Rongeurs
Etude in vivo d’inhibiteurs de prolifération cellulaire ciblant le métabolisme du cuivre : une approche innovante en cancérologie pulmonaire
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
590 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 90 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 500 un niveau modéré. Elles reçoivent des greffes de tumeurs pulmonaires sous la peau, dans le poumon ou la mamelle, puis des injections répétées de molécules ciblant le cuivre encapsulées dans des liposomes, avec suivi par imagerie. Le porteur indique que les souris, immunodéprimées, subissent les douleurs des injections, le stress des contentions et le développement de tumeurs et de métastases, et qu'elles sont mises à mort pour des analyses histologiques. Il affirme qu'il n'existe "pas de modèle non biologique ou in vitro" permettant d'obtenir les données de biodistribution recherchées, l'intérêt clinique des molécules restant à démontrer.
Objectifs
Selon l’OMS, on estime à 19 millions le nombre de nouveaux cas de cancer et à 10 millions le nombre de décès liés au cancer survenus en 2019. Il est établi que le cancer du poumon est la principale cause de mortalité par cancer dans le monde, avec 1,8 million de décès en 2020. Avec une incidence de 525 000 nouveaux cas par an en France. De nouvelles options thérapeutiques ont été développées ces dernières années, il reste nécessaire d'améliorer et de développer de nouvelles les chimiothérapies. Le ciblage du métabolisme du cuivre est une stratégie thérapeutique extrêmement innovante en cancérologie, et l’on assiste à un vif intérêt de la communauté scientifique internationale sur cette thématique depuis 2018. En effet le cuivre est un élément chimique indispensable à la croissance et la survie cellulaire des cancers, et il est extrêmement pertinent de cibler le métabolisme du cuivre pour perturber le développement des cancers. Cependant, aucune molécule ciblant spécifiquement le cuivre ne possède à ce jour une indication dans le traitement des cancers. C’est pourquoi des molécules chimiques ciblant le cuivre ont été développées. Elles inhibent fortement la prolifération des cellules tumorales d’origine pulmonaire, in vitro. Nous souhaitons caractériser les effets de cette molécule in vivo. Les lignées de cellules cancéreuses étudiées auront été au préalable modifié afin d'exprimer une protéine bioluminescente. Nous pourrons ainsi les suivre dans l’organisme de façon non invasive par imagerie de bioluminescence. Les molécules seront tout d’abord testées in vitro sur cellules tumorales en culture. Seules les molécules validées in vitro seront évaluées in vivo. Le modèle murin semble le plus approprié, il permet de se rapprocher d'un grand nombre des caractéristiques de la pathologie humaine.
Bénéfices attendus
Dans le contexte de l’oncologie, l’intérêt médical de développer de nouveaux composés chimiques capables d’interférer avec la prolifération cellulaire est évident. De nombreux cancers solides voient leur métabolisme du cuivre perturbé. Ces perturbations passent par des protéines spécifiques de ce métabolisme, ce qui en fait non seulement des biomarqueurs utilisables à des fins de diagnostic et ou de pronostic, mais également des cibles thérapeutiques intéressantes. À ce jour, plusieurs essais cliniques visent à évaluer l’efficacité de molécules "anti-cuivre". Compte tenu des pronostics encore médiocres de pathologies comme le cancer du poumon ou le cancer du pancréas, il reste une grande place pour le développement de molécules chimiques originales capables d’interférer avec les mécanismes de l’homéostasie du cuivre, et qui pourraient faire partie des chimiothérapies de demain. Ainsi notre nouvelle classe de molécules, ionophores de Cu(I), a un potentiel important en cancérologie. C’est pourquoi notre brevet vise à protéger l’application de cette famille de composés pour des applications en cancérologie.
Procédures
Injection des composés contenue dans les liposomes (Les injections dureront moins de 10 sec, sous anesthésie gazeuse) : Etude de toxicité : Nous effectuerons une injection intraveineuse (IV) hebdomadaire (durant 3 semaines = 3 injections) des composés intégrés à des liposomes sur 90 souris (durée maximale de la procédure 5 semaines). Dans le cadre de l’étude toxicité nous effectuerons 2 prélèvements bilans sanguins/animal sous anesthésie (1 bilan avant injection du traitement et 1 réalisé avant l’euthanasie). Etude d’efficacité tumorale : le nombre sera compris entre 200 et 400 souris Nous effectuerons une injection hebdomadaire de traitement (durant 3 mois = 12 injections) soit un total de 500 souris maximum (durée maximale de chaque procédure estimée à 4 mois par animal). Les composés seront injectés en IV (200 souris, soit 100 pour les tumeurs sous cutanées, 50 pour l’orthotopique, et 50 pour les métastatiques) En cas d’échec, 200 souris seront utilisées pour tester la voie IP : (200 souris, soit 100 pour les tumeurs sous cutanés, 50 pour l’orthotopiques, et 50 pour les métastatique) En cas d’échec, 200 souris seront utilisées pour tester la voie péri-tumorale ((200 souris, soit 100 pour les tumeurs sous cutanés, 50 pour l’orthotopiques, et 50 pour les métastatique) En cas d’échec, 200 souris seront utilisées pour tester la voie intratumorale ((200 souris, soit 100 pour les tumeurs sous cutané, 50 pour l’orthotopiques, et 50 pour les métastatique) Implantation tumorale : Implantation de cellules cancéreuses pulmonaires en sous-cutané. Implantations orthotopiques intra pulmonaire de cellules cancéreuses pulmonaires bioluminescentes, via un système ad hoc, sous anesthésie. Implantation orthotopiques mammaires dans le coussinet graisseux sous la mamelle sous anesthésie gazeuse. 21 jours post injection des cellules tumorales nous retirerons la tumeur mammaire sous anesthésie gazeuse. Après l’implantations orthotopiques intrapulmonaire ou orthotopiques mammaires, une injection sous-cutanée de buprénorphine sera réalisée.Suivi de croissance tumorale : pour les tumeurs sous cutanées, la croissance tumorale est mesurée 3/semaine avec un pied à coulisse sur animal vigile. Les procédures d’imagerie se feront sous anesthésie. Nous suivrons la croissance tumorale par bioluminescence 1 fois/semaine, nécessitant 1 injection de luciférine par voie IP sur animal vigile.De la tomographie rayons X sera effectuée avant l'euthanasie des animaux dans les procédures 3 et 4.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables attendus sont : immunodéficience des souris, douleurs et conséquences des injections sous-cutanées, intra-peritoneale et intraveineuses, stress de la contention et des anesthésies,tumeurs orthotopiques et metastases.
Devenir
À l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés puis des études histologiques des tissus (organes, tumeur métastase) après euthanasie des souris seront réalisées. Ces études sont absolument fondamentales. Elles permettront de vérifier in situ (dans les tumeurs des animaux, récupérées après euthanasie) l'efficacité de notre nouvelle classes de molécule ainsi que la non inocuité du processsus de vectorisation des molécules via des liposomes. De plus cela ces procédures, nous permettrons également d'investiguer le mécanisme d’action de nos composés. Nous réaliserons différents marquages immunohistochimiques de cible du métabolisme du cuivre et de cibles couramment étudié en cancérologie. Nous évaluerons les niveaux de cuivre cellulaires en intra tumoral, et en péri tumoral sur tissu ex vivo.
Remplacement
Les paramètres de biodistribution sont obtenus uniquement par l’emploi d’animaux. Ces études précliniques sont nécessaires avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n’existe pas de modèle non biologique ou in vitro permettant de réaliser ces travaux sans perte d’informations scientifiques.
Réduction
Afin de réduire le nombre de composés à évaluer, beaucoup d'essais in vitro visant à évaluer les caractéristiques chimiques et antiproliferatives de cette nouvelle classe de molécules ciblant le cuivre ont été effectués. De plus l’ensemble des liposomes contenant ou non les molécules d'intérêt ont été testées et validés in vitro en 2D sur des cultures de cellules tumorales.Seules les composé vectorisés dans des liposomes les plus performantes seront testées chez l’animal. Cette étape d’expérimentation animale permet de progresser dans la mise au point de nouvelles thérapies anti-tumorales et de procéder à leur évaluation pré-clinique avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n'existe pas de méthodes alternatives pour réaliser ce travail. La stratégie de réduction a été réalisée grâce aux études préliminaires in vitro. De plus, nous avons choisi de réaliser les etudes de pharmacocinétiques et d'efficacités avec 10 animaux par groupe pour obtenir des résultats statistiquement fiables (ANOVA). Afin d'employer au mieux les animaux, les protocoles présentés ont été optimisés afin d'obtenir le maximum d'informations sans augmenter la douleur infligée aux animaux. La collection d'échantillons post-mortem permettra notamment des études à postériori des organes/tumeurs.
Raffinement
Des mesures de raffinement ont été prises afin de réduire la douleur, la souffrance et l'angoisse notamment en mettant en place des points limites. Dans le cadre de la réduction de la douleur, des injections d'analgésiques tels que la buprénorphine seront effectués. Nous pourrons également ajouter du paracétamol dans l'eau de boisson. Enfin les souris immunodéficientes seront hébergées dans un environnement adapté à leur déficience immunitaire c'est dire dans des armoires ventilées en pression positive, protégeant les souris en évitant la présence de pathogène. De plus, toutes les procédures possiblement traumatisantes sont effectuées sous anesthésie gazeuse, avec une gestion de la douleur adaptée à chaque situation notamment via l’injection d’analgésique tel que la buprénorphine. Les souris immunodéficientes seront hébergées dans un environnement adapté à leur déficience immunitaire c'est dire dans des armoires ventilées en pression positive, protégeant les souris en évitant la présence de pathogène. De plus, toutes les procédures possiblement traumatisantes sont effectuées sous anesthésie gazeuse, avec une gestion de la douleur adaptée à chaque situation notamment via l’injection d’analgésique tel que la buprénorphine. Les souris immunodéficiences seront hébergées dans un environnement adapté à leur déficience immunitaire c'est dire dans des armoires ventilées en pression positive, protégeant les souris ainsi les souris immunodéficiences évitant ainsi la présence de pathogène.
Choix des espèces
Les souris immunodéficientes permettent le développement de modèles tumoraux humains sans phénomène de rejet. Les méthodes utilisées pour induire une tumeur sont rapides et reproductibles et la bonne connaissance de ce modèle de pathologie chez la souris fait que les limites éthiques de ce type d’expérimentation sont bien connues. Les modèles animaux permettent d’avancer dans la mise au point de nouvelles thérapies et procéder à leur évaluation préclinique avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. La souris est l’espèce la plus adaptée et la mieux décrite pour la mise en oeuvre de protocoles de thérapie in vivo. Souris nudes de 5 semaines. Ce stade de développement permet d’avoir des souris adultes avec une prise tumorale optimale, avant le pic de production de leucocytes NK (natural killer) à l’âge de 8 semaines.
Evaluation de l’effet de molécules à visées thérapeutiques dans le modèle de souris autoimmune MRL/lpr
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Issues d'une lignée qui développe spontanément une maladie proche du lupus, elles subissent une lymphoprolifération, une insuffisance rénale et des lésions cutanées, puis reçoivent des prélèvements sanguins et une injection de molécules candidates sous anesthésie. Le porteur indique que toutes les souris sont mises à mort à treize semaines au plus tard pour des analyses biochimiques, la souffrance sévère venant de la maladie que la lignée développe d'elle-même. Il affirme qu'étudier un "organisme entier" est "nécessaire", qu'il n'existe "pas d'alternative" non animale et que la souris est la "meilleure et seule stratégie" disponible.
Objectifs
Le lupus érythémateux disséminé est une maladie auto-immune. Dans cette maladie, le système immunitaire qui en principe protège contre les microbes ou les substances étrangères à l'organisme, se dérègle et se retourne contre les propres cellules de l'organisme. L'inflammation chronique qui se produit dans le lupus peut virtuellement affecter de nombreux organes (articulations, peau, sang, cœur, vaisseaux sanguins, tractus gastro-intestinal, cerveau, poumons, etc.), ce qui rend ce syndrome parfois difficile à diagnostiquer et surtout à traiter. Il n'existe à ce jour aucun traitement du lupus. Les traitements disponibles ne traitent que les symptômes et pas les causes. En plus, leur administration provoque souvent des effets secondaires indésirables à moyen ou long terme (infections à répétition, troubles cardiaques, cancer). Il y a quelques années, une molécule a été découverte qui se comporte comme un puissant régulateur bénéfique de la réponse auto-immune dans le lupus. Cette molécule présente une activité protectrice chez des souris-modèles qui développent une maladie qui miment la maladie lupique. Ce candidat-médicament a montré des effets bénéfiques dans des essais cliniques chez des patients atteints de lupus. Son mécanisme d’action a été identifié au laboratoire. Ce n’est pas une molécule immunosuppressive qui réduit sans discernement toutes les réponses immunitaires. Il n’empèche pas l’organisme de développer une réponse immunitaire normale contre un pathogène, par exemple un virus. Il réduit seulement et très précisemment la réponse autoimmune. L'objectif de cette étude est d'identifier de nouvelles molécules capables, comme ce premier candidat, de modifier l'évolution de la maladie de manière bénéfique et non immunosuppressive. Ces molécules que l’on espère plus puissantes et administrables par des voies naturelles (peau, muqueuses, voie orale), sont préalablement sélectionnées dans des tests cellulaires. Leur non-toxicité cellulaire est testée avant de les injecter à des souris modèles.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet auront un impact scientifique et clinique pour les patients touchés par le lupus. La découverte de nouveaux moyens d'intervention thérapeutique pour traiter une maladie incurable comme le LED améliorerait considérablement la qualité de vie et la durée de vie des patients en réduisant les effets secondaires causés par les médicaments symptomatiques (non ciblés sur un mécanisme moléculaire comme dans notre cas), les seuls disponibles à l'heure actuelle.
Procédures
Les souris recrutées pour l'étude pharmacologique subiront : - deux prélèvements de sang, avant le traitement et à jour 5, sous anesthésie gazeuse (durée 3 minutes) - une unique injection du traitement contrôle ou des molécules candidates ou de NaCl sous anesthésie gazeuse (durée 3 minutes).
Impact sur les animaux
Le modèle murin MRL/lpr développe une maladie auto-immune ressemblant au LED en raison d'une mutation du gène lpr. Généralement après l'âge de 11-12 semaines, les souris femelles et mâles commencent à développer progressivement une lymphoprolifération, une insuffisance rénale, une lymphadénopathie et des lésions cutanées. Ces effets associés à la maladie du lupus ont un impact sur le bien-être des souris. Les effets secondaires dus au prélèvement sanguin et à l'injection intraveineuse sont exceptionnels (œdème, inflammation, rougeur).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l'âge de 13 semaines maximum pour analyse biochimiques et moléculaires.
Remplacement
L'utilisation de modèles de souris dans ce projet est cruciale car l'hypothèse selon laquelle le Lupus Erythémateux Diffus est une maladie multi systémique est plus que bien établie. Afin de comprendre le rôle joué par les différents organes, tissus et compartiments de l'organisme et les mécanismes qui sous-tendent leur communication au cours de la détermination et de la progression de la maladie, il est nécessaire d'étudier un organisme entier, une étude intégrée qu’il n'est évidemment pas possible de réaliser en utilisant des systèmes cellulaires (cellules isolées en culture ou organoïdes). Parmi les modèles animaux de LED disponibles, le modèle spontané de MRL/lpr, représente le modèle le plus utilisé en raison de l'apparition rapide de la maladie et de ses multiples manifestations voisines de celles déclarées chez les patients. Ce modèle murin est considéré aujourd’hui comme un modèle préclinique pertinent pour établir la preuve de concept de nouvelles thérapies. Il n'y a pas d'alternative disponible à un modèle non-animal qui puisse répondre à nos questions. Le modèle de la souris représente la meilleure et seule stratégie actuellement disponible pour générer des données qui peuvent avoir un impact translationnel futur pour les humains.
Réduction
Le nombre d'animaux dans le projet est estimé selon les calculs de puissance considérant la nécessité de réduire l'utilisation d'animaux à un nombre minimum mais suffisant pour obtenir des résultats biologiquement valides et significatifs pour les objectifs de cette étude. La taille de chaque groupe d'animaux est de n=10 souris/groupe et elle a été calculée en utilisant un logiciel. Les triplicats sont envisagés pour assurer la validation statistique des données. Si les résultats sont homogènes, ou tout à fait négatifs après un duplicat, un triplicat ne sera pas effectué, ceci afin de réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans un groupe social, pendant l'accouplement (1 mâle et 2 femelles) et pendant le traitement dans un groupe (5 souris/ cage). Les cages seront enrichies avec matériaux de nidation et tubes. Nous avons défini des points critiques de souffrance pour l'animal. Toutes les opérations invasives (injections et saignées) seront réalisées sous anesthésie gazeuse.
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux de LED disponibles, le modèle spontané MRL/lpr représente le modèle le plus utilisé en raison de l'apparition rapide de la maladie et de ses multiples manifestations voisines de celles déclarées chez les patients. Ce modèle murin est considéré aujourd’hui comme un modèle préclinique pertinent pour établir la preuve de concept de nouvelles thérapies. D’autres modèles existent mais ils sont beaucoup plus lents à se développer et rendent les études de tests de médicaments très allongées (1 an-1,5 an en moyenne). Les animaux pour la reproduction seront recrutés à l'âge de 6-7 semaines (maturité sexuelle). Les animaux destinés à l'essai du médicament seront recrutés à l'âge de 11-12 semaines (souris adultes). A cet âge, la maladie a débuté mais les souris ne sont pas encore à un stade où leur système immunitaire est gravement altéré.
Développement d’une stratégie thérapeutique ciblant le métabolisme des cellules cancéreuses de prostate
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système urogénital
1 785 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur de prostate sous la peau puis des injections répétées pendant quatre à six semaines, pour tester des nanoformulations à base de carbone ciblant le métabolisme des cellules cancéreuses. Le porteur indique que la greffe peut provoquer une douleur au site d'incision, une infection et une inflammation, et que toutes les souris sont mises à mort pour collecter des tissus. Il affirme qu'aucune méthode de remplacement "pertinente" n'existe et qualifie la xénogreffe d'"indispensable", les retombées cliniques étant renvoyées au potentiel.
Objectifs
Le cancer de la prostate (CaP) représente 1 276 000 nouveaux cas et 360 000 décès dans le monde par an (57 000 cas, 9 000 décès en France). Il est dépisté par mesure du PSA (Antigène Spécifique de la Prostate) et toucher rectal. Aux stades localisés, des traitements curatifs existent : la chirurgie, la radiothérapie et la Curiethérapie, et des ultrasons. Au stade métastatique, l’hormonothérapie est le traitement de 1ère ligne, avec cependant une problématique de taille, l’échappement hormonal, qui fait que le cancer reprend son développement. Il s’agit d’un cancer complexe et hétérogène pour un même patient et entre les patients, et impliquant de multiples processus moléculaires permettant aux cellules tumorales d’échapper à la mort, rendant les traitements difficiles. Pour améliorer la survie des patients de nouvelles avancées sont nécessaires, tant pour le diagnostic que pour le traitement de la maladie. Dans ce projet ciblé sur le cancer de la prostate, nous allons développer des molécules chimiques innovantes qui permettent de combiner de la chimiothérapie et de la thérapie génique qui permet d’éteindre un gène d’intérêt important pour le développement tumoral.
Bénéfices attendus
Notre projet va optimiser au niveau préclinique l’utilisation de nanoformulations à base de carbone pour un double ciblage cellulaire du métabolisme. Les retombées de notre projet ont des implications potentielles très importantes pour la clinique. Nos résultats permettront ainsi d’ouvrir de nouvelles perspectives pour le traitement du cancer de la prostate. Du fait que les patients deviennent résistants aux thérapies anti-tumorales classiques dans ce cancer, il y a un besoin urgent de découvrir, de développer et valoriser de nouvelles alternatives thérapeutiques pour une meilleure prise en charge des patients aux stades avancés de la maladie. Récemment, de nouvelles opportunités ont émanées de laboratoires de recherche travaillant sur des composés ciblant le métabolisme cellulaire et l’apport en oxygène des cellules tumorales. Nos résultats antérieurs supportent largement notre hypothèse et valident le rationnel de ce projet. Ainsi, nous pourrons apporter de nouveaux outils pour cibler le métabolisme des cellules cancéreuses grâce à ces propriétés uniques des nanoformulations à base de carbone.
Procédures
Les animaux recevront un implant tumoral sous-cutané au cours d’une intervention chirurgicale sous anesthésie générale. La chirurgie durera 5 minutes. Le volume tumoral sera suivi par mesure hebdomadaire à l’aide d’un pied à coulisse électronique. Ils recevront des injections sous anesthésie générale répétées sur 4 à 6 semaines, à raison de 2 injections par semaine durant environ 15 secondes.
Impact sur les animaux
Comme il s’agit de greffer des petits morceaux de tissus tumoraux, il est possible qu’il y ait une douleur au site d’incision, et une infection au point de suture. Une inflammation au site d’injection est aussi possible.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin des expérimentations afin de collecter un maximum de tissus afin de procéder à des analyses complémentaires et soulager les douleurs éventuelles.
Remplacement
Le cancer de la prostate, comme beaucoup de cancer, se caractérise par une grande variabilité cytogénétique entre les individus et hétérogénéité au sein même de la tumeur. La réalisation d'études précliniques fiables nécessite l'utilisation de modèles reproduisant fidèlement ces caractéristiques des tumeurs humaines. Or, les modèles d'étude se basant sur les lignées cancéreuses clonales ne reflètent pas l'hétérogénéité de la tumeur in situ. De même, pour les systèmes de culture 3D en cours de développement qui ne permettent pas encore d’obtenir des résultats projetables à l’homme. Par conséquent, aucune méthode de remplacement pertinente n'existe à ce jour. Il est donc indispensable d’utiliser le modèle de xénogreffe de tumeur de patients, seul capable de reproduire les caractéristiques de la pathologie humaine.
Réduction
Nous avons réduit au maximum le nombre d’animaux utilisés pour les différentes étapes du projet, notamment en réduisant le nombre de réimplantation lors de la stabilisation des modèles de xénogreffe et en réalisant des études pilotes pour valider les voies d’administration des traitements. Le nombre d’animaux a été calculé statistiquement (calcul de puissance) afin d’être réduit à son minimum tout en permettant d’atteindre les objectifs du projet. Dès que les objectifs seront atteints, ou en absence d’effet des traitements, aucun animal supplémentaire ne sera inclus permettant de réduire encore les effectifs.
Raffinement
Le raffinement sera assuré par un enrichissement des cages pour le confort des animaux (des bâtons à ronger pour limiter les querelles ; des carrés de coton pour une nidification ; des igloos, permettant le jeu et le repos). Les souris seront nourries et hébergées en groupe ; elles ne seront séparées qu'en cas de comportement agressif avec induction de plaies. Nous diminuerons la douleur et l'angoisse liées à la xénogreffe en opérant sous anesthésie générale, avec une anesthésie locale au site d’implantation, et en appliquant une analgésie péri- et post-opératoire. Les animaux seront maintenus au chaud sur un tapis chauffant pendant la phase de réveil, phase pendant laquelle les animaux seront surveillés en continu. De plus, nous avons établi des points limite qui mettront fin à l’expérimentation en cas de souffrance et d’inconfort des animaux.
Choix des espèces
Les pathologies cancéreuses en général se caractérisent par une grande variabilité cytogénétique (variation de l’ADN des cellules tumorales) entre les individus et sont généralement hétérogènes au sein même de la tumeur. Or, jusqu'à présent, les modèles d'étude en oncologie se basent sur les lignées cancéreuses clonales qui ne reflètent pas l'hétérogénéité de la tumeur in situ. Par ailleurs, les modèles expérimentaux in vitro ne prennent pas en compte le rôle du microenvironnement dans le développement tumoral. Ainsi, malgré le développement de cultures 3D dont la mise en place reste difficile, les modèles animaux s'avèrent donc indispensables pour la recherche translationnelle en oncologie. Le modèle expérimental décrit dans ce projet nécessite l'utilisation d'animaux immuno-déprimés pour permettre la greffe d'un tissu étranger. Les greffes seront réalisées sur des souris jeunes âgées de 5 à 6 semaines afin d’avoir un système immunitaire encore très peu mature, permettant d’assurer une prise de greffe optimale.
Traitement des allergies par nébulisation d’acide gras à chaînes courtes chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont sensibilisées de façon répétée par injection, gavage et voie nasale pour développer un asthme allergique aux acariens et une allergie alimentaire au blé, puis reçoivent des acides gras à chaînes courtes par nébulisation. Le porteur indique que le déclenchement de l'allergie provoque une chute de la température corporelle et une gêne respiratoire, et que les souris sont mises à mort pour prélever poumons, rate, ganglions et intestins. Il affirme qu'il est "impossible" de reproduire le système immunitaire in vitro ou in silico, les bénéfices préventifs et thérapeutiques annoncés restant à évaluer.
Objectifs
Des études épidémiologiques ont établi des relations entre le mode de vie /environnement et l’incidence des maladies allergiques. Des données récentes ont montré́ l’association entre la survenue des allergies et la sévérité des symptômes avec des modifications de microbiote. Il est aujourd’hui clairement établi que le microbiote intestinal, contribue au développement du système immunitaire en étant impliqué dans des fonctions digestives, métaboliques et neurologiques. Le déséquilibre de l’écosystème microbien appelé́ « Dysbiose », est associé à des altérations des réponses immunitaires et au développement de maladies et en particulier des allergies ou de l'asthme. Cette dysbiose entraine non seulement un changement dans les espèces bactériennes présentes mais surtout une dérégulation de la production d’acides gras à chaines courtes (AGCC) par le microbiote. Des études ont mis en évidence qu’une concentration élevée en AGCC comme par exemple le propionate ou le butyrate était associée à une protection contre le développement des allergies et de l’asthme. Nous avons montré une diminution des niveaux d’AGCC en lien avec une aggravation des symptômes de l’asthme. De plus, l’augmentation de ce taux d’AGCC est associé à un blocage de la différentiation deslymphocytes B en régulateurs contrôlant la réponse immunitaire durant l'allergie in vitro. L'objectif de ce projet est d’étudier le rôle des AGCC comme moyen de prévention et de thérapies dans un modèle d’asthme allergique aux acariens chez la souris et dans un modèle d'allergie alimentaire au blé.
Bénéfices attendus
Les travaux réalisés antérieurement au laboratoire ont démontré un rôle majeur des AGCC dans la réponse immune et en particulier la réponse lymphocytaire B. Par ailleurs, cette réponse régule en grande partie la réponse allergique. Dans ce contexte, les bénéfices attendus de ce projet préclinique sont d’évaluer l’intérêt préventif et thérapeutique des acides gras a chaines courtes (AGCC) dans l’allergie alimentaire et l’asthme.
Procédures
Sensibilisation par voie intrapéritonéale tous les 7 jours pendant 3 semaines puis un gavage, pour l’induction de l’allergie alimentaire. ce geste dur moins d'une minute. Anesthésie gazeuse tous les 7 jours pour l’induction de l’allergie respiratoire pendant 6 semaines. Ce geste dure quelques miniutes (2 à 5 minutes). Sensibilisation sous anesthésie gazeuse percutanée à l’oreille tous les 7 jours pendant 4 semaines. Ce geste dure quelques miniutes (2 à 5 minutes). Sensibilisation nasale sous anesthésie gazeuse tous les 7 jours pendant 2 semaines. Ce geste dure quelques miniutes (2 à 5 minutes). Nébullisation des AGCC dans une chambre de plethysmographe (Chambre hermétique permettant de mesurer les variations d’air a l’intérieur et d’apprécier la respiration de la souris). Ce geste dur de 30 secondes a une minute.
Impact sur les animaux
Lors du déclenchement de l’allergie alimentaire (challenge) par gavage oral, une baisse de température corporelle d'environ 30 à 45 minutes des animaux est généralement observée. Lors du déclenchement de l’allergie respiratoire (challenge) par dépôt intra-nasal, certaines souris peuvent ressentir une gêne respiratoire suite au deuxième dépôt intra nasal d'une durée de quelques minutes (>10).
Devenir
Mise à mort des animaux afin de récupérer les différents tissus nécessaires à l’étude physiologique, immunologique et la sévérité des allergies incluant poumons, rate, ganglions, femurs, intestins.
Remplacement
Impossible de prendre des mesures de remplacement. Il est impossible de reproduire efficacement les systèmes biologiques très complexes et en particulier le système immunitaire in vitro ou in silico. Notamment pour mesurer l'impact de traitement comme la nébulisation de propionate sur la fonction respiratoire, l'inflammation pulmonaire ou encore la réponse humorale. Nos travaux préliminaires ont montré une action du propionate sur la différenciation des lymphocytes B qui doivent etre confirmé et étendu in vivo.
Réduction
Nombre d’animaux réduis au minimum pour être statistiquement relevant c’est-à-dire au moins 10 individus par groupes pour faire des analyses statistiques. Ce nombre à été determiné grâce aux études précedentes et aux tests de la variance.
Raffinement
Seul le personnel expérimenté et qualifié effectuera les expérimentations animales. Ces exigences visent à s’assurer que les procédures nécessaires à l’élevage et à l'expérimentation sont exécutées efficacement, avec les soins appropriés afin de minimiser la souffrance des animaux. Le suivi quotidien des animaux et des signes généraux mais aussi la mise en place lors des procédures expérimentales d'analgésie et d'anesthésie permet de minimiser l'inconfort et la douleur. Le cycle jour/nuit de 12h des animaux sera respecté. Les souris seront herbergé dans les cages ventilé avec un cycle jour/nuit de 12h (température, humidité). Les souris seront hébergées à 5 par cage selon les groupes dans un environnement avec au moins 2 enrichissements (dôme, tube, coton) pour limiter l’angoisse et s’adapter à nos expériences pour des raisons pratiques de logistique. Les souris seront sacrifiées si trois signes cliniques notables ou un signe clinique sévère sont observés.
Choix des espèces
Au cours de cette étude seront utilisées des souris femelles de souche Balb/C. Ces souris constituent un modèle de choix, reconnu, dans le cadre d’étude du système immunitaire du fait de la caractérisation approfondie de ces souches. De plus nous avons débuté nos modèles sur ces femelles Balb/c. Il n’existe aujourd’hui pas de méthodes alternatives pour analyser efficacement et dans son ensemble la réaction allergique. De plus, l’allergie est caractérisée par des symptômes que seuls des modèles animaux peuvent adéquatement reproduire. Les femelles auront entre 6 et 10 semaines de vie, stade auquel le système immunitaire est complètement mature.
Identification du rôle d’une hormone dans la « maladie du greffon contre l’hôte » chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont irradiées puis greffées par injection, pour étudier le rôle d'une hormone du fer dans la maladie du greffon contre l'hôte, complication fréquente des greffes de moelle. Le porteur indique que la maladie provoque une perte de poids, une alopécie et une desquamation de la peau, et que les souris sont mises à mort pour prélever peau, intestin et foie. Il affirme qu'il est impossible de reproduire le système immunitaire in vitro et conclut que l'expérimentation animale est un "élément clé" du projet, les retombées thérapeutiques restant formulées au conditionnel.
Objectifs
La greffe de moelle est un traitement majeur de nombreux cancers du sang. Dans certaines formes de leucémies aiguës notamment, il s’agit du seul traitement permettant potentiellement d’obtenir la guérison. L’efficacité de la greffe de moelle est limitée par les complications de ce traitement. En effet, dans près de 50% des cas, la greffe de moelle se complique d’une réaction immunitaire appelée maladie du greffon contre l’hôte. La maladie du greffon contre l’hôte est caractérisée par une toxicité de certains organes : principalement la peau, le tractus gastro-intestinal et le foie. Cette complication est parfois gravissime puisqu’elle entraîne le décès du patient dans environ 15% des cas. Il s’agit de la principale cause de décès après greffe de moelle. De manière intéressante, il a été montré que la surcharge en fer chez les patients exacerbait la maladie du greffon contre l’hôte, suggérant un rôle du fer dans la pathogenèse. L’hormone clé de régulation du fer est principalement secrétée par le foie mais peut être exprimée localement dans la peau et intestin et joue un rôle majeur dans le recrutement de cellules immunitaires. Des données montrent l’expression de cette hormone dans la peau et l’intestin de patients souffrant de la maladie du greffon contre l’hôte. Le projet visera à comprendre le rôle de cette hormone et du fer dans le développement de cette maladie.
Bénéfices attendus
Dans la peau et l’intestin, l’hormone du fer pourrait avoir un rôle inflammatoire en induisant d’une part la surcharge en fer dans les cellules de ce tissu et d’autre part en activant les cellules immunitaires. Ce projet pourrait avoir des retombées en recherche fondamentale (meilleure connaissance des processus de la GVH) mais également en recherche appliquée en proposant de cibler l’hepcidine ou le fer en thérapeutique dans cette pathologie.
Procédures
Sur animaux vigiles : - Les souris seront irradiées pendant 3 minutes 30 (quelques secondes de contention pour les placer dans les boites d’irradiation). - 3 heures après irradiation: les souris subiront une injection intraveineuse caudale (100 ul ; temps de contention de 20 secondes). - 14 jours post-greffe : prélèvement sanguin de 50 ul via la veine mandibulaire par simple contention (20 secondes) à l’aide d’une lancette. - 1 mois post-greffe : Injection sous-cutanée (100 ul Buprénorphine à 0,1mg/kg) avec une aiguille de 26G 1⁄2 (temps de la réalisation impliquant la contention: 20 secondes). 30 minutes après, sur animaux anesthésiés à l’isoflurane (1 minute par souris) à 4% avec un mélange d’air, 500ul de sang sera prélevé par voie rétro-orbitale à l'aide de capillaires héparinés (Hirschmann TM).
Impact sur les animaux
L’irradiation (sans transplantation) provoque (aux cinétiques étudiées) une rougeur de la peau. La maladie du greffon contre l'hôte va induire une perte de poids, une alopécie et une desquamation de la peau (formation « d’écailles »).
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélever la peau, l’intestin et le foie ainsi que le sang afin de mesurer différents paramètres biologiques.
Remplacement
Des tests in vitro sur des cellules de la peau ont été effectués en amont pour déterminer le rôle de l’hormone du fer dans l’inflammation. Nous avons en parallèle accés à des biopsies de patients atteints de la maladie du greffon contre l'hôte. Les modèles animaux sont utilisés ici dans le but d'obtenir un modèle pathologique proche de celui développé chez l’homme. Au cours de la « maladie du greffon contre l’hôte » de nombreuses cellules immunitaires sont impliquées et leurs interactions ont un rôle fondamental dans le développement de la maladie. De plus, cette réaction du greffon congre l'hôte est caractérisée par le déclenchement de symptômes, uniquement observables in vivo. Il est donc impossible de reproduire efficacement les systèmes biologiques très complexes et en particulier le système immunitaire uniquement par des études in vitro. Ainsi l'expérimentation animale est un élément clé de ce projet.
Réduction
Un nombre minimum d'animaux sera inclus dans chaque groupe mais toutefois suffisant pour assurer la reproductibilité de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions. L'étude statistique permet de calculer au plus juste le nombre d'animaux à utiliser.
Raffinement
La durée et la dose de traitements utilisées seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les souris sont mises sous antibiotique pour éviter tout risque d’infection. Des analgésiques et anesthétiques seront utilisés pour le prélèvement sanguin et en cas de mal être. Les animaux sont en groupes sociaux et disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés.
Choix des espèces
Les réactions observées au cours de la « maladie du greffon contre l’hôte » chez la souris sont les mêmes que celles observées chez l'homme. Des souris adultes de de 8 à 12 semaines seront utilisées, car à cet âge, le système immunitaire est mature ce qui est indispensable à l’étude de la « maladie du greffon contre l’hôte ».
Etude des mécanismes de l’atteinte musculaire dans des modèles de titinopathies
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent deux implantations de pastilles sous la peau par une canule et trois prélèvements sanguins, pour tester si l'activation de l'autophagie par la rapamycine améliore une dystrophie musculaire d'origine génétique. Le porteur indique que les souris seront euthanasiées à la fin pour prélever leurs organes, et que l'insertion des pastilles peut provoquer une douleur ainsi qu'une sécheresse oculaire pendant les anesthésies. Il affirme qu'aucune méthode sans animaux ne permet d'étudier cette maladie, décrivant les cultures cellulaires comme incapables de reproduire une pathologie qui se développe trop lentement.
Objectifs
L'objectif de ce projet s’inscrit dans l’évaluation d’approches thérapeutiques pour des maladies génétiques rares, les dystrophies musculaires, pour lesquelles il n’existe, à l’heure actuelle, aucun traitement. Les dystrophies musculaires sont des maladies dégénératives du muscle qui conduisent à une perte progressive des fonctions motrices telle que la marche. La dystrophie musculaire étudiée dans ce projet est la dystrophie musculaire tibiale (TMD) qui est due à une mutation dans le gène de la titine. Bien que les mécanismes pathogéniques moléculaires de cette maladie ne soient pas entièrement compris, un certain nombre d’éléments suggèrent qu’une activation du mécanisme de nettoyage cellulaire appelé autophagie pourraient être bénéfique pour améliorer le phénotype. Notre étude vise à déterminer l’effet d’une activation de l’autophagie sur le phénotype de souris modèle de la TMD afin de comprendre si une modulation de l’autophagie pourrait consister en une approche thérapeutique pour les patients TMD.
Bénéfices attendus
Dans ce projet, nous proposons de définir si l’activation de l’autophagie a un effet bénéfique sur la pathologie TMD. La molécule utilisée, la rapamycine (Sirolimus, Rapamune®) est une molécule ayant déjà l’autorisation d’utilisation chez l’homme. Il sera donc possible à la fin du projet de préparer un essai clinique chez les patients TMD pour valider son usage dans cette pathologie qui n’a pas de traitement à ce jour.
Procédures
Les interventions sur les animaux comprennent l'insertion des pastilles par une canule deux fois au cours du protocole et les prélèvements sanguins trois fois au cours du protocole.
Impact sur les animaux
Les nuisances (douleur ou stress) attendues sur les animaux sont liées à la nature des actes réalisés: douleur liée à l’insertion des pastilles par la canule deux fois au cours du protocole et aux prélèvements sanguins. Il y a une possibilité de sécheresse oculaire au cours des anesthésies.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de réaliser le prélèvement des organes.
Remplacement
Aucun modèle alternatif à des modèles animaux ne nous permet d’étudier les symptômes typiques des dystrophies musculaires pour répondre aux questions posées. Théoriquement, les méthodes alternatives à l’expérimentation animale peuvent être de différentes natures : méthodes in silico ou in vitro. Les approches in silico utilisées en alternative à l’expérimentation animale à ce jour permettent uniquement des modélisations physico-chimiques comme la relation entre structure et activité biologique d’une molécule ou des modélisations toxico-cinétiques d’élimination de molécules. Des modèles in silico qui pourraient permettre de modéliser numériquement les expériences proposées dans ce projet à partir d’un ensemble de données n’existent donc pas à ce jour. Les méthodes in vitro les plus utilisées aujourd’hui comme alternative en expérimentation animale sont basées sur l’utilisation de cultures cellulaires. Elles présentent l’avantage d’offrir la possibilité d’utiliser des cellules humaines avec les considérations éthiques correspondantes bien sûr. Il est possible de réaliser des cultures cellulaires ou des organoïdes pour les organes considérés avec, même une certaine complexité, comme en co-culture avec certaines cellules additionnelles. Cependant, il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro de la pathologie étudiée dans ce projet d’autant que les symptômes se développe lentement sur une période qui dépasse la durée possible de maintenance de cellules en culture.
Réduction
Ce projet se limite aux expériences considérées comme absolument indispensables et prévoit l'exploitation maximale des données obtenues. Vu l’âge des animaux et la durée du protocole, nous réaliserons un maximum de prélèvements après la mort des animaux, plus que ce qui serait nécessaire pour la réponse à la question de ce projet. Ces prélèvements seront conservés et seront donc disponibles pour répondre à des questions qui pourraient émerger des résultats obtenus ou d’autres sources comme la littérature. Le nombre d’animaux utilisés par groupe est optimisé pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Le critère choisi est une réduction du niveau des fibres musculaires ayant subi au moins un cycle de dégénérescence. Le test statistique utilisé donne N=10 par groupe.
Raffinement
Nous avons choisi d’administrer la molécule à l’aide de pastilles sous cutanées qui permettent la délivrance de la molécule pendant une période de 60 jours. Cette méthode permet un contrôle de la quantité de produit administré en assurant une distribution continue et une stabilité du produit et donc une meilleure reproductibilité. Cette méthode permet de limiter drastiquement la manipulation des animaux avec 2 implantations sur 4 mois au lieu de manipulations quotidiennes, évitant par la même du stress aux animaux.
Choix des espèces
Pour ce projet, nous utiliserons l’espèce souris car le modèle existant de la pathologie étudiée est sur cette espèce Les animaux seront utilisés au stade adulte à un âge permettant l’observation d’une atteinte histologique bien installée à la fin du protocole pour des souris non traitées avec la molécule.
preuve de concept thérapeutique dans les maladies glomérulaires prolifératives et liées à l’hypertension artérielle chez la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections répétées d'un anticorps, des injections rétro-orbitaires sous anesthésie, subissent pour certaines une néphrectomie ou la pose de pastilles induisant une hypertension, et passent en cage métabolique, avant d'être tuées pour analyser les reins. Le porteur décrit une douleur minime aux injections intrapéritonéales et les conséquences physiologiques de l'insuffisance rénale et de l'hypertension induites. Il affirme que les analyses in vitro et in silico ne conviennent pas à l'étude des maladies glomérulaires, testée ici avant un éventuel usage chez l'humain.
Objectifs
Les glomérulopathies sont un groupe de maladies touchant le glomérule. Le glomérule fait partie du rein et est à la base de la filtration du sang et de la production de l'urine. Les glomérulopathies conduisent donc rapidement à l'insuffisance rénale. Un type de cellule du glomérule, les cellules épithéliales pariétales (CEP), joue un rôle majeur dans ces glomérulopathies. En effet, l'activation des CEP est à l'origine des lésions du glomérule qu'on retrouve dans les glomérulopathies. Nous avons à disposition un anticorps bloquant l’activation de ces CEP. Nous voulons tester cet anticorps dans des modèles murins de glomérulopathies afin d’évaluer sa capacité à prévenir l’apparition de l’insuffisance rénale avant une éventuelle utilisation comme médicament chez l'humain.
Bénéfices attendus
Ce projet pourra mettre en évidence l'efficacité d'un nouveau traitement dans deux types de glomérulopathies qui sont deux causes majeures d'insuffisance rénale terminale. Il permettra également de mieux appréhender les mécanismes physiopathologiques de ces glomérulopathies et notamment le rôle des CEP dans celles-ci.
Procédures
104 souris de la procédure "efficacité de l'anticorps anti-claudin 1 humaine dans un modèle de glomérulonéphrite proliférative extra-capillaire, le modèle NTS" subiront une injection de l'anticorps d'interêt ou de son contrôle en intra périntonéale deux fois par semaine pendant 2 ou 3 semaines en fonction de la procédure, ces injections seront effectués sur animaux vigiles. Ces injections intra péritonéales durent une minute. Ces 104 mêmes souris subiront trois injections en rétro-orbitaire de NTS 3 jours de suite aprés anésthésie à l'isoflurane, cette injection dure 30 secondes. Ces souris seront également mises en cages metaboliques une fois par semaine pour une durée maximale de 14 heures et enfin subiront un prélévement de sang en intracardiaque sous anésthesie générale gazeuse à l'isoflurane et sédation à la buprénorphine, qui dure 2 minutes. Ces 104 souris de la P1 subiront une mise à mort par dislocation cervicale après anesthésie à l'isofurane. Pour ces 104 souris, cela fait au total 5 différents types d'intervention. 58 souris de la procédure "efficacité de l'anticorps anti claudin 1 humaine dans un modèle d'HSF, le modèle DOCA salt" subiront une uni-néphrectomie et la mise en place de pellet doca salt sous anesthésie générale gazeuse à l'isoflurane et sédation à la buprénorphine, cette intervention dure 25 minutes. Ces 58 souris subiront une injection de l'anticorps anticlaudin 1 humaine ou de son isotype en intra périntonéale deux fois par semaine pendant 58 jours, ces injections seront effectués sur animaux vigiles. Ces injections intra péritonéales durent une minute. Ces mêmes 58 souris seront mises en cages metaboliques une fois par semaine pour une durée maximale de 14 heures pendant 6 semaines et subiront un prélévement de sang en intracardiaque sous anésthesie générale gazeuse à l'isoflurane et sédation à la buprénorphine. Ce prélèvement dure deux minutes. Enfin, ces 58 souris subiront une mise à mort par dislocation cervicale après anesthésie à l'isofurane. Pour ces 58 souris, cela fait au total 5 différents types d'intervention.
Impact sur les animaux
Les souris subiront le stress d'être isolées pendant le passage en cage métabolique. Elles subiront une douleur minine lors des injections intra péritonéales. Lors des procédures plus invasives comme les injections rétro orbitaires, la néphrectomie ou la mise en place des pellets DOCA, elles seront anesthésiées à l'isoflurane et analgésiées. Enfin, elles subiront les conséquences physiologiques de l'insuffisance rénale et de l'hypertension artérielle induites par les modèles expérimentaux
Devenir
Etant donné que les reins de ses animaux seront analysés, les animaux de ce projet seront mis à mort.
Remplacement
le modèle animal permet de réaliser des expériences de physiopathologie rénale en prenant en compte tous les paramètres physiologiques qui existent in vivo. Les analyses in vitro ou in silico ne sont pas relevantes en ce qui concerne l'étude des maladies glomérulaires car il existe beaucoup de paramètres physiologiques qui entrent en jeu. Des tests in vitro ont été réalisés afin de sélectionner les clones d'anticorps, ces tests ont permis de mettre en évidence leur spécificité et leur efficacité d'anticorps bloquant.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d'animaux requis afin de permettre une analyse statistiquement pertinente des résultats en prenant compte de la variabilité inter et intra expérience. Le calcul des effectifs nécessaires a été fait avec un risque alpha de 5%, une puissance de 95%, une moyenne du groupe contrôle de 12, une moyenne pertinamment différente attendue de 8 dans le groupe traité, une déviation standard de 4 et un ajustement de 10%; ce qui donnait 26 animaux par groupe requis. 3 animaux de plus sont prévus pour pallier les risques du modèle expérimental (mortalité liée à la chirurgie odans le modèle DOCA salt).
Raffinement
Afin de réduire l'angoisse et la souffrance des animaux des mesures seront prises: 1)Une surveillance des animaux, quotidienne par les zootechniciens et bi-hebdomadaire par l'expérimentateur, sera réalisée. Une grille de score d'évaluation de la douleur a été établie permettant d'évaluer la souffrance des animaux et de déterminer des points limites. 2) La procédure terminale sera réalisée sous anesthésie générale gazeuse + buprénorphine . 3)Les procédures invasives tel que les injections retro-orbitaires seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse et les souris recevront un traitement analgésiques qui sera renouvelé et poursuivie si les animaux présentent des signes de souffrance. 4)Les souris seront hébergées en groupe et l’enrichissement de leur environnement sera à base de coton déchiquetable, préservant ainsi une activité et un exercice naturel. 5) une double litière sera mise en place pour pallier à la production excessive d'urine par les souris du modèle DOCA salt, et les cages seront changées 3 fois par semaine.
Choix des espèces
Les mécanismes des maladies du rein sont similaires chez l'homme et la souris et ce sont dans les maladies du rein qu'il existe un interet à bloquer l'activation des cellules appelées CEP et donc à utiliser l'anticorps anti claudin 1. Les souris utilisées seront des souris adultes âgées de 2 à 6 mois car il faut des adultes au système immunitaire mature (>2 mois) et suffisamment jeunes pour ne pas observer des maladies du rein liées au vieillissement.
Etude pilote – Absorption intestinale et metabolisme du phosphate dans des souris CD1/129sv en situation d’insuffisance renale chronique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
48 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit deux chirurgies retirant les cinq sixièmes du rein, puis dix semaines de régime plus ou moins riche en phosphate et des passages en cage métabolique, avec un risque d'anurie, d'hypothermie, de perte de poids et de douleurs gastriques. Le porteur présente cette étude pilote comme un moyen de fixer le sexe et le nombre d'animaux d'une étude ultérieure sur des souris génétiquement modifiées. Il affirme que seul un modèle in vivo permet d'étudier la relation entre rein, intestin et vaisseaux.
Objectifs
La mortalité cardiovasculaire est la principale cause de décès dans l'insuffisance rénale chronique (IRC) à cause du développement de calcifications vasculaires (CV), facteur prédictif important de la mortalité. Lors de cette pathologie, la diminution de la fonction rénale induit la réduction de l’élimination du phosphate (Pi) (sel minéral présent dans le corps humain), cela conduit à une accumulation de cet élément dans le corps au niveau sérique. Ce phénomène est la principale cause de développement de CV. Chez un individu sain, la concentration sérique de Pi est maintenue dans la plage normale par l'équilibre entre un phénomène d’entrée au niveau intestinal et de sortie au niveau rénal, ce dernier étant donc déficient lors de l’IRC. Dans notre étude, nous nous intéressons essentiellement aux mécanismes d’entrée du Pi via le processus d’absorption intestinale et spécifiquement à celui du passage du Pi entre les cellules intestinales. De plus, malgré l’augmentation du taux sériques de Pi, le processus d’entrée reste anormalement activé, cela suggère que la détection et/ou le transport du Pi intestinal sont défectueux dans cette pathologie. Nous souhaitons donc étudier les médiateurs impliqués dans l’absorption du Pi de façon à identifier, dans le futur, des cibles thérapeutiques pour diminuer la concentration sérique de phosphate via la réduction de l’entrée de ce sel dans l’organisme. Ceci permettrait de limiter le développement de CV et donc de réduire la mortalité des patients atteints d’IRC. Nous avons récemment découvert que des souris modifiées génétiquement pour une certaine protéine : la sialoprotéine osseuse (BSP) présentent une absorption intestinale de Pi réduite, ce qui en fait un modèle intéressant pour tester le rôle de ce défaut dans le développement des CV au cours de l'IRC. Dans le futur ces souris seront étudiées et donc rendues malades via une opération d’ablation de 5/6ème des reins (néphrectomie (Nx)-laissant donc 1/6ème de la masse rénale initiale en place). De plus ces souris recevront une alimentation avec des taux de Pi normaux ou très élevés durant 10 semaines. Cependant, la présente demande concerne la mise en place d’une étude pilote préalable. Ici, nous chercherons uniquement à caractériser la réponse en termes de CV de souris contrôle néphrectomisées, en fonction de leur régime (plus ou moins riche en phosphate) et de leur sexe.
Bénéfices attendus
Sur le court terme, cette étude pilote nous permettra de savoir si les souris contrôles tolèrent bien la néphrectomie, si elles sont capables de développer des CV sous régime riche en phosphate et également si le sexe des animaux impacte leur réponse. Les résultats de cette étude pilote nous permettront d’ajuster le nombre et le sexe des animaux pour la prochaine étude.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une néphrectomie des 5/6ème (laissant donc 1/6ème de la masse rénale initiale en place), il s’agit de deux procédures chirurgicales à 1 semaine d’intervalle, et chaque chirurgie dure environ 30 minutes. Les animaux auront eu une analgésie préalable ainsi qu’une anesthésie locale et gazeuse lors des procédures : buprénorphine (injection sous cutanée de 5 secondes, 30 minutes avant le début de la chirurgie et 4 heures post-op) ; xylocaine (injection sous cutanée de 5 secondes sur le site de l'opération - 5 minutes avant la chirurgie). La couverture analgésique post-opératoire est également prévue et sera en continue et adaptée en fonction de l’étude des signes cliniques (buprénorphine avec respect du délai d'administration - délai de 4 à 8 heures). Les animaux seront ensuite placés pendant 10 semaines sous régime ± riches en phosphate. Pendant cette période, les animaux seront placés 2 fois pendant 24 heures en cage métabolique pour collecter les urines et les fèces. 6 et 2 jours avant le prélèvement sanguin terminal, les animaux recevront une injection en IP de tétracycline (marqueur de formation osseuse). Ces injections seront effectuées rapidement sur animal vigile par contention (5 seconde/animal). A la fin de l’étude, un acte de prélèvement de sang sur cœur battant va être réaliser via une ponction cardiaque (sur des animaux anesthésiés (injection en intrapéritonéale de 5 secondes- mélange de Kétamine et Xylazine)), les animaux seront ensuite euthanasiés à l’aide d’une injection d’un produit pharmaceutique (Euthasol, injection en intrapéritonéale de 5 secondes) , pour ensuite collecter les organes nécessaires aux analyses de l’étude.
Impact sur les animaux
La chirurgie peut être source de douleur, mais également la modification du régime alimentaire, les injections et le passage en cage métabolique. Les effets possibles sont : l’anurie, la perte de poids, l’hypothermie, des modifications comportementales (prostration, hypoactivité), une zone d’incision douloureuse, des douleurs gastriques (dos vouté, diarrhée). Anurie : durée post-chirurgical (environ 3h), Hypothermie : pendant chirurgie et réveil : environ 2h, Modifications comportementales : peut se déclencher pendant les 11 semaines post chirurgie, Zone d’incision douloureuse : pendant la cicatrisation post – chirurgie, Douleurs gastriques : peut arriver pendant les 10 semaines de régime.
Devenir
A la fin de la procédure expérimentale, tous les animaux seront mis à mort pour des prélèvements de tissu biologique et de sang.
Remplacement
Nous souhaitons investiguer la relation entre divers organes : le rein (néphrectomie), l’intestin (via l’absorption paracellulaire) et l’arche aortique/carotides (développement de CV). La relation entre ces organes va nous permettre d’étudier le métabolisme minéral et surtout celui du phosphate. Seul un modèle in vivo permet de réaliser cette étude.
Réduction
De façon à optimiser le nombre d’animaux et notamment à réduire au juste nécessaire, cette étude pilote est proposée. Ces résultats vont nous permettre de choisir le sexe des animaux utilisés pour les prochaines études (non présentées dans cette demande), et d’adapter le nombre au taux de mortalité observer ici. Après étude statistique ; il faut inclure au moins 8 animaux par groupe, mais en prenant en compte un taux de mortalité inférieur à 10% 12 semaines après néphrectomie, un nombre de 12 animaux par groupe a été jugé suffisant pour obtenir une puissance statistique robuste. Les études de cages métaboliques seront réalisées sur les mêmes animaux avant et après de façon à ce que l’animal soit son propre contrôle et donc diminuer la variabilité inter-individus.
Raffinement
Les animaux proviennent de l’élevage du laboratoire, ils sont donc habitués aux expérimentateurs et au personnel de l’animalerie, notamment via le change toutes les semaines. Les animaux sont dans la salle d’hébergement avec de la musique, un passage quotidien, ils ont également de l’enrichissement physique et sociale : cage transparente, 3-4 animaux par cage, bâtons de bois, et copeaux pour les nids. La procédure expérimentale implique la réalisation d’une néphrectomie pour induire une insuffisance rénale chronique, ce qui engendre de la douleur pour les animaux. Pour limiter le stress des autres animaux dans la salle d’hébergement, tous les animaux ayant subi l’intervention seront placés dans une autre salle d’isolement. Avant l’expérience, les animaux seront déjà placés dans cette salle pour les habituer. De plus, les souris seront entrainées à être changées via un passage dans un tube pour ne pas avoir à toucher leur dos/queue lors des changes après néphrectomie car la zone pourrait être douloureuse. Ce tube sera toujours dans la cage et constituera également un enrichissement physique. Une grille de scoring sera proposée pour évaluer le bien-être des animaux, et cette évaluation sera effectuée régulièrement. Les actes douloureux comme la chirurgie seront effectués sous anesthésie, et la couverture analgésique sera continue et suffisante durant toute l’étude. De plus, toutes les procédures chirurgicales seront réalisées par un même expérimentateur de façon à réduire la variabilité inter opération. Également, la personne choisie possède de l’expérience dans la réalisation de Nx, ce point permettra de réduire le taux de mortalité. Les animaux seront sous surveillance accrue à compter de leur chirurgie. Concernant les injections en fin de protocole de tétracycline (IP ; 30mg/kg), elles seront effectuées par un expérimentateur habilité et formé. Les animaux seront habitués à la contention 48h avant les injections pour diminuer leur stress et également pour vérifier que la contention ne génère pas de douleur au niveau des cicatrices, bien que les cicatrices soient loin de la zone d’injection. De plus, il n’y a aucun risque de toxicité car la concentration utilisée (30mg/kg) est largement en dessous de la DL50 décrite pour ce produit. L’acte de ponction cardiaque sera réalisé sous anesthésie lourde, la mise à mort sera rapide et sans douleur via l’injection d’un produit euthanasiant.
Choix des espèces
Ici, l'étude pilote est proposée sur des souris contrôles. Dans le futur (si les résultats de cette étude pilote sont concluants), une seconde étude sur des souris génétiquement modifiées sera réalisée pour une meilleure compréhension de la pathologie. Ces études sont la suite de projets portant sur l'étude du métabolisme et menées dans le laboratoire. De ce fait, nous souhaitons continuer ce nouveau projet sur le même modèle que les souris utilisées précédemment au laboratoire et nous disposons de ces modèles de souris à l'animalerie. Cette étude pilote est donc proposée sur la souris. L’induction de l’insuffisance rénale chronique via une néphrectomie des 5/6ème (laissant donc 1/6ème de la masse rénale initiale en place) est connue et maîtrisée chez la souris (plus de 200 animaux opérés, et un taux de mortalité global post opératoire faible). L’étude pilote sera menée sur des animaux âgés de 20 semaines. A cet âge, le phénotype des animaux est suffisamment établi pour obtenir des résultats représentatifs d’une population.
Etude de l’efficacité antibactérienne et anti-inflammatoire d’amibes libres appliquées sur plaies cutanées chez un modèle murin afin de traiter les infections cutanées d’origine bactérienne
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit deux plaies cutanées sur le dos sous anesthésie, une infection par le staphylocoque doré pour une partie d'entre elles, puis des applications d'amibes répétées, avec des anesthésies cinq jours sur sept pendant quinze jours, avant d'être tué pour des biopsies. Le porteur décrit une possible démangeaison à la cicatrisation et un léger stress lié aux anesthésies répétées. Il affirme qu'un modèle in vitro a déjà montré l'activité antibactérienne mais ne rend pas compte de l'effet thérapeutique réel sur l'infection.
Objectifs
En réponse à la propagation préocupante du phénomène d’antibiorésistance, l’OMS a érigé une liste d’espèces bactériennes multirésistantes aux antibiotiques pour lesquelles il est primordial de développer de nouveaux composés antibactériens ou thérapies alternatives à l’usage de ces derniers. Les bactéries antibiorésistantes, et notamment Staphyloccus aureus pour la plus importante, sont à l’origine d’un nombre croissant d’infections nosocomiales et de divers types (respiratoires, urinaires, cutanées, etc). En 2019, 200 000 décès liés à des infections cutanées causées par des souches bactériennes antibiorésistantes ont été recensés de par le monde. De telles souches sont également responsables d’infections chez l’animal et représentent une véritable menace pour le traitement des infections en médecine vétérinaire. Une des alternatives aux antibiotiques actuellement à l’étude est la phagothérapie, utilisant des virus, les phages, capables de lyser spécifiquement certaines bactéries cibles. Bien que cette approche soit prometteuse, notamment pour le traitement de plaies infectées, il n’est pas à exclure que les bactéries puissent échapper à l’action des phages (systèmes de défense anti-phages, mutations). De plus, le spectre d’activité des phages est très réduit, souvent spécifique d’une seule souche bactérienne, limitant ainsi leur usage en première intention. Récemment, il a été démontré que des cellules environnementales naturellement prédatrices de bactéries, les amibes libres, sont capables d’éliminer efficacement des souches bactériennes antibiorésistantes et responsables d’infections nosocomiales. Ces résultats ont suggéré le fait que les amibes possèdent un spectre de prédation large et qu’elles pourraient être utilisées afin de contrôler les populations de bactéries antibiorésistantes se développant au niveau de sites infectieux, comme certaines plaies cutanées ou brûlures. Lors de précédents tests réalisés sur modèle murin, il a été démontré que l’application répétée d’amibes sur peau saine ou sur plaie cutanée ne génère pas de réaction inflammatoire et ne perturbe pas le processus normal de cicatrisation. Dès lors, l’objectif de ce projet est de mettre au point un modèle murin d’inflammation de plaie cutanée générée par l’application topique d’une souche clinique de S. aureus et d’évaluer ainsi la capacité de souches amibiennes à contrôler la survenue d’une réaction inflammatoire par leur activité antibactérienne.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra dans un premier temps d’obtenir un modèle murin reproductible d’inflammation de plaies cutanées qui sera utilisé pour des expérimentations ultérieures. Ce projet permettra ensuite d’évaluer les propriétés antibactériennes et anti-inflammatoires de souches amibiennes lors de leur application sur plaies cutanées et plus largement d’avoir une idée de leur potentiel d’application dans un cadre thérapeutique, afin notamment de traiter des réactions inflammatoires et/ou infections cutanées chez l’Homme ou l’animal.
Procédures
Le premier jour des expérimentations, deux petites plaies cutanées circulaires seront réalisées sur la peau du dos de chaque animal. L’intervention chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale (durant 20 minutes), après avoir administré un antalgique en sous-cutané 30 minutes avant. Les souris recevront 2 doses d'antalgique/ jour les 2 jours suivant la chirurgie (30 secondes). Toutes les applications de suspension de bactéries et/ou d’amibes seront réalisées sous anesthésie générale (durée = 30 secondes). Un seul dépôt de bactéries sera effectué sur les plaies (1 goutte) au cours des expérimentations, le premier jour (durée 30 secondes) et pendant les 3 jours suivants 1 goutte de suspensions amibiennes sera déposée chez les animaux traités avec ces cellules (durée 30 secondes). Les mesures (photographies) seront réalisées sous anesthésie générale (2 minutes par animal). Les expérimentations dureront 15 jours.
Impact sur les animaux
Sur le dos des animaux sera réalisée des plaies cutanées qui répresenteront environ 5% de la surface totale du dos de la souris. Ces plaies seront suivi pour certains animaux, de l'application d'une bactérie, le saphyloccoque dorée ce qui engendrera une infection de la plaie. Les animaux recevront un antalgique et cela ne generera donc pas de douleur. La cicatrisation de la plaie pourrait engendrer une légère démengeaison. L'application de bandage ne genant pas les animaux dans leur mouvements, sera disposé sur les plaies afin d'eviter des grattage qui pourrait conduire à une augmentation de la taille des plaies. D’après notre expérience, il n’est donc pas attendu de troubles importants des fonctions corporelles. Les anesthesies répétées 5x/semaine pendant 15 jours pourront entrainer un leger stress chez les animaux
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de réaliser des prélèvements post-mortem. Des biopsies de peau seront prélevées afin de réaliser des analyses histologiques. Des ganglions lympathiques seront également prélevés afin d’analyser la réponse inflammatoire et l’effet anti-inflammatoire des souches amibiennes testées.
Remplacement
L'objectif de cette étude est de déterminer l’efficacité antibactérienne et anti-inflammatoire d’amibes libres, et ce dans l'objectif de leur utilisation thérapeutique pour traiter des infections cutanées d’origine bactérienne et résistantes aux antibiotiques. Un remplacement in vitro (application d'amibes sur matrice solide à l'interface liquide/air recouvert de bactéries) a déjà été utilisé et a permis de démontrer l'activité antibactérienne des amibes considérées ici. Un remplacement ex vivo (épiderme reconstitué) a été envisagé. Si ce remplacement permettrait de vérifier l'activité antibactérienne, il ne permettra pas de déterminer l'impact réel de cette activitée sur la résolution de l'infection et la cicatrisation (effet thérapeutique recherché). Enfin, nous disposons d'ôres et déjà de données démontrant l'inocuité de l'application d'amibes sur des plaies non-infectées. Aussi, seule la conduite d'étude in vivo sur plaies infectées permettra de déterminer le potentiel des amibes testées à un usage thérapeutique, tel que proposé dans la demande de brevet déposé au European Patent Office.
Réduction
L’estimation du nombre d’animaux par groupe est réalisée sur la base de notre expérience ainsi que sur la littérature scientifique et a été réduit au maximum sans mettre en péril une interprétation statistique de nos résultats. Aussi, un minimum de 10 animaux par groupe est nécessaire afin de réaliser des analyses statistiques pertinentes et robustes.
Raffinement
Des mesures seront mises en œuvre afin d’optimiser le bien-être des animaux. A leur arrivée dans l'animalerie, une période d'acclimatation d'une semaine sera respectée avant le début des procédures expérimentales. Les animaux seront hébergés par groupes d'individus compatibles et dans des conditions contrôlées. Lors des expérimentations, les animaux seront placés sur un tapis chauffant et anesthésiés pour chaque geste entraînant ou pouvant entraîner un stress pour l’animal. Des mesures seront mises en œuvre afin de limiter la douleur (anesthésie et injection d’un antalgique) et le stress des animaux.Ceux-ci seront endormis par anesthésie générale lors des procédures (formation des plaies, applications de bactéries et/ou d’amibes, mesures) et des points limites bien définis, suffisamment précoces et prédictifs pour prévenir tout stress et toute douleur de l’animal ont été mis en place. Un antalgique sera administré en sous-cutané, sur animaux vigiles, 30 minutes avant d’effectuer l’acte chirurgical ainsi que les 2 jours suivants. Afin d'eviter un grattage dû à la cicatrisation et/ou l'application des composés et qui pourrait conduire à une augmentation de la taille de la plaie, les plaies seront bandées aprés la chirurgie ainsi qu'aprés chaque application. Les animaux seront surveillés quotidiennement et notamment au moment des mesures du suivi de cicatrisation 5fois/semaine. Nous attacherons une grande importance à l'apparence physique externe et aux changements comportementaux des animaux.
Choix des espèces
La souris est un petit animal à cycle de reproduction rapide qui s’adapte bien à ce type d’expérimentations, selon notre expérience et celle de l’équipe collaboratrice. Le suivi clinique de l’inflammation a été éprouvé par l’équipe à travers des expérimentations visant à mieux comprendre l’allergie cutanée. Le protocole que nous projetons de réaliser est très proche de celui ayant déjà été mis en œuvre précédemment sur plaies cutanées et ayant permis de vérifier l’innocuité de l’application de l’amibe Vermamoeba vermiformis M-2 B4 dans ce contexte. Par ailleurs, différentes études disponibles dans la littérature démontrent que la souris est un animal adapté afin d’évaluer l’efficacité d’un traitement favorisant la cicatrisation cutanée. Les souris provenant du fournisseur arrivent à l’âge de 6 semaines et sont acclimatées au sein de notre animalerie avant d’entrer dans nos protocoles. Les souris entrent dans les procédures à 7 semaines, période correspondant à l’âge de maturité du système immunitaire.
Evaluation de thérapies cancéreuses sur des modèles de tumeurs greffées en sub-capsulaire rénal
- Recherche appliquée
- Cancers
Rats : 250
1 500 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une greffe de tumeur sous la capsule du rein, des traitements par voies multiples et des séances d'imagerie sous anesthésie, la tumeur pouvant produire des métastases pulmonaires et une perte de poids, avant d'être tué. Le porteur, société "prestataire de services en recherche préclinique", décrit son offre de modèles tumoraux destinés à sélectionner des molécules pour l'industrie. Il affirme que les méthodes alternatives ne prédisent pas l'efficacité in vivo et que la reconstruction de tumeurs en 3D reste "marginale".
Objectifs
Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre International de Recherche contre le Cancer. Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, une personne sur cinq souffrira d’un cancer dans sa vie. Un homme sur huit et une femme sur onze en décèderont. Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints. Bien que possédant des caractéristiques communes, différents types de cancers ont des causes très éloignées et répondent de façon extrêmement différente à un traitement.
Bénéfices attendus
Notre société, prestataire de services en recherche préclinique propose un large panel de modèles in vivo nécessaires à l’évaluation de nouveaux composés thérapeutiques pour la recherche contre le cancer. Les modèles de ce projet sont des modèles orthotopiques rénaux ou des modèles dont la prise tumorale est faible dans des tissus communément utilisés (sous cutané par exemple) et dont la greffe en sub-capsulaire rénale améliore la prise tumorale, grâce à la forte vascularisation du rein. Pour certains modèles, les masses tumorales primaires greffées peuvent disséminer et créer des métastases. Ce projet a pour finalité de sélectionner des molécules thérapeutiques grâce à des modèles précliniques les plus prédictifs possibles afin de pouvoir transposer l’utilisation de ces molécules chez l’homme lors d’essais dans différentes phases cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, qui représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent d’évaluer l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de nouveaux composés afin d’éviter ces essais directement chez l’homme. Au cours des expériences réalisées, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme dans le cas des tumeurs de rein greffées par voie orthotopique, d’étudier les mécanismes de résistance après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression tumorale tels que la formation de métastases. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme les moyens de se défendre contre le cancer.
Procédures
L’implantation de transpondeur pour identifier l’animal est réalisée sous anesthésie générale 0-3 jours avant la greffe (
Impact sur les animaux
Il pourra être nécessaire de mettre en place un implant sous cutané de diffusion hormonale pour les tumeurs hormonodépendantes, lors d’une chirurgie stérile sous anesthésie avec analgésie. Cela pourra entrainer une douleur modérée et un stress léger sur 1-2 jours. La greffe tumorale en subcapsulaire rénal (réalisée sous anesthésie générale et analgésie) pourra engendrer une douleur modérée sur 1-2 jours et un stress modéré. L’évolution de la tumeur pourra entraîner un développement de métastases pulmonaires causant des difficultés respiratoires, une perte de poids. Le jour de la randomisation, les animaux seront potentiellement mis avec de nouveaux congénères. Cela pourra engendrer un stress de 1-2 jours. Les animaux pourront recevoir des traitements par voie intra-musculaire (avec analgésie), intradermique (avec analgésie) , sous-cutanée, intraveineuse (bolus), orale, intranasale, intra tumorale, intrapéritonéale et / ou seront exposés à des rayons ionisants à visée thérapeutique. Ces traitements pourront entrainer un stress léger et une douleur légère. Dans le cas des rayons ionisants, les animaux seront transportés dans leur cage d’origine vers la plateforme d’irradiation. Cela pourra entrainer un stress léger. Dans le cas de l’imagerie, les animaux seront transportés dans leur cage d’origine vers la plateforme d’imagerie et imagés sous anesthésie générale. Cela pourra entrainer un stress léger. Les prélèvements de sang peu invasifs (veine faciale, jugulaire, caudale) seront effectués sous anesthésie générale à l’Isoflurane. Cela pourra entrainer un stress léger. Dans certains cas, comme par exemple pour le prélèvement à la veine caudale ou à la veine saphène, le geste pourra être effectué sans anesthésie, uniquement sous contention. Cela pourra entrainer un stress modéré pendant le prélèvement. Au cours d’une étude, les animaux seront manipulés. Les mesures de poids et de volume tumoral entraînent un stress que l’on peut considérer comme faible, et qui diminue avec l’habituation
Devenir
Etant porteurs de tumeurs les animaux seront mis à mort.
Remplacement
Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments, car les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte globale ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D sont utilisées mais sont toutefois marginales.
Réduction
Dans chaque étude, les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s) (volume tumoral et/ou poids). Le nombre de groupes contrôles sera ajusté à la question scientifique posée et aux paramètres étudiés : en général un groupe non traité et/ou traité par le véhicule utilisé pour la molécule à évaluer, puis un groupe par schéma de traitement (différentes doses, voies, molécules etc). Au minimum, une étude comportera un groupe avec tumeur, non traité et/ou traité avec le véhicule, et un groupe avec tumeur traité avec le composé à tester. Toutefois, dans la mesure du possible, le maximum de composés seront testés au cours de la même étude afin de ne pas démultiplier les animaux contrôles ainsi que les animaux surnuméraires non randomisés. Compte tenu de taux de prise tumorale variable et afin de pouvoir former des groupes homogènes en poids et/ou en volume tumoral, il sera en général nécessaire d’inclure au moins 10% d’animaux non randomisés. Le nombre d’animaux par groupe (en général 6 à 15 animaux) est choisi sur la base des précédentes études réalisées dans nos laboratoires pour les modèles connus afin de sélectionner le nombre d’animaux minimum pour observer des différences significatives sur les paramètres d’intérêt (en général mortalité et volume tumoral). Pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans ces procédures, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie chez le petit animal pour remplacer des analyses terminales en cours d’étude.
Raffinement
Les animaux seront pesés au minimum 2 fois par semaine. Un gel nutritif et de l’eau gélifiée seront placés au fond de toutes les cages dès qu’une perte de poids >15% sera observée sur certains animaux en étude. La greffe subcapsulaire rénale, la pose d’implants hormonaux ou la thoracotomie seront réalisés sous anesthésie profonde avec injection pré-opératoire d’un opiacé et un alpha2 agoniste. Suite à la greffe du matériel tumoral en subcapsulaire rénal ou suite à la pose d’un implant, les animaux recevront 2 injections d’opiacé pendant 48, et éventuellement sur 24 heures supplémentaires si besoin. Les autres administrations et prélèvements seront réalisés sous anesthésie sauf si la contention génère moins de stress (intraveineuse, prélèvement d’urine) ou si l’anesthésie n’est pas possible (administration orale). Les administrations douloureuses (intramusculaire, intradermique) seront réalisées avec analgésie préalable, et sous anesthésie si besoin. Les points limites concernant le poids sont adaptés en cas de tumeurs cachectiques. Dans les modèles connus pour induire des métastases pulmonaires, ou les modèles inconnus pouvant causer des métastases pulmonaires, une attention particulière sera portée à la respiration des animaux (posture, fréquence respiratoire). Les difficultés respiratoires marquées constitueront un point limite. Les principaux points limites concernent l’état général de l’animal et sont listés en détail dans la procédure. Si l’un des signes cliniques liés aux points limites est observé, l’animal est mis en observation et un traitement est si possible mis en place. Par exemple, en cas de douleur constatée, le vétérinaire prescrira un traitement antalgique. Des points limites supplémentaires seront ajoutés en cas de détection d’effets non prévus suite à l’induction de pathologie cancéreuse et/ou en cas de mise en place de méthodes plus raffinées d’évaluation de la souffrance des animaux. En cas de toxicité sur l’animal, un arbre décisionnel validé par la SBEA (structure chargée du bien-être animal) sera utilisé. Il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie pour sortir l’animal de la procédure
Choix des espèces
Les petits rongeurs, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation présentant un statut immunodéprimé (avec des mutations spontanées ou induites) indispensable à l’implantation de cellules tumorales humaines dans le cadre de la recherche en oncologie. De plus, diverses souches de souris et rats immunocompétents sont également disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques. De plus, les rats et les souris autorisent une variété de techniques d’administration, de prélèvement et de chirurgie présentant des analogies avec ce qui peut être réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7-8 semaines lors de leur première manipulation).
Effets de l’exposition aux hydrocarbures aromatiques polycycliques sur le lien entre lésions cérébrales et hépatiques en cas de surcharge en lipides : rôle des vésicules extracellulaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système nerveux
180 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Chaque animal reçoit par gavage un mélange de polluants un jour sur deux, avec pour certains un régime gras, puis passe isolé 24 heures en cage métabolique, subit un test de nage forcée de Porsolt et un test de tolérance au glucose avec sonde rectale, avant d'être tué pour prélever les tissus. Le porteur détaille le stress lié au gavage, à l'isolement et à la contention, et prévoit une surveillance renforcée pendant le test de Porsolt. Il affirme qu'aucun système alternatif ne reproduit la complexité de l'"organisme entier" nécessaire à l'étude.
Objectifs
L'accumulation de graisses dans le foie en dehors de toute consommation élevée d'alcool induit une maladie chronique au niveau de cet organe qui concernerait plus de 200 000 personnes en France chaque année. Cette maladie qui peut être associée à une inflammation peut aussi être reliée à des troubles fonctionnels du cerveau. De nombreux polluants sont présents dans l’environnement et l’alimentation est la principale source d’exposition à ces polluants. En raison de leur forte persistance, ils s’accumulent dans le foie et le cerveau. Dans le cadre de ce projet, nous évaluerons les effets induits sur le foie et le cerveau par une exposition répétée à un mélange de polluants chez le rat adulte consommant un aliment riche en graisses, et réaliserons un ensemble d’analyses comportementales et physiologiques.
Bénéfices attendus
Nous espérons ainsi identifier de nouveaux biomarqueurs d’exposition et/ou d’effets des polluants et de nouvelles cibles thérapeutiques en décryptant le rôle des vésicules dans les mécanismes mises en jeux par l'accumulation de graisses dans le foie et le lien avec de possibles atteintes cérébrales. Cette étude devrait nous permettre : 1) d’évaluer les effets d’une exposition aux polluants dans un contexte enrichi en lipide ou pas, sur le niveau de production et les caractéristiques des vésicules et l’impact de ces changements sur les maladies du foie et du cerveau, 2) de comprendre si les vésicules libérées par les cellules du foie et du cerveau, suite à l’exposition aux polluants peuvent provoquer une toxicité pour les cellules réceptrices, 3) de déterminer la fiabilité de la caractérisation ces vésicules en tant que biomarqueurs d’exposition et/ou de toxicité précoces, modèle facilement transposable chez l’humain, 4) d’évaluer l’interaction avec un stress de nature différente et d’identifier des comorbidités (la libération de vésicules et l’inflammation dues à une surcharge en graisse au niveau du sang pouvant être considérée comme un stress supplémentaire venant s’ajouter aux polluants).
Procédures
Ce projet inclura 3 lots regroupant 6 groupes d'animaux : 3 groupes nourris avec la nourriture standard de l'animalerie et 3 groupes alimentés avec un régime riche en lipides. Dans chaque bras, un groupe sera utilisé comme contrôle en étant administré avec l'huile végétale analysée comme servant de véhicule pour la solution de polluant, les 2 autres lots recevant la solution de polluants à 2 doses différentes (80 ou 800 µg/kg de poids corporel). Les animaux seront nourris avec l'une ou l'autre nourriture pendant 30, 60 ou 90 jours et recevront de façon simultanée une administration de la solution de polluants ou d'huile à raison d'une administrations par gavage (une minute par animal) quotidienne un jour sur deux au cours de la semaine (n'est pas prévu d'administration le week-end). Les animaux du lot 1 d’un total de 48 rats (8 par groupe) se verront prélever des poils, du sang (à J0, J28 et J58) et de l’urine (à J30 et J60) pour une mise à mort à J60. Les animaux du lot 2 d’un total de 96 rats (16 par groupe) se verront prélever des poils, du sang (à J0 et J88) et de l’urine (à J90) pour une mise à mort à J90. De plus, ce lot servira à explorer les performances comportementales au plan de l'anxiété (mesurée pendant 5 minutes), de l'activité (mesurée pendant 24h), des performances cognitives (mesurée pendant 2 séances de 10 minutes chacunes) et de la résignation (mesurée pendant 5 minutes) entre J60 et J90. Enfin, Les animaux du lot 3 d’un total de 36 rats (6 par groupe) se verront prélever des poils, du sang (à J0 et J88) et de l’urine (à J90) pour une mise à mort à J90. Ce lot sera dédié à l’étude de la réactivité à un stress psychologique (exposition à un stress pendant une heure) et la tolérance au glucose. Ces 6 animaux seront réutilisés au 3 stades (J30, J60 et J90) pour pouvoir suivre chez les mêmes individus l'évolution de la tolérance au glucose (test d'une durée de 180 minutes) en lien avec l'évolution de la maladie hépatique. Une fois les mises à mort effectuées, les tissus d’intérêts seront prélevés pour analyses.
Impact sur les animaux
Les nuisances/effets indésirables identifiés attendus tout au long du projet que suivront les animaux sont les suivants : stress lié à l'administration par gavage des polluants, l'inconfort qui pourrait etre lié à la prise de poids du fait des régimes alimentaires qui seront utilisés, le stress généré par le passage en cage à métabolisme pour une durée de 24h pendant laquelle l'animal sera isolé, l'isolement de l'animal lors de son passage pendant 24h dans le test d'actvité avec une roue d'activité, le stress/mal-être généré par le passage dans le test de Porsolt, le stress liés à l'épreuve de réponse au stress et le test de tolérance au glucose (stress lié à la contention, aux prises de sang à la veine de la queue, pose et maintien de sonde rectale pour prise de temperature pendant une heure).
Devenir
La mise à mort des animaux se fera 24h après le prélèvement des urines en cage à métabolisme pour 48 rats à J60 et 96 rats à J90 après passage dans les tests de comportement. La mise à mort des 36 derniers animaux se fera 24h après l'étude de la réactivité au stress induite par une contention à J90. Après chaque mise à mort, les tissus d’intérêts à l’étude seront prélevés pour des analyses ultérieures.
Remplacement
L'objectif du projet étant d'étudier le rôle des vésicules produites au niveau du foie dans un contexte d'exposition à un régime enrichi en lipides ou pas, associé à une exposition répétée aux polluants dans le dialogue entre le foie et le cerveau, il n'est pas possible de procéder au remplacement des animaux par un système alternatif. Aucun système alternatif ne permet de simuler le niveau de complexité de l'organisme entier nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Réduction
Le nombre total d'animaux est le nombre estimé juste et nécessaire pour pouvoir atteindre les objectifs du projet dans des conditions de réalisation acceptables garantissant ainsi le bon déroulement de l'expérimentation, la prise en charge adaptée des animaux de façon à garantir au mieux leur bien-être et une exploitation statistique satisfaisante des résultats. Le nombre de 180 animaux prévu a été déterminé pour un calcul de puissance statistique de 80%, des effectifs égaux dans les 6 groupes expérimentaux (n=30/groupes) et la variation estimée la plus sensible dans l'ensemble des mesures effectuées. Par ailleurs ce nombre de 180 animaux est réparti en 3 lots de respectivement, 48, 96, et 36 rats destinés à des mesures à un stade déterminé pour chaque lot plutôt que d'avoir un seul lot nécessitant de répéter à chaque stade d'investigation un nombre conséquent de procédures contraignantes avec pour conséquence un risque en terme de mal-être des animaux tout au long de l'expérimentation et une prise en charge inadaptée compte-tenu d'un volume de travail trop important.
Raffinement
Les points limites récurrents à toutes les procédures qui seront surveillés chez les animaux adultes seront : 1) la diminution ou l'arrêt de consommation alimentaire ou hydrique, le ralentissement de la prise de poids avec rupture de la linéarité de la courbe de poids au regard des courbes de poids fournies dans des abaques publics, 2) la modification de l’apparence externe (pelage ébouriffé et/ou terne, absence de toilettage), 3) un état de prostration, 4) des signes respiratoires de mal- être (éternuements, râles, toux, respiration pénible) caractéristiques d’une fausse route liée à la procédure de gavage. Enfin pour le Porsolt, une surveillance accrue sera mise en place par des manipulateurs et neurocomportementalistes expérimentés détenteurs du DU d’expérimentation niveau 1. De plus, au moindre signe de détresse non attendu de l’animal lors de ce test, celui-ci sera sorti immédiatement puis séché, réchauffé et remis dans sa cage. En cas d’atteinte de l’un de ces points, l'animal sera d'abord isolé, la surveillance poursuivie et si l'état général de l'animal est jugé apte, le traitement sera maintenu. Dans le cas contraire, le traitement sera stoppé et l'animal exclu du groupe. En dernier recours, le rat pourra être mis à mort par injection i.p. d'Exagon (pentobarbital 180 mg/kg) après sédation profonde sous isoflurane 4% si les signes et l'état de mal-être ne se résorbent pas.
Choix des espèces
Le projet de recherche nécessite le recours à des analyses physiologiques, cellulaires, biochimiques et moléculaires en lien avec des régimes nutritionnels spécifiques induisant une maladie du foie dont l’origine n’est pas liée à une surconsommation d’alcool . Les rats SpragueDawley sont utilisés pour la recherche sur la physiologie et le métabolisme. De plus, il a été montré dans la littérature que les rats Sprague-Dawley constitue un meilleur modèle d’étude d’induction de maladies hépatiques que la souche Wistar. Les animaux entreront dans l’étude à l’âge de 6 semaines et seront acclimatés à leur nouvel environnement pendant 8 à 10 jours. A ce stade ils auront atteint leur maturité sexuelle et sont donc considérés comme jeune adulte, ce qui est représentatif du profil de la population atteinte.
Evaluation de l’activité anti-inflammatoire de deux bactéries intestinales dans trois différents modèles murin d’inflammation cutanée
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit des bactéries intestinales par gavage cinq jours sur sept pendant plusieurs semaines, et des composés appliqués sous anesthésie sur les oreilles pour provoquer une dermatite, un psoriasis ou un eczéma, avant d'être tué pour prélever les organes. Le porteur indique que le gavage répété peut irriter la trachée et faire perdre du poids, et décrit l'inflammation induite comme légère et sans grattage. Il affirme qu'aucun test in vitro n'intègre la réaction immunitaire cutanée dans son ensemble.
Objectifs
Les maladies inflammatoires cutanées type dermatite atopique, psoriasis et eczema allergique de contact, touche une trés forte proportion de la population (plus de 20%). Il est largement admis que le microbiote intestinal joue un rôle important dans les maladies allergiques,dont la dermatite atopique et le psoriasis. Les probiotiques contribuent à l’amélioration de l’environnement intestinal, l’équilibre des réponses immunitaires et la régulation du métabolisme. La plupart des études suggèrent que les suppléments probiotiques peuvent être une alternative pour la prévention et le traitement notamment de la dermatite atopique et du psoriasis. Aussi, c'est dans ce contexte que les proprietés anti-inflammatoires de 2 bactéries intestinales seront testée dans trois modèles d'inflammation différentes chez la souris ( dermatite atopique, psoriasis et eczema allergique)
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'évaluer la capacité de deux bactéries, connues pour leurs propriétés anti-inflammatoires dans des modèles d’inflammation intestinales, à réguler l’inflammation cutanée de type psioriasis, eczema allerrgique de contact et dermatite atopique dans des modèles murins, et à long terme le developpement d'un nouveau traitement chez l'homme pour améliorer ces pathologies.
Procédures
Le traitement à base de bactéries intestinales sera réalisée par gavage sur animaux vigile, pour deux tiers des animaux il sera réalisé 5 fois par semaine entre 28 et 56 jours selon la procédure (durée 30sec), le tiers des animaux restants seront gavés pendant 28 jours 5jours / 7 au début puis avec une periode de 12 jours consécutifs (durée 30sec). L'application des composés servant à induire les différentes inflammations, seront appliquée sur les oreilles des animaux sous anesthésie pendant 30min. Pour cela, un tiers des animaux seront anesthesiés 3 jours consécutifs sur 2 semaines consécutives et une derniere fois aprés resolution de l'inflammation 7 jours plus tard (7 injections =30sec). Un tiers des animaux recevront 1 application par semaine pendant 7 semaine; et 2 applications consécutives à la 4e semaine pour booster la réponse) sous anesthésie pendant 30 min (8 injections =30sec). Le dernier tiers des animaux recevront 2 applications à 9 jours d'intervalle (2 injections =30sec) . Le traitement utilisé en control sera appliqué sur l'oreille des souris 6h aprés l'application du composé utilisé pour généré l'inflammation, et sur des souris anesthésiés pendant 30secondes. La mesure de la réponse clinique (mesure de l'epaisseur de l'oreille) sera réalisée sous anesthésie 5jours/7 pendant 30secondes. Un tiers des animaux seront egalement rasés sur le ventre à l'aide d'une tondeuse en vigile, durée 30sec.
Impact sur les animaux
Le gavage répétée sur plusieurs semaines pourrais induire une irritation de la trachée et donc une perte de poids. Les modèles d'eczema allergique,de psoriasis ou de dermatite atopique sont bien connus et utilisés dans l'equipe quotidiennement, ces derniers engendrent une inflammation legère au niveau de l'oreille qui ne gènent pas la souris et ne gènerent pas de grattage. Les souris seront regulierement anesthesiées (5j/7) durant plusieurs semaines ce qui peux génerer un stress.
Devenir
Toue les animaux seront mis à mort à la fin de l'étude afin de récuperer les organes ce qui permettra d'analyser les propriétés anti inflammatoires des deux bactéries testées
Remplacement
L’objectif de cette étude est d'évaluer l'impact de candidat médicament sur différentes inflammations cutanées. Aucun test in vitro ne permet d’intégrer la réaction immunitaire de la peau et des organes immunitaires associés dans leur ensemble dans le cadre de cette pathologie. Celle-ci ne peut donc être conduite qu’in vivo.
Réduction
L’estimation du nombre d’animaux par groupe est réalisée sur la base de notre expérience ainsi que sur la littérature scientifique et a été réduit au maximum sans mettre en péril une interprétation statistique de nos résultats. Aussi, un minimum de 10 animaux par groupe est nécessaire afin de réaliser des analyses statistiques pertinentes et robustes. Une seule dose de bactérie sera testée, celle çi ayant deja été validé dans une précedente procédure et pour une autre pathologie. Dans le but de diminuer le nombre d'animaux utilisé dans ce projet, un des groupes control sera commun à 2 procédures.
Raffinement
Des mesures seront mises en oeuvre pour optimiser le bien-être des animaux. A leur arrivée dans l'animalerie, une période d'acclimation d'une semaine sera respectée avant le debut de la procédure expérimentale, et les souris seront maintenues entre 4 et 5 souris par cage, afin de les maintenir au maximum en groupe social. Des points limites bien définis et suffisamment précoces et prédictifs pour prévenir tout stress et toute douleur de l’animal ont été mis en place. L’observation des animaux sera effectuée 5jours/7 et nous attacherons une grande importance à l'apparence physique externe et aux changements comportementaux de ceuxci. Dans le cas où des nimaux perdrait du poids, des aliments réhydratées seraient disposé dans la cage. Pour les gavages, des sondes gastriques souples reconnus pour etre moins irritante pour les animaux seront utilisés et les gavages seront réalisés par une personne expérimentée ayant déjà réalisé des gavages répétés.
Choix des espèces
L’espèce souris est un modèle très utilisé en pathologie immunologique telle que l’allergie et autre inflammation cutanée en raison des nombreux outils mis à disposition pour l’analyse des réponses immunes. Cette espèce est également proche de l’homme en ce qui concerne certains marqueurs de la réponse immunologique comme la production de cytokines inflammatoires. De plus, l’utilisation de ce modèle, couramment employé dans ce domaine, nous permettra de discuter nos résultats par rapport aux données existantes de la littérature. Les souris provenant de fournisseurs sont acclimatées au moins une semaine au sein de notre animalerie avant d'entrer dans nos protocoles. Les souris entrent dans les procédures à 7-25 semaines, âge auquel les souris présentent un système immunitaire suffisamment mature pour effectuer une sensibilisation efficace.