un tapis chauffant. Les animaux sont observés tous les jours tout au long de l'expérimentation.
Choix des espèces
Tous les modèles de démyélinisation ont été mis au point chez la souris. Des animaux adultes âgés de 7 à 12 semaines sont utilisés afin de se placer dans des conditions d'animaux jeunes, puisque la sclérose en plaques comme la maladie de Charcot atteignent l'adulte jeune.
Développement et régulation du lignage oligodendrocytaire
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1388 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures déclarées de gravité légère. Des souris nouveau-nées reçoivent des injections répétées entre le troisième et le dixième jour de vie, avec une biopsie de la queue, et leurs mères gestantes sont gavées, avant l'analyse des cerveaux post-mortem. L'objectif est de caractériser la production d'oligodendrocytes dans des modèles d'autisme et de maladie de Charcot. Le porteur affirme qu'aucune culture ne reflète cette genèse dans un "organisme entier" et que les modèles de ces maladies "n'existent que chez la souris".
Objectifs
Le projet est destiné à caractériser, au moment de la naissance, la production des oligodendrocytes c'est à dire les cellules qui synthétisent dans le système nerveux central, la myéline, une enveloppe qui s'enroule autour des prolongements des neurones et qui est indispensable au bon fonctionnement de ces derniers. Il y a quatre objectifs majeurs : 1) Caractériser le rôle des signaux transmis par une protéine - appelée Smo et connue pour être essentielle à la mise en place du système nerveux central - dans la production des oligodendrocytes; 2) Visualiser les oligodendrocytes produits par des animaux génétiquement modifiés qui vont permettre de déterminer le lieu de naissance et le lieu de migration de différentes populations d’oligodendrocytes; 3) Déterminer quand débute la production anormale des oligodendrocytes dans deux modèles animaux de maladies humaines où la myéline est altérée : l'autisme et la maladie de Charcot; 4) Déterminer l’influence des hormones sexuelles mâles sur la production des différentes populations d’oligodendrocytes, ce qui est important à évaluer puisque l’autisme atteint préférentiellement les garçons.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre de déterminer à quel âge les souriceaux utilisés comme modèles de ces maladies humaines commencent à présenter une production anormale d’oligodendrocytes et si les anomalies mises en évidence portent sur la quantité de cellules produites et/ou sur leur capacité à devenir des cellules synthétisant de la myéline. L'information sera importante pour déterminer à quel moment il conviendrait de mettre en place un traitement. Par ailleurs, nous identifierons les molécules possiblement responsables des anomalies observées. Ces molécules pourront dans le futur être utilisées pour développer de nouveaux traitements pour ces maladies que l’on ne sait pas traiter efficacement pour l'instant. Nous pourrons enfin déterminer si les anomalies sont différentes chez les mâles et les femelles ce qui pourrait amener à mettre en place des traitements différents en fonction du sexe considéré.
Procédures
Les souris femelles gestantes seront gavées une seule fois afin que la molécule injectée passe chez les nouveaux-nés. Le gavage dure 10 secondes. Certains nouveaux-nés recevront tous les 2 jours (entre l'âge de 3 et 10 jours après la naissance) une injection sous-cutanée de la petite molécule à tester. L'injection dure 10 secondes. Un tatouage et une biopsie de la queue à l'âge de 9-10 jours sont effectués sur les animaux vigils.
Impact sur les animaux
Une douleur peut exister au niveau du site d'injection des produits à administrer et au moment de la biopsie de la queue. Un stress, une difficulté respiratoire ou une difficulté à mettre bas peuvent éventuellement être associés au gavage des souris femelles.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue de chacune des 4 procédures, puisque le projet est exclusivement destiné à analyser les cerveaux post-mortem.
Remplacement
La genèse de nouvelles cellules dans l’organisme vivant ne peut être pour l’instant reflétée dans son ensemble par des cultures de cellules étant donné la complexité de ces processus qui impliquent non seulement les cellules auxquelles nous nous intéressons - les oligodendrocytes - mais aussi les autres cellules du cerveau qui communiquent entre elles en permanence. Il en est de même de la synthèse de la myéline qui est aussi un processus particulièrement complexe dépendant de plusieurs types de cellules. Néanmoins nous avons précédemment acquis des données préliminaires en utilisant des oligodendendrocytes mis en culture en présence de petites fibres de verre mimant artificiellement l’axone des neurones. Les effets des signaux identifiés dans ces cultures de cellules doivent maintenant obligatoirement être vérifiés au niveau de l'organisme entier.
Réduction
Nous réduisons au maximum le nombre d'animaux utilisés en nous limitant au nombre strictement nécessaire pour déterminer l'existence de véritables différences entre les groupes d'animaux qui sont comparés. Notre expertise dans le domaine indique qu'en dessous de 6 animaux par temps analysé et pour chaque sexe, on ne peut pas apporter une conclusion définitive aux questions que nous nous posons. Des tests statistiques sont utilisés pour valider le nombre d'animaux à utiliser et ensuite pour exploiter les résultats obtenus.
Raffinement
L'étude des maladies que nous souhaitons mener nécessite parfois l'administration aux mères des souriceaux que nous allons utiliser une molécule très souvent utilisée dans ce domaine de la recherche. L'administration se fait par voie orale et ne nécessite donc aucune injection. La molécule sera transférée aux petits de façon complètement indolore via l'allaitement. Cette administration orale tout comme les injections des anesthésiques sont réalisées par du personnel qui possède une grande habileté pour effectuer ces gestes. Des points limites suffisamment précoces ont été mis en place.
Choix des espèces
Les modèles des maladies qui nous intéressent n'existent que chez la souris. De plus, dans cette espèce, le production des oligodendrocytes et celle de la myéline sont comparables à ce que l'on sait de ces processus chez l'humain. Les stades du développement post-natal précoce 3, 7, 10, 15, 21 et 30 jours utilisés dans le projet correspondent à des stades critiques au cours de la production des oligodendrocytes et de la myéline qui entoure les axones. Au-delà de 30 jours la production de myéline est terminée dans la grande majorité des régions du système nerveux central qui doivent être myélinisées.
Impact des polluants organiques persistants et de la signalisation AHR sur la fonction cardiaque dans un modèle prédisposé aux cardiomyopathies
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
224 rats prédisposés au syndrome métabolique vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent par gavage de la dioxine TCDD, un polluant reconnu cancérigène, sont soumis à un test d'effort sur tapis roulant avec choc électrique et à des imageries, avant une intervention cardiaque terminale qui les tue tous. L'objectif est de voir si une exposition chronique à faible dose aggrave le dysfonctionnement cardiaque. Le porteur affirme que les cultures et modèles ex vivo sont "inadéquats" et que les procédures ont un "caractère de stricte nécessité".
Objectifs
L'exposition aux polluants organiques persistants (POP) est un problème majeur de santé publique (OMS 2019), notamment en tant que facteur de risque de maladies cardiovasculaires. Les dioxines, et en particulier la 2,3,7,8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD) sont parmi les POP les plus toxiques et persistants qui sont rejetés dans les écosystèmes en tant que sous-produits de divers processus de combustion et industriels. Malgré des politiques restrictives de réduction des émissions de POP les populations humaines continuent d'être chroniquement exposées aux dioxines car elles persistent des centaines d'années dans les sols et les sédiments, contaminant ainsi la chaîne alimentaire. Les dioxines sont lipophiles, s'accumulent dans les tissus adipeux et persistent pendant de nombreuses années dans l'organisme. L'exposition aux POP a été associée à un risque accru de développer une hypertension, une obésité, une résistance à l'insuline et un diabète de type 2, et donc un risque accru de maladies cardiaques et de décès. Concernant la TCDD, il a été démontré que l'exposition subchronique à une forte concentration de TCDD induit une légère hypertrophie cardiaque et une hypertension. Cependant, il est encore inconnu si l'exposition chronique et à faible dose de TCDD exacerbe le dysfonctionnement cardiaque chez l'Homme et les modèles animaux prédisposés aux cardiomyopathies, ainsi que les mécanismes sous-jacent à la cardiotoxicité induite par la TCDD. Ainsi, les objectifs de notre projet sont : 1) de déterminer si la toxicité cardiovasculaire d'une exposition chronique et une faible dose de TCDD est exacerbée dans un modèle murin prédisposé aux cardiomyopathies, 2) d'identifier les voies moléculaires affectées par l'exposition chronique à la TCDD, avec un accent particulier sur Aryl Hydrocarbon Receptor, dont l’activité est modulée par le TCDD et 3) de tester les effets d’antagonistes synthétiques de l'AHR sur les effets cardiotoxiques de la TCDD.
Bénéfices attendus
Nous nous attendons à ce que les résultats de ce travail permettent de démontrer puis de déterminer le rôle du récepteur AHR dans les dysfonctions cardiaques et vasculaires et endothéliale lors d’une intoxication par la dioxine. Ceci permettra ainsi de nouvelles opportunités pour le développement d’approches thérapeutiques ciblées.
Procédures
Les animaux seront soumis à 4 manipulations interventionnelles de classe légère non invasives : - exposition par gavage à la TCDD et à l'antagoniste des récepteurs AHR pour une durée d'environ une minute par animal par semaine - echocardiographie environ 20 minutes par animal - IRM environ 45 minutes par animal - mesure de pression à la queue environ 10 minutes par animal. Les animaux seront soumis à 2 manipulations expérimentales de classe modérée : la capacité d'exercice environ 15 minutes par animal, et l'évaluation de la fonction rénale environ 3h par animal. Enfin les animaux seront soumis à une manipulatiob expérimentale de classe sans réveil d'une durée d'environ 20 minutes par animal. Les prélèvements (coeur, reins et aorte) se feront après la mise à mort de l'animal.
Impact sur les animaux
Concernant la TCDD, il a été démontré que l'exposition à une très forte concentration de TCDD a des effets cancérigènes notamment au niveau hépatique après plusieurs semaines d'exposition. Nous nous attendons également à retrouver un effet délétère au niveau cardiovasculaire après plusieurs semaines d'exposition. Pour la MANIP 1, qui correspond à l'administration de la TCDD par gavage, aucun effet indésirable ou nuisance ne sont attendus. Pour les MANIP 2, 3 et 4 (echocardiographie, IRM et mesure de pression à la queue), la température corporelle de l’animal sera maintenue grâce à une table chauffante. Les animaux retrouveront conscience sur la plaque chauffante et seront ensuite replacés dans leurs cages. Pour la MANIP 5 (évaluation de la capacité d'exercice), lorsque le degré de fatigue est atteint et/ou que l'animal a des difficultés à rester sur le tapis roulant (indépendamment de la délivrance du choc électrique), l'animal sera retiré du tapis de course et le temps de course sera enregistré à la seconde près. Les rats seront habitués à cette mesure en la subissant une fois par jour pendant 3 jours consécutifs avant les mesures d’effort de base.
Devenir
Tous les animaux resteront en vie à l'issue de chaque manipulations expérimentales, excépté pour l'évaluation de l'hémodynamique intracardiaque qui sera une intervention terminale entrainant la mise à mort de tous les animaux à l'issue de chaque procédure.
Remplacement
Les expériences in vivo ne peuvent pas être remplacées pour la bonne réussite de ce projet. En effet, ce projet se propose d’étudier, dans le contexte pathologique du syndrome métabolique, les effets cardiovasculaires et rénaux d’une exposition à la dioxine et/ou de l’antagoniste du récepteur AHR dans des conditions de physiopathologies intégrées, autrement dit, chez des rats représentant les caractéristiques observées chez l’Homme : une hypertension artérielle, une insuffisance rénale et un diabète. L’utilisation de cellules ou de modèles expérimentaux ex vivo est par conséquent inadéquate pour répondre de façon pertinente aux questions posées dans le cadre de ce travail. Ainsi, les procédures expérimentales ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information.
Réduction
Sur la base des données historiques depuis 30 ans obtenues avec des agents pharmacologiques chez des rats atteints d'insuffisance cardiaque chronique sur le remodelage cardiaque et l'hémodynamique, nous avons effectué une simulation satistique pour chaque paramètre obtenu chez les animaux non traités. Sur ces bases nous estimons que le nombre d’animaux nécessaire est de 224 rats.
Raffinement
Après leur arrivée dans l’animalerie, les rats resteront une semaine en période d’acclimatation avant le début de l’expérimentation. Les rats seront hébergés pour groupe de 3 par cage afin de permettre des interactions avec leurs congénères. Le milieu de la cage sera également enrichi de carton pour leur permettre de réaliser des nids. Les conditions de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durables que pourraient ressentir les animaux. Ainsi, un suivi des animaux sera réalisé quotidiennement durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Différents paramètres seront évalués incluant le comportement (mobilité, activité normales et toilettage) ainsi que l’état physique (état de la peau, de la fourrure et des yeux, vitesse et profondeur de la respiration). Leur prise de poids sera également notée régulièrement. En présence de signes de souffrance légère une administration de buprénorphine 0,03 mg/kg par voie sous cutanée pourra être réalisée. En présence de signes de souffrance sévère ou de détresse constituant un point limite (perte de poids > 10%, paupières fermées, léthargie, comportement de retrait, vocalisations, température corporelle diminuée > 5ᵒC), l’animal sera mis à mort.
Choix des espèces
L'exposition aux TCDD a été associée à un risque accru de développer une hypertension, une obésité, une résistance à l'insuline et un diabète de type 2, et donc un risque accru de maladies cardiaques. Les rats Zucker fa/fa seront donc un modèle idéal pour évaluer les effets de la TCDD sur des individus prédisposés aux cardiomyopathies. Les rats Zucker fa/fa ou Lean (contrôle) utilisés seront des rats matures de 12 semaines ayant au moment de l'inclusion dans l’étude un syndrome métabolique. Ils auront 24 semaines au moment de leur mise à mort. La durée du protocole impliquera soit 3 soit 12 semaines d’exposition à la TCDD avec ou sans antagoniste du récepteur AHR pour pouvoir observer l’impact de la TCDD sur le système cardiovasculaire. Le choix du rat et son âge se justifie par l’expérience du laboratoire obtenue avec les différents modèles de syndrome métabolique au cours des derniers 15 années, utilisés pour évaluer les effets cardiovasculaires des nouveaux traitements pharmacologiques en collaborations avec des industries pharmaceutiques.
Formation à la maitrise d’un modèle animal de la maladie de Parkinson : Analyse de l’activité locomotrice chez la souris après lésion unilatérale des neurones dopaminergiques par injection stéréotaxique de 6-OHDA.
- Enseignement supérieur
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, non pour produire des connaissances mais pour former 24 étudiants de Master par an. Chaque animal subit une injection stéréotaxique d'une neurotoxine dans le cerveau pour léser les neurones dopaminergiques, un modèle de la maladie de Parkinson, avec posture anormale et troubles moteurs possibles, avant des tests comportementaux. Le porteur affirme qu'un modèle drosophile n'apporte qu'un "tout petit complément" et que la formation aux gestes "est essentielle" tant que l'expérimentation sur rongeurs reste autorisée. Il présente cette pratique comme une réduction "indirecte" du nombre d'animaux, les gestes étant acquis avant les stages de recherche.
Objectifs
L’objectif du projet est de répondre à des besoins d’enseignement supérieur scientifique dans le domaine des neurosciences développementales s’adressant à des étudiants sélectionnés et de niveau Master 2. Ces approches expérimentales sont importantes pour la suite de leur formation universitaire, en premier lieu dans le cadre de la réalisation de leur master puis pour la plupart de leur thèse de doctorat. Il est à noter qu’en début de cours ; les étudiants reçoivent des informations théoriques sur l’expérimentation animale, les règles éthiques afin de les sensibiliser aux problèmes éthiques et au choix des modèles expérimentaux.
Bénéfices attendus
Ce projet éducatif représente un axe d’apprentissage important pour la compréhension par de futurs neurobiologistes du rôle des neuromédiateurs et en particulier celui de la dopamine et du système dopaminergique dans les comportements locomoteurs. En Neurobiologie, les modèles animaux sont utilisés lorsqu’aucune alternative n’est disponible. Par exemple, des biopsies cérébrales ne peuvent pas être envisageables contrairement à d’autres tissus. Les modèles animaux permettent d’étudier un processus spontané ou induit, présentant un ou plusieurs aspects communs avec un phénomène équivalent chez l’humain. Ceci est de fait particulièrement utile en Neurobiologie et dans le cadre de maladies psychiatriques, dégénératives ou neurodéveloppementales. Il est donc important dans le cadre d’une formation d’étudiants au domaine des Neurosciences d’aborder ces aspects et de les initier aux expérimentations sur animaux. C’est aussi la possibilité de les sensibiliser directement aux aspects éthiques liés à l’expérimentation animale par un enseignement très adapté.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale. Cette intervention ne dure pas plus d’une heure. Ils seront également soumis à des tâches comportementales de courte durée (session unique de 30 à 60 minutes).
Impact sur les animaux
La chirurgie et les expériences de comportement sont des procédures de sévérité modérée. Les nuisances et effets indésirables qui pourraient apparaitre sont des signes de douleur se caractérisant par une posture anormale, une absence de toilettage, des défauts de comportements moteurs du fait de l’injection, des défauts dans le comportement exploratoire. Une perte de poids et une absence de récupération rapide, normalement attendue, en deux semaines maximum sont aussi des effets indésirables.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni remplacés, ni adoptés car il est nécessaire de réaliser des études histologiques sur les tissus à l’issue de chaque procédure.
Remplacement
Dans le cadre du cours, l’analyse du système dopaminergique et de son implication dans des petites tâches comportementales très basiques est réalisée à partir d’un modèle chez la drosophile. Toutefois les informations apportées ne peuvent être qu’un tout petit complément à celles réalisées chez le mammifère et présentées dans ce projet qui couvre une large partie du cours. Le cerveau de la drosophile est petit pour uniquement 100000 neurones au total. Le cerveau de souris en comprend 4 millions, uniquement dans le cortex. La qualité des études comportementales et l’apprentissage ne peut être équivalent. Il est à noter que ce cours s’initie par un enseignement théorique sur l’expérimentation animale par un vétérinaire expert, évoquant en détail tous les problèmes éthiques liés à l’expérimentation animale et chez la souris en particulier. Des enseignements par vidéos sont également utilisés lorsque possible mais sans altérer la qualité d’apprentissage. Tant que l’expérimentation sur rongeurs sera autorisée en recherche développementale, la formation des étudiants aux gestes réalisés eux-mêmesest essentielle. Ceci s’appliquera dans le contexte du stage qu’il vont ensuite entreprendre permettant également une réduction « indirecte » d’animaux, les gestes et la manipulation ayant été déjà été acquis et ceci dans d’excellentes conditions avec un encadrement très soutenu pour la vérification de tous les gestes. Dans le cas contraire, par faute de pratique, ce sont les expériences de recherche qui seront à refaire avec des conséquences importantes de par la nécessité de statistiques pour des résultats à publier. Dans le cadre du cours, les analyses statistiques sont évaluées avec des résultats des sessions des années précédentes.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit à son minimum pour les 24 étudiants qui suivent annuellement le cours. Chaque animal est exploité pour tous les niveaux d’expérience ce qui réduit le nombre total d’animaux utilisés. L’injection unilatérale de neurotoxique permet aussi de pouvoir utiliser le côté du cerveau non lésé comme contrôle et permet de réduire ainsi de moitié le nombre d’animaux utilisés pour les études en histologie. Ce projet pourra utiliser des animaux surnuméraires d'une activité d'élevage.
Raffinement
Tous les efforts techniques sont mis en œuvre pour minimiser au maximum toute douleur et tout inconfort de l’animal à l’éveil. La qualité des études comportementales en dépend également. Le nombre d’animaux est réduit à son minimum pour les 24 étudiants qui suivent annuellement le cours. Chaque animal est exploité pour tous les niveaux d’expérience ce qui réduit le nombre total d’animaux utilisés. Des points limites ont été définis afin d’éviter toute souffrance aux animaux. De la même façon, des analgésiques en pré- et postopératoire sont utilisés pour éviter toute douleur pouvant être associées aux chirurgies.
Choix des espèces
En Neurobiologie, les modèles animaux sont utilisés lorsqu’aucune alternative n’est disponible. Par exemple, des biopsies cérébrales ne peuvent pas être envisageables contrairement à d’autres tissus. Les modèles animaux permettent d’étudier un processus spontané ou induit, présentant un ou plusieurs aspects communs avec un phénomène équivalent chez l’humain. Ceci est de fait particulièrement utile en Neurobiologie et dans le cadre de maladies psychiatriques, dégénératives ou neurodéveloppementales. Il est donc important dans le cadre d’une formation d’étudiants au domaine des Neurosciences d’aborder ces aspects et de les initier aux expérimentations sur animaux. C’est aussi la possibilité de les sensibiliser directement aux aspects éthiques liés à l’expérimentation animale par un enseignement très adapté. Le modèle murin est le plus adapté pour illustrer les concepts à enseigner. Les animaux sont utilisés adultes (12 semaines). Ce stade est justifié par la nécessité d’avoir un cerveau mature, et expérimentalement de pouvoir injecter selon des coordonnées stéréotaxiques précises et bien connues.
Effets d’un régime végétarien sur la biodisponibilité des protéines et acides aminés selon l’âge dans le modèle rat
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
200 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont placés en cage individuelle jusqu'à 48 heures pour recueillir urines et excréments malgré leur nature sociale, subissent des prélèvements sanguins répétés, puis sont tués pour prélever l'intestin et les organes. L'objectif est de mesurer la digestibilité des protéines d'un régime végétarien selon l'âge. Le porteur affirme qu'aucun modèle n'intègre l'ensemble des interactions entre alimentation, intestin et organes, et invoque une recommandation de la FAO sur l'usage du rat.
Objectifs
Les protéines végétales sont généralement de moins bonne qualité que les protéines animales car elles sont notamment moins digestibles, c’est-à-dire que suite à leur ingestion une plus faible partie est assimilée par l’organisme. Cela est dû à la présence dans les végétaux de composés spécifiques diminuant la digestibilité des protéines. Les régimes végétariens ont néanmoins des effets bénéfiques, notamment sur la flore intestinale dont les interactions avec les aliments peuvent influencer le fonctionnement du tube digestif, dont la digestion des nutriments. Cependant les effets à long terme de la consommation d’un régime essentiellement à base de plantes sur la digestion restent en grande partie inexplorés. Dans le contexte de la transition nutritionnelle vers des régimes plus végétalisés, il est important d’étudier si les composants alimentaires végétaux de l’alimentation améliorent ou au contraire altèrent la digestion et la physiologie intestinale. Cela permettra de déterminer si une consommation élevée d’aliments d’origine végétale entraîne une diminution générale de la digestibilité des protéines ou si une adaptation de la capacité digestive a lieu, permettant une optimisation de l’assimilation des protéines végétales. Cela est d’autant plus important pour les populations ayant des besoins spécifiques en protéines et pour qui les capacités digestives peuvent être diminuées, comme les personnes âgées. Ce projet a ainsi pour objectif de comprendre l’influence d'une alimentation riche en aliments végétaux sur l’assimilation par l’organisme des protéines végétales tout au long de la vie adulte. Pour cela, nous évaluerons les effets aigus et chroniques d'un régime riche en aliments végétaux sur la digestibilité des protéines et acides aminés d’une source protéique végétale, le métabolisme des protéines et la physiologie digestive en fonction de l’âge chez le rat.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet apporteront de nouvelles connaissances sur la digestibilité des protéines végétales et son évolution avec le vieillissement. L'effet des aliments d'origine végétale sur l’assimilation des acides aminés sera déterminé à l'échelle du repas et du régime alimentaire, aux différents stades de la vie adulte. Cette approche globale permettra de considérer la composition complexe des aliments d'origine végétale et d'explorer l'équilibre entre les effets négatifs et bénéfiques des différents composants sur la santé intestinale et la digestion. Cela permettra de fournir des opportunités uniques pour comprendre comment les régimes à base de plantes ont un impact sur la physiologie de l'intestin et la digestion des protéines. En outre, nos résultats fourniront des données importantes sur la digestibilité des protéines et des acides aminés chez les individus âgés, qui n'est pratiquement pas documentée à l'heure actuelle. Ce projet aidera à comprendre les changements physiologiques de l'intestin impliqués dans la diminution des capacités de digestion liée à l'âge. De telles informations sont essentielles pour mieux estimer les besoins en protéines et acides aminés et développer des stratégies nutritionnelles pour prévenir une possible inadéquation entre les apports et les besoins dans la population générale et âgée. L’ensemble des résultats de ce projet permettront de soutenir une promotion éclairée d'un régime alimentaire plus sain et durable.
Procédures
Durant l’ensemble du projet, les animaux seront pesés régulièrement (3 à 5 fois/semaine). Des régimes omnivores et végétariens répondant aux besoins des rats seront donnés aux animaux. Trois prélèvements sanguins sur animal vigile sont réalisés lors du projet sur l’ensemble des rats, avec du matériel spécifique afin de limiter la durée et le stress engendrés par ce geste ; la durée ne dépasse pas 5 minutes par prise. L’ensemble des animaux recevra également 30 minutes avant la mise à mort des animaux, une injection réalisée sous anesthésie gazeuse en moins de 3 minutes. Pour 104 rats, afin de collecter leurs urines et fèces, les rats sont placés 3 fois pendant le projet pour une durée limitée (48 h) dans des cages individuelles spécifiquement conçues pour ces recueils. Pour 104 rats, une anesthésie gazeuse brève est réalisée 3 fois au cours du projet afin d’évaluer des paramètres de composition corporelle dans un appareil d’imagerie.
Impact sur les animaux
Les animaux sont hébergés en cage individuelle en permanence ou ponctuellement selon la procédure. En effet, pour évaluer la digestibilité des protéines et des acides aminés, il est nécessaire de mesurer précisément la prise alimentaire et de collecter les urines et fèces. Les animaux doivent donc être placés dans des cages individuelles et cela peut induire un stress lié à l’isolement car les rats sont des animaux vivant habituellement en groupe. Les prélèvements sanguins sont susceptibles d’induire de la douleur et un stress modéré.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure car la détermination de la digestibilité des protéines ainsi que l’évaluation des effets d’un régime végétarien sur la physiologie digestive nécessitent la collecte des contenus de l’intestin et de différents organes.
Remplacement
L’objectif du projet est d’étudier l’impact d’une alimentation végétarienne sur la digestibilité des protéines, le métabolisme des protéines et la physiologie digestive en fonction de l’âge. Cette approche globale nécessite d’utiliser des modèles animaux, permettant de faire varier l’alimentation à l’échelle du repas ou du régime, de prendre en compte les adaptations de l’organisme et l’effet de l’âge. Aucun modèle ne peut intégrer l’ensemble de ces paramètres dans un système complexe permettant de modéliser l’ensemble des interactions entre l’alimentation, l’intestin et les organes associés.
Réduction
Le nombre minimum d’animaux par groupe a été calculé à 16 rats (8 mâles et 8 femelles) /groupe à partir de données comparables déjà publiées afin de garantir qu’avec ce nombre d’animaux les résultats soient interprétables. Les résultats pour chaque groupe sont comparés entre eux à l’aide de tests statistiques adaptés.
Raffinement
Afin de limiter l'impact de l'hébergement individuel, les cages sont en plexiglas transparent permettant le plus d’interactions visuelles entre les animaux et elles sont enrichies avec des tunnels en plexiglas opaque. Lorsqu’ils sont hébergés en cage individuelle sur une durée supérieure à 48 h, les animaux sont regroupés (entre animaux de même sexe et de même âge), tous les jours de la semaine (hors week-end) durant 2 h par jour dans des cages collectives (2-5 animaux par cage en fonction de leur âge/poids). Ces périodes de regroupement permettent aux animaux d’exprimer leur comportement d’exploration et d’interaction sociale. Les prises de sang sont réalisées par un personnel expérimenté sur cet acte technique avec du matériel spécifique, ce qui permet de limiter le temps et le stress engendré. De plus, l’animal est habitué à l’emmaillotage dans un tissu lors des pesées quotidiennes afin de limiter le stress induit par ce même emmaillotage lors des prises de sang. La manipulation régulière des animaux par les mêmes expérimentateurs pour les mesures du poids et de la prise alimentaire permet de suivre de manière rapprochée l’état de santé des animaux et de détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement. Enfin, des points limites seront appliqués, au-delà desquels les animaux seront temporairement ou définitivement sortis des procédures.
Choix des espèces
Le régime alimentaire et le système digestif du rat présentent des similarités suffisamment importantes avec ceux de l’être humain pour qu’une extrapolation des résultats obtenus soit envisagée. Ainsi, l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) préconise de spécifiquement utiliser l’être humain, le porc ou le rat pour l’évaluation de la digestibilité des protéines (critère principal du projet). Des rats mâles et femelles jeunes (5 semaines), d’âge moyen (10 mois) et âgés (18 mois) sont inclus car nous étudions l’effet de l’âge.