Rongeurs
Impact de l’hyperactivité amygdalienne au cours du développement sur l’apprentissage émotionnel (EU 2/2)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
288 rats subissent deux chirurgies du cerveau, l'injection d'un vecteur viral dans l'amygdale puis l'implantation d'électrodes dans trois régions cérébrales, avant d'être soumis à un conditionnement de peur associant une lumière à une stimulation. Ces procédures relèvent d'un niveau de souffrance sévère et tous les animaux seront tués, pour vérifier par histologie l'emplacement des électrodes et du site d'injection. L'équipe maintient les rats à 90 ou 95 % de leur ration afin qu'ils gardent une légère sensation de faim, présentée comme la garantie de leur motivation pendant les tâches. Le porteur qualifie pourtant les atteintes de légères, un léger stress au conditionnement, une légère perte de poids après l'IRM, une légère douleur due aux barres d'oreilles.
Objectifs
Chez l’humain, l’hyperactivité d’une structure cérébrale particulière (l’amygdale) est souvent corrélée avec des dysfonctionnements émotionnels. Et comme l’adolescence correspond à une période du développement cérébral particulièrement sensible aux éléments stressants, ce projet vise à déterminer si une hyperactivité dysfonctionnelle de l’amygdale au cours de l’adolescence peut faire émerger des vulnérabilités émotionnelles à l’âge adulte. Le but de cette recherche à long terme est de comprendre les mécanismes impliqués dans des dérèglements émotionnels déclenchés avant et pendant l’adolescence et ayant des conséquences importantes chez l’adulte, comme la prédisposition à certains syndromes psychiatriques tels que le stress post-traumatique. Pour apporter des éléments de réponse, nous avons mis au point un protocole permettant de manipuler chez le rat l’activité de l’amygdale au cours du développement post-natal, grâce à une modification génétique des cellules de l’amygdale. Puis nous analyserons l’impact de cette manipulation sur le comportement émotionnel de l’animal lors d’un conditionnement de type Pavlovien, qui consiste à provoquer un réflexe en réaction à un stimulus donné. Enfin, grâce à une technique d’imagerie par résonance magnétique (IRM), nous étudierons les modifications de la connectivité entre structures cérébrales induites par l’hyperactivité de l’amygdale. Pour perturber l’activité de l’amygdale chez le rat au stade juvénile ou au début de l’adolescence, nous utiliserons un vecteur qui permet de modifier l’expression d’un gène spécifique des neurones principaux de cette structure, provoquant au final son hyperactivation. Deux versions « actives » de ce vecteur seront testées, et elles seront comparées à une version « contrôle » (ne modifiant pas l’expression du gène).. Nous étudierons alors chez les jeunes animaux comme chez les adultes l’impact de cette suractivation sur les comportements de peur observés lors du conditionnement Pavlovien, ainsi que les modifications fonctionnelles du réseau de structures cérébrales associées au traitement de la peur, en couplant des acquisitions d’IRM fonctionnelle et des enregistrements électrophysiologiques in vivo. Le projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs nommés EU1 et EU2.
Bénéfices attendus
Nous avons précédemment montré que l’injection lors de l’adolescence d’un vecteur permettant d’induire par voie génétique une hyperactivité de l’amygdale réduit chez l’adulte l’extinction de la peur lors d’un conditionnement Pavlovien, mais induit également une généralisation de la réponse de peur à d’autres types de stimuli. Ce projet vise à comprendre la dynamique de l’impact de cette hyperactivité amygdalienne sur la connectivité du circuit neuronal sous-tendant le comportement de la peur à l’adolescence jusqu’à l’âge adulte. Les connaissances apportées par ce projet nous aideront à mieux comprendre comment la manipulation de l’activité neuronale d’une structure cérébrale telle que l’amygdale pendant la période critique de l’adolescence pourrait conduire à des effets durables sur certaines réponses émotionnelles, qui persistent jusqu’au stade adulte. Nos résultats nous permettront de mieux comprendre chez l’Homme les mécanismes liés à l’hyperactivité amygdalienne sous-tendant la prédisposition à certains syndromes psychiatriques, tel que le trouble de stress post traumatique.
Procédures
Une chirurgie pour l’injection du vecteur dans l’amygdale sera réalisée dans l’EU1 chez les animaux jeunes (juvénile ou adolescent). Cette procédure chirurgicale est réalisée sous anesthésie générale (durée 1h au maximum) À la fin de l’adolescence, une session de conditionnement sera réalisée dans l’EU1 (durée 1h au maximum), consistant à associer une lumière avec une stimulation. Elle sera suivie 24 à 48h plus tard par un test de mémorisation du conditionnement (1 à 2 séances d’une heure maximum). Les animaux recevront ensuite deux sessions d’acquisition IRM réalisées dans l’EU 2 sous anesthésie légère (durée maximale de 2 heures), avant et après la réalisation d’une tâche comportementale appétitive combinée avec la tâche de conditionnement Lumière-Stimulation (séances d’1h30 maximum pendant 2 mois, au moins 5 jours sur 7) dans l’EU 1 nécessitant un apport de nourriture contrôlé. Puis une intervention chirurgicale sera réalisée dans l’EU1 sous anesthésie générale (durée maximale d’1h30) pour implanter des électrodes dans trois régions cérébrales d’intérêt. Après une semaine de récupération, ils seront ré-entrainés à la même tâche comportementale et l’activité des régions cérébrales d’intérêt sera enregistrée pendant la réalisation de cette dernière (sessions d’enregistrement d’1h30 maximum pendant 2 mois, au moins 5 jours sur 7).
Impact sur les animaux
Les chirurgies (injection de virus, implantation des électrodes) engendrent dans certains cas une douleur post-opératoire. Le conditionnement nécessite d’associer une lumière avec une stimulation , ce qui peut provoquer un léger stress initialement. La tâche comportementale appétitive n’est pas stressante en soi, mais nécessite que l’animal ait une certaine motivation pour chercher le renforcement positif (récompense alimentaire). L’alimentation est contrôlée, en donnant la nourriture immédiatement après la séance comportementale en quantité suffisante (90-95% de la ration normale), de façon à ce qu’il n’y ait pas de reste de nourriture le lendemain, mais que l’animal ait une légère sensation de faim garantissant la motivation des animaux. L’IRM étant une modalité de neuroimagerie non-invasive et non-irradiante, les potentiels effets indésirables sont liés au fait que l’examen est réalisé sous anesthésie légère. Une légère perte de poids peut être observée le lendemain, suite au stress potentiellement induit par la combinaison IRM et transport entre les EU1 et EU2 (même si les bâtiments sont très proches). Une légère douleur peut faire suite au placement de l’animal dans les barres d’oreille lors de l’examen IRM.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure, pour une analyse par histologie des cerveaux, mais également pour vérifier l’emplacement des électrodes et le site d’injection virale dans la structure amygdalienne, vérification nécessaire pour pouvoir comparer les résultats obtenus sur les différents groupes d’animaux.
Remplacement
Ce projet de recherche fondamentale s’inscrit dans le champ des neurosciences comportementales. À l’heure actuelle, il n’est pas possible d’évaluer, au cours du développement post-natal jusqu'à l'adulte, les comportements et les réseaux neuronaux autrement qu’en ayant recours à des modèles animaux vivants, possédant les structures et les connectivités neuronales requises. Cela ne peut donc pas être réalisé in silico ou en cellule isolée ou chez les invertébrés.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera minimisé autant que possible. Nous avons calculé le nombre de rats minimal par groupe pour obtenir des résultats significatifs et exploitables, en tenant compte de la perte de certains animaux. Pour l’ensemble des données, une analyse statistique classiquement utilisée dans la littérature pour ce type de données sera effectuée. L’étude, prévue chez les mâles et femelles, commencera avec l’injection chez les rats mâles, en raison des données pilotes déjà obtenues. Une fois que les conditions expérimentales optimales auront été établies sur les mâles, seules expériences avec les analyses les plus pertinentes seront réalisées chez les femelles pour comparaison. De plus, les deux versions « actives » du vecteur qui seront testées sont censées produire les mêmes effets d’hyperactivation des neurones de l’amygdale. Nous commencerons par la comparaison d’un des vecteurs actifs avec le vecteur contrôle pour caractériser ces effets. Si les premières données montrent que les deux versions actives du vecteur ont bien des effets similaires, nous pourrons alors poursuivre l’étude en ne comparant que deux groupes (virus contrôle et un vecteur actif) au lieu de trois, ce qui réduira grandement le nombre d’animaux.
Raffinement
Afin de réduire le stress des animaux, nous les ferons naitre dans une salle dédiée, adjacente aux salles de chirurgie pour les injections de vecteur ce qui permet de minimiser le temps d’éloignement entre le raton et sa mère. Après sevrage, les rats sont manipulés et pesés fréquemment (au moins 1j/3) jusqu’au début de l’expérience, afin de les habituer à l’expérimentateur. Pour la chirurgie, des protocoles appropriés d’analgésie et d’anesthésie seront appliqués. Le suivi post-opératoire sera effectué quotidiennement par l’expérimentateur ou les zootechniciens pour s’assurer de la récupération complète des rats. Des points limites sont identifiés pour le cas où les mesures de prises en charge de la douleur et de l’inconfort pouvant résulter des différentes interventions sur l’animal ne seraient pas suffisantes. Une grille de score sera utilisée pour évaluer la douleur et l’inconfort des animaux, notamment pendant le suivi post-opératoire, et en fonction du score obtenu, des actions spécifiques seront mises en place. L’ensemble des dispositifs d’hébergement et de tests comportementaux ont été optimisés pour permettre le bon déroulement des expériences, garantir le bien-être des animaux et maintenir un hébergement des animaux par groupe. Les transports entre les deux bâtiments d’expérimentation se feront par du personnel et un véhicule agréés. Le confort et la sécurité des animaux seront garantis durant toute la durée du transport (eau à volonté, sans modifications des groupes sociaux, présence d'enrichissement). Une période d'acclimatation à l'arrivée sera observée pour garantir aux animaux une période de repos. L’IRM est réalisée sous anesthésie, dans un berceau chauffé, avec contrôle de la respiration et de la température et si la respiration sort des limites prévues, l’examen est immédiatement interrompu et l’animal mis sous surveillance accrue jusqu’à sa récupération.
Choix des espèces
D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude des circuits neuronaux impliqués dans certains processus cognitifs. Le rat est le modèle de choix du laboratoire, car les structures cérébrales étudiées ici chez le rat ont leur correspondant chez l’humain et l’animal permet un accès à des méthodes invasives ne pouvant être faites chez l’humain. La taille supérieure du rat, par rapport à la souris, nous permet de réaliser des interventions plus spécifiques au niveau central (en particulier pour l’injection chez le juvénile). La littérature scientifique pertinente à ce projet, en particulier les analyses des comportements anxieux, est riche en études réalisées sur le rat. Ainsi, nous bénéficierons d’une base de données importante, que nous pourrons enrichir par nos contributions. Il est connu que la période de l’adolescence est associée à une susceptibilité au stress et un développement important des structures impliquées, notamment l’amygdale, dans les réponses à la peur. Toutefois, de nombreuses structures, dont le cortex préfrontal, qui sont impliquées dans la majorité des comportements émotionnels, sont encore immatures à l’adolescence. Nous voulons modifier l’activité de l’amygdale à deux stades du développement, le stade de préadolescence (juvénile) et dès le début de l’adolescence, qui correspondent à des périodes critiques dans le processus de connectivité de cette structure avec d’autres structures du réseau de réponse à la peur. Les expériences commenceront donc dès que les vecteurs sont incorporés dans les neurones principaux de l’amygdale, soit ~10 jours après leur injection, et se poursuivront jusqu’à l’âge adulte, avec des analyses comportementales et des acquisitions IRM en fin d’adolescence, puis chez l’adulte par des études comportementales en corrélation avec des analyses au niveau fonctionnel par IRM et des enregistrements électrophysiologiques.
MODIFICATION Asthme allergique : évaluation de l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Le protocole d'administration dépend des molécules confiées par les clients du laboratoire. 2 250 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour des prélèvements immunologiques et histologiques, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal peut recevoir jusqu'à 162 administrations de composés et d'allergènes, jusqu'à deux fois par jour, et subir jusqu'à douze prélèvements sanguins sur animal vigile. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne remplace l'"animal entier", et précise que ses clients s'engagent à recourir au modèle animal faute d'autre solution connue d'eux.
Objectifs
L’asthme allergique est un type d’asthme qui est déclenché ou aggravé par des allergies. L’exposition à des allergènes, comme le pollen, les squames d'animaux, les moisissures, ou à des irritants peut augmenter les symptômes et provoquer une crise d’asthme chez les personnes souffrant d’asthme allergique. 300 millions de personnes sont atteintes d’asthme allergique à travers le monde et 80 % des asthmes sont d’origine allergique. L’asthme touche environ 4 millions de personnes en France et est associé à plus de 60 000 hospitalisations et à près de 900 décès par an. L’asthme est un syndrome inflammatoire chronique de la muqueuse bronchique dans lequel de nombreuses cellules jouent un rôle dans un processus en cascade. Chez des individus prédisposés, cette inflammation cause des épisodes récurrents de sifflements, essoufflements (dyspnée), oppression thoracique et toux, particulièrement la nuit et/ou au petit matin. Ces symptômes accompagnent habituellement une limitation du flux aérien qui est, au moins en partie, réversible (soit spontanément, soit par action thérapeutique). L’inflammation est également la cause associée d’une augmentation de la réactivité des voies aériennes à une diversité de stimuli. L’asthme ne se guérit pas, il persiste toute la vie même si des phases de rémission peuvent durer plusieurs années. Pour limiter les crises, il est fondamental d’éliminer les facteurs déclenchants de son environnement. Chez les patients atteints d’asthme modéré à sévère, le contrôle de la maladie repose sur un traitement de fond (corticostéroïdes inhalés ou des anti-leucotriènes qui peuvent être associés à un ou deux bronchodilatateurs de longue durée d’action) à prendre quotidiennement et un traitement de crise (bronchodilatateurs d’action rapide parfois associés à des corticostéroïdes inhalés, qui permettent quant à eux de limiter l’intensité des symptômes). En cas d’asthme léger, un traitement de crise peut être prescrit seul. Ce projet est un renouvellement, qui vise à étudier de nouveaux traitements contre le remodelage pulmonaire responsable des symptômes de la maladie dans un modèle d’asthme allergique induit par administration d’acariens (HDM : House Dust Mite), ovalbumine (OVA), papaïne (protéase à cystéine fragilisant la barrière épithéliale), pollen de bouleau (BPE : Birch Pollen Extract) ou cytokines (molécules permettant aux cellules du système immunitaire de communiquer entre elles) impliquées dans la réponse asthmatique chez la souris.
Bénéfices attendus
Ces dernières années, des innovations thérapeutiques majeures ont été réalisées grâce à la compréhension des mécanismes biologiques de l’asthme allergique, et cinq médicaments de thérapie ciblée sont aujourd’hui commercialisés. Ils permettent d’améliorer la prise en charge des patients les plus sévèrement atteints, non contrôlés par les traitements conventionnels. Cependant, les traitements actuels ne font que contrôler les manifestations de l’asthme : ils ne permettent pas de le guérir. Pour cela, le processus de remodelage bronchique devrait être inversé afin que le tissu des bronches revienne à la normale. Les investigations actuelles visent donc à identifier les différentes voies biologiques à l’origine du remodelage, pour pouvoir ensuite proposer des traitements ciblés. Le but est ici d'étudier ces pistes thérapeutiques. Dans notre projet précédent, nous avons pu identifier 12 molécules qui ont eu un effet bénéfique sur les animaux traités à savoir une diminution de l’inflammation et/ou une amélioration de la fonction pulmonaire. Nous espérons dans ce nouveau projet pouvoir identifier de nouvelles molécules prometteuses.
Procédures
Prélèvements de sang : maximum 12 prélèvements (1 fois par semaine maximum, 30 secondes/souris) sur animaux vigiles et un prélèvement de sang en terminal sous anesthésie gazeuse (30 secondes/souris). Administrations de composés + allergènes : maximum 162 administrations (2x/semaine à 2x/jour selon la voie d’administration; 30 secondes/souris).
Impact sur les animaux
Ce modèle induit des douleurs inflammatoires à l'animal liées au développement de la pathologie. La douleur pourra générer une perte de poids. L’administration de traitement par injections répétées (1 à 2x /j pour les sous-cutanés, ou 2x/semaine pour les i.v.) pourra provoquer de petits hématomes au niveau du site de la piqûre. La contention de l'animal ainsi que la piqure de l'aiguille pour l'injection des traitements entraînent une douleur légère, de courte durée (quelques secondes). Pour les traitements en gavage (1 à 2x /j), aucune douleur n'est attendue mis à part un léger stress (quelques secondes) lié à la contention des animaux. Le produit injecté va permettre, selon l’efficacité des molécules, de réduire la maladie (douleurs inflammatoires). Sur les études réalisées lors de la DAP précédente, 98.7% de animaux étaient en gravité réelle légère, 0.7% en gravité modéré et 0.6% en sévère.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques.
Remplacement
Nous proposons dans ce projet de mettre en place un modèle d’asthme allergique chez la souris afin de pouvoir tester in vivo l’efficacité de nouvelles thérapies dans le cadre d’une monothérapie ou d’une combinaison thérapeutique. Ces nouvelles thérapies sont en premier lieu testées et validées sur des lignées cellulaires afin de sélectionner les doses à appliquer in vivo pour l'étude d'efficacité. Cependant, les méthodes substitutives à l’expérimentation animale ne peuvent être utilisées ici puisque nous testons des molécules candidat médicament, tests nécessaires avant l’initiation d’une phase clinique. Aucun modèle expérimental in vitro ou aucune modélisation informatique n’est à même de remplacer l’animal entier pour étudier l’efficacité de molécules thérapeutiques et les interactions entre les différents acteurs cellulaires et moléculaires des réponses inflammatoires. Nos clients s'engagent à ce que la toxicité des composés ainsi que du véhicule fourni soit validée in vitro sur des modèles pertinents avant leur passage en étude in vivo. Ils s’engagent également à recourir au modèle animal car il n’existe pas à leur connaissance d’autre modèle à même d’évaluer l’efficacité de leur molécule.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire (10 souris/groupe) pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement significatifs évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Les tests statistiques utilisés permettront de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 1 variable ou comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 2 variables.
Raffinement
Les animaux sont observés quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être et pour détecter la douleur au moment de l’expérimentation. De plus, si des animaux présentent des signes de souffrance au cours de l'étude, un analgésique sera administré et des croquettes humides seront ajoutés dans les cages. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués. Dans le cas d'une analyse de la capacité pulmonaire, la pléthysmographie sera effectuée sous anesthésie générale avec administration d'un analgésique et anesthésique local. La température corporelle sera maintenue constante entre 37 et 38°C par un tapis chauffant. Dans la précédente DAP clôturée, 0.7% d’animaux ont été en gravité modéré et 0.6% en sévère sur la totalité des études réalisées. Nous avons choisi ici de raffiner la grille de scoring en ajoutant de la buprénorphine (en plus de l’ajout de croquettes humides dans la cage) dès qu’un animal se situera en surveillance renforcée. Les souris seront hébergées dans des cages en portoir ventilé enrichies avec des enrichissements que nous ferons varier au cours de l’étude : cylindres de coton, des frisures kraft ainsi que des dômes/tunnels et objet de rongeage en bois dès leur arrivée. Cela permettra de stimuler l’activité naturelle, diminuer le stress de l’animal et faciliter la thermorégulation de l’animal.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordre scientifiques, pratiques et éthiques : - Nos modèles d'études ont été développés sur les souches de souris dont les génomes possèdent 99% de similitude avec le génome humain, et ne présentent aucun gène manquant ou supplémentaire pouvant modifier l’intensité de la réponse immunitaire attendue. - La souris est un animal pour lequel les outils génétiques, les anticorps spécifiques permettent la caractérisation des réponses immunitaires au niveau cellulaire/moléculaire sont les plus développés. - Le modèle d’asthme allergique est très bien décrit dans la littérature chez la souris et mis en place depuis plusieurs années au laboratoire. Les animaux sont utilisés au stade adulte (7 semaines minimum) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature
Développer des méthodes d’imagerie (échographie, IRM) pour mieux suivre l’efficacité des traitements anticancéreux dans les modèles d’ostéosarcome EU2/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Des séances d'IRM d'une à deux heures sous anesthésie générale, répétées chaque semaine : 408 souris reçoivent une greffe de cellules tumorales dans la patte arrière, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour analyser la tumeur. 368 d'entre elles passent en plus des échographies hebdomadaires, et chacune reçoit jusqu'à six injections de chimiothérapie ou d'immunothérapie en trois semaines. Le porteur indique que la tumeur peut gêner la marche et que des métastases pulmonaires peuvent provoquer des difficultés respiratoires. L'objet immédiat du projet reste de valider des techniques d'imagerie, l'adaptation plus rapide des traitements chez les patients étant renvoyée au conditionnel.
Objectifs
L’ostéosarcome est un cancer des os rare mais agressif, qui survient principalement chez les enfants et les jeunes adultes. Malgré des traitements lourds (chimiothérapie, chirurgie), les options thérapeutiques n’ont que peu évolué depuis 50 ans. Aujourd’hui, il est crucial de trouver des moyens pour détecter plus tôt si un traitement fonctionne ou non, afin d’éviter des thérapies inefficaces et d’adapter rapidement la prise en charge. Ce projet a pour but d’évaluer si des techniques d’imagerie non invasives (échographie et IRM) peuvent aider à suivre l’évolution des tumeurs d’ostéosarcome en temps réel. Ces examens permettraient d’évaluer des changements dans la microstructure de la tumeur (taille, vascularisation, rigidité) et d’identifier des signes précoces de résistance aux traitements. L’objectif final est d’améliorer la prise en charge des patients en personnalisant les thérapies selon la réponse de leur tumeur. L’étude utilisera des modèles expérimentaux de tumeurs chez la souris, ce qui permet de contrôler et de reproduire les expériences avant d’envisager des essais cliniques chez l’humain. Les mesures d’imagerie seront comparées à des analyses réalisées après l’expérience sur les tissus, afin de mieux comprendre les mécanismes de résistance aux traitements. L’objectif de ce projet est donc de suivre l’évolution d’un ostéosarcome chez la souris au cours du temps et d’évaluer la réponse à différents traitements à l’aide de techniques d’imagerie non invasive. L’étude vise à mieux comprendre la dynamique tumorale et à identifier des marqueurs précoces de réponse, tout en limitant le recours à des mises à mort intermédiaires. Le projet se déroule dans deux établissements utilisateurs différents.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet sont doubles : 1. Pour les patients : Actuellement, il faut attendre plusieurs semaines et réaliser des biopsies ou des chirurgies pour savoir si un traitement contre l’ostéosarcome est efficace. Grâce à ces nouvelles méthodes d’imagerie, les médecins pourraient détecter en quelques jours si une tumeur répond au traitement, et ainsi adapter la thérapie plus rapidement pour chaque patient. 2. Pour la recherche : En comprenant mieux comment la résistance aux traitements se développe, ce projet pourrait aider à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et à concevoir des stratégies pour contourner cette résistance. À terme, cette approche pourrait réduire la durée des traitements inefficaces, améliorer la qualité de vie des patients, et augmenter leurs chances de guérison.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : Implantation tumorale : 408 souris recevront une injection sous-cutanée de cellules tumorales dans la patte arrière, sous anesthésie générale à l’isoflurane. L’injection dure environ 10 à 20 secondes ; la durée totale d’anesthésie est d’environ 5 à 10 minutes. Cette intervention est réalisée une seule fois par animal. Traitements expérimentaux : Les 408 souris recevront des injections de traitement (chimiothérapie, immunothérapie, anti-angiogénique ou solution saline), administrées par voie intrapéritonéale (IP) ou intraveineuse (IV), au maximum 2 fois par semaine pendant la durée de l’étude (jusqu’à 3 semaines, soit un maximum de 6 injections par animal). Chaque injection dure environ 10 à 30 secondes. Les injections sont réalisées sur animaux vigiles par du personnel qualifié, selon des techniques limitant le stress et l’inconfort. Examens d’imagerie : Parmi ces animaux, 368 souris bénéficieront d’examens d’imagerie pour le suivi tumoral. • Échographie : réalisée sous anesthésie générale, durée 20 à 30 minutes, au maximum une fois par semaine. • IRM : réalisée sous anesthésie générale, durée 60 à 120 minutes selon les séquences acquises, au maximum 1 fois par semaine. Chaque séance d’imagerie comprend l’induction anesthésique, l’examen et le réveil surveillé (ou anesthésie sans réveil lorsque requis par l’analyse séquentielle). Surveillance : Les 408 souris feront l’objet d’un suivi au minimum deux fois par semaine (poids, comportement, état général), renforcé si nécessaire. Chaque observation dure quelques minutes.
Impact sur les animaux
Pour cette étude, des souris développeront une tumeur osseuse au niveau de la patte, afin de reproduire les caractéristiques de l’ostéosarcome humain. Les animaux pourront ressentir : Un inconfort et un stress temporaire lors de l’implantation de la tumeur, réalisé sous anesthésie et des manipulations pour le suivi de la pousse tumorale et les injections de traitements. Les procédures d’imagerie nécessitent des anesthésies répétées et prolongées, pouvant entraîner une fatigue temporaire. L’injection de certains agents de contraste peut provoquer un léger inconfort, mais ces substances sont rapidement éliminées par l’organisme et ne présentent pas de risque durable. Un stress léger lié aux manipulations régulières (pesées, mesures de la tumeur) et aux examens d’imagerie, qui nécessitent une anesthésie gazeuse. Une gêne à la marche si la tumeur grossit, mais des aménagements (nourriture accessible, cages adaptées) seront mis en place pour leur bien-être. Les animaux peuvent également être exposés à un stress environnemental, lié au transport entre les installations et aux manipulations pour les mesures et pesées régulières. Dans certains cas rares, l’apparition de métastases pulmonaires pourrait provoquer des difficultés respiratoires.
Devenir
À la fin de l’étude, tous les animaux seront mis à mort de manière indolore. Cette étape est indispensable pour pouvoir analyser précisément la tumeur. Les tissus prélevés après le décès permettront d’étudier en détail les effets des traitements au niveau biologique. Ces résultats seront comparés aux images obtenues pendant l’étude (échographie et IRM) afin de mieux comprendre l’évolution de la tumeur et l’efficacité des traitements.
Remplacement
Avant d’utiliser des animaux, des études ont été réalisées uniquement sur des cellules cultivées en laboratoire, en deux et trois dimensions. Ces expériences ont permis de développer et tester les méthodes d’imagerie et d’identifier les paramètres les plus importants pour analyser les tumeurs. Ces travaux in vitro ont ainsi remplacé de nombreuses expérimentations animales exploratoires, réduisant le nombre d’animaux nécessaires. Cependant, les modèles cellulaires ne reproduisent pas la complexité d’une tumeur dans un organisme vivant : ils ne possèdent pas de vaisseaux sanguins fonctionnels, d’interactions avec le système immunitaire ni l’organisation complète des tissus. Or, ces éléments sont essentiels pour mesurer correctement les paramètres d’imagerie envisagés dans ce projet. Pour que les méthodes d’imagerie soient pertinentes et applicables au suivi thérapeutique chez l’humain, il est donc nécessaire de les valider dans un modèle animal vivant, reproduisant fidèlement la physiologie tumorale. Ainsi, bien qu’aucune alternative complète ne permette de remplacer l’expérimentation animale, cette approche progressive permet de limiter le nombre d’animaux utilisés et d’optimiser leur utilisation. Cette stratégie respecte le principe de remplacement en expérimentant d’abord sur des modèles in vitro avant de passer à l’in vivo.
Réduction
Des études préliminaires sur des cellules en laboratoire ont permis de différer l’utilisation des animaux et de réduire leur nombre au strict nécessaire. Ces travaux ont aidé à définir précisément les paramètres à étudier, de sorte que seules les questions ne pouvant pas être résolues autrement soient testées chez l’animal. Le nombre d’animaux a été fixé pour garantir des résultats fiables tout en restant le minimum nécessaire pour évaluer l’intérêt des techniques d’imagerie utilisées. Le projet utilise un modèle tumoral déjà étudié en culture cellulaire, ce qui permet de cibler les expériences in vivo et d’éviter des ajustements ultérieurs susceptibles d’augmenter le nombre d’animaux. Ce projet est organisé de manière séquentielle ce qui permet d’observer l’évolution des tumeurs à différents moments au sein d’un même groupe, sans multiplier les groupes expérimentaux. Les résultats des premières étapes sont utilisés pour ajuster les étapes suivantes, limitant ainsi la duplication des expériences. Les tissus prélevés seront analysés pour plusieurs paramètres, maximisant l’information obtenue par animal.
Raffinement
La nourriture des animaux sera facilement accessible, notamment déposée au fond des cages si des difficultés de déplacement sont observées. Le protocole d’injection des tumeurs et d’imagerie est réalisé sous anesthésie générale avec analgésie adaptée, en utilisant les techniques les moins invasives possibles afin de réduire au maximum la douleur, le stress et l’inconfort. Le suivi des animaux est régulier et cinétique, basé sur des critères précis (poids, mobilité, comportement, respiration, tumeur) permettant de détecter rapidement tout signe de mal-être et d’intervenir avant l’apparition de complications avancées, telles que les métastases pulmonaires. Si nécessaire, le protocole sera arrêté et l’animal mis à mort pour éviter toute souffrance inutile. Les examens d’imagerie se déroulent également sous anesthésie, avec surveillance continue de l’état général et de la respiration. La température corporelle est maintenue à l’aide de dispositifs adaptés pour assurer une récupération optimale (tapis ou lit chauffant). En cas d’anesthésies prolongées, des mesures de soutien, comme la réhydratation et une surveillance renforcée pendant le réveil, seront mises en place.
Choix des espèces
Le modèle d'ostéosarcome établi chez des souris immunocompétentes est décrit depuis plus de 10 ans, et ses caractéristiques (implantation, évolution, réponse à la chimiothérapie) sont bien connues. Les ostéosarcomes sont particulièrement résistants aux traitements conventionnels. Il est donc important de pouvoir valider de manière précoce si une thérapie est efficace ou non afin d’en changer si besoin. Le modèle d’ostéosarcome murin utilisé est obtenu par greffe de cellules murines chez des souris immunocompétentes. L’évolution de ce modèle et sa réponse à des thérapies conventionnelles sont bien connues. De plus, nous avons une bonne maîtrise de ce modèle et une première validation ex vivo des mesures de paramètres ultrasonores liés à la microstructure. Les souris utilisées auront 5 semaines. C’est l’âge minimal pour effectuer les greffes. Les traitements commencent 10 jours après la greffe et se poursuivent pendant 3 semaines à raison de 2 traitements par semaine ce qui amène les animaux à un âge de 12 semaines maximum
Maintien de lignée APC Min/+ modèle murin pour le cancer du colon
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Les mâles reproducteurs de cet élevage portent une mutation qui déclenche des polypes intestinaux, et sont tués dès les premières traces de sang dans leurs fèces. 2 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sans chirurgie ni prélèvement. Leur descendance alimente d'autres projets, autorisés séparément, consacrés à la fonte musculaire liée au cancer. Le porteur qualifie ce modèle murin d'"indispensable" à son activité et affirme que seul un animal peut reproduire la complexité du phénomène.
Objectifs
Notre projet a pour objet de maintenir par élevage interne une lignée de souris permettant l'étude de la cachexie associée au cancer. Des souris mâles porteur de la mutation recherchée à l'état hétérozygote seront hébergées dans notre animalerie pour assurer la production de lots expérimentaux (mâles et femelles, sauvages et hétérozygotes). Les lots expérimentaux seront obtenus par croisement avec des souris femelles saines puis utilisés dans d'autres projet soumis à autorisation par ailleurs.
Bénéfices attendus
Le déconditionnement musculaire, qui désigne une perte de masse et de force musculaire, peut être observée dans différentes situations physiologiques et surtout pathologiques (cancer, myopathie, insuffisances cardiaque, rénale ou respiratoire). Dans le cas du cancer, ce déconditionnement musculaire est extrêmement marqué (on parle de cachexie associée au cancer) et constitue un facteur majeur contribuant à la réduction de la qualité de vie des patients et à l'évolution péjorative de l'état de santé des patients.
Procédures
Aucun prélèvement ni chirurgie n'est prévu sur ces animaux.
Impact sur les animaux
Nous possédons désormais un recul d'une dizaine d'année sur cette lignée. L'expression du phénotype ne présente que peu de variation interindividuelle au sein de cette lignée. L'apparition de sang dans le fèces est un indicateur du développement des premiers polypes intestinaux et se situe très en amont des manifestations modérées puis sévère du phénotype. Dans un démarche visant à limiter la souffrance animale, les males reproducteurs seront mis à mort dès les prémices de sang dans les fèces..
Devenir
Mise à mort éthique avant atteinte des points limites
Remplacement
Le déconditionnement musculaire associé au cancer met en jeu un processus catabolique multifactoriel sollicitant de nombreux tissus (muscle, foie, tissu adipeux, tissus endocriniens, système immunitaire, système nerveux central). Un système expérimental in vitro ne permettrait pas de reproduire la complexité de ces régulations. Seul un modèle animal peut reproduire la complexité du phénomène..
Réduction
Nous réaliserons des accouplements d'un mâle avec 2 à 3 femelles saines de façon régulière. Nous plannifions d'avoir 20 reproducteurs maximum dans une année afin de couvrir les besoins des projets soumis par ailleurs.
Raffinement
Dans ce projet, nous veillerons à ce que l'hébergement des animaux leur permettent d'avoir un enrichissement (paille, bois et coton) suffisant et stimulant pour réaliser leur nid. Les animaux seront hébergés dans un local à température et hygrométrie contrôlées avec un cycle lumière/obscurité de 12H00. Les souris auront libres accès à l'eau et à la nourriture. Afin de réduire le stress des animaux, les souris seront habituées aux expérimentateurs qui les manipuleront au minimum de façon bi-hebdomadaire (suivi de poids). Un contrôle des fécès sera réalisé à partir de la 10ème semaine de vie afin de déceler l'apparition de sang. Les males seront au maximum maintenu en présence des femelles afin de ne pas être isolés. En cas d'isolement exceptionnel et momentanné d'un male reproducteur, un tunnel-maison lui sera ajouté dans sa cage.
Choix des espèces
Un des objectifs principal de notre activité de recherche est la compréhension des mécanismes de la cachexie associée au cancer et le développement de stratégies thérapeutiques permettant de prévenir ou de limiter le syndrome cachectique. Disposer d'un modèle murin de cachexie associée au cancer est donc indispensable à notre activité. Les animaux seront utilisés de l'âge de 8 à 17 semaines maximum pour la reproduction.
Étude de l’influence de l’âge sur les sous-processus cognitifs de la mémoire de travail
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Le poids des souris est maintenu à 85 % de leur poids de départ par le contrôle de la nourriture, un point limite étant fixé à 20 % de perte, seuil auquel la ration est augmentée. 240 souris, adultes de trois à six mois ou âgées de dix-sept à vingt mois, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pendant cinq à six semaines, chacune est pesée deux fois par jour et cherche des récompenses alimentaires dans des labyrinthes, une à quatre fois par jour, avant d'être tuée sous anesthésie pour prélever son cerveau. Le porteur affirme que le modèle murin offre des avantages "uniques et irremplaçables" pour ces évaluations comportementales, qui exigent selon lui les interactions d'un "organisme entier".
Objectifs
La mémoire de travail est un système cognitif essentiel au comportement dirigé vers un but : elle permet le maintien temporaire et la manipulation d'informations pertinentes en vue de la réalisation d'actions motivées . Dans ce cadre, elle joue un double rôle — planification et exécution — en assurant la coordination optimale des actions nécessaires à l'atteinte d'un objectif. Bien qu'il soit largement admis que le vieillissement physiologique altère la mémoire de travail chez l'humain comme chez le rongeur, il demeure incertain que ses différents sous-processus — maintien, mise à jour et manipulation de l'information — soient également vulnérables au vieillissement normal, en particulier dans le modèle murin. L’objectif de ce projet est de déterminer l’effet du vieillissement sain sur ces différents sous-processus de la mémoire de travail dans le modèle murin de vieillissement, en testant des souris dans différents dispositifs expérimentaux ciblant spécifiquement chacun de ces sous-processus, suivi par des études. Cette recherche pourrait contribuer à mieux comprendre les mécanismes du déclin cognitif, identifier des cibles potentielles pour des interventions thérapeutiques et améliorer la qualité de vie des personnes âgées.
Bénéfices attendus
Au cours des deux dernières décennies, l’espérance de vie a augmenté de plus de six ans, principalement en raison d’une diminution des taux de mortalité plutôt que d’une augmentation des années vécues sans incapacité. Par conséquent, l’amélioration de la qualité de vie des personnes âgées est devenue un enjeu majeur de santé publique, nécessitant une compréhension approfondie de la biologie du vieillissement. Par ailleurs, la trajectoire du vieillissement cognitif en bonne santé varie considérablement d’un individu à l’autre, soulevant la question suivante : pourquoi certaines personnes présentent-elles des signes de déclin cognitif plus précocement que d’autres ? Cette variabilité constitue un axe central des recherches actuelles et forme le fondement du présent projet. Ce projet vise à caractériser les différentes composantes de la mémoire de travail. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettra d’expliquer pourquoi certains individus conservent une flexibilité cognitive préservée, tandis que d’autres connaissent un déclin plus marqué.
Procédures
Le contrôle de la prise alimentaire vise à encourager les souris à apprendre et à réaliser les exercices de mémoire, leur consommation de nourriture étant régulée afin de maintenir un état de faim modérée tout en assurant leur bonne santé grâce à un suivi quotidien. Cette phase dure environ 5 à 6 semaines. Pendant cette période, les souris participent quotidiennement à des exercices dans des labyrinthes, au cours desquels elles doivent retrouver des récompenses alimentaires en mobilisant leur mémoire. Ces sessions durent quelques minutes et sont réalisées une à quatre fois par jour sur une durée totale de cinq à six semaines. À la fin de l’étude, les animaux seront euthanasiés selon une méthode réglementaire réalisée sous anesthésie et analgésie afin de permettre la réalisation des prélèvements nécessaires à l’analyse des cellules cérébrales au microscope. Cette chirurgie terminale sous anesthésie profonde durera environ 20 à 30 minutes par animal.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables attendus au cours de cette procédure sont d’impact léger à modéré et suivent le parcours chronologique de l'animal. En amont des tests, la mise en place du contrôle alimentaire peut générer une sensation de faim légère, susceptible d'induire un stress ou une agitation transitoire. Lors des sessions épreuves, la confrontation à la nouveauté de la tâche comportementale et le processus d'apprentissage peuvent également devenir sources de fatigue, de frustration (notamment lors des erreurs) ou de stress, se manifestant par une possible agitation. À cela s'ajoute un stress léger lié aux manipulations régulières et aux déplacements des animaux vers les dispositifs expérimentaux. Enfin, lors de l’euthanasie des animaux effectuée sous anesthésie générale et analgésie, il existe un risque lié à l’utilisation des anesthésiques (stress thermique, risque d’arrêt cardio-respiratoire, etc.).
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de l'expérience car les tissus cérébraux doivent être préservés pour une analyse histologique ultérieure.
Remplacement
Le modèle murin est essentiel pour notre projet en raison de ses avantages uniques et irremplaçables. Les évaluations comportementales nécessitent des interactions complexes de l'organisme entier qui ne peuvent être reproduites par des méthodes in vitro ou ex vivo. Ainsi, l’utilisation du modèle murin est cruciale pour étudier de manière exhaustive les processus neurologiques et comportementaux.
Réduction
Nous avons déjà réalisé une étude comportementale pilote préalable au cours de laquelle nous avons vérifié que les dispositifs fonctionnent et que les souris sont capables d'apprendre. De plus, des tests statistiques rigoureux sont employés afin de garantir la fiabilité et la validité des données, contribuant ainsi à la réduction du nombre d’animaux nécessaires tout en maintenant la rigueur scientifique. Ces analyses permettent d’obtenir des résultats fiables avec un effectif réduit. En tenant compte de l’expérience antérieure du laboratoire et des paramètres de puissance statistique, le nombre total d’animaux requis est estimé à 240. Le nombre d’animaux par groupe est le minimum requis pour obtenir des résultats interprétables et atteindre l’objectif scientifique défini dans ce projet.
Raffinement
À l’animalerie, les souris sont hébergées en groupe et ont accès à la nourriture et à l’eau ad libitum pendant 5 jours. Après, il y a une phase d’habituation à l’expérimentateur. Le début de l’expérience correspond à la mise en place du contrôle alimentaire ; à partir de ce moment, les animaux restent hébergés en groupe de 2-3 souris par cage, où leur consommation alimentaire est surveillée au niveau de la cage, tandis que leur poids est suivi individuellement. On prendra soin de distribuer la nourriture à chaque animal dans la cage pour éviter que les animaux ne se disputent la nourriture. Un suivi rigoureux est mis en place pour détecter d'éventuels symptômes de dominance ou d'anhédonie ; en cas de comportement dominant avéré, l'animal concerné sera isolé, et si des signes d'anhédonie apparaissent, la souris sera isolée et bénéficiera d'un retour à une alimentation normale. Tout au long de ce processus, la Structures chargées du Bien-être Animal (SBEA) sera systématiquement sollicitée et assurera un suivi quotidien des animaux pour valider le maintien de leur bien-être. Chaque animal sera pesé 2 fois par jour. Le poids cible pour les procédures expérimentales est fixe à 85 pour cent par rapport au poids de référence initial. Le point limite est fixé à une perte de poids de 20 pour cent par rapport au poids de référence. Si le poids d’un animal descend en dessous de ce seuil, sa ration alimentaire sera immédiatement augmentée afin de stabiliser son poids autour de la valeur cible de 85 pour cent du poids initial. En complément du suivi pondéral, l’état de santé général sera évalué quotidiennement au moyen d’une fiche de suivi comprenant : 1) General: observation de la posture, de l’état du pelage, des yeux 2) Le comportement : détection de signes de fatigue importante, d’apathie ou d’agitation excessive 3) L’échelle de grimace : utilisation de cet outil pour détecter d’éventuels signes de douleur ou d’inconfort significatif. En cas de fatigue marquée ou de score de détresse modéré, l'animal sera retiré de la session de test, placé sous surveillance rapprochée et bénéficera d'un retour à une alimentation ad libitum si son état ne s'améliore pas dans les 24 heures. En cas de dépassement des points limites éthiques sans possibilité de récuperation, l'euthanasie sera pratiquée. L'abre décisionnel avec les point limites en en annexe.
Choix des espèces
La souris est un modèle robuste et bien validé pour l'étude de l’effet de l’âge sur des comportements cognitifs, notamment la mémoire spatiale et les apprentissages dépendants de la motivation et de la récompense. Les circuits cérébraux responsables de ces processus sont hautement conservés entre la souris et l'homme, ce qui confère à ce modèle une forte pertinence translationnelle pour répondre à notre question scientifique. Comme nous cherchons à comparer les performances des souris adultes et âgées des deux sexes dans une tâche de flexibilité cognitive, les animaux sélectionnés pour cette étude représenteront deux stades de développement distincts : 1) des souris adultes (3 à 6 mois) et 2) des souris âgées (17 à 20 mois).
Impact de l’activité physique sur la spondyloarthrite chez les souris
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
24 souris arthritiques vont être utilisées, douze avec accès à une roue de course et douze sans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque semaine pendant huit semaines, l'atteinte de leurs pattes est notée point par point, et trois tests filment leurs déplacements pendant cinq minutes. Le porteur décrit une queue qui se courbe dès la quatrième semaine puis se rigidifie, un gonflement des articulations à partir de la septième, une déformation progressive des doigts et des membres, et affirme qu'aucun signe de souffrance n'a été détecté lors de l'expérience précédente, menée sans traitement antidouleur. La ponction sanguine finale, suivie immédiatement de la mise à mort, doit servir à mesurer l'inflammation et à fournir un argument pour promouvoir l'activité physique auprès des patients.
Objectifs
Pour les patients atteints de spondyloarthrite, la question de la mobilité est cruciale. Parmi les facteurs impactant leurs capacités motrices, des atteintes des enthèses apparaissent aux stades les plus avancés. Les enthèses sont les zones d'insertion des tendons ou des ligaments dans l'os : elles possèdent un rôle mécanique important. Notre objectif est d'étudier l'effet de l'activité physique sur ces atteintes des enthèses, dans un modèle de souris arthritiques. Nous souhaitons évaluer les conséquences de l'exercice de course volontaire sur le développement de signes d'arthrite et sur la mobilité des souris. Nous étudierons les conséquences de l’activité physique sur les mécanismes cellulaires et moléculaires dépendant de l'exercice dans l’articulation spondyloarthritique. Nous analyserons plus précisément l'insertion du tendon d'Achille dans le talon, car c’est l'une des zones atteintes chez les patients. Dans l'ensemble, nous nous attendons à un effet bénéfique de l'activité physique modérée sur l’ensemble des symptômes.
Bénéfices attendus
Nous pensons que l'exercice de course volontaire pourrait contrecarrer les anomalies osseuses observées dans les articulations des souris arthritiques et favoriser la bonne santé des tendons dans la cheville. Il est possible aussi que l’exercice ait aussi un effet favorable sur l’inflammation. L’analyse permettra de découvrir les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse à l’activité physique au niveau de l’articulation. Nos résultats contribueront à la compréhension de la maladie. Dans l'ensemble, nous attendons un effet bénéfique de l'activité physique sur les symptômes des souris de spondyloarthritiques : ceci qui constituera un argument convaincant pour promouvoir l'activité physique chez les patients, comme un vecteur de bien-être et comme un facteur d'amélioration de la mobilité, mais aussi comme un moyen d'atténuer les symptômes squelettiques.
Procédures
Des observations hebdomadaires des pattes nous permettront de donner un score d’atteinte arthritique à chaque souris (8 semaines consécutives, 2 à 5 min par observation), avec un système de notation par points, pour rendre compte de l’évolution de la maladie. Trois tests mesurant l’activité motrice des souris (distance parcourue, vitesse, temps d’activité…) nous permettront d’évaluer la mobilité de chaque souris. En pratique, la souris est déposée dans une cage vide et une caméra infrarouge enregistre ses déplacements pendant 5 minutes. A l'issue du protocole expérimental, tous les animaux seront inclus dans notre étude. Nous comparerons les indicateurs sanguins d’inflammation et les troubles musculo-squelettiques des pattes entre les souris hébergées en condition standard et les souris ayant eu accès à des roues d’activité. Les analyses sanguines prévues pour mesurer l’inflammation nécessitent l’obtention d’un volume de sang conséquent : une ponction sanguine sera réalisée (10 à 15 secondes) après traitement anesthésique et antidouleur, elle sera immédiatement suivie par l’euthanasie des animaux.
Impact sur les animaux
Les souris développent des symptômes arthritiques de type spondyloarthrite. Elles ont déjà été décrites par d’autres laboratoires, et nous avons nous-même validé la chronologie et la sévérité des signes arthritiques de ce modèle au sein du laboratoire. Des courbures de la queue apparaissent précocement (à partir de la semaine 4), puis une rigidité, mais sans nuire au déplacement des animaux. Au niveau des membres, un gonflement articulaire est visible à partir des semaines 7 à 9, puis une déformation progressive des doigts et des membres. Lors de notre précédente expérience, l’utilisation de traitement antidouleur n’a pas été nécessaire : aucun signe de souffrance n’a été détecté. L’alimentation et la courbe de poids des souris arthritiques sont normales. Nous n’attendons pas d’aggravation due à l’exercice.
Devenir
A l'issue du protocole expérimental, tous les animaux seront euthanasiés pour être inclus dans notre étude sur l’impact de l'activité physique sur la spondyloarthrite. Le sang sera prélevé pour l’analyse de l’inflammation et les tissus squelettiques seront prélevés pour l’analyse des membres postérieurs et particulièrement des articulations des chevilles.
Remplacement
Notre équipe de recherche travaille sur les mécanismes d’ossification pathologique, en particulier au niveau des enthèses dans le cadre de la spondylarthrite. Nous avons obtenu des résultats in vitro démontrant l’implication de la stimulation mécanique dans ces processus cellulaires et moléculaires. Cependant, seule une approche en expérimentation animale nous permet d’étudier la stimulation mécanique naturelle des articulations lors d’une activité physique.
Réduction
Un total de 24 souris arthritiques sera intégré à notre étude (quel que soit le sexe). 12 animaux hébergés en cage standard seront comparés à 12 animaux qui auront accès à des roues d’activité, dont l’activité physique sera augmentée par de la course volontaire. D’après nos précédentes expériences, cet effectif de 12 animaux par groupe est le minimum nécessaire pour la validité statistique de nos analyses des tissus musculo-squelettiques et les dosages sanguins.
Raffinement
Pour réduire l’angoisse des animaux, la litière des cages sera composée d’un mélange de sciures et l’environnement sera enrichi. Le bien-être des animaux sera vérifié quotidiennement. La consommation d’eau et d’aliments sera surveillée. Un suivi hebdomadaire de la courbe de poids sera réalisé individuellement (la croissance des souris arthritiques est normale). Les symptômes d’arthrite seront surveillés et notés précisément chaque semaine. Si les animaux montrent des signes de souffrance, un traitement antidouleur pourra être envisagé. Lors de notre précédente expérience, ce cas ne s’est jamais présenté.
Choix des espèces
Le présent projet fait suite à deux études de notre laboratoire : l’une portant sur la description des atteintes osseuses de ces mêmes souris arthritiques et l’autre sur les effets de la course volontaire de souris hébergées avec des roues d’activité sur l’articulation des chevilles. Nous souhaitons poursuivre nos travaux et approfondir nos résultats avec les mêmes modèles expérimentaux. Nous avons déjà validé la chronologie et la sévérité des signes arthritiques de ces souris au sein du laboratoire. Nous avons choisi de proposer l’accès aux roues d’activité aux souris âgées de 9 semaines, pendant 4 semaines, car il s’agit d’une période où les symptômes arthritiques sont légers à modérés.
Effets du Carvacrol sur l’hypertrophie cardiaque induite par la monocrotaline chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Une injection unique de monocrotaline installe en trois à quatre semaines une hypertension pulmonaire qui épaissit le ventricule droit et peut évoluer vers une insuffisance cardiaque. 132 rats, mâles et âgés de quatre semaines à l'injection, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gavés pendant 28 jours avec du carvacrol, un composé de l'origan et du thym. Chacun passe ensuite sous anesthésie générale un électrocardiogramme, une IRM d'une heure et demie, une échographie et une mesure de la pression pulmonaire, avant d'être tué pour prélever les tissus. Le porteur décrit chez ces rats un "léger essoufflement" et une gêne qu'il qualifie de modérée au motif que les animaux ne sont pas soumis à l'effort.
Objectifs
L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une affection cardiovasculaire sévère caractérisée par une élévation anormale de la pression dans les artères pulmonaires, entraînant une surcharge de travail inadéquate du cœur droit. Cette surcharge de pression provoque progressivement un épaississement de la paroi du ventricule droit, pouvant dans les cas les plus extrêmes conduire à une insuffisance cardiaque. Malgré des avancées thérapeutiques, l’HTAP évolue rapidement et demeure difficile à détecter à un stade précoce, compromettant ainsi le pronostic vital. De nombreuses études ont montré que l’HTAP est associée à un remodelage des vaisseaux pulmonaires, à des altérations de l’activité électrique cardiaque et à un remodelage de la structure du cœur. Parmi les composés bioactifs issus de sources naturelles, le Carvacrol (CAR) présent dans l’origan, le cresson poivré et le thym suscite un intérêt croissant pour ses propriétés antioxydantes, anesthésique, analgésique, anti-inflammatoires et cardioprotectrices. Des études récentes indiquent que le CAR pourrait moduler l’activité électrique cardiaque en agissant et il aurait la capacité de protéger le cœur des effets de l’infarctus. Dans ce contexte et malgré l’utilisation répandue du CAR dans les médicaments, les compléments alimentaires et les aliments, les données relatives à ses mécanismes d’action, en particulier concernant la fonction cardiaque dans un contexte HTAP, demeurent encore insuffisantes.. Dans ce contexte, nous chercherons à déterminer si le CAR peut contribuer à limiter le remodelage cardiaque et les altérations de l’activité électrique dans un modèle HTAP induite chez le rat.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra à court terme de mieux comprendre les mécanismes associés à la pathologie de l’HTAP. Elle permettra également de mettre en évidence l’effet thérapeutique de substances pharmacologiques sur ces divers mécanismes mis en jeu. L’efficacité de traitements préventifs et curatifs seront mis en évidence ainsi que d’éventuels effets secondaires. Si les études sont positives, des études cliniques pourront être envisagées à plus long terme sur les substances bénéfiques identifiées de façon à mettre en place un traitement plus efficace avec un rapport bénéfice-risque minimum pour les patients.
Procédures
Ce projet vise à mieux comprendre et traiter l’hypertension artérielle pulmonaire, une maladie grave qui touche les vaisseaux sanguins des poumons et fatigue fortement le cœur. Pour cela, un modèle de cette maladie sera reproduit chez le rat grâce à une injection unique d'une molécule pour déclencher la maladie. La maladie apparaît généralement après 3 à 4 semaines. L’augmentation de la pression dans les artères pulmonaires oblige alors la partie droite du cœur à travailler davantage. Avec le temps, cela provoque un épaississement du muscle cardiaque (hypertrophie) qui peut évoluer vers une insuffisance cardiaque droite. Le projet permettra d’évaluer les effets protecteurs de la molécule, ce traitement sera administré par gavage (par voie orale) pendant 28 jours après l’apparition de la maladie. Son efficacité sera étudiée à partir d’analyses du sang et des tissus. Lorsque la maladie sera installée, plusieurs examens seront réalisés sur chaque animal sous anesthésie générale afin de limiter la douleur et le stress : un électrocardiogramme (ECG) pour étudier l’activité électrique du cœur (une seule fois, environ 10 minutes) ; une IRM avec injection d’un produit de contraste pour observer le cœur et les vaisseaux (une seule fois, environ 1h30) ; une échographie cardiaque (une seule fois, environ 30 minutes) ; une mesure de la pression dans les artères pulmonaires et du débit cardiaque (une seule fois, environ 30 minutes) - un prélèvement sanguin (une seule fois, quelques minutes). L’ensemble de ces examens permet de suivre l’évolution de la maladie et d’évaluer si le traitement testé peut protéger les poumons et le cœur.
Impact sur les animaux
Chez le rat, la pathologie peut se manifester par un léger essoufflement et une diminution de l’activité. Comme les animaux ne sont pas soumis à l’effort, la gêne attendue est considérée comme modérée. Une prise de poids plus faible peut également être observée. Les anesthésies nécessaires aux examens peuvent entraîner une hypothermie,. L’injection du produit induisant l’HTAP peut provoquer une légère irritation locale. Enfin, le CAR, composé naturel présent notamment dans le thym et l’origan, est généralement bien toléré et ne présente pas d’effets indésirables significatifs aux doses utilisées.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de prélever les tissus d'intérêt pour des analyses.
Remplacement
Il est indispensable de mieux comprendre les mécanismes physiologiques et moléculaires mis en jeu dans cette pathologie afin de pouvoir élaborer une prise en charge plus ciblée. Seules des expérimentations sur modèle animal entier pourront permettre d’atteindre ce but. Par ailleurs, il est très difficile d’obtenir des échantillons de patients souffrant d’hypertension pulmonaire, ce qui limite considérablement l’étude directe des mécanismes cellulaires et moléculaires de l’HTAP et renforce donc indirectement la nécessité de modèles expérimentaux fiables pour tester en routine des médicaments à fort potentiel thérapeutique.
Réduction
Pour limiter le nombre d'animaux, les animaux sont répartis dans différents groupes expérimentaux et seront mutualisés pour permettre l’obtention de données scientifiques robustes. Les échantillons prélevés serviront pour des analyses histologiques, biochimiques et fonctionnelles. L’estimation du nombre d’animaux repose sur notre expertise préalable, en cohérence avec les données issues de la littérature, et tient compte également des besoins requis pour une analyse statistique adéquate réalisée préalablement.
Raffinement
Une attention permanente sera portée au bien-être des animaux tout au long du protocole, Lors des examens, les animaux seront sous anesthésie générale avec un protocole antidouleur approprié ainsi qu’une surveillance accrue (électrocardiogramme, capteur de pression…). Si l’état de l’animal le nécessite, les responsables du projet et/ou les vétérinaires pourront intervenir pour adapter le protocole antidouleur ou interrompre la procédure. Afin de garantir le bien-être des animaux tout au long de l’expérimentation, des outils structurés tels que l’arbre décisionnel et les critères d’arrêt des souffrances sont mis en place pour guider la prise de décision et intervenir rapidement en cas de détresse. Des points limites ont été définis afin de prévenir toute souffrance excessive des animaux inclus dans l’étude. Ces critères reposent sur l’identification de signes cliniques et comportementaux traduisant une altération significative du bien-être de l’animal, le suivi est réalisé par le personnel formé et attentif aux conditions des animaux.
Choix des espèces
Le rat est utilisé car les rongeurs sont des espèces couramment employées pour développer des modèles expérimentaux d’HTAP. En effet, les rongeurs permettent de reproduire de manière fiable les altérations vasculaires et hémodynamiques observées dans cette pathologie ce qui permet d’évaluer efficacement les traitements expérimentaux. L’injection de la molécule induisant la pathologie sera effectuée chez les rats mâles juvéniles âgés de 4 semaines et l’évaluation de l’effet de la molécule thérapeutique sera donc réalisée chez des rats de 8 semaines.
Évaluation de l’efficacité d’une thérapie ciblée dans un modèle de Pemphigoïde Bulleuse, maladie affectant la peau.
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Une partie des souris de ce projet n'a aucune défense contre les infections, si bien qu'une infection peut les faire maigrir brutalement et les tuer. 612 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester une molécule censée éliminer les cellules responsables de la pemphigoïde bulleuse, une maladie de la peau. Chaque animal reçoit cinq injections abdominales hebdomadaires, une injection dans la veine de la queue, jusqu'à neuf injections de traitement en trois semaines et des prises de sang répétées à la joue sur animal vigile, jusqu'à sept en quatorze jours, gestes qui peuvent ulcérer le point d'injection et provoquer des hémorragies locales. Toutes seront tuées, à la fin des procédures ou dès l'atteinte d'un point limite, pour prélever la peau et les organes du système immunitaire.
Objectifs
La pemphigoïde bulleuse est une maladie de la peau qui se caractérise par la production anormale d'anticorps ciblant une molécule présente dans les différentes couches de la peau et entrainant son décollement et la formation de bulles et plaies douloureuses. A l’heure actuelle, les patients sont traités avec des médicaments anti-inflammatoires puissants (corticoïdes) ou des traitements affectant le système immunitaire (système de défense contre les infections) du patient. De plus, la plupart des patients rechutent à l’arrêt du traitement. Il est donc indispensable de trouver de nouvelles pistes thérapeutiques plus sûres et durables pour ces patients. Ce projet vise à étudier l’efficacité d’une nouvelle stratégie thérapeutique ciblée qui vise à éliminer spécifiquement les cellules qui sont responsables de l’apparition des symptômes de la pemphigoïde bulleuse sans affecter les autres cellules du système immunitaire qui ne sont pas impliquées dans la maladie. Notre stratégie repose sur la capacité de nos nouvelles molécules à reconnaitre spécifiquement les cellules impliquées dans la maladie et à activer le système immunitaire afin de les éliminer spécifiquement. L’efficacité de cette stratégie a été validée dans le contexte d’autres maladies auto-immunes, comme la polyarthrite rhumatoïde (maladie inflammatoire touchant les articulations) et le pemphigus vulgaris (autre maladie auto-immune de la peau) et nous souhaitons tester son efficacité dans la pemphigoïde bulleuse, afin d’apporter la preuve de concept in vivo de l’efficacité de notre stratégie thérapeutique ciblée.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre d’évaluer l’efficacité d’une nouvelle stratégie thérapeutique permettant l’élimination ciblée des cellules impliquées dans la maladie, sans affecter les autres cellules saines non impliquées, ce qui pourrait permettre d’ouvrir de nouvelles pistes pour mieux traiter les patients souffrant de pemphigoïde bulleuse.
Procédures
Les animaux inclus dans ce projet seront soumis à : - des injections dans l'abdomen d'animaux non anesthésiés afin soit d'induire chez ces souris la génération de cellules productrices d'anticorps particuliers (5 injections, 1 fois par semaine), soit de les traiter avec les molécules thérapeutiques (1 injection unique ou 3 injections par semaine, tous les 2 jours, pendant 3 semaines). Chaque injection nécessite la contention rapide des souris et la totalité du geste (contention + injection) dure 1 à 2 minutes maximum. - une injection unique dans la veine de la queue sur animaux non anesthésiés pour la mise en place du modèle d'étude (durée: 2 min). - des prises de sang au niveau de la veine de la joue sur animaux non anesthésiés pour suivre l’apparition des cellules productrices d'anticorps (6 prélèvements sur 33 jours) ou leur diminution post traitement (3 prélèvements, 1 par semaine) ou d’évaluer la présence du traitement dans le sang des souris (7 prélèvements sur 14 jours). Chaque prise de sang nécessite la contention rapide des souris et la totalité du geste (contention + ponction) dure moins de 3 minutes.
Impact sur les animaux
Les injections dans l'abdomen ou dans la veine de la queue ainsi que les prises de sang nécessitent la contention des souris, source de stress. Les injections dans l'abdomen répétées peuvent entrainer une inflammation locale et une ulcération au point d’injection, voire l'apparition d'un gonflement lié à la présence de liquide dans le ventre de la souris, même si cela est extrêmement rare. Les prises de sang répétées peuvent entrainer une inflammation locale et un risque d’hémorragie. Une partie des souris utilisées dans ce projet ne possède pas de système de défense contre les infections. En cas d'infection, la maladie peut évoluer rapidement vers une dégradation brutale de l’état général (amaigrissement) pouvant aller jusqu’à la mort de l’animal. Le traitement par lui-même peut également entrainer un effet léger et transitoire sur le bien-être de l'animal.
Devenir
L'ensemble des souris de ce projet sera euthanasié à la fin des procédures expérimentales ou lorsqu'elles présenteront des signes de souffrance (atteinte d’un point limite). Nous réaliserons des analyses sur les prélèvements obtenus en post-mortem (peau, organes du système immunitaire).
Remplacement
L’étude à l’échelle de l’organisme est indispensable pour tester l’efficacité de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant spécifiquement des sous-populations de cellules, tout en prenant en compte la complexité des interactions cellules-cellules et des nombreuses populations de cellules immunitaires existantes. Cette approche globale nécessite l’utilisation de modèles animaux qui ne peuvent être totalement remplacés par des approches en dehors de l’organisme, sur des cellules cultivées en laboratoire par exemple. Cependant, dans les études que nous menons, des techniques alternatives ne nécessitant pas l’utilisation d’animaux, telles que des co-cultures cellulaires et approches sur organes reconstruits ont été utilisées dans la mesure du possible en amont pour caractériser l'activité des peptibodies avant le passage au modèle animal.
Réduction
Le nombre de souris par lot expérimental a été déterminé en fonction de la littérature afin de réduire au maximum l’utilisation de souris tout en préservant l’interprétation et la significativité des résultats. Nous adapterons le nombre de souris utilisées en fonction des résultats des premières expériences afin de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes pour respecter leur comportement naturel dans un environnement propre et contrôlé limitant les risques d’infection. Les injections et prélèvements sanguins seront systématiquement alternés entre coté droite et côté gauche de l’animal afin de limiter au maximum les risques d’inflammation et d’infection liés aux injections et prélèvements répétés. Les souris seront surveillées immédiatement après les injections ou les prélèvements de sang. Les souris seront ensuite surveillées quotidiennement afin de détecter des signes de souffrance liés aux procédures effectuées en tenant compte de leur apparence et de leur comportement. Une surveillance bihebdomadaire des souris à l'aide d'une grille de score clinique et d'aide à la décision sera réalisée. En cas de suspicion de dégradation de l’état de la souris, une stimulation de la souris sera faite afin de vérifier sa mobilité, et d’identifier des réactions de défense/agressivité, signes de douleur). En cas de dégradation de l’état général de la souris, ou si un/ou des signes cliniques sont atteints (au-delà duquel l’animal pourrait souffrir), les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Le modèle souris a été choisi pour réaliser les expériences de ce projet, modèle largement décrit dans la littérature pour des approches similaires et la recherche en immunologie. De plus, la bonne connaissance des modèles murins, notamment d’un point de vue génétique et immunologique, permet une bonne interprétabilité des résultats obtenus. Enfin, les indicateurs d'altération du bien-être chez la souris sont bien connus, permettant ainsi une prise en charge appropriée. Nous utiliserons des souris de 6 à 8 semaines ce qui correspond à des souris jeunes adultes, âge décrit dans la littérature pour les expériences que nous devons mener.
Investigation chez le rat de la toxicité des opioïdes de synthèse.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
- Système respiratoire
Deux injections d'opioïdes de synthèse par jour pendant dix jours, des chirurgies de vingt à quarante-cinq minutes, des sondes portées une à trois semaines et jusqu'à quinze prises de sang en 24 heures : 1 138 rats vont être utilisés ainsi, 891 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 247 un niveau sévère, tous tués à l'issue. Une partie porte un cathéter pendant 48 heures, une autre un guide implanté dans le cerveau pour prélever du liquide cérébral pendant neuf heures, avec des isolements de six à vingt-quatre heures en enceinte de mesure. Le projet mesure la toxicité respiratoire de ces molécules et compare des traitements de l'overdose et du sevrage. Le porteur indique que ces administrations peuvent provoquer rigidité musculaire, hypothermie et dépression respiratoire allant jusqu'au coma et à la mort, l'atteinte d'un point limite déclenchant la mise à mort.
Objectifs
Les nouveaux opioïdes de synthèse, très puissants, sont associés à un risque élevé d’intoxications graves, notamment en raison de leur toxicité respiratoire et de leur consommation fréquente avec d’autres substances. Nous étudierons leur toxicité, leurs interactions avec d’autres substances et la meilleure façon de traiter les overdoses ou le sevrage. Ainsi ce projet expérimental chez le rat vise à évaluer l’impact de ces substances sur la respiration et sur le diaphragme, principal muscle impliqué dans la ventilation, dans un contexte d’intoxication induite par injection unique, ou de tolérance après injection répétée d'opioïdes. Nous évaluerons l’efficacité de différentes molécules pour reverser ces effets respiratoires. Nous analyserons ensuite l’évolution des concentrations sanguines et cérébrales et étudierons d’éventuelles interactions en co-administration. De plus nous évaluerons l’efficacité de différentes stratégies de prise en charge du sevrage induit par ces opioïdes. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre leur toxicité et de contribuer à l’amélioration de la prise en charge des intoxications associées à ces nouveaux opioïdes.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de mieux caractériser les mécanismes de toxicité mis en jeu par les opioïdes de synthèse seuls ou en association, d’explorer les mécanismes de ces interactions et de déterminer la meilleure stratégie de traitement des intoxications. Ce projet permettra d'optimiser la prise en charge de ces intoxications pouvant avoir des conséquences fatales mais aussi d’optimiser le traitement de la dépendance au-delà du simple traitement des symptômes.
Procédures
Les animaux soumis aux études de toxicité aiguë (administration unique) : subiront 1-2 injections (5-10sec). Indépendamment, les animaux soumis aux études de toxicité chronique: subiront 2 injections/j pendant 10j puis 1-3 injections supplémentaires correspondant à une molécule d’intérêt et/ou une molécule de réversion(5-10sec). Parmi eux, une 1ère partie sera soumise à : une procédure chirurgicale sous anesthésie générale (20min)+port d'une sonde de télémétrie (7 à 18j)+mise en boite de mesure isolée (6h). Une 2ème partie: procédure chirurgicale sous anesthésie générale (30min)+port d'un cathéter (48h)+ prélèvements de sang sur animal vigile (11 prélèvements de 30 sec sur 5h). Une 3ème partie: procédure chirurgicale sous anesthésie générale (45min)+port d'une sonde (7 à 18j) et isolement en cage individuelle (7j ou jusqu’à cicatrisation)+mise en cage de mesure isolé (6h). Une 4ème partie: procédure chirurgicale sous anesthésie générale (45min)+port d'une sonde (10 à 18j) + mise en cage de mesure isolé (1 à 2 fois 24h). Une 5ème partie: procédure chirurgicale sous anesthésie générale (30min)+ port d'un cathéter (48h)+prélèvement de sang sur animaux vigiles (15 prélèvements de 30sec sur 24h). Une 6ème partie: procédure chirurgicale(45min)+ port d’un guide cérébral (7 à 18j)+ prélèvements de fluides extracellulaires (1h équilibration+8h prélèvements). Une dernière partie des animaux: mesures de l’activité locomotrice (sur 3 à 4j, pendant 30min+20min d'habituation) et mesure de l’anxiété (sur 1 à 3j, pendant 5min).
Impact sur les animaux
Stress léger de quelques secondes lors des injections. Stress léger lors de l'isolement du rat dans une enceinte fermée pendant 6 heures durant l’étude de mesures respiratoires. Stress léger lors de l’isolement du rat dans un tube pendant 8h pour réaliser les prélèvements sanguins. Stress léger lors de l'hébergement des rats en cage individuelle à la suite de la chirurgie, jusqu'à la fin de la cicatrisation, puis au cours de la procédure pour évaluer l’activité des muscles (6h). Isolement du rat dans une cage individuelle pour mesures de l’activité cérébrale (1 à 2 fois 24h). Isolement du rat dans un contenant de mesure inviduel pendant 9 heures pour prélèvement de liquide cérébral. Isolement des rats au cours des études comportementales de 50 minutes pour la mesure de l’activité locomotrice et de 5 min pour la mesure d'anxiété. Léger risque de formation de caillot dans les vaisseaux et de baisse d’activité locomotrice pour certains animaux lors de la mise en place de cathéters. Chirurgie légère à modérée de 10 min à 35 min après anesthésie générale précédée d’une analgésie. L’administration des différents opioïdes peut entrainer une réduction de l’activité locomotrice, une rigidité musculaire, une hypothermie et une dépression respiratoire pouvant aller jusqu’au coma et au décès. Variabilité de la durée et de l’intensité de ces effets en fonction des molécules administrées.
Devenir
La réutilisation des animaux est impossible en raison de la récupération post-mortem de l'appareillage implanté pour réaliser des mesures ou de l'atteinte d'un point limite qui requiert la mise à mort des animaux ou de la récupération de tissu post-mortem.
Remplacement
Les procédures réalisées sur animaux, ne sont pas remplaçables par des expériences alternatives. Le rat constitue un modèle nécessaire à cette étude en raison du fonctionnement de son système respiratoire proche de celui de l’être humain.
Réduction
Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Cependant, si aucun effet ventilatoire significatif n’est perçu lors des mesures respiratoires, une partie des expériences ne sera pas réalisée dans le but de réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés. De la même manière, la procédure de prélèvements de liquide cérébral ne sera réalisée que si des effets sont observés soit au niveau des concentrations sanguines soit au niveau respiratoire. Cette procédure permet de réduire le nombre d’animaux utilisé, puisqu’elle permet la réalisation d’études longitudinales en effectuant plusieurs prélèvements successifs, à différents temps, sur un même individu.
Raffinement
Tous les rats du projet bénéficient des conditions d’hébergement contrôlées pour réduire toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable potentiels. Des points limites spécifiques adaptés aux différentes procédures seront mis en place pour détecter et réduire toute souffrance ou douleur. Toutes les interventions chirurgicales prévues dans ce projet seront réalisées sous anesthésie générale et accompagnées d'une gestion adéquate de la douleur pendant la période péri-opératoire. En cas de besoin, des procédures réglementaires de mise à mort anticipée seront appliquées. De plus, une ouate en silicone sera déposée au fond de la cage après la chirurgie pour favoriser une meilleure cicatrisation et une prise en charge plus rapide en cas de saignement. Par ailleurs, concernant la procédure de mesure d’activité musculaire, les rats opérés seront ajoutés à ces cages pour enrichissement en vue de réduire le stress induit par l’isolement.
Choix des espèces
Le rat constitue un modèle nécessaire à cette étude en raison du fonctionnement de son système respiratoire proche de celui de l’être humain. En plus de sa taille adéquate qui permet une facilité et une répétition des prélèvements, son métabolisme est très semblable à celui de l’Homme, ce qui facilitera la translation des données de concentrations sanguines à l’Homme. Pour les études mesurant la respiration ainsi que l’activité du cerveau et des muscles la pose des sondes est plus aisée sur le rat et donc les résultats seront plus reproductibles. La population jeune étant la plus affectée par les problèmes de mésusage de substance, des rats jeunes adultes Sprague Dawley âgés de 6 à 8 semaines seront utilisés. Ceci nous permettra de pouvoir faire l’analogie avec les résultats déjà obtenus et les articles publiés dans la littérature. La population jeune étant la plus affectée par les problèmes de mésusage de substance, des rats jeunes adultes Sprague Dawley âgés de 6 à 8 semaines seront utilisés.
Rôle des macrophages dans le développement des maladies de type obésité et diabète chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Les souris naissent dans l'élevage du projet, subissent une biopsie de la queue dès l'âge de dix jours pour établir leur génotype, et celles qui portent le mauvais génotype ou qui sont des femelles sont tuées sans avoir servi. 31 200 souris vont être utilisées au total, 26 880 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 4 320 un niveau modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever le foie et le tissu adipeux. Les animaux retenus reçoivent jusqu'à 72 injections, des gavages, un régime gras, occidental ou cétogène pendant une à vingt-quatre semaines, deux mises à jeun et une semaine seuls en cage métabolique. Le porteur annonce trente souris par groupe expérimental, sans expliquer comment ce chiffre conduit à 31 200 animaux.
Objectifs
L’objectif de ce projet de recherche fondamentale est de décrypter le rôle d'une molécule du métabolisme dans les maladies métaboliques à l’aide d’un modèle de souris dans lequel le gène étudié est invalidé spécifiquement dans un certain type de cellules immunitaires.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche apportera des connaissances fondamentales nécessaires au développement de thérapies ciblées sur ldes celulles immunitaires du foie et du tissu adipeux. Des médicaments pourraient être developpés pour inhiber/activer spécifiquement les voies métaboliques liées à une molécule du métabolisme et spécifiques de ces ceulles immunitaires.
Procédures
Les souris seront soumises à des interventions non chirurgicales sur animaux vigiles, incluant une biopsie de l’extrémité de la queue pour génotypage réalisée à l’âge de 10 jours (1 × ~5 s), des microcoupures de la queue pour prélèvements sanguins (jusqu’à 3 × ~5 s), une mise sous régime particulier (qui peut aller de 1 à 24 semaines) des injections (~10 s, jusqu’à 72 maximum, des gavages oraux (~10 s, jusqu’à 2 administrations par animal, ainsi que des périodes de mise à jeun de 6 h ou 12 h (selon le test) (2 mises à jeun maximum par animal espacés de 2 semaines).
Impact sur les animaux
Régimes riches (HFD, WD) : prise de poids progressive et diminution modérée de l’activité. Régime cétogène (KD) : perte de poids transitoire en phase initiale. Isolement en cage métabolique : stress modéré lié à l’isolement et au changement d’environnement pendant une semaine. Injection intrapéritonéale (IP) : douleur légère liée à la piqûre. Microcoupure à la queue : douleur modérée au moment du geste. Mise à jeun : gêne liée à la privation alimentaire. Gavage : stress lié à la contention et à l’administration. Biopsie de l’extrémité de la queue à 10 jours pour génotypage : douleur modérée lors de la réalisation.
Devenir
Les animaux non utilisés (femelles et/ou de mauvais génotype) sont mis a mort. Des animaux femelles et males avec le bon génotype sont gardés en vie pour la reproduction puis mis à mort en fin d'accouplement. L'ensemble des animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour récupérer les tissus d'intérêt, notamment le foie pour analyse ultérieures.
Remplacement
Les méthodes alternatives comme les cultures cellulaires ou les modèles informatiques ne permettent pas de reproduire toute la complexité du fonctionnement d’un organisme vivant. En particulier, elles ne permettent pas d’étudier correctement les interactions entre les organes ni les effets des régimes alimentaires ou des traitements sur l’ensemble du corps. L’utilisation d’animaux est donc nécessaire pour comprendre le rôle des cellules immunitaires dans le foie et le tissu adipeux dans des conditions proches de la réalité. Ces études permettront d’identifier des mécanismes importants pour la santé et pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Plusieurs tissus sont prélevés après la mise à mort afin d’obtenir un maximum d’informations à partir de chaque animal. Le nombre de souris par groupe (n=30) a été déterminé à partir de données scientifiques et de calculs statistiques.
Raffinement
Les points limites définis dans le projet seront strictement appliqués afin de limiter au maximum la douleur et la souffrance. Les injections seront réalisées avec des aiguilles fines en alternant les sites, et le gavage avec une sonde souple pour réduire les risques. Une grille de suivi adaptée sera utilisée si nécessaire. Les manipulations seront effectuées par du personnel formé
Choix des espèces
La souris est le modèle de référence dans l'étude de l'obésité. Les gènes impliqués dans cette condition jusqu'à présent identifiés chez l'Homme sont conservés chez la souris. De plus de nombreux outils sont disponibles sur le modèle souris. A 10 jours, toutes les souris jeunes seront biopsiés afin d'attribuer le bon génotype. Les souris utilisées pour les procédures expérimentales auront entre 8 et 10 semaines au début de la procédure (qui correspond à l'âge optimal pour débuter un régime).
Maintien d’un élevage de tiques Ixodes ricinus et test d’un système de gorgement artificiel
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Lapins : 25
Anesthésiés, les lapins reçoivent quarante nymphes ou dix couples de tiques adultes par oreille, un manchon de tissu fixé au sparadrap et une collerette, puis restent isolés cinq à dix jours le temps du repas sanguin, sans accès à l'aire de jeux. Les souris, elles, reçoivent 50 à 100 larves sans anesthésie et passent trois à sept jours seules en cage avec un enrichissement appauvri. 750 souris et 25 lapins vont être utilisés ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour entretenir un élevage de tiques Ixodes ricinus. Les lapins, jugés d'excellents candidats parce qu'ils ont vécu au contact d'humains, partent à l'adoption, les souris sont tuées dans les sept jours.
Objectifs
Le but de ce projet est de maintenir une lignée d’une espèces de tique (Ixodes ricinus), afin de disposer d’individus génétiquement proche et permet de standardiser les conditions expérimentales. Ces tiques constituront un matériel pour : - Analyser la transmission différentielle (entre espèces de tiques) de différents microorganismes aux animaux. En effet, bien que l'inoculation des microorganismes soit possible à la seringue, celle-ci reproduit de façon très imparfaite la transmission des agents infectieux par les tiques et ne permet pas de l’étudier. - Elles permettront également d’analyser les déterminants susceptibles de provoquer une attractivité plus importante des tiques chez certains individus. - Elles permettront enfin de tester un appareil de gorgement artificiel (nourrissage) - Pour ce faire, des souris et des lapins seront utilisés pour le nourrissage des tiques
Bénéfices attendus
Produire et entretenir des tiques possédant un fond génétique commun pour réaliser des expérimentations en santé humaine.
Procédures
- Lapin : dépôt des tiques (40 nymphes ou 10 couples d’adultes/oreille) confection du manchon en tissu et fixation à l’aide d’un sparadrap médical. Gestes réalisés sous anesthésie générale. Durée du dépôt des tiques inférieur à 30 minutes et repas sanguin compris entre 5 et 10 jours. - Souris : dépôt des tiques (50 à 100 larves/individu) sur animal vigile. Durée du dépôt des tiques inférieur à 5 minutes et repas sanguin compris entre 3 et 7 jours.
Impact sur les animaux
Concernant les lapins, les effets indésirables sont liés au repas sanguin (5 à 10 jours) - Douleur aigue induite par l’injection intramusculaire d’anesthésiques - réactions locales à la piqure de tiques pouvant s’observer jusqu’à 4 semaines après le repas sanguin - inconfort lié au port de la collerette - irritation du cou et/ou de la base des oreilles à cause du port de la collerette - Innacessibilité à l’aire de jeux des lapins pendant la durée du repas sanguin (5-10 jours). - A noter que lors du repas sanguin (7-10 jours) les lapins seront isolés sans accès à l’aire de jeux, pouvant générer un stress limité. Concernant les souris, les effets indésirables sont liés au repas sanguin et correspondent à des réactions locales à la piqure des tiques. A noter que lors du repas sanguin (5-7 jours) les souris seront isolées avec un enrichissement apauvri, pouvant générer un stress limité.
Devenir
Concernant les lapins, il n'ont pas été en contact avec des tiques porteuses de microorganismes, les lapins peuvent etre adoptés. De plus, ils ont été en contact avec l'homme pendant leur vie. Il font d'excellent candidats à l'adoption. Concernant les souris, elle ne peuvent être réutilisées et son difficilement adoptables, elles seront donc mise à mort.
Remplacement
Des systèmes de gorgement artificiel de tiques ont été décrits pouvant potentiellement remplacer les animaux. Cependant leur mise en œuvre est difficile et les rendements sont moins bons que le gorgement sur animaux. Nous avons contacté des laboratoires utilisant ces systèmes et ceux-ci continuent d’utiliser le modèle animal pour le maintien de leur élevage, le système de gorgement étant utilisé pour l’infection des tiques par des agents pathogènes Un appareil pour gorgement a néanmoins été obtenu par le laboratoire. Le temps estimé nécessaire pour la mise au point des gorgements et la vérification de la possibilité de le réaliser sur les 3 stases (larves, nymphes et adultes, qui se déroulent sur une année complète) est d’au moins 5 années.
Réduction
Réduction : Le nombre d’animaux utilisés pour le maintien de l’élevage de tiques est minimisé au mieux. L’expérience des années précédentes sur l’élevage de tiques ainsi que l’expérience de nos collègues nous permet d’estimer à 150 souris (C3H/HeN) et 5 lapins New-Zealand par an pendant la durée de ce protocole. Afin de minimiser l'utilisation des lapins, ils seront utilisés pour 3 nourrissages consécutifs.
Raffinement
Raffinement : Les souris sont maintenues en groupe jusqu’à leur utilisation. Elles sont gardées en cage individuelle (5-7 jours) pendant le repas sanguin où elles sont surveillées plusieurs fois par jour, ce qui permet d’observer leur état général et aussi de récupérer les tiques déjà gorgées. Les animaux sont nourris à volonté à toutes les étapes de leur vie. Lors de leur utilisation, bien qu’isolées, les souris seront en contact olfactif et auditif avec leurs congénères. Un tunnel en plastique et un barreau à ronger seront en place. En cas d’atteinte des point limites, les souris seront euthanasiées sans délai afin de soustraire les animaux à toute souffrance ou douleur inutile. Après le sevrage et pendant 24 jours, les souris seront habituées à être manipulées. Le dépôt des larves étant rapide, aucune procédure d’anesthésie n’est à prévoir. Une fois toutes les tiques récupérées et dans un délai de maximum 7 jours, l’euthanasie de l’animal sera pratiquée. Les lapins sont hébergés dans des clapiers individuels où ils restent en contact olfactif et auditif avec leurs congénères donc lorsque l'on dépose des tiques sur eux leur hébergement ne change pas. De plus, nous réalisons une période d’habituation des lapins avec une habituation à la manipulation par l’homme et à la collerette avant de passer aux manipulations à proprement parlé. Enfin, en dehors de la période de repas sanguin, les lapins sont mis ensemble dans une « aire de jeux avec enrichissement » au moins 3h/jour (papier, barreau à ronger, plateformes). Durant le dépôt des tiques, les lapins seront anesthésiés
Choix des espèces
Les rongeurs sont les hôtes naturels des larves et les nymphes de tiques. Les lièvres sont piqués par des tiques (tous les stases, y compris les femelles) dans la nature. Le lapin de laboratoire constitue donc une bonne alternative pour le repas sanguin des stases nymphales et adultes et les souris permettent le gorgement à la fois des nymphes et des larves. Nous utiliserons des souris et lapins adultes, après une phase de training (1,5 mois)
Régulation de l’horloge circadienne par les récepteurs aux hormones thyroïdiennes
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes les souris de ce projet subissent une chirurgie du crâne de vingt à trente-cinq minutes sous anesthésie générale, avec injection dans la zone de l'horloge interne. 600 souris vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour vérifier après coup où l'injection a atteint le cerveau. Selon les lots, elles vivent trois semaines seules en cage avec une roue d'activité, passent 48 heures isolées en imagerie cérébrale, ou enchaînent quatre tests comportementaux en quatre jours. Le porteur indique que les procédures reproduisent une perturbation du cycle repos-activité pouvant conduire à un état assimilé à l'anxiété, sans nommer aucun des quatre tests.
Objectifs
L'hypothyroïdie concerne près de 10% de la population. Cette maladie induit notamment des troubles de l'humeur tels qu'irritabilité, anxiété ou dépression, qui restent mal compris. Ces troubles pourraient être liés à la perturbation de notre horloge interne qui régule le cycle veille-sommeil. Nos résultats obtenus chez des souris hypothyroïdiennes soutiennent cette hypothèse. Notre objectif est maintenant de comprendre plus précisément comment les hormones thyroïdiennes, dont le taux sanguin est diminué pendant la maladie, interfèrent avec le fonctionnement de l'horloge, située dans une zone précise du cerveau. Pour répondre à cette question, nous utiliserons 2 lignées de souris génétiquement modifiées permettant de modifier l'action de ces hormones spécifiquement au site de l'horloge. Des tests comportementaux et une imagerie cérébrale permettront d'évaluer l'état d'anxiété et la physiologie de l'horloge interne de ces souris.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la régulation de l'horloge circadienne par les hormones thyroïdiennes. Cette compréhension pourrait ouvrir sur de nouvelles approches des troubles psychiques associés à l'hypothyroïdie, en tenant compte des rythmes circadiens des patients. Plus généralement, les mécanismes identifiés constitueront de nouvelles cibles thérapeutiques pour une meilleure prise en charge des maladies mentales liées aux troubles circadiens dans une société moderne active 24 heures sur 24.
Procédures
Toutes les souris subiront une chirurgie crâniale sous anesthésie générale de 20 à 35 minutes. Un lot sera hébergé en cages individuelles enrichies d'une roue d'activité pendant 3 semaines, un autre lot subira une série de 4 tests comportementaux sur 4 jours consécutifs, et un autre lot suivra une session d'imagerie cérébrale en cage individuelle pendant 48h.
Impact sur les animaux
Les procédures devraient reproduire certains effets de l'hypothyroïdie liés à l'horloge circadienne, notamment une perturbation du cycle repos-activité, ce qui peut conduire à un état assimilé à l'anxiété. Dans de rares cas, l'approche chirurgicale du cerveau pourrait induire inflammation, infection ou inconfort. Les périodes en hébergement individuel sont source de stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour vérification des sites d'injection dans le cerveau
Remplacement
La réponse comportementale à une perturbation cérébrale telle que réalisée ici ne peut pas être étudiée par des méthodes alternatives. Toutefois, ce projet s'inscrit dans un cadre plus large visant à établir sur le long terme un modèle théorique du fonctionnement de l'horloge circadienne. Nous espérons aboutir à un modèle suffisamment riche et prédictif pour anticiper par le calcul sur ordinateur les réponses de l'horloge dans différentes situations physiopathologiques en complément/remplacement des modèles animaux.
Réduction
Sur la base de notre connaissance des tests comportementaux envisagés, nous avons utilisé un programme de calcul de puissance statistique. L'imagerie cérébrale permet de réduire le nombre d'animaux nécessaires car chaque animal est son propre contrôle au cours du temps, et plusieurs cellules sont enregistrées dans un même champ.
Raffinement
Pour toutes les souris subissant une intervention chirurgicale, la douleur sera prise en charge avant, pendant et après la chirurgie. Les points limites définis permettent une prise en charge suffisamment précoce des animaux pour limiter les nuisances subies à un niveau modéré. Toutes les souris seront habituées progressivement à l'environnement expérimental et aux personnels en charge de l'application des procédures.
Choix des espèces
La souris est un modèle mammifère de choix dont l'horloge interne et la physiologie thyroïdienne reposent sur les mêmes principes que l'espèce humaine. Cette espèce donne un accès unique à un large éventail d'outils génétiques, notamment les 2 lignées uniques utilisées dans ce projet. Les animaux seront utilisés à un stade de jeunes adultes, à partir de 6 semaines, lorsque la croissance du crâne est terminée.