Rongeurs
Evaluation par tomographie par émission de positrons de la biodistribution d’un analogue du neuropeptide Y radiomarqué au 68Ga sur deux modèles murins de xénogreffes orthotopiques de lignées canceuses du sein (MCF-7 et MDA-MB-231)
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
36 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ces souris immunodéprimées reçoivent une greffe de cellules de cancer du sein humain dans la glande mammaire, puis une injection d'un peptide radiomarqué et une imagerie sous anesthésie, avant une ponction cardiaque qui les tue. L'objectif est de vérifier où se fixe ce traceur dans l'organisme, première étape avant une éventuelle application diagnostique ou thérapeutique laissée au conditionnel. Le porteur affirme que les résultats in vitro ne suffisent pas et juge le recours à des souris porteuses de tumeurs "indispensable".
Objectifs
Le ciblage de récepteurs de neuropeptides par des médicaments radiopharmaceutiques connait un réel engouement aujourd’hui pour l’imagerie et la thérapie des cancers. Il a été montré une forte expression du récepteur Y5 au neuropeptide Y dans 11 lignées cellulaires tumorales (dont le sein, ovaire, colon, prostate) quel que soit le grade et le phénotype. Un programme de recherche a été établi visant à caractériser le récepteur Y5 dans diverses lignées cellulaires tumorales humaines et à développer le premier agent de ciblage utilisable en imagerie nucléaire et en thérapie. Un premier analogue du NPY spécifique du récepteur Y5 pouvant être radiomarqué avec des radiométaux (nom de code du composé : tg3) a été développé. Les résultats in vitro obtenus jusqu’à présent démontrent la bonne affinité du composé pour le récepteur. Le présent projet de recherche préclinique vise à tester in vivo ce peptide radiomarqué à des fins diagnostiques sur des modèles murins de cancers du sein exprimant ces récepteurs Y5.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une avancée en recherche préclinique sur la thématique des radiothéranostiques (diagnostiques et thérapeutiques). Si ce premier analogue du neuropeptide Y donne de bons résultats in vivo en imagerie TEP, nous pourrons envisager une étude thérapeutique plus poussée (TRT : Targeted Radiotherapy) en utilisant ce même ligand radiomarqué avec un radionucléide thérapeutique.
Procédures
- xénogreffes orthotopiques de cellules tumorales (cancer du sein) dans les glandes mammaires sous anesthésie gazeuse (durée 10min) pour les 24 souris balb/c nude - 1 Injection intraveineuse au niveau de la queue contenant les radiotraceurs sous anesthésie gazeuse pour les 36 souris (durée 5 min) - 1 imagerie pour la moitié des effectifs (soit 18 souris) sous anesthésie gazeuse (durée 35 min) - 1 ponction cardiaque terminale pour les 36 souris sous anesthésie gazeuse 3% (durée 5min)
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues seront : 1) l'inoculation des tumeurs au niveau des glandes mammaires 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 répétées pour la mise en place du modèle et pour l'imagerie peuvent impactées la souris. 4) la mise à mort en fin d'étude.
Devenir
A la fin de la procédure, les 36 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 radiomarqué in vivo. L’utilisation de modèles animaux porteurs de tumeurs avec une forte expression du récepteur Y5 est indispensable pour déterminer la faisabilité d’un ciblage oncologique du peptide tg3.
Réduction
Les expérimentations ont été conçues afin d’utiliser le moins d’animaux possibles. Pour l'étude du peptide tg3 radiomarqué avec un radioisotope dédié au diagnostic TEP, il est nécessaire de visualiser leur biodistribution in vivo et d’identifier les organes présentant une forte expression des récepteurs Y5. Deux modèles murins de cancers du sein dont la présence du récepteur Y5 a été validée in vitro seront étudiés. Une étude préliminaire sur des souris saines (sans tumeur) permettra la comparaison de fixation du radiopeptide sur les différents organes. Pour chaque groupe, le ligand spécifique du récepteur Y5 est comparé à un peptide similaire dont la fixation à Y5 est nulle. Pour cette étude de validation de la biodistribution du radiopeptide, un t-test sera réalisé avec un nombre minimum de 6 souris par condition. Ce nombre permet de prendre en compte une pousse tumorale hétérogène.
Raffinement
Les souris sont placées dans des conditions optimales (température, hygrométrie, cycle jour/nuit 12h/12h, enrichissement des cages) au sein d’une animalerie de recherche agréée. 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.
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 greffe orthotopique de tumeur humaine au niveau de la glande mammaire. La souris Balb/c sera utilisée pour l’étude de biodistribution sans tumeur puisqu’elle présente le même fond génétique que la Balb/c nude. Les souris seront réceptionnées à 8 semaines et mises en quarantaines pendant 2 semaines. Les xénogreffes seront initiées à 10 semaines de développement. A ce stade, la souris est une jeune adulte. Les prises de greffe sont plus homogènes sur des individus jeunes. La pousse tumorale dure entre 2 et 4 semaines (volume minimum de 150 mm3). Les études in vivo par imagerie TEP suivi des biodistributions de l'analogue tg3 radiomarqué et de sa version "scrambled" sur les souris xénogreffées peuvent être réalisées. Pour les souris Balb/c, les biodistributions des peptides radiomarqués seront réalisées entre 12 et 14 semaines de développement pour pouvoir être comparables aux souris xénogreffées.
Interactions entre les neutrophiles, fibroblastes et nocicepteurs au cours de la cicatrisation et régénération cutanée.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
2 178 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une plaie cutanée dans le dos sous anesthésie, puis des injections quotidiennes d'anticorps et de molécules activant ou inactivant leurs fibres nerveuses sensorielles, avant le prélèvement des ganglions nerveux, de la moelle osseuse et de la peau. L'objet est de décrire le dialogue entre nerfs sensoriels et cellules immunitaires pendant la cicatrisation, avec des retombées pour les grands brûlés renvoyées au conditionnel. Le porteur affirme qu'aucun modèle cellulaire ne peut se substituer à la souris, qu'il juge "incontournable".
Objectifs
En Europe, plus d’1,5 millions de personnes sont aujourd’hui traitées pour des lésions graves de peau (brûlures, coupures, ulcères). Dans la majorité des cas, ces lésions sont associées à une douleur chronique, une immobilité, une possible défiguration et très souvent des infections, pouvant entraîner des complications médicales graves, voire la mort…Les blessures ne guérissent pas car la couche profonde de la peau, le derme, ne se régénère pas. Le derme est une structure essentielle car il permet d’apporter les nutriments et l’oxygène nécessaire au bon fonctionnement de la peau. Il sert également de support mécanique à l’épiderme et aux structures annexes de la peau : les follicules pileux, les glandes sudoripares, ou encore les vaisseaux sanguins. Les stratégies mises en place pour régénérer le derme fonctionnel ainsi que ses appendices sont un enjeux sociétal majeur. En effet, la régénération dermique permettrait de rétablir la qualité de vie des patients. On sait aujourd’hui que l’innervation et les cellules immunitaires jouent un rôle important dans le maintien de l’intégrité de la peau, en condition physiologique. Cependant, leurs interactions n’ont pas été étudiées dans un contexte lésionnel. Nous proposons, dans ce projet, d’étudier le dialogue entre les cellules nerveuses de la peau et les cellules immunitaires après une lésion de la peau. Nos études préliminaires montrent qu’une dénervation est néfaste pour la réparation tissulaire. C’est pourquoi nous souhaitons désormais étudier de manière plus approfondie comment les cellules nerveuses contrôlent exactement l’arrivée de cellules immunitaires dans la peau pour améliorer la régénération. L’ensemble de ce travail va permettre de comprendre comment améliorer la régénération de la peau et devrait à terme permettre le développement des traitements qui pourraient bénéficier à des millions de patients souffrant de lésions cutanées graves telles que les brûlures et les traumatismes cutanés.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait mettre en évidence pour la première fois les dialogues entre nocicepteurs et cellules immunitaires au cours de la régénération cutanée. Cela pourrait etre bénéfique pour des milliers de patients souffrant de brulures graves ou de lésions traumatiques importantes.
Procédures
Lésion cutanée sous anesthésie gazeuse (Environ 30 minutes) : 1 par animal Injection : anticorps bloquant, 1 fois par jour par animal Injection: différentes sondes, 1 fois par jour par animal Injection de molécules permettant l'activation ou l'inactivation des fibres nerveuses sensorielles deds souris transgéniques: 1 fois par jour par animal Injection sérum physiologique et anti-inflammatoire: 15 min avant la chirurgie puis 24h après chirurgie, 1 fois par jour par animal (Toutes les injections se feront également sous anesthésie gazeuses flash ( 1 min / animal))
Impact sur les animaux
La lésion cutanée effectuée est locale (peau du dos) et transitoire. Généralement, la lésion est totalement fermée (ré-épithélisation) après 12-14 jours. Aucune infection n’a été reportée. En revanche, il est important de noter que les souris peuvent avoir une mobilité réduite pendant 48 à 72h et avoir des difficultés à se suspendre sur les grilles qui contiennent les croquettes. C'est pourquoi nous placerons des croquettes hulidifiées au sol, ainsi que de l'hydrogel. De plus, les souris recevront deux doses de metacam afin de réduire la douleur associée à cet acte chirurgical. Les différents produits injectés ne sont pas douloureux; cependant les souris seront anesthésiées pour recevoir ces injections car la préhension des souris ne sera pas possible en raison de la lésion. L'injection des produits se fera donc sous anesthésie et les injections des différents produits se feront lors d'une seule (et flash) anesthésie par jour.
Devenir
A l'issue de toutes les procédures les animaux seront sacrifiés afin de prélever les organes, majoritairement les ganglions de la racine dorsale, la moelle osseuse et la peau afin d'étudier les intercations entre les cellules immunitaires, les fibroblastes et les neurones sensorielles.
Remplacement
Ce projet vise à étudier les dialogues entre nocicepteurs et les neutrophiles au cours des processus de cicatrisation cutané. Il n'existe à ce jour aucun modèle cellulaire ou explant in vitro qui pourrait se substituer à l'utilisation d'un modèle animal. En effet, les nocicepteurs ayant leur corps cellulaire (Dorsal Root ganglion, moelle épinière) à distance de leur terminaison nerveuse (peau), leur étude ne peut se faire que sur des modèles animaux. De ce fait, les modèles de souris sont des éléments clés et incontournables pour étudier les dialogues entre Nocicepteurs-Neutrophiles-fibroblastes, in vivo. Les neuropeptides ou cytokines identifiées dans les processus de réparation tissulaire, seront testées sur des modèles d'explants de peaux humaines.
Réduction
L'expérience du porteur du projet dans l'étude nous permet d'anticiper et d'optimiser le nombre d’animaux à analyser dans chaque modèle (12 souris par groupe et par temps pour les experiences de scRNA seq, ou 4 souris par goupe / temps / conditions pour l'immunofluorescence, par exemple). Les expériences qui seront réalisées, in vivo, ont été conçues de façon à n’utiliser que le nombre strictement minimum de souris nécessaire à l’obtention de données validées statistiquement (nombre déterminé sur la base de la littérature et de l'expérience des porteurs du projet dans les expériences réalisées).
Raffinement
Moins de 0,5% de mort ont été reportés par le porteur du projet au cours de ces processus de lésion de la peau. Lors de la mise en place des procédures expérimentales l’état clinique des animaux sera surveillé tous les jours. Après lésion cutanée, les souris seront monitorées deux fois par jour pendant les 24 premières heures, puis tous les deux jours jusqu'à ré épithélisation. De l’hydrogel sera placé dans le compartiment inférieur de la cage. De plus, nous analyserons les paramètres suivants : poids, température, signes extérieurs de stress tels que le comportement, la prostration ou l’aspect du pelage (poils luisant ou bien collé et gras etc). Si lors d’une procédure expérimentale nous détectons une perte de poids importante ou bien un comportement apathique, les animaux seront alors euthanasiés.
Choix des espèces
Afin d'étudier les interactions entre les nocicepteurs et les neutrophiles, nous avons besoin d'utiliser des outils transgéniques permettant de suivre les nocicepteurs / neutrophiles ainsi que des outils permettant une inhibition des nocicepteurs. Pour cela, l'espece animale la plus adaptée est la souris. En effet, de nombreuses souris transgéniques sont d'ores et deja disponibles (dans le laboratoire) pour la modulation des nocicepteurs (activation, inhibition et depletion). Ainsi, la souris nous semble être la meilleure espèce animale pour étudier les interactions entre nocicepteurs / neutrophiles et fibroblastes au cours de la cicatrisation cutanée. Enfin, il a été montré que ce modele particulier de lésion se rapprochait le plus de mode de cicatrisation chez l'homme - en comparaison avec le simple modèle de punch de 8 mm ou 12 mm, qui cicatrise par contraction. Les animaux seront utilisés à l'age adolescent et adulte (30-35 jours après la naissance). Dans ce modèle, la régénération n'a été étuddiée qu'entre 28 et 35 jours après la lésion. Des données non publiées - à ce jour - tendent à montrer que la régénération du tissus cutanné diminue à partir de 6 mois d'âge.
Etude de la contribution des voies cortico et amygdalo-subthalamiques dans les processus émotionnels en lien avec la prise de drogue dans un contexte social
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
3 020 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une ou plusieurs chirurgies cérébrales et l'implantation de cathéters, puis s'auto-administrent de la cocaïne ou de l'alcool pendant plusieurs mois, certains selon des protocoles conçus pour induire une consommation de type addiction. Le porteur veut cartographier les circuits reliant contexte social et prise de drogue, et annonce des retombées thérapeutiques et pour les politiques de réduction des risques, formulées au conditionnel. Sur le remplacement, il affirme que l'étude d'un comportement volontaire exige un "organisme vivant entier" et conclut que le rat est un "modèle de choix, ne pouvant être remplacé".
Objectifs
La consommation d'alcool ou la cocaïne se fait souvent en soirées, en contexte social. Cependant le rôle de ce contexte social n'est pas bien déterminé. Chez le rat comme l'humain, la présence d'un congénère diminue la consommation de cocaïne. Cette réduction est plus importante si le congénère est inconnu ou naïf à la cocaïne. A l'inverse, la présence d'un congénère augmente la consommation d'alcool. Le contexte social a donc un effet opposé selon la drogue consommée et le type de congénère présent. Au niveau neurobiologique, lorsque l'activité des neurones du noyau subthalamique (NST) est modulée, l'effet de la présence d'un congénère est diminué. Dans ce projet nous étudierons le substrat neurobiologique de ces effets étendu aux réseaux impliquant le NST. Notre hypothèse est que les structures limbiques (Cortex préfrontal, l'insula et l'amygdale) connectées au NST sont impliquées dans la modulation de la consommation de drogue induite par le contexte social. L'objectif est de caractériser les substrats cérébraux responsables de l'influence du contexte social lors de prise de drogues et de comprendre les différences potentielles en fonction du sexe et de la drogue. Nous étudierons, chez le mâle et la femelle, la contribution des voies cortico-NST, insula-NST ou amygdalo-NST quand les animaux ont pour récompense : 1) la cocaïne, 2) l'alcool ou 3) l'accès à un congénère. Pour cela, les rats consommeront volontairement de la cocaïne ou de l'alcool. Le rat, libre de ses mouvements, devra appuyer sur un levier afin d'obtenir de la drogue. Le rat consommera soit seul, soit en contexte social: - en présence d'un congénère dont l'identité variera - avec la diffusion de vocalises ultrasoniques de différents types, modalité principale de communication des rats. Tout d'abord l'activité neuronale des voies étudiées sera mesurée pour confirmer leur implication dans le comportement de consommation de drogue en contexte social. Puis l'activité de ces voies sera manipulée afin de déterminer leur rôle. Ce travail conduira a une meilleure compréhension des susbtrats neurobiologiques de l'influence du contexte social sur la consommation de drogue. En déterminant les substrats biologiques pertinents, il sera possible d'élaborer des thérapies chirurgicales voire pharmacologiques. De plus, l'étude du contexte social permettra de déterminer son rôle dans la consommation de drogue et d'améliorer l'accompagnement des consommateurs voire réduire les risques de consommation.
Bénéfices attendus
La consommation de drogue a généralement lieu en contexte social, lors de soirée ou de fête comme pour l'alcool. Ainsi la présence d’autres individus, consommateurs ou non, amis ou étrangers, influence notre consommation. Actuellement chez l’animal, l’addiction est étudiée avec le protocole d’auto-administration de drogue. Le rat notamment, s’auto-administre l’ensemble des agents toxicologiques consommés par l’humain dans ce protocole. Dans celui-ci, le rat est vigil et libre de ses mouvements, et a accès à un levier. Ce n’est que lors de l’appui volontaire du rat sur ce levier, qu’une dose de drogue lui est délivrée. Néanmoins peu d’études scientifiques s’intéressent à l’influence contexte social et la présence de congénère sur la consommation de drogue. Il a été montré que chez l’humain comme chez le rat, la consommation de cocaïne diminuait en présence d’un congénère, tandis que celle d’alcool augmente dans ces mêmes conditions. Les rats ont ainsi des comportements proches de celui des humains lors de consommations de drogue en présence d’un congénère. Ainsi la présence d’un congénère rat permet une approche plus écologique et plus réaliste de la consommation de drogue chez l'humain. De plus, il est nécessaire de déterminer les substrats neurobiologiques responsables de ces effets. Le but de ce projet est de découvrir quels sont les substrats cérébraux pour mieux comprendre les processus émotionnels en lien avec la prise de drogue, notamment l’effet du contexte social, qui peut être protecteur ou non en fonction de la drogue consommée. En plus d’améliorer les modèles animaux d’addiction en implémentant le contexte de consommation, ce projet génèrera des résultats à fort impact translationnel. En effet, les résultats peuvent soutenir ou pas les politiques de réduction des risques de consommation qui suggèrent le développement de salles de consommation par exemple. Ce projet apportera également de nouvelles perspectives sur la physiopathologie de l’addiction et devrait confirmer le potentiel thérapeutique de la manipulation du NST dans cette pathologie et ses effets secondaires potentiels. De plus, il permettra aussi de mettre en évidence le rôle du NST dans les comportements sociaux, ce qui pourrait lui donner un autre intérêt dans le contexte de recherche des bases neurales de certains troubles de la cognition sociale tels que celui du spectre autistique.
Procédures
L'ensemble des animaux de ce projet seront soumis au moins une fois à un acte chirurgical, réalisé sous anesthésie générale. Afin d’enregistrer ou de moduler l’activité cérébrale, nous réalisons des chirurgies cérébrales. Les animaux sont sous anthésie générale. Chirurgies : -1670 animaux seront soumis à un seul acte (1670 chirugie cérébrales (durée:1h30), -1350 animaux seront soumis à deux actes (30 qui auront 2 chirurgies cérébrales (durée:1h et 10h), espacés d'au moins 3 semaines), 1320 chirurgie cérébrales (durée: 2h30)et implantation cathéter pour l’auto-administration de cocaïne (durée:1h) ). Dans les approches comportementales: -1320 animaux s’auto-administreront la cocaïne quotidiennement durant 2-3 mois (sessions de 2h (consommation récréative) ou sessions de 6h durant 20 jours (protocole permettant d’induire une consommation de type « addiction »). -1320 animaux s’auto-administreront l’alcool quotidiennement durant 3 à 5 mois (sessions de 1h (consommation récréative) ou sessions de 14h durant 1 mois et demi tous les 48h (protocole d’accès intermittent à l’alcool pour induire une consommation de type « addiction »)). -330 animaux travailleront pour obtenir une récompense sociale (une interaction avec un autre rat à travers un grillage) quotidiennement durant 1 à 2 mois (sessions de 2h ou sessions de 6h (Protocole de ratio progressif, l’animal doit fournir de plus en plus d’appui pour une même récompense)
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont les conséquences ‘classiques’ à court terme des interventions chirurgicales. Dans les jours suivant l’opération, les animaux peuvent perdre un peu de poids, présenter une activité réduite. Dans le cas de l’implantation de fibres optiques, les animaux peuvent ressentir une gêne due au poids du chapeau protecteur fait en ciment dentaire. Plus rarement, les animaux peuvent présenter un saignement au niveau des cicatrices. Les animaux sont suivis quotidiennement les jours suivant l’opération afin d’anticiper et de soulager une nuisance potentielle. En général, ces nuisances s’estompent en 2-3 jours. Les animaux sont isolés durant cette période. Un autre type de nuisance, pouvant engendrer du stress, est l’appariement fait entre les animaux de façon aléatoire à la réception des individus. Lorsque l’alimentation devient contrôlée (les animaux ne sont pas restreints, mais pas en accès libre), un sujet très dominant peut empêcher son partenaire de cage de s’alimenter correctement. Enfin, les matériaux utilisés pour fabriquer et maintenir les cathéters, ou fibres optiques, peuvent parfois provoquer des ‘bagarres’ entre partenaires de cage. En effet, les éléments en plastique, plus ou moins mous, les constituant, peuvent être ‘rongés’ par l’un des rats, provoquant ainsi une gêne et/ou un stress chez l’autre individu. Enfin, suivant les sessions d’auto-administration les animaux présentent une hyperactivité marquée, qui s’estompe en moins d’une heure (la dose i.v. de cocaïne est faible, tout comme la quantité d’alcool). Les symptômes de manque (perte de poids, agressivité…) sont rares, car les animaux ont accès tous les jours à la drogue.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort après les études comportementales afin de vérifier que les injections des virus et implantations de fibres optiques aient été réalisées correctement. Cela est nécessaire afin de confirmer que les effets observés sur les comportements des rats soient liés aux structures cérébrales ciblées.
Remplacement
Ce projet a pour but d'étudier les substrats cérébraux dans une pathologie précise : la consommation de drogue. Or, en France, il est interdit de fournir des drogues d’abus dans le cadre d’expérimentation humaine. De plus, le recours à des méthodes invasives exclut de fait les études chez le sujet humain. Pour l’étude d’un comportement, il est nécessaire d’utiliser un organisme vivant entier. La consommation de drogue, pathologique ou non, repose sur la consommation volontaire de l’individu. Ainsi l'étude des comportements de consommation, qu'ils soient physiologiques ou pathologiques, requiert par définition que l’individu soit vigil et libre de ses mouvements. Les modèles animaux de consommation de drogue reposent sur les protocoles d’auto-administration. Dans celui-ci le rongeur a accès à un levier. Lorsqu’il appuie dessus, une dose de drogue lui est délivrée. Ainsi c’est le rongeur lui-même qui décide du nombre de doses qu’il reçoit, il s’autorégule. Il est alors possible d’étudier son comportement volontaire de consommation de drogue. Le rat est un animal curieux ce qui facilite significativement l’apprentissage de l’association appuie sur le levier égale une récompense/drogue et il s'auto-administre l'ensemble des agents toxicologiques consommés par l’humain . De plus, dans ce projet, nous étudions le rôle du contexte social. Or, le rat est un animal sociable, vivant en communauté dans un système hiérarchisé. C’est un bon modèle d’étude du comportement social. Ainsi, le rat est donc un modèle de choix, ne pouvant être remplacé pour ce genre d’étude.
Réduction
Dans l’optique de ne pas utiliser d’animaux plus que nécessaire, nous réaliserons les vérifications des techniques de modulations de l'activité cérébrale avant les tests comportementaux. De plus le nombre d'animaux a été déterminé par une approche statisique. Ensuite nous analyserons régulièrement les données expérimentales issues des approches comportementales. Après obtention d’un effet robuste pour une condition donnée, nous cesserons de tester cette condition expérimentale. Nos conditions expérimentales étant nombreuses (6 conditions différentes possibles, voir annexe1), chaque animal en réalisera 2 afin de diminuer le nombre d’animaux nécessaire. Il y a donc 3 contextes sociaux à réalisés. Afin de diminuer le nombre de congénères nécessaire, des rats d’autres projets seront réutilisés après l’approbation de la Structure du bien-être Animal (SBEA) de notre établissement. Les rats n’ayant jamais été exposés une drogue pourront être réutilisés dans d’autres projets n’impliquant pas l’étude du contexte social, avec l’accord de la SBEA de notre établissement.
Raffinement
Lors des chirurgies, les animaux seront sous anesthésie générale et sous antidouleur. La gestion de la douleur pendant et après les procédures douloureuses et les expérimentations est toujours prise en compte par des personnels compétents et sera améliorée si l’animal présente des signes de souffrance de l’animal (grimace faciale, prostration, poils hérissés, absence de toilettage, dos courbé…) par l'administration d’antidouleurs spécifiques. L'état de santé général de tous les animaux de l'étude est suivi quotidiennement, ce qui nous permet de réagir chaque jour et de manière appropriée en cas de besoin. En addition, une fiche de score du bien-être complété au moins une fois semaine permettra l’évaluation du bien-être de l’animal. En cas de souffrance (prostration, poils hérissés, absence de toilettage, dos courbé…) et/ou de perte importante de poids (15%), l’animal sera isolé et aura accès illimité à une nourriture enrichie en glucose. Un traitement antidouleur pourra être administré si besoin. L’animal sera replacé avec son partenaire de cage dès reprise de poids et comportement normal afin de limiter l’isolement au maximum. En ce qui concerne l’habitat, les animaux sont hébergés par pair. Les cages sont enrichies grâce à la présence d’objets divers et variés (bâtonnets en bois, petits tunnels...) avec un roulement toutes les semaines pour diversifier au maximum l’environnements des animaux.
Choix des espèces
Le rat est un modèle animal de choix pour l'étude de l'addiction. En effet, les modèles comportementaux de référence sont connus et maîtrisés, et il existe de nombreux tests comportementaux permettant de tester les différents symptômes de la pathologie. Par ailleurs, l'étude des comportements de consommation, qu'ils soient physiologiques ou pathologiques, requiert par définition que l'animal soit vigil et libre de ses mouvements. Le rongeur, et plus particulièrement le rat, est donc un modèle de choix, puisqu'il s'auto-administre l'ensemble des agents toxicologiques consommés par l’humain. De plus le rat est un animal social dont le comportement présente des similitudes avec celui de l’humain, avec mise en place d’un système hiérarchique et organisé, communication visuelle, olfactive, auditive et tactile. C’est un bon modèle d’étude du comportement social. Afin d'améliorer la précision de nos chirurgies, et donc de réduire le nombre d'animaux utilisés, nous réaliserons nos expériences chez des rast adultes (>7-8 semaines) (environ 380g), un stade du développement cérébral en adéquation avec notre question scientifique.
Traitement de la fibrose cardiaque (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
448 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées sévères. Chaque animal subit une chirurgie d'ouverture de la cage thoracique pour poser une constriction sur l'aorte et déclencher une insuffisance cardiaque, parfois suivie d'une seconde intervention pour la retirer, avec des échographies hebdomadaires sous anesthésie avant le prélèvement du cœur. Le porteur indique que l'ouverture de la cage thoracique peut causer une douleur sévère au réveil. Il décrit des travaux in vitro et in silico préalables et affirme qu'aucune méthode ne permet aujourd'hui de suivre l'évolution de l'insuffisance cardiaque hors de l'animal.
Objectifs
L'insuffisance cardiaque est un problème de santé publique majeur. Les fibroblastes cardiaques sont un type cellulaire qui produit une quantité excessive de matrice extracellulaire, contribuant à la progression de l'insuffisance cardiaque chez les patients. Actuellement, il n'y a pas de traitement permettant limiter l'activité excessive des fibroblastes. A l'aide d'outil in vitro, nous avons identifié un gène potentiellement responsable du développement de la fibrose. Nous voulons désormais valider in vivo cette cible thérapeutique et soumettre des souris qui possèdent le gène d'intérêt inopérant à un Protocol d'induction d'une fibrose cardiaque.
Bénéfices attendus
La fibrose cardiaque étant une composante centrale de l'insuffisance cardiaque, l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques est un enjeu majeur. En testant la fonction d'une cible thérapeutique potentielle, et en permettant de réaliser de nouvelles analyses par des techniques de pointe comme le séquençage en cellules unique, ce projet pourrait apporter de nouvelles informations sur la fonction des fibroblastes cardiaques dans l'insuffisance cardiaque. Cela permettrait de mieux orienter la recherche fondamentale et clinique portant sur la fibrose cardiaque. Les données générées seront publiées, et ainsi seront à la portée de la communauté scientifique et médicale.
Procédures
Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale sous anesthésie permettant de placer une constriction au niveau de l'aorte, ce qui a pour effet d'induire une insuffisance cardiaque. Pour certains animaux, la constriction sera par la suite retirée, nécessitant une intervention mini-invasive sous anesthésie, pour évaluer leur capacité à retrouver une fonction cardiaque normale. L'état de santé des animaux sera suivi au quotidien. Des analyses hebdomadaires par échographie, sous anesthésie mais non invasives, permettront d'analyser la fonction cardiaque (4 analyses/souris). L'intervention permettant de placer la constriction aortique dure environ 25 minutes. L'intervention permettant de retirer la constriction dure environ 5 minutes. Les analyses échographiques durent environ 10 minutes. A la fin des procédures, les animaux seront euthanasiés afin de prélever le cœur et réaliser des analyses histologiques et moléculaires. Le projet se déroule dans deux établissements utilisateurs, les animaux seront identifiés / génotypés dans l’EU1
Impact sur les animaux
Les effets indésirables lies au génotypage (EU1) seront liés à une biopsie pouvant causer une douleur légère et passagère. L’intervention chirurgicale, impliquant l’ouverture de la cage thoracique, le placement de la constriction aortique et la fermeture de la cage thoracique, peut causer une douleur sévère suite au réveil de animaux. Le suivi par échographie/photoacoustique à haute résolution est une approche non invasive et non douloureuse. Le stress subi par les animaux se limite à la préhension par l'expérimentateur pour une courte période (15min/animal).
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de procéder au prélèvement du cœur pour des analyses histologiques et moléculaire.
Remplacement
Nous avons précédemment utilisé des méthodes alternatives pour la découverte et la validation de cibles thérapeutiques (screening moléculaire et pharmacologique in vitro et in silico), ce qui nous a permis de limiter notre champs d'investigation à une cible thérapeutique spécifique et unique. Nous avons ensuite utilisé des modèles murins ayant cette modification génétique ciblée permettant de tester l’implication physiopathologique de cette région génomique d'intérêt. L'étiologie humaine de l’hypertrophie cardiaque, ainsi que la récupération, sont reproduites chez l’animal par deux interventions chirurgicales successives. Malgré le caractère délétère, ces interventions sont nécessaires pour reproduire dans un système intégré, l’animal, les différentes composantes de la pathologie humaine. Ceci est un gage d’une meilleure transposition vers la clinique dont le besoin de nouveaux traitements est urgent. Malheureusement, il n'existe actuellement aucune méthode (in vitro ou in silico) permettant de suivre l'évolution de l'insuffisance cardiaque. Les modèles cellulaires existantes ne reproduisent pas la complexité de l’environnement cardiaque, notamment les interactions entre de multiples types cellulaires, ainsi que les forces biomécaniques et conditions métaboliques observées chez les patients. En effet, il n’y a actuellement pas de modèle permettant d’obtenir une fibrose équivalente à celle observée chez les patients, et notamment pas de fibrose réversible. Nous avons réalisé des études complémentaires avec des fibroblastes cardiaques humaines (in vitro), ce qui permet de vérifier la présence et activité des cibles thérapeutiques potentielles dans les cellules humaines. De plus, notre consortium développe un modèle de fibrose cellulaire, en construisant du « tissue cardiaque humain » à partir de plusieurs types cellulaires dérivées in vitro. Cette approche, qui dépend de données générées in vivo pour sa validation, permettra plus tard de proposer une alternative aux études animales.
Réduction
Lors de cette étude et dans un souci de réduction, chaque animal est utilisé comme son propre contrôle pour mesurer plusieurs caractéristiques (physiologiques, histologiques, biochimiques et moléculaires) du développement de la pathologie. nous avons déterminé pas une analyse statistique que des groupes comprenant 16 animaux sont nécessaires Lors de cette étude et dans un souci de réduction, chaque animal est utilisé pour mesurer plusieurs caractéristiques (physiologiques, histologiques, biochimiques et moléculaires) du développement de la pathologie. Des tests statistiques) seront employés pour comparer les groupes. En effet, les études longitudinales en échographie vont notamment permettre de s'assurer de la qualité des hypertrophies, chaque souris pouvant être compare dans des tests paramétriques aux différents étapes des procédures. Les souris seront assignées aux groupes et analyses à l'aveugle.
Raffinement
Des points limites spécifiques ont été définis et le raffinement s’appliquera selon une grille de score quotidien pour une prise en charge adaptée des animaux. Cette prise en charge comprend l’utilisation d’analgésique et pour les scores les plus importants, la mise à mort. Pour améliorer le quotidien des souris, des matériaux de litière ou des structures de repos adaptés sont installés dans les cages (mouchoir en papier, rouleau en carton…). Pour le transfert des animaux, le transport sera bref et réalisé en début de journée, et des enrichissements seront inclus via une navette dédiée.
Choix des espèces
La constriction aortique chez la souris adulte est un excellent modèle de développement de la fibrose cardiaque, qui a été employé par de très nombreuses études. Le développement des pathologies est un processus complexe et intégré qui est mieux reproduit dans un modèle animal qu'in vitro. Par exemple, le développement de l’insuffisance cardiaque met en jeu, entre autres, des systèmes hormonaux, neuro-humoraux, des adaptations des systèmes circulatoire, rénaux, centraux si bien que seul un système intégré in vivo permet de reproduire toutes les composantes. De plus, les études in vivo répondent mieux au potentiel thérapeutique de la cible même si elles ne présagent pas des résultats qui vont être obtenus dans d’autres espèces ou en clinique. Ces études sont indissociables des approches complémentaires in vitro, notamment sur cellules humaines.
Autophagie et stimulation immunitaire précoce : effets neuro-inflammatoires et comportementaux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Une partie des souris porte un gène de l'autophagie invalidé, et des souriceaux reçoivent dans leurs deux premières semaines de vie, sous anesthésie et séparés de leur mère, des injections intramusculaires de composés pro-inflammatoires. 1 140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la déclaration en comptant 60 sans réveil et 1 080 en souffrance modérée. Le protocole comprend des tests de comportement : vocalisations ultrasoniques enregistrées pendant une séparation d'avec la mère puis en interaction sociale, actimétrie, nidification, et, avant le test social de trois mois, trois semaines d'isolement "afin de stimuler les comportements d'interactions". Une chirurgie sans réveil, suivie de la mise à mort, termine le protocole pour prélever les tissus. Le porteur annonce à court terme une meilleure compréhension du rôle de l'autophagie, et renvoie à "plus long terme" des tests de molécules contre des troubles du neurodéveloppement.
Objectifs
Les troubles du développement sont en augmentation constante, avec un nombre de cas estimé par exemple pour les troubles du spectre autistique (TSA) à 1 enfant sur 44 aux Etats-Unis pour l'année 2018 et 1 enfant sur 89 en Europe. Les troubles du spectre autistique se caractérisent notamment par une perturbation du comportement social. Parmi les causes récemment décrites dans la littérature scientifique, l’hypothèse d’un défaut d’un processus cellulaire appelé autophagie, au sein des cellules du cerveau, lors du développement chez l’enfant, est émise. Des études récentes ont ainsi démontré, chez l’homme et chez l’animal, un rôle de la dérégulation de ce mécanisme dans la survenue de comportements de type autistique. L’autophagie est le moyen par lequel les cellules éliminent des composés d’origine environnementale. Un défaut dans ce mécanisme d’élimination apparaît alors crucial dans le cadre de l’apparition de troubles du développement, reconnus comme étant le résultat d’une combinaison « gènes x environnement ». Par ailleurs, la complexité des troubles neurodéveloppementaux suggère l’implication de combinaison de type « gènes x environnement ». La littérature scientifique indique ainsi qu’une exposition à des composants environnementaux, notamment pro-inflammatoires, à des stades précoces du développement du cerveau, est impliquée dans la survenue de troubles du développement. Parmi les facteurs environnementaux potentiellement à risque, nous étudions différentes particules auxquelles l’organisme est exposé dans les premières semaines de vie. La toxicité de ces composés bio-persistants et fortement pro-inflammatoires a été montrée dans différentes études, notamment en lien avec un effet sur le neurodéveloppement. Dans ce contexte, notre projet vise alors à étudier entre autre par différents tests de comportements, à différents âges, chez un modèle souris pour lequel i) un gène de l’autophagie a été invalidé ; ii) une exposition précoce aux particules est réalisée. Les échantillons prélevés à l’issue des tests nous permettront d’étudier les mécanismes cellulaires et la mise en place des connexions nerveuses, par des techniques complémentaires.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra à court terme la compréhension du rôle de l’autophagie en combinaison avec une exposition précoce à des composés pro-inflammatoires dans le développement du système nerveux central et dans la survenue de troubles du neurodéveloppement, en constante augmentation dans la population générale. A plus long terme, ce projet servira de point de départ à des tests précliniques visant à déterminer l’efficacité de molécules pharmacologiques modulant l’autophagie pour atténuer la survenue de ces troubles.
Procédures
Les animaux sont soumis à des tests de comportement non invasifs : enregistrement des vocalisations ultrasoniques dans un contexte de séparation maternelle (5 minutes), enregistrement des vocalisations ultrasoniques dans un contexte d’interaction sociale (8 minutes à trois stades : jeune, adolescent, adulte), actimétrie à 2 et 3 mois (2 heures d’enregistrement), test de nidification (suivi sur 24 heures). Les souris sont isolées pendant 3 semaines en amont de la session de test d’interaction sociale à l’âge de 3 mois, afin de stimuler les comportements d’interactions. Les injections intra-musculaires de composés pro-inflammatoires (durée du geste d’environ 10 secondes) sont réalisées sous anesthésie (5 minutes d’anesthésie) et ne sont pas de nature à impacter de manière durable le bien-être des animaux. Ils sont ensuite soumis à une chirurgie sans réveil de quelques minutes réalisée sous anesthésie et analgésie, se finissant par l’euthanasie de l’animal. Un lot de 60 animaux sera soumis uniquement à une procédure sans réveil.
Impact sur les animaux
Des nuisances et effets indésirables de stress sont attendus, en lien notamment avec la séparation mère-petits lors des injections, l’anesthésie gazeuse, la mise en place d’une période d’isolement pour les animaux, les tests de comportement, la réalisation de contention et d’injection de molécules anesthésiques avant la chirurgie sans réveil, l’induction d’un état fébrile passager suite aux injections. Pour l’anesthésie une détresse respiratoire et l’hypothermie des animaux est possible.
Devenir
Le projet décrit est réalisé sur des souris. L’ensemble des 1140 animaux sera euthanasié en fin de projet afin de prélever les tissus d’intérêt.
Remplacement
Notre étude a pour but l’analyse des atteintes comportementales induites par une déficience de l’autophagie combinée à une exposition environnementale précoce (composés pro-inflammatoires). Ces explorations fonctionnelles ne peuvent être réalisées à l’échelle cellulaire et nécessitent une évaluation sur l’individu. Ainsi, même si nous ne pouvons pas remplacer les études prévues sur ce modèle animal, nous veillerons à réduire le nombre d’animaux et raffiner notre protocole.
Réduction
Ce projet nécessite l’utilisation d’un total de 1140 souris. Nous réduisons le nombre d’animaux en combinant plusieurs approches expérimentales sur une même lignée de souris. De même, les animaux femelles et mâles générés sont utilisés. De plus, un même animal est utilisé successivement pour plusieurs tests de comportement, puis pour des études de biologie moléculaire et ou la réalisation de séries de coupes pour les cerveaux prélevés, ce qui nous permet de réaliser plusieurs marquages différents pour un même cerveau. D'une manière générale, nous avons conçu les lots pour que soit généré le nombre optimal d’animaux compatible avec la réalisation des tests et des analyses des prélèvements. Enfin, nos connaissances des protocoles nous ont permis d’évaluer le nombre d’animaux au plus juste pour chaque procédure, en tenant compte de l’importance de l’effet attendu pour assurer une parfaite robustesse des résultats. Les échantillons prélevés seront envoyés à différentes équipes dans le cadre de collaborations. Les données obtenues seront ultérieurement étudiées statistiquement de manière classique. Par ailleurs, pour chacune des approches expérimentales, ce travail servira de base pour de futurs travaux intégrant une exposition précoce à un facteur environnemental afin de calculer le nombre juste d’animaux requis pour comparer d’une manière statistique et robuste les conditions mutantes à la condition contrôle avec une excellente reproductibilité.
Raffinement
Nos activités impliquent toujours une attention particulière sur le soin et le bien-être de l’animal. Les animaux sont surveillés quotidiennement et à la suite de tout signal d’alerte une grille de suivi est mise en place. Les paramètres environnementaux comprennent une humidité de 50 pour cent + ou – 20 pour cent, une température constante entre 20 et 24 degrés Celsius. L’éclairage est circadien (8h-20h) pour respecter le rythme biologique des animaux. Les souris sont hébergées en groupe sociaux et disposent de matériel de nidification et d’une maison rouge. Des observations du bien-être sont réalisées quotidiennement. Les jeunes animaux sont surveillés, afin de s’assurer que la mère s'occupe bien d'eux. Pendant toutes nos expériences, nous prenons toutes les précautions nécessaires afin d’éviter toute douleur, en utilisant des pratiques adaptées. En cas de troubles moteur ou comportements aberrants, les animaux feront l’objet d’une surveillance accrue, à l’aide d’une grille de suivi. Si l’état général de l’animal atteint les points limites définis dans les procédures expérimentales (douleur manifeste, dégradation de l’état de la fourrure et manque de toilettage, manque d’intérêt pour la nourriture), les animaux seront euthanasiés. Les injections intramusculaires sont réalisées sous anesthésie gazeuse. Le stress induit par la séparation est minimisé en réduisant au maximum le temps de séparation. Les travaux antérieurs menés au laboratoire ou par d’autres équipes indiquent que l’injection intramusculaire des molécules pro-inflammatoires d’intérêt n’induit pas de trouble majeur évident chez la souris. Les injections sont susceptibles d’entrainer un état fébrile passager chez l’animal. La manifestation d’une gêne peut se traduire par un animal moins mobile. Les portées seront particulièrement observées après les injections. Afin d’éviter une souffrance de la souris, les animaux sont anesthésiés et euthanasiés conformément aux bonnes pratiques vétérinaires et à la réglementation en vigueur.
Choix des espèces
L’obtention d’un modèle génétique pertinent visant à étudier un facteur génétique est souvent complexe et long à mettre en œuvre pour de nombreuses espèces. Néanmoins le modèle qui nous intéresse existe depuis 2001 chez la souris. Par ailleurs, de nombreux outils ont été conçus et sont disponible pour étudier le comportement, les paramètres physiologiques et biologiques chez la souris et nous maitrisons l’utilisation des outils à disposition. Ce modèle animal fait partie des animaux les plus étudiés et caractérisés aux différentes échelles de la biologie. Par ailleurs, les modèles génétiques murins de déficience autophagique sont pertinents dans l’étude des troubles du neurodéveloppement. Plusieurs stades de développement seront analysés pour comprendre les conséquences de la mutation impactant potentiellement l’élagage synaptique et la fonctionnalité de l’autophagie, qui sont des événements majeurs du développement du système nerveux central. Pour cela plusieurs stades de développement, seront étudiés : néonatal (test à 9 jours de vie), jeune (test à 20 jours de vie), adolescent (test à 33 jours de vie) et adulte (tests avant 90 jours de vie). Les injections seront réalisées pendant les deux premières semaines de vie de l’animal, de manière à modéliser une situation d’exposition réaliste chez l’enfant pendant sa 1ère année de vie.
Rôle du métabolisme sur l’organisation structurale du cardiomyocyte de rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Âgés d'un jour, des ratons éveillés reçoivent une injection d'un vecteur viral dans la veine jugulaire, qui peut provoquer une insuffisance cardiaque dans les semaines suivantes, et leur manipulation peut conduire la mère à les rejeter ou à les mutiler. 206 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, avec deux à quatre mois de régime riche en graisse, des gavages de glucose, des injections d'insuline et sept prises de sang par test de tolérance, à 20 et 60 jours. Le porteur écrit que certains rats ne supportent pas l'anesthésie des échocardiographies et "ne peuvent être réanimés", puis que les rats "se réveillent dès l'arrêt" de cette anesthésie. Tous sont mis à mort à la fin de l'étude pour des prélèvements post-mortem.
Objectifs
La fibrillation atriale (FA) est l'arythmie la plus fréquente en pratique clinique. Sa prévalence augmente avec le vieillissement et la sédentarisation accrue de la population, faisant craindre une véritable épidémie dans les 50 prochaines années. Un remodelage atrial et électrique est observé, favorisant l'apparition d'arythmies cardiaques. Par ailleurs, des études ont montré une association entre abondance du tissu adipeux épicardique et le risque de FA. Les maladies métaboliques comme l'obésité sont donc des facteurs de risque de la FA. Lors de la FA, le remodelage observé au niveau macroscopique (dilatation des cavités ventriculaires et atriales) se répercute au niveau cellulaire avec une désorganisation de la structure des cardiomyocytes. Ce remodelage cellulaire aura pour conséquence la perturbation des domaines membranaires caractéristiques du cardiomyocyte, lesquels sont nécessaires à une conduction optimale du potentiel d'action cardiaque (anisotropie cardiaque). La protéine CASK (Calcium Calmodulin Serine threonine kinase) est une protéine essentielle au développement et à la mise en place de la polarité cellulaire dans le système nerveux. Nous nous sommes donc intéressés au rôle de CASK dans la différenciation du cardiomyocyte, cellule qui acquiert sa polarité après la naissance.
Bénéfices attendus
Les projets portant sur la compréhesion du développement des cardiomyocytes et l'impact des pathologies métaboliques sur l'organisation des domaines membranaires en eux-mêmes permettrons de cibler le rôle de protéines partenaire du canal sodique comme CASK dans la survenue de pathologie structurales et électriques. Ces avancées seront amenées à permettre de développer des cibles thérapeutiques dans le traitement de différentes arythmies et cardiomyopthies.
Procédures
Les animaux seront soumis à 6 types d'interventions différentes. Ceux-ci sont d'abord mis sous régime riche en graisse, 4 mois pour les rates servant à la reproduction (2 mois anté et post-natal des ratons), et 2 mois pour les rats issus des portés. Afin de valider le modèle de rat obésogénique, des mesures métaboliques seront nécessaires. Celles-ci commencent par le gavage de glucose, qui est une procédure très rapide (quelques secondes). Un gavage sera réalisé à deux stades : 20 jours et 60 jours de développement pour tester la tolérance au glucose. Par la suite, le test de tolérance à l'insuline sera réalisé à partir d'une injection d'insuline : l'injection se fera à 2 stades de développement (20 jours et 60 jours) et dure quelques secondes. Le prélèvement d'une goutte de sang à la queue est effectué sur les animaux vigiles afin de mesurer l'évolution de la glycémie. Cet acte qui ne dure que quelques secondes est répété 7 fois pour un test de tolérance au glucose et à l'insuline. Les animaux seront soumis 2 fois à un test de tolérance au glucose et 2 fois à un test de tolérance à l'insuline, à 20 jours et 60 jours. Afin de valider l'implication de notre protéine d'intérêt CASK, son expression est modifiée par injection d'un vecteur viral dans la veine jugulaire des animaux vigiles. Les rats reçoivent une injection unique 1 jour après la naissance, qui est très rapide (quelques secondes).
Impact sur les animaux
L'obésité peut conduire à des difficultés de déplacement, un changement cutané et du pelage. L'injection du vecteur viral peut engendrer dans les semaines qui suivent une insuffisance cardiaque, en particulier lors du stress des manipulations. Les injections au stade nouveau-né et donc la manipulation des ratons par un tiers peut engendrer le refus de la mère de reprendre le petit dans la portée, tout comme des cas de mutilations. Il arrive également que des animaux ne supportent pas l'anésthésie lors des échocardiographies et ne peuvent être réanimés, et ce malgré l'intubation.
Devenir
A l'issu de cette étude, tous les animaux seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements post-mortem.
Remplacement
Les projets ont pour but de comprendre l'importance de l'organisation fonctionnelle du cardiomyocyte sur la fonction cardiaque, et en quoi un régime riche en graisse peu directement l'impacter. Comme nous travaillons à l'échelle de l'organisme, il est nécessaire d'utiliser un modèle expérimental proche de la pathologie ciblée dans notre étude. Toutefois, certaines études seront réalisées in vitro.
Réduction
Le nombre d'animaux pour notre étude (n=206) est déterminé à la suite des études antérieures, relativement similaires dans la forme. Les paramètres échocardiographiques et métaboliques seront étudiés sur les mêmes lots d'animaux afin de réduire le nombre d'animaux nécessaire à cette stratégie expérimentale. La taille de nos groupes expérimentaux est également déterminante au regard de la puissance statistique nécessaire à la réalisation de comparaisons entre groupes. Ceux-ci requièrent un minimum de 10 animaux par groupes pour être relativements fiables et robustes.
Raffinement
Les rates arrivent à l'animalerie et sont soumises à un temps d'acclimatation de 7 jours avant le début du régime. Les rats servants à la reproduction sont soumis au même temps d'acclimatation avant le début de la reproduction. Afin de prévenir le risque de rejet et mutilation par la mère après manipulation par l'expérimentateur, la contention des ratons est réalisée avec des gants préalablements frottés contre la litière de la cage au moment de l'injection. Les portées sont à une par cage, et ce jusqu'au moment du sevrage, c'est à dire 3 semaines après la naissance. Les rats sont ensuite séparés par sexe et laissés 2 par cage lorsqu'ils ont atteint l'âge adulte. Les cages sont aggrémentées avec du matériel d'enrichissement (jouets cartonnés, baton de bois, sciure de bois, ouate). Les animaux sont surveillés tous les jours par le personnel compétent de l'animalerie. Lors des enregistrements par échographie, les animaux reçoivent une anésthésie gazeuse légère pour les maintenir immobiles. Les animaux se réveillent dès l'arrêt de l'anéthésie. La surveillance par les techniciens de l'animalerie est accrue pendant une semaine après anésthésie. Toutes les évaluations de fonction et prélèvements réalisés (prélèvement de sang) sont indolores. Une anésthésie locale est utilisée pour les injections et prélèvements de sang. Un analgésique est également administré en cas de douleur. Les points limites sont différents en fonction de l'âge du rat: - Avant sevrage: mise à l'écart du reste de la portée, refus de la rate d'alimenter le petit donc perte de poids, deshydratation, prostré dans un coin de la cage, mutilation. - Après sevrage: Perte de poids de plus de 20%, deshydratation, poil hirsute, pelade, comportement inhabituel.
Choix des espèces
Le rat est l'animal le plus approprié pour nos études. Il permet de garantir l'homogénéité des résultats et la possibilité de surveiller le développement des complications cardiaques dans un espace de temps raisonnable. Comme nous n'utilisons pas la technologie des transgènes, nous pouvons nous permettre un modèle rat, chez qui les études écho-cardiographiques sont plus simples. Par ailleurs, l'isolement de cardiomyocytes nécessaire aux études d'électrophysiologie est le plus fiable et mis au point chez le rat. Les stades de développement utilisés pour notre étude sont nécessaires : - Afin d'étudier la mise en place des domaines membranaires du CM, qui se fait en post-natale (d'où les stades J1, J5, J20 et J60). - Afin d'étudier le rôle de la protéine CASK sur le développement myocardique (d'où l'injection à J1).
Le rôle de la protéine C activée dans le développement de l’arthropathie hémophilique chez des souris hémophiles A sévères – Projet Multi-établissement EU 1/2
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
88 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 56 dans des procédures classées sévères. Ces souris hémophiles reçoivent deux ponctions du genou provoquant des saignements articulaires, des injections, une IRM du genou de deux heures sous anesthésie, puis une exsanguination par la veine cave incompatible avec la survie. Le porteur ne décrit comme nuisance qu'une gêne locomotrice et écrit n'attendre aucun autre effet secondaire ou douleur, alors que la moitié des procédures sont classées sévères. Il indique mettre au point les techniques in vitro au maximum avant d'utiliser les souris, tout en conservant ce modèle qu'il juge éprouvé et fiable.
Objectifs
L’hémophilie est une maladie hémorragique héréditaire rare liée à déficit en facteur VIII (FVIII) de la coagulation pour l’hémophilie A et le facteur IX (FIX) pour l’hémophilie B. La sévérité de l’hémophilie est définie par les taux de FVIII ou FIX plasmatiques. La forme sévère, où le taux du FVIII ou FIX est
Bénéfices attendus
Une meilleure compréhension des mécanismes de la destruction articulaire induite par l’hémophilie permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques mais également de disposer de nouveaux outils de diagnostic précoce. Pour cela, l’étude du rôle de l’APC nous semble intéressante puisque cette protéine régule d’autres qui sont chargées de la dégradation et du remodelage du cartilage articulaire. Si notre hypothèse est confirmée, alors un inhibiteur de l’APC peut être un candidat thérapeutique pour l’atteinte articulaire chez les hémophiles.
Procédures
Afin de mimer la maladie chez l’homme, les souris vont développer une atteinte articulaire suite à des saignements articulaires répétés. Le rôle de la protéine C activée (APC) va être étudié 7 et 30 jours après 2 ponctions du genou induisant un saignement articulaire. Cette atteinte articulaire va être étudiée en utilisant des méthodes complémentaires : mesures de marqueurs d’inflammation, de dégradation cartilagineuse, l’étude de modification des ARN au niveau des tissus articulaires et du sang, étude histologique avec marquage de molécules responsables de la dégradation articulaire. L’APC sera bloquée par un inhibiteur spécifique et les conséquences de cette inhibition seront comparées à la situation où l’APC est active au niveau du sang et du liquide synovial. Tous les actes qui peuvent engendrer une douleur ou un stress seront effectués sous anesthésie générale et si douloureux après administration d’un médicament anti-douleur. Après anesthésie et antalgie, les souris seront mises à mort sans réveil et les pattes arrières seront disséquées pour l’étude histologique après marquages et colorations spécifiques. Les animaux pourront être soumis, sous anesthésie générale, à une ponction articulaire (2-3 min), la mesure du genou droit (30 sec), une injection (1-2 min), une IRM du genou (120 min), une prise de sang et mise à mort (3-5 min). Les temps exprimé ne comptent pas l’induction et la vérification de la profondeur de l’anesthésie, compter 5min. Afin d’éviter de multiple anesthésie générale, le maximum de geste est groupé comme suit • Anesthésie générale + mesure du genou droit + ponction articulaire à J0, J15 et J30 : temps estimé : 9 min • Injection seule tous les 4 jours: temps estimé : 7 min • Injection d’inhibiteur tous les 4 jours: temps estimé : 9 min • Imagerie par IRM à J42 : temps estimé : 125 min • Prise de sang : 10 min. tous les gestes sont effectués dans l'UE1 à l'exception de l'IRM, la prise de sang et la mise à mort qsui sont réaisée dans l'UE2.
Impact sur les animaux
Au cours du projet la seule nuisance attendue concerne une gêne locomotrice après induction de la maladie articulaire. Nous n’attendons aucun autre effet secondaire ou douleur.
Devenir
Les animaux ne ressortent vivant de cette procédure car l’exsanguination par la veine cave n’est pas compatible avec la survie de l’animal.
Remplacement
La nécessité d’un modèle animal est justifiée par le besoin d’un modèle vivant, dynamique et doté d’un système vasculaire et locomoteur pour cette étude sur les dégâts articulaires handicapants induits par l’hémophilie et son traitement. La mise au point des techniques in vitro est réalisée au maximum avant l’utilisation des souris ce qui nous permet de conserver le modèle de souris hémophile, modèle éprouvé et fiable pour notre étude
Réduction
En accord avec l’expérience acquise par le groupe, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est réduit à son minimum sans compromettre la validité statistique des résultats. De plus, les tests développés au laboratoire nous permettent d’effectuer un maximum de mesure et d’étude sur le même animal. Les mesures radiologiques réalisées sur une souris vivante sont corrélées aux mesures biologiques et histologiques de cette même souris et chaque souris constitue son propre contrôle pour l‘étude de l’articulation du genou droit.
Raffinement
Toutes les mesures seront prises pour préserver le bien-être de l’animal. Quand cela est possible, les souris sont maintenues en groupe par fratrie avec l’utilisation de biberon à longues tiges, de l’eau gélifiée et de la nourriture dans la cage en cas de problèmes locomoteurs. Tous gestes traumatiques ou stressants seront réalisés sous anesthésies et analgésie préalables. Au cours de l'étude, les points limites sont appliqués avec comme limite stricte une perte de poids de plus de 20% due à une gêne locomotrice, gravité d'un hématome au point d'injection si les actions de corrections ne sont pas suffisantes.
Choix des espèces
La souris représente la seule espèce animale, après le chien hémophile, à permettre la mesure de l’activité des médicaments de l’hémophilie et d’étudier la destruction articulaire induite par la maladie. Il est important de préciser que la souris hémophile, paradoxalement à la forme humaine de cette maladie, n’est pas victime de saignement spontané et les saignements sont provoqués que par des traumatismes. Pour cette étude, nous allons utiliser des souris matures. Il est important de travailler avec des jeunes adultes dont la croissance est finie. Les souris très jeunes sont à éviter car leur croissance articulaire n’est pas encore terminée et les souris très âgées sont également à éviter en raison de la modification possible de la coagulation avec l’âge et par conséquent la tendance hémorragique.
Contrôle neural de la réponse autoimmune dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
1 500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie d'ablation du nerf vague, d'ablation ou de dénervation de la rate, puis, après trois semaines, des injections déclenchant une inflammation auto-immune de l'œil, suivie d'une imagerie quotidienne du fond d'œil sous anesthésie. Le porteur indique attendre une douleur post-opératoire et une inflammation oculaire réversible en 24 à 48 heures. Il affirme que ces mécanismes auto-immuns impliquent une interaction complexe de types cellulaires qui ne peut être étudiée qu'au sein d'un organisme entier.
Objectifs
Les maladies auto-immunes sont liées à l’activation du système immunitaire. De récentes avancées en neurosciences et en immunologie ont révélé que les réflexes neuronaux régulent le système immunitaire. L'activation du nerf vague atténue les maladies auto-immunes. Notre projet vise à étudier les mécanismes impliqués dans la régulation de la réponse autoimmune par le système nerveux via le nerf vague, en particulier dans l’uvéite une pathologie inflammatoire intraocculaire.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de mieux comprendre le rôle du système nerveux dans le contrôle de la réponse autoimmune et permettra de mettre en évidence de potentielles cibles thérapeutiques chez l’Homme pour réguler l’inflammation en particulier dans l’œil.
Procédures
Les animaux subiront une chirurgie une seule fois : vagotomie (ablation du nerf vague) ou splénectomie (ablation de la rate) ou dénervation de la rate ou contrôle. Chacune des interventions dure 15 à 20 minutes par animal. Les animaux recevront des injections d’anesthésique et d’analgésie en pré et post opératoire. Après 3 semaines de récupération, les souris recevront sous anesthésie 1 fois 3 injections sous-cutanées pour induire une uvéite autoimmune expérimentale (EAU) (inflammation dans l’œil) active ou bien une injection intraveineuse de lymphocytes T pour induire une EAU passive. Chaque injection se fait sous anesthésie en moins d’une minute. La rétine sera évaluée par imagerie du fond d’œil tous les jours pendant 1 à 2 semaines et par Tomographie à Cohérence Optique 1 ou 2 fois par animal (actes non invasifs mais sous anesthésie volatile pour éviter tout mouvement de l’animal, durant environ 5 minute par animal). Les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire en fin de parcours.
Impact sur les animaux
Pour les chirurgies : -Risque de mauvaise réaction à l’anesthésie (stress physique) -Stress thermique lié à l’anesthésie -Problème post-opératoire : lésion comme réouverture de la plaie (rare) et saignement (rare) -Douleur Pour les injections intraoculaires : -Risque d’inflammation localisée de l’œil réversible au bout de 24 à 48h après injection
Devenir
Des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem et que cela implique donc l’euthanasie de l’ensemble des animaux.
Remplacement
Dans nos études nous nous intéressons aux mécanismes autoimmuns qui impliquent une interaction complexe de nombreux types cellulaires ne pouvant être étudiée qu’au sein d’un organisme entier car ne peut pas être reproduit en utilisant des cultures de cellules isolées provenant de différents tissus. Les études in vitro sur les animaux invertébrés ne permettent pas l’étude des signes cliniques de la pathologie de l’œil en particulier ; la souris est donc une des espèces les plus appropriées pour ce type d’étude.
Réduction
Nous prévoyons 1500 animaux pour réaliser cette étude. Nous avons limité au maximum le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement interprétables au regard de nos précédentes expériences d’autres projets de recherche (variabilité inter- animal/ inter - expériences). Le nombre de 10 animaux défini par groupe est le minimum requis pour obtenir des résultats interprétables et atteindre l’objectif scientifique défini dans ce projet, selon nos expériences antérieures.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe de 5 dans des cages ventilées avec enrichissement, alimentation et abreuvement à volonté. Les animaux en provenance de l’extérieur auront une période d'acclimatation de 5 jours avant expérimentation. Si nécessaire et en cas d'agressivité des mâles, les animaux seront séparés. Les animaux seront examinés quotidiennement par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie et seront hébergés dans les conditions conformes à la règlementation. Pour éviter toute souffrance ou détresse animale, les animaux bénéficieront d’une anesthésie générale lorsque nécessaire. Pour les expériences d’EAU (uvéite autoimmune expérimentale), des anesthésies gazeuses par inhalation seront établies pour chaque acte. La respiration de la souris sera surveillée et en cas de début de détresse respiratoire, le pourcentage d’anesthésique sera largement diminué jusqu’à la reprise d’une respiration normale. Il sera ensuite ajusté afin de n’être ni trop faible (réveil de la souris) ni trop fort (détresse respiratoire). Pour les chirurgies, les animaux bénéficieront d’une anesthésie. En prévention de la douleur, nous administrerons un analgésique le jour de la chirurgie ainsi que le lendemain. Un gel ophtalmologique est appliqué sur les yeux des animaux pour éviter l’assèchement de la cornée durant l'anesthésie. Application d’un antiseptique au niveau du champ opératoire. Pour éviter une hypothermie, l’opération se fait sur tapis chauffant à 37°C. Réveil en chambre thermostatée à 30°C. Les animaux ayant subi une chirurgie sont observés avec attention particulièrement les 3 premiers jours qui suivent la chirurgie par l’expérimentateur et par le personnel qualifié de l’animalerie. Une signalétique particulière des animaux en expérimentation est utilisée. Elle permettra une surveillance adaptée des animaux en fonction des points limites définis à chaque procédure afin de s’assurer de leur bien-être. Les animaux auront une période de récupération de 3 semaines entre la chirurgie et l’entrée en procédure d’induction d’uvéite.
Choix des espèces
Les souris sont utilisées pour ces expériences car elles constituent un modèle bien établi pour étudier la réponse inflammatoire participant de manière importante à la dégénérescence de la rétine. De plus, ce modèle offre l’avantage de multiples options pour les analyses. Nous utiliserons des animaux âgés de 8 semaines minimum à leur entrée dans la procédure expérimentale. C’est l’âge à partir duquel le système immunitaire et vasculaire de la souris est mature et donc à partir duquel elle est susceptible de développer la maladie.
Comprendre le role des lymphocytes T résidents mémoires dans l’encephalomyélite autoimmune expérimentale
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
3 318 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 3 120 dans des procédures classées sévères. Une encéphalomyélite auto-immune, modèle de la sclérose en plaques, leur est induite et provoque une paralysie ascendante progressive, évaluée sur une échelle de 0 à 5 dont le dernier stade entraîne l'euthanasie, après des injections, des gavages, des prélèvements de sang et une irradiation. Le porteur écrit que le projet ne prévoit pas l'utilisation d'analgésiques ou anti-inflammatoires, au motif qu'ils risqueraient d'interférer avec les processus inflammatoires étudiés. Il affirme que le remplacement n'est pas applicable car les études in vitro ne reproduiraient pas la pathologie.
Objectifs
La sclérose en plaques (SEP) est une maladie inflammatoire chronique qui affecte le système nerveux central (SNC) qui touche 2,5 millions de personnes dans le monde, environ 80 000 patients en France et représente ainsi la première cause de handicap chez les jeunes adultes. Les traitements de fond de la SEP reposent sur des molécules immunosuppressives, qui restent incomplètement efficaces sur le long terme en particulier contre les formes progressives de la maladie. Il est donc urgent de trouver de nouvelles options thérapeutiques permettant d'enrayer le caractère chronique et progressif de la SEP. Dans ce projet nous utiliserons un modèle expérimental de SEP chez la souris appélé encéphalite autoimmune expérimentale ou EAE, pour identifier les mécanismes sous-tendant la chronicité de la maladie et en particulier nous cherchons à comprendre le rôle d'un sous-type de cellules immunitaires résidant stablement dans le SNC appelé lymphocytes T résident memoires ou TRM. Notre objectif central est de definir le rôle des TRM dans la progression de l'EAE chez la souris et identifier les mécanismes moléculaires par lesquels les TRM soutiennent l'inflammation chronique et potentiellement d'identifier des stratégie thérapeutiques visant à cibler les TRM.
Bénéfices attendus
Les traitements de fond de la SEP sont incomplètement efficaces sur le long terme et sont associés à de nombreux effets secondaires. Ce projet a le potentiel d’identifier de nouvelle voies thérapeutiques via la compréhension du role joué par un sous-type de lymphocytes T (LT) sur l’environnement inflammatoire cérébéral et ses conséquences sur la sévérité et le chronicité de la maladie. Il permettra aussi de mieux comprendre les voies moléculaires impliquées qui pourraient constituter de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections (intraveineuse, intrapéritonéale et sous-cutanée) et à des gavages, d'une durée de quelques secondes. Les injections sous-cutanées et intraveineuses seront réalisés sur animaux anesthésiés tandis que les injections intrapéritonéales et les gavages sont réalisées sur animaux vigiles. Les animaux subiront aussi des prélèvements de sang (3 maximun d'une durée de quelques secondes) sur animaux anesthésiés. Enfin certains groupes d'animaux subiront une irradiation qui sera realisée sur animaux vigiles et d'une durée de 6min57s.
Impact sur les animaux
Les souris subiront des injections intrapéritonéales, sous-cutanées, intraveineuses et des gavages ainsi que des prélèvements de sang. Ces manipulations peuvent potentiellement induire un stress, une angoisse ou un inconfort et/ou une douleur de faible intensité et de manière transitoire. L'EAE induit une paralysie ascendante progressive. La douleur est absente ou faible jusqu’au stade de paralysie du train arrière et modérée au stade de paralysie des trains arrière et avant. Les souris peuvent aussi connaître une perte de poids à ce stade avancé de l'EAE.
Devenir
Tous les animaux intégrés dans chaque procédure expérimentale seront mis à mort en fin d’étude afin de prélever les organes nécessaires aux analyses.
Remplacement
Le recours à l’expérimentation animale dans le cadre de cette étude se fait après de nombreuses études in vitro dans des modèles cellulaires. Le principe de remplacement n’est pas applicable à ce projet car les études in vitro ne reproduiraient pas l’ensemble des voies impliquées dans des modèles physiologiques intégrés et par conséquent ne permettent pas l’obtention de résultats scientifiques exploitables et pertinents de cette pathologie humaine.
Réduction
Les expériences sont organisées de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux. Nous avons également pu valider certaines approches expérimentales in vitro permettant d’optimiser l’utilisation des animaux. Afin d’assurer la fiabilité de nos résultats, nous travaillerons avec des groupes tests et contrôles d’au minimum 5 animaux et répéterons nos experiences 3 fois. Le nombre d’animaux utilisés correspond dans nos expériences et dans celles des groupes travaillant sur des modèles équivalents au nombre minimal permettant une interprétation sans ambiguïté des résultats. Nous analyserons aussi le nombre de LT par organes et leurs niveaux d'expression de marqueurs spécifiques.
Raffinement
Le bien-être de l’animal est un facteur de variabilité expérimentale. Nous prenons ceci en compte grâce au suivi rapproché quotidien des animaux qui évaluera leur état général (suivi du poids, prise de nourriture, toilettage, mouvements), l’aide à l’alimentation en cas de besoin, l’enrichissement de leur environnement et le respect de l’aspect social du groupe (pas d’isolement ni de changement de cage). L’expérimentation sera arrêtée en cas de dégradation trop importante de la santé d’un animal selon les points limites d’arrêt de la procédure définis en accord avec le comité local de suivi du bien-être animal (SBEA) pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal. Le modèle de l’EAE est classiquement utilisé comme le modèle murin de la SEP. La douleur est absente ou faible jusqu’au stade 3 et modérée voire sévère au stade 4 et 5. A partir du stade 3, de la nourriture et de l’eau sous forme gélifiée sont placées quotidiennement dans la cage pour éviter la déshydratation. L’incidence et la sévérité de la maladie seront suivies quotidiennement. Les signes cliniques de l’EAE seront évalués sur une échelle de 0 à 5 en fonction du handicap moteur. 0 : aucun signe ; 1 : faiblesse de la queue ; 2 : faiblesse de la queue et difficulté à se remettre sur ses pattes après retournement ; 3 : paralysie du train arrière ; 4 : paralysie du train arrière et perte de tonus du train avant ; 5 : paralysie du train arrière et avant, euthanasie. Si immédiatement après ou le lendemain d’un gavage ou d’une injection ip ou iv, un animal cesse de s’alimenter et devient prostré, il sera euthanasié. Le projet ne prévoit pas l’utilisation d’analgésiques ou anti-inflammatoires, car ils risquent d’interférer avec les processus inflammatoires au cours de notre expérimentation. Même les anti-douleurs de type morphinique ont des propriétés immunomodulatrices.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée dans ce projet (souris de 7 à 8 semaines, 23-25g au début de l'expérience) offre la possibilité unique d’étudier une pathologie d’inflammation du SNC (l’EAE) mimant la pathologie humaine de la SEP, comme en témoigne les nombreuses références bibliographiques publiées utilisant ce modèle d’expérimentation animal. Il est également important de souligner que nous disposons chez la souris d’outils précieux (anticorps monoclonaux, plasmides, etc) qui sont indispensables pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. La complexité des systèmes immunitaires et nerveux, et du tissu cérébral, autant dans sa composition cellulaire que son architecture, fait qu’il est impossible de simuler (sous forme de modélisation informatique ou d’expériences en culture cellulaire) la ‘connectique’ des populations cellulaires mises en jeu. Il n’est donc actuellement pas possible de répondre aux objectifs proposés par des méthodes excluant totalement l’utilisation du modèle animal. Des souris adultes seront utilisées afin de pouvoir étudier les effets des manipulations sur un système nerveux central et immunitaire mature. Les souris sont considérées comme adultes entre 6-8 semaines d’âge. Avant toute procédure elles auront une semaine d’acclimatation. Dans le cas de la production de souris chimères la reconstitution du système immunitaire par la moelle osseuse injectée prend 8-10 semaines, puis les souris subiront la procédure d'EAE et seront suivies jusqu’à 50-70 jours (7-10 semaines) après induction de la maladie, donc l’âge maximal d’utilisation des souris sera de : 8 (âge des souris receveuses)+1 (semaine d’acclimatation)+10 (temps necessaire à la reconstitution du système immunitaire) +10 (temps de suivi de la procédure d’EAE)=29 semaines.
Etude de la tolérance de nouveaux agents anticancéreux à visée thérapeutique dans le cancer du poumon
- Recherche appliquée
- Cancers
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées sévères. Immunodéprimées, elles reçoivent des injections dans la veine de la queue ou des gavages pour tester la tolérance de neuf composés anticancéreux, puis sont mises à mort au plus tard 28 jours après le début, y compris en l'absence d'atteinte d'un point limite, pour des analyses post-mortem. Le porteur indique que ces composés peuvent provoquer perte de poids, choc immunitaire, convulsions et lésions des muqueuses de la bouche. Il présente les bénéfices comme relevant de la santé humaine à moyen terme et affirme que l'évaluation de la tolérance sur un organisme entier est nécessaire avant tout essai clinique.
Objectifs
Le cancer du poumon à petites cellules (CPPC) représente environ 15 % de l'ensemble des cancers du poumon. Malgré des taux élevés de réponse à la chimiothérapie et à la radiothérapie de première intention, les patients atteints d'une maladie à un stade avancé finissent par rechuter, et très peu de patients survivent plus de 5 ans après le diagnostic. Les options thérapeutiques pour les maladies récurrentes ou réfractaires sont limitées, et les thérapies existantes sont associés à d'importantes toxicités liées au traitement. Le présent projet vise à évaluer la tolérance et la toxicité chez la souris de plusieurs composés avec une visée thérapeutique finale dans le cancer du poumon à petites cellules. Avant de pouvoir tester ces composés pour des études d’efficacité dans des modèles murins de cancer du poumon, il nous faut nous assurer de la bonne tolérance de ces molécules sur un petit nombre de souris. La tolérance des médicaments désigne la mesure dans laquelle les effets indésirables manifestes des médicaments peuvent être tolérés par l’organisme.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus concernent la santé humaine à moyen terme. En effet, il n’y a pas aujourd’hui de stratégies thérapeutiques pour les patients atteintes de cancer du poumon à petites cellules réfractaires aux traitements. L’étude va permettre de développer en phase préclinique de nouvelles molécules qui permettront au mieux de guérir les patients atteints de ces cancers, ou au moins de ralentir la progression tumorale.
Procédures
Lors du traitement, les animaux vont subir une contention de quelques minutes et une douleur de quelques secondes due à l'aiguille lors à l'injection à la seringue dans la veine caudale. Les animaux vont subir une contention pour la pesée d'une durée de quelques secondes.
Impact sur les animaux
Lors du traitement, les animaux vont subir un stress à la contention et une douleur de quelques secondes due à l'aiguille lors à l'injection à la seringue dans la veine caudale. Les pesées génèrent un stress lors de la contention. Les effets les plus graves retrouvés dans la littérature pour cette catégorie de composés incluent une perte de poids, un choc immunitaire ou des problèmes neurologiques (convulsions) comme effets secondaires à court-terme. Les traitements pourront éventuellement également entrainer des effets à long-terme comme des lésions dans la bouche et les muqueuses (saignements). Les composés parents n’ont montré aucun signe de toxicité particulière lors de leur administration chez la souris.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort 28 jours après le début de la procédure si aucun point limite n’a été atteint avant ce délai. Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de la procédure, même en l'absence d'atteinte de point limite afin de pouvoir effectuer les évaluations post-mortem prévues.
Remplacement
Avant le passage chez l’animal, de nombreuses manipulations de caractérisation des différents composés créés ont été réalisées afin de sélectionner les neufs candidats les plus efficaces. Le passage chez l'animal est maintenant nécessaire pour l’évaluation de leur tolérance sur un organisme entier. Par ailleurs plusieurs paramètres impactant l’élimination, le métabolisme et la diffusion du médicament dans la tumeur nécessite de travailler sur un organisme entier. Pour cette raison nous devons effectuer ces études de toxicité sur la souris.
Réduction
Les procédures seront réalisées sur le nombre minimal d’animaux nécessaires pour permettre de conclure de manière fiable sur cette étude pilote. Une décision de continuer ou non l'étude sera mise en place à l’issu de l’injection de chaque dose : si une dose a provoqué des effets secondaires entrainant une dégradation de l’état des souris, les doses suivantes ne seront pas administrées et l’escalade de dose s’arrêtera. Un test statistique fiable a été utilisé pour nous permettre de déterminer le nombre d'animaux nécessaires pour la comparaison des poids. Les résultats seront évalués pour déterminer la nécessité de poursuivre les expériences et la stratégie à adopter, afin de réduire au autant que possible le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Avant toute manipulation, les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation et d’habituation au(x) manipulateur(s) pendant 7 jours. Après la période d’acclimatation et avant le début des procédures, les animaux seront habitués à la manipulation en les pesant et en les contentionnant une fois par jour pendant 5 jours. Pour chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort au plus tard 28 jours après le début de la procédure si aucun point limite n’a pas été atteint avant ce délai. Les animaux seront hébergés en groupe de 5 souris par cage et chaque cage présentera des enrichissements (coton de nidation, tunnels pour jeux). Les animaux étant immunodéprimés, ils seront hébergés en portoirs ventilés et manipulés exclusivement sous hotte à flux laminaire, y compris pour le change. Pour les composés administrés en gavage, des sondes de gavage flexibles et à usage unique seront utilisées. L'état des animaux est évalué avec une grille de score et des points limites précis sont décrits. Si jugé nécessaire, un traitement analgésique sera immédiatement mise en place. Ce traitement sera renouvelé autant de fois que nécessaire sur une durée de 24h au maximum.
Choix des espèces
Afin de développer ces thérapeutiques sous une forme cliniquement applicable, nous devons évaluer leur tolérabilité et leur toxicité chez l’animal, la première étape sur organisme entier étant classiquement réalisée chez la souris avant d’envisager éventuellement d’autres études plus avancées. Pour ce faire, nous souhaitons vérifier leur innocuité dans des souris non-consanguines. Ces souris sont utilisées pour l’évaluation toxicologique et pharmacologique des candidats-médicaments, elles possèdent une plus grande diversité génétique, et sont donc plus intéressantes pour les études de tolérabilité. Les animaux seront utilisés à l’âge de 6 à 8 semaines afin que les animaux soient jeunes et en bonne santé.
Validation pré-clinique de l’effet curatif de la Myokine X sur le diabète de type 2. Etude par imagerie TDM-X. EU 2/2
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
20 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis transférés vers l'établissement voisin où ils seront tués à la fin du protocole. Ces rats rendus diabétiques reçoivent une injection quotidienne pendant douze semaines, des prises de sang hebdomadaires, des tests de tolérance au glucose et un test de mémoire en piscine de Morris, cette partie du projet se limitant à une séance d'imagerie par rayons X sous anesthésie. Le porteur indique attendre perte de poids, hyperglycémie et lésions de la queue liées aux prélèvements répétés dans l'établissement principal. Il présente sa myokine comme une biothérapie innovante et curative du diabète, et affirme que l'étude in vivo est indispensable car la maladie implique plusieurs organes.
Objectifs
Le diabète est une maladie chronique qui se déclare lorsque le pancréas ne produit pas suffisamment d’insuline (diabète de type 1, DT1), ou lorsque l’organisme n’est pas capable d’utiliser correctement l’insuline qu’il produit (diabète de type 2, DT2). Ainsi, dans les 2 cas, il y a un trouble de l’utilisation et du stockage du glucose apporté lors des repas, entrainant une hyperglycémie. Cette dernière peut au fil du temps provoquer des maladies cardiovasculaires, des néphropathies, des altérations cognitives (perte de mémoire) … La régulation de la fonction sécrétoire des cellules à insuline et leur survie jouent un rôle central dans la progression du diabète. Le muscle squelettique constitue l’organe le plus sensible à l’insuline de l’organisme et joue donc un rôle majeur dans l'équilibre glycémique de l'organisme puisqu’il constitue le site majoritaire de stockage du glucose sous l'action de l'insuline. Nous avons mis en évidence l’existence d’une communication croisée entre le muscle squelettique et les cellules à insuline par le biais de facteurs appelés myokines. Nous avons montré in vitro et in vivo, dans un modèle de transplantation d’îlots chez le rat DT1, qu’une myokine, appelée myokine X, permettait d'améliorer la survie, la fonction des îlots pancréatiques et l’équilibre glycémique des animaux diabétiques transplantés. Par ailleurs, nous avons montré qu’une injection quotidienne de notre Myokine X chez un modèle de rat DT2, permettait de prévenir l’apparition de cette pathologie. En particulier, les premiers résultats montrent un impact intéressant de la myokine X sur le tissu adipeux brun. Ce dernier représente un intérêt important de par sa capacité thermogénique qui améliore l’homéostasie glucidique grâce à une importante consommation des substrats dont le glucose. Le nom de cette myokine, représentant un intérêt thérapeutique important pour le patient diabétique, reste anonyme car un brevet est en cours de dépôt. L'objectif de l'étude réalisée dans l'EU 2/2 est de mesurer l'absorption des rayons X par les différents tissus du rat afin de quantifier la masse maigre et grasse. Ceci sera réalisé lors d'une séance d'imagerie non invasive à rayons X chez le rat anesthésié en fin de protocole.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice de ce projet est d’obtenir un effet curatif du DT2 par la Myokine X. Contrairement au Liraglutide, largement utilisé chez le patient diabétique qui peut présenter un certain nombre d’effets indésirables tels que des désordres intestinaux pouvant amener le patient à vouloir arrêter son traitement, nos études précédentes in vivo menées chez le rat diabétique n’ont pas montré de tels désordres. Ainsi, notre traitement pourrait constituer une biothérapie innovante pour le DT2. L'impact de la Myokine X sur le muscle squelettique (masse maigre) qui joue un rôle central dans la régulation de la glycémie sera évaluée avec l'utilisation de l'imagerie par rayons X chez l'animal anesthésié en fin de protocole.
Procédures
Dans l’établissement 1/2, les animaux recevront une injection quotidienne en intrapéritonéale durant 12 semaines. De plus, différents tests seront effectués sur l’ensemble des animaux pour suivre la glycémie et ainsi évaluer l’évolution du diabète. Tout d’abord, celle-ci sera mesurée quotidiennement et l’acte ne durera que quelques secondes. Par ailleurs, nous complèterons ce suivi par une prise de sang hebdomadaire afin de mesurer des marqueurs en liens avec la glycémie. La durée de la contention pour la prise de sang est de moins de 2 minutes. Pour évaluer le fonctionnement de l’ensemble des organes impliqués dans la régulation de la glycémie, un test de sensibilité à l’insuline sera réalisé la moitié des animaux et sur l’autre moitié un test de tolérance au glucose sera effectué. Ces deux tests dureront chacun 2h et avant le test, les animaux seront mis à jeun 4h (accès à l’eau ad libitum). De plus, nous évaluerons les effets de notre traitement sur les altérations cognitives pouvant être induites par le diabète à l’aide du test de la piscine de Morris. Ce test durera 2 min et sera réalisé 3 fois de suite pendant 3 jours au cours de 3 sessions réparties au cours des 15 semaines de l’étude sur 64 animaux.
Impact sur les animaux
Les principaux effets indésirables attendus dans l’établissement 1/2 sont : - Perte de poids lié au développement du diabète. - Stress lié aux injections quotidiennes de Myokine X. – Hyperglycémie lié au développement du diabète au cours de l’étude. - Hypoglycémie. - Hypothermie post test comportemental. - Détérioration (infection, nécrose) de l’extrémité de la queue suite aux prises de sang et aux mesures glycémiques répétées. - Hémorragie liée au prélèvement sanguin. – Inflammation au point d’injection due aux injections répétées. Les nuisances attendues sur les animaux sont une anesthésié à l'isoflurane et une séance d'imagerie par rayons X d'une durée de 2 minutes. Il n’y a pas d’effets indésirables attendus dans le protocole réalisé dans l’EU 2/2 ; la dose de rayons X reçue lors de la séance unique d’imagerie TDM-X est largement inférieure au seuil d’apparition d’effets délétères cellulaires.
Devenir
A la fin de la procédure réalisée dans l'EU 2/2, les animaux retournent dans l'EU 1/2 pour terminer le protocole (saisine 40266). La mise à mort à lieu dans l’établissement 1/2
Remplacement
Le diabète est une pathologie complexe où de nombreux organes sont impliqués (pancréas, muscles, tissu adipeux…) et communiquent entre eux, ce qui ne peut être modélisé in vitro. De plus, comme décrit précédemment, l’impact de la Myokine X ayant déjà été évalué in vitro, il est maintenant primordial d’évaluer ses effets dans un environnement complexe où tous les acteurs impliqués dans l’homéostasie glucidique sont présents. Pour cela, le recours à une étude in vivo est donc indispensable.
Réduction
La tomodensitométrie est une technique d’imagerie qui nous permettra de déterminer l’impact de la Myokine X sur l’ensemble de la composition corporelle, en complément des pesée d’organes réalisées sur l’ensemble des animaux au moment du sacrifice. Cette méthode de quantification étant très précise, nous utiliserons 5 rats par groupe. En effet, ce nombre d’animaux est suffisant pour nous permettre de réaliser des analyses statistiques sur les données de masse grasse et masse maigre des animaux.. De plus, la stratégie d’expérimentation est établie en tenant compte la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux. Pour cela, afin de réduire le nombre d’animaux et le stress que pourrait engendrer cette procédure sur chaque animal, une attention particulière est portée sur le fait que tous les animaux ne réaliseront pas la procédure de tomodensitométrie car ils sont déjà impliqués dans des procédures réalisées précédemment..
Raffinement
Les rats seront transportés entre les 2 établissements dans des boites de transport adaptées avec des croquettes, de l’eau en gel et de l’enrichissement. Ils ne resteront dans l’établissement 2 que le temps nécessaire à la réalisation de l’imagerie. Avant et après la séance d’imagerie, ils seront placés au calme dans la zone de quarantaine de l’animalerie avec un contrôle régulier afin de vérifier leur bien-être.
Choix des espèces
Le rat ZDSD (Zucker Diabetic Sprague Dawley) est celui qui mime le mieux le syndrome métabolique, le diabète de type 2 et l'obésité trouvé chez l’Homme. Les autres modèles de rongeurs actuellement disponibles pour le diabète et le syndrome métabolique manquent de translationnalité à la condition humaine. Ainsi, nous utiliserons le modèle de rat ZDSD. L’utilisation en parallèle de rats SD (Sprague Dawley) servira de contrôle afin d’évaluer l’impact de notre molécule en situation non pathologique. Ceci nous permettra de comprendre les mécanismes d’action physiologique impliqué notamment dans la régulation de la glycémie de notre Myokine X, encore à élucider à ce jour. Nous utiliserons des rats SD et ZDSD âgés de 16 semaines au commencement du protocole. En effet, le DT2 apparaitra à partir de 16 semaines de vie chez les rats ZDSD. Ainsi, comme le projet consiste à étudier l'effet curatif de notre Myokine X sur le DT2, il faut que les animaux aient au moins 16 semaine de vie avec un statut diabétique établi avant le commencement des traitements.
Evaluation des effets de différents candidats médicaments dans un modèle de résignation induite chez le rongeur.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 900
1 800 rongeurs, 900 souris et 900 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées sévères. Les animaux reçoivent les composés à tester puis sont placés dans une situation dont ils ne peuvent s'échapper jusqu'à ce qu'ils cessent de tenter de fuir, un état que le porteur assimile à la dépression humaine, avant des prélèvements terminaux de sang, d'organes et de fluides. Il décrit ce test de résignation induite comme pouvant provoquer un stress émotionnel majeur. Il affirme qu'il n'existe pas de méthode de substitution in vitro ou in silico et que l'animal reste un passage obligatoire avant l'humain.
Objectifs
La dépression est une pathologie complexe qui induit chez l’Homme des symptômes à la fois psychologiques (effets sur l’humeur), comportementaux (troubles du sommeil, comportements suicidaires) et physiologiques (effet sur l’appétit, sur l’attention). La résignation est un symptôme caractéristique de la dépression. Elle entraine une diminution de la motivation, une augmentation de la passivité et une diminution de la capacité à prendre des décisions et à résoudre des problèmes. Le test de résignation induite est un modèle animal de la dépression chez l'Homme. Dans ce modèle animal de résignation induite, les animaux sont rendus résignés en les soumettant à une situation à laquelle ils ne peuvent échapper. Après une première phase pendant laquelle les animaux vont essayer de s’échapper, les animaux vont entrer dans une phase de résignation et ne vont plus présenter de comportement d’échappement. Leur comportement est alors assimilé à un état dépressif. Ce projet a pour but d'évaluer les effets antidépresseurs potentiels d'un candidat médicament chez le rongeur en évaluant s’il permet de diminuer le comportement de résignation.
Bénéfices attendus
A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter la dépression, une pathologie humaine touchant 3.8% de la population mondiale. Du fait de la cible thérapeutique, ce composé pourrait avoir aussi une application en médecine vétérinaire. A court terme, les bénéfices attendus sont de démontrer que le composé testé est actif dans un modèle expérimental de la pathologie ciblée ou d’évaluer ses éventuels effets secondaires avant son passage en phases cliniques.
Procédures
Les animaux seront administrés avec les composés à tester par différentes voies (-2 min par administration) puis effectueront le test de resignation 1 à 2 fois avec une durée de 6 à 20 minutes maximum par test (soit 12 min maximum pour la souris et 40 min maximum pour le rat si 2 tests). Des prélèvements de sang sur animal vigile pourront être effectués (2 minutes par prélèvement). Et l'animal pourra être anesthésié en fin d'expérience pour les prélèvements terminaux de fluides corporels et tissus.
Impact sur les animaux
Les contentions des animaux vigiles pour administrer le produit, induire une anesthésie ou pour effectuer des prélèvements sanguins peuvent engendrer un stress mineur à l'animal. Le test (d'une durée de 6 à 20 minutes, répété une fois) qui induira un caractère résigné chez les animaux est une intervention pouvant conduire à un stress émotionnel majeur. Les prélèvements sanguins induisent un stress léger et une douleur légère.
Devenir
A la fin de l'étude, les animaux seront euthanasiés pour réaliser des prélèvements d’organe/ fluides corporels à un volume ne permettant pas la survie de l’animal ou suite aux effets indésirables provoqués par le(s) produit(s) chez les animaux.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rat ou la souris car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule à effet antidepresseur. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, le rat et la souris sont les espèces qui sont les plus adaptées à ce type de modèle d’étude.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 12 / par groupe (5 groupes/étude* 6 études/an). L’analyse statistique sera adaptée au modèle.
Raffinement
Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • la formation du personnel, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse. Après chaque test les animaux seront séchés et placés dans un environnement chaud.
Choix des espèces
Le rat et la souris font parties des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour les modèles animaux de la recherche biomédicale. En effet, le rat ou la souris et l'Homme partagent de nombreuses similarités anatomiques, physiologiques et génétiques avec l'Homme (les êtres humains et le rat ont plus de 90% de gènes en communs). De plus, les rats et les souris sont des animaux de petite taille, facile d'entretien, avec des cycles reproductifs et de vie courts. Par conséquent, le rat et la souris sont des espèces de rongeurs les plus couramment utilisées dans les tests comportementaux relatifs à la dépression dont, le modèle de résignation induite. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.