Rongeurs
Étude de l’inflammation dans la cardiomyopathie dilatée MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Tuées à l'issue parce que leur modification génétique les rend, selon le porteur, non réutilisables et qu'il faut prélever organes et cellules, 900 souris vont être utilisées dans des procédures classées en souffrance légère. Elles sont échographiées sous anesthésie gazeuse à 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38 et 42 semaines de vie, épilées à la crème dépilatoire, sonde rectale posée, avec un prélèvement de sang à chaque séance. L'invalidation du gène étudié provoque une atteinte du cœur, et le porteur indique que les animaux de cette lignée ne dépassaient pas douze mois d'espérance de vie dans une étude antérieure, avec une perte de poids pouvant dépasser 15 %. Pour ces mêmes 900 animaux, il déclare le niveau de souffrance le plus bas de l'échelle réglementaire.
Objectifs
Plusieurs études visant à augmenter ou diminuer l’inflammation cardiaque in vivo par des approches génétiques et pharmacologiques ont établi une relation entre l’inflammation et la fonction cardiaque. Cependant, aucune étude à partir de modèles animaux directement visant l’importance l’inflammation dans le développement de la pathologie d’intérêt. Nous proposons d’évaluer directement d’un certain processus inflammatoire dans le développement de la pathologie.
Bénéfices attendus
À terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’importance de l’inflammation pour la fonction cardiaque. Ils pourraient permettre le développement de nouveaux médicaments ciblant l’inflammation, ce qui permettrait de prévenir ou de freiner le développement des maladies chez les patients.
Procédures
Cette procédure sera réalisée à 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, et 42 semaines de vie selon des 300 souris : La souris sera échographiée (10-20 minutes) sous anesthésie générale gazeuse. La souris sera épilée sur la zone d’échographie avec une crème dépilatoire appliquée pendant 2 minutes. Une sonde rectale sera insérée pour mesurer la température corporelle. A chaque séance d’échographie, un prélèvement sanguin de 100 μl sera effectué (quelques secondes).
Impact sur les animaux
L’échographie cardiaque nécessite une anesthésie gazeuse, durant laquelle un prélèvement sanguin de petit volume ne requiert aucune contention supplémentaire pour l’introduction d’une aiguille selon les bonnes pratiques vétérinaires. Pour ce geste les animaux ne sont pas susceptibles d’éprouver de douleur. L’invalidation du gène d’intérêt entraine une pathologie, qui peut être suivi par échographie cardiaque. L'étude de la lignée murine réalisée précédemment permet d'observer que ces animaux présentaient une espérance de vie ne dépassant pas 12 mois. De plus, une prise de poids diminuée par rapport aux souris contrôles est observée une ou deux semaines avant la mort. Les signes cliniques apparaissent au stade final, ce qui commence avec une perte de poids entre 5% à 10% et peut impliquer une perte de poids supérieure à 15% par rapport à la pesée précédent la 1ère diminution de poids.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation de la procédure (la mise à mort précède les prélèvements d’organes et cellules, et dans les autres cas les animaux génétiquement modifiés ne peuvent pas être réutilisés ou replacés).
Remplacement
La formation et la fonction du cœur impliquent une multitude de réponses et d’interactions cellulaires entre certaines cellules et leur environnement, au sein d’une structure complexe. L’environnement, ou niche, est composé de multiples facteurs. Les cultures in vitro ne peuvent pas reproduire toute la complexité de ces interactions. Néanmoins, l’approche in vitro pour les analyses moléculaires sera privilégiée chaque fois que cela sera possible, afin de limiter le recours à l’animal, en utilisant des lignées cellulaires ou des cellules primaires amplifiées in vitro.
Réduction
Des calculs statistiques de l'effectif nécessaire pour un test de comparaison de deux échantillons indépendants ont été réalisés avec l’aide de biostatisticiens. Nous prévoyons pour ce projet un total de 300 souris. Les animaux seront ensuite utilisés pour comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans les atteintes mitochondriale et cardiologique. Les études pilotes ont déjà été menées, permettant de réduire le nombre d’animaux en ciblant 3 phases distinctes détaillées ci-dessous. 2 types de tests statistiques sont envisagés pour comparer les résultats. L’effet des âge, sexe, date de la mise à mort, cage et nombre de souris dans la cage sera mesuré à l’aide de modèles statistiques pour vérifier qu’elles n’ont pas influé sur les résultats des expériences.
Raffinement
Dans un but de raffinement, l’utilisation d’une fiche d'observation détaillée (en lien avec le phénotype attendu) permettant un suivi optimal des animaux sera mise en place. Les animaux seront évalués hebdomadairement, ce qui permettra d’identifier précocement tout signe clinique, de stress ou de douleur. Pour ce qui est la gestion de la douleur, nous effectuons un suivi rigoureux et régulier et utilisation d’analgésique le cas échéant. De plus, toutes les procédures potentiellement invasives ou générant un inconfort significatif, telles que les échographies cardiaques, seront réalisées sous anesthésie appropriée afin de minimiser le stress et la douleur des animaux. Puisque les souris porteuses de la mutation d’intérêt manifestent la pathologie étudiée, nous suivrons la fonction cardiaque par échographie durant la durée de vie de l’adulte, ce qui permet d’anticiper l’apparences des nuisances sur le bien-être des animaux. La pathologie étant associée à une perte de poids, les animaux seront pesés une fois par semaine. Lorsqu'une perte de poids sera observée, une surveillance accrue sera effectuée, de l'eau et de la nourriture gélifiée seront également ajoutés dans la cage. Si, lors de cette surveillance quotidienne, un stress est observé, un enrichissement de la cage sera réalisé et une surveillance accrue sera effectuée.
Choix des espèces
La conservation élevée des mécanismes physiopathologiques entre l'humain et la souris a été largement documentée par de nombreuses études. En particulier, le modèle murin s’est révélé essentiel pour l’étude des pathologies cardiaques. Dans la continuité de cette approche, nous poursuivons notre étude sur une souris transgénique qui a permis de mettre en évidence l'impact d’une altération d’un certain mécanisme sur la fonction cardiaque. L’utilisation de la souris reste donc le choix le plus pertinent pour approfondir l’étude de ce processus in vivo. De plus, ce modèle permet une transposition rigoureuse des connaissances issues de la littérature à nos propres investigations expérimentales. Enfin, nous disposons de nombreux outils génétiques et analytiques spécifiquement adaptés à l’étude de la souris, facilitant ainsi l’exploration mécanistique et fonctionnelle. Pour les études cardiaques, les souris seront suivies par analyse de la fonction cardiaque à partir de 14 semaines (jusqu'à 42 semaines) car la délétion du gène d’intérêt est complète dès la naissance. Les suivis longitudinaux par échocardiographies représentent les fréquences idéales pour observer une défaillance de fonction cardiaque dans ce modèle de pathologie chez la souris.
Mise au point d’un modèle de sensibilisation latente induite par stress chronique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour mettre au point un modèle de migraine déclenchée par le stress, 400 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles passent deux heures par jour immobilisées dans un tube, trois jours de suite, puis reçoivent sous la peau une injection d'une molécule qui déclenche la crise. La douleur de la tête est mesurée en piquant le visage avec des filaments semi-rigides, deux fois par semaine jusqu'à ce que la sensibilité revienne à la normale, et jusqu'à cinq prélèvements de sang sont faits à la queue sur animal éveillé. Le porteur qualifie ce stress de "modéré et temporaire, soigneusement contrôlé dans le temps", et prévoit de tuer l'animal en dernier recours si un antalgique ne suffit pas.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de développer et valider un modèle chez la souris permettant de mieux comprendre la migraine. Ce modèle cherche à reproduire un phénomène observé chez les patients : après un épisode de stress ou une première crise, le système nerveux devient plus sensible, ce qui peut favoriser le déclenchement de nouvelles crises, même en réponse à des stimuli habituellement sans effet. Plus précisément, ce projet vise à déterminer si un stress modéré mais répété peut entraîner cette augmentation durable de la sensibilité, et si l’administration ultérieure d’une faible dose d’une molécule impliquée dans la migraine, peut déclencher des signes caractéristiques d’une crise. L’étude permettra également d’évaluer les effets du stress sur la sensibilité à la douleur au niveau de la tête ainsi que sur certains comportements liés à l’anxiété. Le développement de ce modèle constitue une étape importante pour mieux comprendre les mécanismes de la migraine et, à terme, identifier de nouvelles pistes pour améliorer la prise en charge des patients.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet permettra de développer et valider un modèle expérimental chez la souris, plus proche de ce qui est observé chez les patients migraineux. Ce modèle aidera à mieux comprendre comment un stress modéré peut rendre le système nerveux plus sensible et favoriser l’apparition de crises de migraine. À moyen terme, ce modèle constituera un outil important pour étudier les mécanismes biologiques impliqués dans la migraine, ainsi que les circuits du cerveau impliqués dans la perception et la modulation de la douleur. À plus long terme, une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques et à l’identification de nouvelles cibles pour le traitement, afin de proposer des alternatives aux patients qui ne répondent pas aux traitements actuels.
Procédures
Les différents gestes techniques utilisés lors de ce projet sont au nombre de 5 : Stress modéré : les animaux seront placés dans des tubes adaptés qui leur permettent de respirer normalement et d’éviter toute blessure. Chaque séance durera 2 heures et sera répétée pendant trois jours consécutifs. Mesure de la sensibilité à la douleur au niveau de la tête : cette évaluation sera réalisée avant le stress, après chaque séance, le lendemain, puis deux fois par semaine jusqu’à ce que la sensibilité revienne à la normale. Chaque mesure dure environ 30 minutes. Injection sous-cutanée d’une molécule capable de déclencher une crise de migraine ou d’une solution contrôle : chaque injection prend moins de 2 minutes. Prélèvements sanguins : réalisés au niveau de la veine de la queue, ces prélèvements permettent de prélever le sang plusieurs fois (jusqu’à 5 fois) sur des animaux vigiles, mis en contention dans des tubes adaptés. Prélèvement vaginal : sera réalisé le jour de l'injection de la molécule déclenchant une migraine. Il se fera sous anesthésie gazeuse, et durera moins de 2 minutes.
Impact sur les animaux
Nous utilisons un modèle de migraine qui provoque une douleur modérée chez l’animal. Cette douleur survient après l’injection mais n’empêche pas l’animal de se déplacer normalement. Lors des tests de sensibilité avec des filaments semi rigides, l’animal retire sa tête ou son visage, ce qui indique une douleur modérée. L’animal peut éviter cette stimulation car il n’est pas immobilisé, et chaque stimulation dure moins de 3 secondes. Le protocole de stress induit un stress modéré et temporaire, soigneusement contrôlé dans le temps. Cette procédure est courte et conçue pour minimiser au maximum l’inconfort des animaux.
Devenir
A l’issue de toutes les expériences, les animaux ne seront pas gardés du fait des techniques/procédures subies et seront de ce fait mis à mort.
Remplacement
Ce projet nécessite l’utilisation de souris afin de développer et valider un modèle réaliste de migraine. Les mécanismes étudiés, notamment la façon dont le cerveau devient plus sensible après un stress et comment certaines molécules peuvent déclencher des crises, ne peuvent pas être reproduits avec des modèles informatiques ou des cellules en culture. L’étude in vivo est donc indispensable pour obtenir des résultats fiables et pertinents.
Réduction
Le nombre de souris dans chaque groupe a été déterminé grâce à des calculs statistiques afin d’obtenir des résultats fiables, tout en utilisant le moins d’animaux possible. Ces calculs tiennent compte du niveau de certitude souhaité pour les résultats et s’appuient aussi sur nos expériences précédentes et sur la variabilité habituellement observée dans ce type d’étude. L’étude sera réalisée sur des souris mâles et femelles. Chez les femelles, les différentes phases du cycle hormonal seront prises en compte pour vérifier si elles influencent les résultats. Si l’on observe que les résultats sont similaires entre mâles et femelles et que le cycle hormonal n’a pas d’effet, les données pourront être regroupées. Cela permettra de réduire le nombre total d’animaux nécessaires.
Raffinement
À leur arrivée, les souris seront hébergées dans des cages enrichies avec des matériaux pour faire leur nid, par petits groupes de cinq. Elles auront accès librement à la nourriture et à l’eau. Les cages seront maintenues dans une animalerie où la température et l’humidité sont contrôlées, et la litière sera changée une fois par semaine. Si une souris devient agressive envers les autres, elle sera placée seule pour éviter les blessures. Les animaux seront surveillés régulièrement afin de vérifier leur état général et leur comportement (par exemple l’aspect du pelage, la posture ou une éventuelle agitation). Une attention particulière sera portée à l’apparition de signes inhabituels afin de détecter rapidement toute atteinte au bien-être des animaux et d’adapter leur prise en charge si nécessaire. Si un animal présente des signes de douleur pendant l’expérience, un médicament antalgique sera administré pour la soulager. Si son état ne s’améliore pas, la vétérinaire responsable sera consultée. En dernier recours, si l’état de l’animal ne s’améliore pas malgré les soins, il sera mis à mort selon une procédure adaptée afin d’éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
Nous utilisons des souris, une espèce largement utilisée en neurosciences et dans les études sur la douleur. Leur cerveau et leurs circuits nerveux sont suffisamment similaires à ceux des humains pour permettre l’étude de la vulnérabilité aux crises de migraine. Cette souche peut également être modifiée par des techniques génétiques ou virales, ce qui est utile pour notre projet. Les animaux auront entre 7 et 12 semaines, un âge correspondant à l’état adulte chez la souris.
Plasticité cérébrale induite par l’entrainement en endurance et cognitif chez le rat sain jeune et âgé
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Trois séances de tapis roulant par semaine pendant six semaines, des tests d'effort, et pour une partie des animaux une chirurgie du crâne avec pose d'implants permanents, lentilles d'imagerie ou électrodes. 806 rats jeunes et vieillissants vont être utilisés ainsi, dont 662 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue. Le porteur veut établir que le lactate produit par les muscles pendant l'effort agit sur la mémoire et l'apprentissage, qu'il mesure notamment au labyrinthe de Barnes. Il décrit les lésions des pattes et des ongles avec saignements comme "légers, réversibles et de courte durée" et qualifie les tests comportementaux de non aversifs, dans un projet où il classe quatre animaux sur cinq en souffrance sévère.
Objectifs
La relation entre l’exercice physique et les fonctions cognitives suscite un intérêt croissant au sein de la population générale. La pratique régulière d’une activité physique est associée à une amélioration des capacités de mémoire et d’apprentissage tout au long de la vie. Elle est aujourd’hui considérée comme un moyen de prévention des troubles cognitifs liés au vieillissement et de certaines maladies neurologiques. Dans un contexte marqué par l’augmentation de la sédentarité et des maladies chroniques, il est essentiel de mieux comprendre comment l’exercice agit sur le cerveau. Parmi les mécanismes impliqués, le lactate, une molécule produite par les muscles pendant l’effort, pourrait jouer un rôle important dans le fonctionnement cérébral. Ce projet vise à mieux comprendre comment le lactate influence l’activité du cerveau et les capacités cognitives. Pour cela, nous étudierons les effets de deux types d’entraînement physique : un entraînement continu d’intensité modérée et un entraînement par intervalles de haute intensité. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre les effets bénéfiques de l’exercice sur le cerveau et pourraient contribuer à l’amélioration des stratégies de prévention des troubles cognitifs liés à l’âge.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à apporter des preuves directes mécanistiques des bénéfices induit par l’exercice au travers du lactate libéré pendant l’exercice ce qui manque encore de preuves directes. L’idée est de préciser les bénéfices préventifs de l’exercice sur le fonctionnement cérébrale selon l’âge et le sexe des animaux. Pour cela, les mécanismes de plasticité cérébrale induit par ces exercices physiques seront étudiés du niveau comportemental au niveau fonctionnel (étage cellulaire) en passant par les mesures moléculaires post mortem.
Procédures
Les animaux seront soumis : - à des séances d’entraînement sur tapis roulant réalisées 3 fois par semaine pendant 6 semaines, pour une durée d’environ 30 à 60 minutes par séance selon le protocole ; - à des tests d’effort réalisés avant, pendant et après la période d’entraînement ; - à des tests comportementaux évaluant les capacités de mémoire et d’apprentissage au cours des deux dernières semaines du protocole ; - à des prélèvements sanguins de faible volume réalisés à différents temps expérimentaux ; - pour certains animaux, à une chirurgie réalisée sous anesthésie générale afin de permettre l’étude de l’activité cérébrale. - À l’issue du protocole, les animaux seront anesthésiés profondément avant la réalisation des prélèvements biologiques terminaux.
Impact sur les animaux
Les animaux inclus dans ce projet pourront présenter différents effets indésirables liés aux procédures expérimentales. Pour les animaux soumis à une chirurgie intracrânienne, les effets attendus incluent principalement une douleur post-opératoire transitoire, une gêne locale liée à l’incision et à la présence de l’implant, ainsi qu’un risque limité d’inflammation ou d’infection locale. Ces effets sont principalement observés dans les jours suivant l’intervention chirurgicale. Les séances d’entraînement et les tests d’effort peuvent induire une fatigue musculaire transitoire. De manière occasionnelle, de légères lésions superficielles au niveau des pattes ou des ongles peuvent apparaître et s’accompagner de petits saignements. Ces effets restent généralement légers, réversibles et de courte durée. Les prélèvements sanguins peuvent entraîner un stress transitoire lié à la contention ainsi qu’une douleur brève liée à la ponction. Dans de rares cas, une mauvaise tolérance au prélèvement sanguin peut être observée. Les tests comportementaux utilisés dans ce projet sont non aversifs et n’induisent pas de douleur. Ils peuvent néanmoins être associés à un stress léger et transitoire lié à la nouveauté de l’environnement ou aux manipulations. En fin de protocole, les animaux seront placés sous anesthésie générale profonde avant la réalisation des prélèvements terminaux, sans perception de douleur.
Devenir
À l’issue des procédures expérimentales, les animaux ne seront pas réutilisés dans d’autres projets et seront mis à mort de manière réglementaire. Pour les animaux inclus dans la procédure 1 (tests comportementaux, entraînement, prélèvements sanguins), la mise à mort est justifiée par la nécessité de réaliser des prélèvements biologiques terminaux (cerveau, sang intracardiaque, muscles squelettiques), indispensables aux analyses prévues dans le cadre du projet et ne pouvant être obtenus chez des animaux vivants. Pour les animaux inclus dans la procédure 2, ayant subi des interventions chirurgicales intracrâniennes avec implantation (injection d’AAV, lentilles d’imagerie ou électrodes), la mise à mort est justifiée par le caractère invasif et irréversible de ces procédures, par la présence d’implants intracrâniens permanents, ainsi que par la nécessité de réaliser des prélèvements terminaux du tissu cérébral pour des analyses histologiques et moléculaires post-mortem. La réutilisation ou la remise en vie des animaux n’est pas envisagée, car elle serait incompatible avec les exigences scientifiques du projet et pourrait compromettre le bien-être animal. Dans tous les cas, la mise à mort sera réalisée conformément à la réglementation en vigueur, sous anesthésie générale profonde, et selon des méthodes visant à éviter toute douleur ou souffrance. Les animaux atteignant un point limite au cours des procédures seront euthanasiés sans délai, conformément aux critères prédéfinis.
Remplacement
Le principe de remplacement a été soigneusement évalué lors de la conception de ce projet. À ce jour, il n’existe aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière intégrée les effets de l’entraînement physique sur les fonctions cognitives et la plasticité cérébrale dans un organisme vivant. Les approches in vitro, ex vivo ou in silico ne permettent pas de reproduire la complexité des interactions entre l’exercice physique, le métabolisme systémique (notamment le lactate), l’activité cérébrale et les performances cognitives. En particulier, l’étude conjointe des adaptations comportementales, métaboliques et neurophysiologiques induites par différents types d’entraînement nécessite un modèle intégrant à la fois les systèmes musculaire, cardiovasculaire et nerveux central. Le rat constitue à ce titre un modèle biologique pertinent et largement validé pour l’étude des mécanismes de neuroplasticité dépendants de l’exercice, en raison de la similarité de ses réponses physiologiques et cognitives avec celles observées chez l’humain, ainsi que de la possibilité d’y réaliser des mesures fonctionnelles in vivo longitudinales. En l’absence de modèle de substitution permettant de répondre aux objectifs scientifiques du projet, le recours à l’animal est donc scientifiquement et méthodologiquement justifié.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été strictement limité au minimum nécessaire pour répondre aux objectifs scientifiques, tout en garantissant la robustesse statistique des analyses. La taille des effectifs a été définie afin de prendre en compte les variables biologiques majeures que sont le sexe, l’âge et le type d’entraînement, sans multiplier artificiellement les groupes expérimentaux. Les animaux sont répartis en deux procédures regroupant l’ensemble des manipulations réalisées sur un même individu. Cette organisation permet d’éviter le double comptage des animaux et de limiter le nombre total d’animaux utilisés. Le protocole expérimental repose sur une approche longitudinale, permettant la réalisation de plusieurs mesures comportementales, physiologiques et biologiques chez un même animal au cours du temps, incluant des mesures intermédiaires et terminales. Cette stratégie réduit significativement le nombre d’animaux nécessaires par rapport à des plans expérimentaux indépendants à chaque temps. Les animaux sont randomisés entre les différentes conditions expérimentales afin d’homogénéiser les groupes et de limiter la variabilité interindividuelle. Les comparaisons statistiques sont réalisées en utilisant des méthodes adaptées à la structure des données, incluant des analyses à mesures répétées pour les suivis longitudinaux, ainsi que des comparaisons intergroupes lorsque cela est pertinent. Enfin, les différentes modalités expérimentales in vivo (stratégies virales ou électrophysiologie) reposent sur des principes techniques communs et sont regroupées au sein des mêmes procédures, ce qui permet de maximiser l’information obtenue par animal et de limiter le recours à des groupes supplémentaires.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation de 7 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations (cf. plus bas les points limites détaillés). Les animaux seront hébergés par 2 ou 3 par cage selon leur poids (jamais seuls, pas d’isolement social). Des enrichissements multiples leur sont proposés (Tunnel buchette diamond twist), en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation par les expérimentateurs ainsi qu’aux environnements nouveaux (outils de mesure, donc tapis roulant, comportement, plateforme du Barnes Maze). afin de réduire le stress. Après les poses de fenêtres intracraniennes et électrodes d’enregistrement d’électrophysiologie, les animaux seront surveillés (1 à 2 fois par jour) en phase post-opératoire durant les 4 premiers jours par les expérimentateurs et animaliers. La nourriture sera à disposition de l'animal directement dans la cage. Concernant les points limites, si le rat est prostré ou en retrait, si ses poils sont hérissés (voir plus bas les points limites détaillés), il sera euthanasié par le responsable du projet. Avant les prélèvements du cortex et de l’hippocampe, les rats seront anesthésiés sous isoflurane (induction uniquement 4-5 %) avant d’être anesthésié avec de la Zoletil (tiletamine + zolazépam) 40 mg/kg + Domitor (médétomidine) 0,3-0,4 mg/kg. Les tissus cérébraux seront prélevés après décapitation. Les prélèvements sanguins ainsi que les doses et volumes d’injection d’analgésiques, de sérum physiologique, seront réalisés selon les recommandations éthiques [doses et volume adaptées en fonction des voies d’administration, i.e., voie intrapéritonéale (i.p.), voie sous-cutanée (s.c.) ou voie intraveineuse (i.v.)]. Toutes les interventions chirurgicales se feront également sous analgésie systémique (buprénorphine : 0,05 mg/kg max), y compris avant la perfusion intracardique. Pour chaque anesthésie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant retro-contrôlé et seront maintenus à une température comprise entre 36,5 et 37,5°C, et du gel ophtalmique sera déposé sur les yeux.
Choix des espèces
Afin d’étudier les conséquences cérébrales de l'entrainement d'endurance, il est nécessaire d'utiliser des animaux qui soient capables de réaliser ces tâches locomotrices et cognitives. Pour étudier les effets d'une stratégie d'entrainement, le recours à l'animal est donc incontournable, surtout lorsque l’on veut proposer des entrainements transférables à l’Homme. Pour cela, nous allons nous baser sur des repères physiologiques (commun à l’humain et le rat tel que le seuil lactique) pour déterminer les vitesses d’entrainement. Les procédures expérimentales décrites plus bas ne pourront pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d’information. Les mesures utilisées (moléculaires et in vivo à l’étage cellulaire) ne trouvent pas d’équivalent chez l’humain. Des rats âgés de P60 (entre 180-300g) à 12 mois seront utilisés dans ce projet car la grande majorité des résultats de la littérature concernant ce modèle a été obtenue sur des rats appartenant à cette gamme de poids (du jeune adulte à l’animal vieillissant).
Caractérisation des atteintes neuromusculaires spinales dans des modèles murins de sepsis
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
500 souris mâles vont être utilisées, chacune opérée pour recevoir un traceur dans le muscle de la patte arrière, puis rendue septique. 240 d'entre elles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, avec une seconde chirurgie de l'abdomen, et le porteur annonce pour celles-là des effets plus marqués, moins d'activité, une perte de poids, des déplacements difficiles, une baisse de température et une douleur post-opératoire supplémentaire. Le bénéfice avancé reste de mieux comprendre pourquoi les patients qui survivent à un sepsis restent faibles, les pistes de prévention étant renvoyées au long terme. Toutes sont tuées pour récupérer la moelle épinière et les muscles.
Objectifs
Le sepsis est une maladie grave provoquée par une réponse excessive de l’organisme à une infection. Il peut entraîner des atteintes de plusieurs organes, mais aussi une faiblesse musculaire importante. Cette faiblesse gêne la récupération des patients, mais ses causes restent encore mal connues. Dans notre laboratoire, nous avons observé, chez la souris, que deux modèles expérimentaux de sepsis entraînent des troubles neuromusculaires associés à la présence de structures inflammatoires appelées « pièges extracellulaires » dans la moelle épinière. Ces structures pourraient participer aux anomalies observées, mais leur rôle exact reste à préciser. L’objectif de ce projet est d’étudier plus précisément les cellules nerveuses de la moelle épinière qui commandent un muscle de la patte arrière, le muscle gastrocnémien et de mieux comprendre comment le sepsis altère la commande nerveuse des muscles et quel rôle jouent les pièges extracellulaires dans ces atteintes.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes responsables de cette faiblesse musculaire, en particulier au niveau des cellules nerveuses qui commandent les muscles. L’étude portera plus précisément sur les neurones qui contrôlent le muscle gastrocnémien, situé dans la patte arrière. La comparaison entre deux modèles de sepsis chez la souris permettra de déterminer ce qui est commun aux deux situations et ce qui leur est propre. À plus long terme, ces travaux pourraient aider à identifier de nouvelles pistes pour prévenir ou réduire les complications neuromusculaires du sepsis et ainsi améliorer la récupération des patients.
Procédures
Une partie des animaux subiront une chirurgie (chirurgie durant environ 15 min) consistant en une incision de la peau d’une des pattes arrière afin d’injecter le muscle gastrocnémien avec un traceur permettant d’identifier les motoneurones de la moelle épinière qui innervent ce muscle. Ils recevront ensuite 3 jours à une semaine plus tard une injection d’un composé permettant d’induire une inflammation systémique (durée pour réalser l’injection : 2 minutes). Une autre partie des animaux recevront la même chirurgie d’injection de traceur dans le muscle gastrocnémien. Ils recevront ensuite 3 jours à une semaine plus tard une deuxième chirurgie sous anesthésie générale (chirurgie durant environ 20 minutes), permettant de créer le modèle de choc septique, afin de mimer la pathologie humaine. Juste avant la fin de l’expérience, une mesure fonctionnelle musculaire terminale non-invasive sera également réalisée pour évaluer la réponse neuromusculaire du muscle (évaluation durant environ 20 minutes)
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir des effets passagers liés aux différentes étapes de l’étude. L’injection du traceur dans le muscle de la patte arrière nécessitera une petite intervention réalisée sous anesthésie. Elle pourra entraîner une gêne temporaire, une légère douleur après le réveil et un petit inconfort pour se déplacer pendant un court moment. Les modèles de sepsis utilisés dans cette étude pourront aussi provoquer une dégradation transitoire de l’état général des animaux. Ceux-ci pourront être moins actifs, perdre un peu de poids, se déplacer plus difficilement et présenter une baisse de température. Dans le modèle le plus sévère, qui nécessite une chirurgie abdominale, ces effets pourront être plus marqués et s’accompagner d’une douleur post-opératoire supplémentaire. Les animaux des groupes témoins pourront, eux aussi, présenter des effets passagers liés à l’injection ou à la chirurgie contrôle.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du protocole, et les tissus récupérés pour être utilisés dans des analyses tissulaires, cellulaires et moléculaires.
Remplacement
À l’heure actuelle, il n’existe pas de méthode alternative permettant d’étudier en même temps les effets du sepsis sur l’inflammation, la moelle épinière, les cellules nerveuses qui commandent les muscles et le fonctionnement musculaire lui-même. Des méthodes réalisées uniquement sur des cellules ou des tissus isolés ne permettent pas de reproduire toute la complexité de ces phénomènes dans un organisme entier. L’utilisation de l’animal est donc nécessaire pour comprendre comment ces différents mécanismes interagissent au cours du sepsis.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Le projet a été conçu à partir de l’expérience déjà acquise par le laboratoire avec ces modèles de sepsis et en tenant compte des analyses prévues en fin d’étude. Seuls quatre groupes seront étudiés, avec pour 2 groupes expérimentaux et leur groupe témoin respectivement, afin de répondre à la question posée en utilisant le moins d’animaux possible.
Raffinement
Une attention particulière sera portée au bien-être des animaux pendant toute l’étude. L’injection du traceur dans le muscle sera réalisée sous anesthésie générale, avec des mesures adaptées pour limiter la douleur. Les interventions seront menées dans de bonnes conditions d’hygiène, avec du matériel approprié, afin de réduire au maximum l’inconfort et les effets liés au geste. Après chaque procédure, les animaux seront surveillés attentivement après chaque expérimentation jusqu’à leur réveil complet puis de façon régulière. Leur état général, leur déplacement, leur poids, leur température et l’aspect de la zone opérée seront contrôlés. Les animaux soumis aux modèles de sepsis bénéficieront d’un suivi renforcé. La chirurgie utilisée pour le modèle le plus invasif sera également réalisée sous anesthésie, avec prise en charge de la douleur avant et après l’intervention. Toutes les procédures seront effectuées par du personnel formé, afin de réduire autant que possible la douleur, le stress et la durée des manipulations.
Choix des espèces
La souris a été choisie car c’est une espèce couramment utilisée en recherche biomédicale, bien connue et bien adaptée à ce type d’étude. Elle permet de travailler dans des conditions standardisées, ce qui aide à obtenir des résultats fiables et comparables. Sa petite taille et son cycle de vie court facilitent également le suivi des animaux dans de bonnes conditions. Cette espèce est particulièrement utile pour étudier les effets du sepsis sur les muscles, les nerfs et la moelle épinière. Les modèles utilisés dans ce projet sont déjà bien décrits chez la souris, ce qui permet de mieux interpréter les résultats et de les comparer à ceux d’autres études. La souris est aussi adaptée aux techniques nécessaires ici, comme l’injection d’un traceur dans le muscle et l’analyse de la moelle épinière en fin d’étude. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes mâles, âgés de 8 à 12 semaines. Ce choix permet d’éviter les effets liés à la croissance ou au vieillissement, qui pourraient influencer les résultats. Il permet aussi de se rapprocher davantage de la situation étudiée chez l’adulte humain.
Travaux Pratiques d’introduction à l’expérimentation animale et de physiologie animale chez le rongeur
- Enseignement supérieur
Pour que des étudiants d'IUT s'exercent à tenir une souris dans la main et à lui faire une injection, 70 souris femelles vont être utilisées sur cinq ans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque animal subit plusieurs contentions brèves pendant une heure de séance, puis jusqu'à deux injections de sérum physiologique, les mêmes souris servant à deux groupes successifs dans la journée. Le porteur prévoit d'interrompre l'exercice en cas de ventilation anormale, de mettre à part une souris tombée au sol et de la surveiller un quart d'heure, et de tuer sur place tout animal montrant des signes de détresse après une injection. Toutes sont tuées à l'issue, un règlement sanitaire interdisant leur retour en animalerie, puis congelées et disséquées l'année suivante dans d'autres travaux pratiques, ce qui évite d'en acheter.
Objectifs
L'objectif de ces TP est de répondre au programme pédagogique national (PPN) et permettre à nos étudiants d'avoir des compétences qui leur permettent, à la suite de la formation ou lors de leur stage obligatoire, de travailler directement dans des laboratoires de recherche dont les projets nécessitent l'usage de modèles animaux.
Bénéfices attendus
Ces TP sont très importants dans le cursus des étudiants et entrent dans le cadre d'une formation applicateur que nous avons mise en place à l'IUT. Leur formation doit les amener à être directement opérationnels en laboratoire de recherche, et notamment pour avoir l'autorisation d'accéder aux animaleries de recherche. La séance de TP (contention sur la souris) permet de les confronter à la réalité de l’expérimentation animale, et de les sensibiliser au respect absolu de la réglementation (respect de la règle des 3R), en particulier aux procédures de raffinement.
Procédures
Les animaux seront utilisés pour l’apprentissage de la contention manuelle et, pour les étudiants volontaires, pour la réalisation d’une injection de sérum physiologique sous supervision directe des enseignants. Contention manuelle : chaque étudiant s’exercera à la contention sur des périodes très courtes, de l’ordre de quelques secondes par tentative. La période d’apprentissage de la contention dure environ 1 heure par groupe. Chaque animal pourra faire l’objet de plusieurs contentions brèves au cours de cette période. Injection de sérum physiologique : les étudiants volontaires pourront réaliser une injection de sérum physiologique sous le contrôle direct des enseignants. La durée de contention/manipulation associée à l’injection est estimée à environ 45 secondes par animal. La partie dédiée aux injections dure environ 45 minutes par groupe. Les mêmes animaux pouvant être utilisés pour deux groupes successifs au cours d’une même journée, chaque animal recevra au maximum deux injections de sérum physiologique sur la journée.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables possibles liés à ce projet sont : 1) un stress lié à la manipulation des souris pour l'apprentissage de la contention, 2) une douleur de courte durée suite aux injections pratiquées par les apprenants.
Devenir
Pour des raisons sanitaires, pour éviter toute introduction de germe qui pourrait s'avérer fatale pour l'ensemble des animaux de l'animalerie, le règlement interdit la ré-introduction d’animaux après expérimentation. Ainsi, tous les animaux sont euthanasiés à l'issue des TP. Une fois euthanasiés, les animaux seront congelés et utilisés ultérieurement pour des TP d’anatomie/dissection.
Remplacement
Nos étudiants sont destinés à être de futurs techniciens de laboratoire, devant assister leurs collègues, notamment dans leurs projets impliquant de l'expérimentation animale. Il n’existe actuellement aucune méthode substitutive satisfaisante qui permettrait le remplacement de ces séances telles qu’elles ont été conçues pour préparer les étudiants à la réalité des procédures en laboratoire de recherche et au respect de la règle des 3R. Pour autant, nous avons introduit une séance de travaux pratiques sur animaux factices (peluche) afin de préparer les étudiants à la séance de TP portant sur la contention et les voies d'administration. Cette séance complète les tutoriels et poster que nous leur montrons au cours des enseignements théoriques. Par ailleurs, des casques de réalité virtuelle ont été commandés par un autre département de notre IUT avec lequel nous projetons de monter un nouveau module pour montrer les étapes de dissections et de chirurgie.
Réduction
Les mêmes souris seront utilisées pour les TP de contention des 2 groupes, qui se déroulent l'un à la suite de l'autre. Ainsi, 14 souris seront utilisées (une souris par étudiant de chaque groupe) par an, soit 70 souris pour 5 ans. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés dans le cadre de la formation, toutes les souris seront des souris femelles. En effet, dans le cadre des TP d’anatomie/dissection qui ont lieu l’année suivante, le système de reproduction femelle est étudié. Ainsi, après euthanasie, les souris des TP seront congelées et réutilisées pour des TP d’anatomie/dissection l’année suivante, évitant ainsi d'acheter des animaux déjà euthanasiés et congelés chez un fournisseur. Aucune analyse statistique ne sera entreprise dans la mesure où le projet est totalement dédié à la formation (travaux pratiques).
Raffinement
La formation ne dispose pas d’animalerie. Nous utilisons donc l’animalerie dédiée à la recherche qui existe sur le site. Les animaux sont réceptionnés au minimum 5 jours avant chaque TP. Les animaux sont stabulés dans des cages adaptées à la règlementation pour les souris. Afin de préparer au mieux les étudiants aux TP nécessitant une contention des souris, une vidéo tutorielle et un poster sont présentés en cours, puis une première séance pratique est réalisée avec des animaux factices pour apprendre la contention. Cette séance permet de réduire le stress des étudiants et des souris. Dans le cadre des séances de TP sur les souris, les essais de contention seront interrompus en cas de signe de ventilation anormale du fait d'une mauvaise manipulation des animaux. Si une souris tombe à terre, elle sera mise de coté et surveillée pendant environ 15 minutes. Par ailleurs, les injections seront réalisées uniquement sur la base du volontariat des étudiants et sous le contrôle exclusif des enseignants qui veillent à ce que la gestuelle soit appliquée correctement avant l’injection proprement dite. Si, après l'injection, la souris montre des signes anormaux (ventilation anormale, absence de locomotion), suggérant un état de souffrance, de détresse, une euthanasie par méthode règlementaire sera pratiquée par l'enseignant dans la foulée.
Choix des espèces
La souris a été retenue pour ces séances de travaux pratiques car c'est un petit mammifère couramment utilisé en expérimentation animale. La contention manuelle et l’injection font partie des gestes techniques de base à acquérir par les étudiants. Les animaux seront utilisés au stade adulte, à maturité sexuelle, afin de disposer d’animaux de taille suffisante pour permettre une contention correcte. L’utilisation d’animaux plus jeunes ou trop petits rendrait les manipulations plus difficiles et pourrait augmenter le risque de geste inadapté ou prolongé. Les souches utilisées seront choisies pour leur comportement calme et leur bonne aptitude à la manipulation, afin de limiter le stress des animaux et de sécuriser l’apprentissage.
Etude chez la souris du rôle pubertaire des neurones glutamatergiques et gabaergiques exprimant l’estradiol dans l’organisation et la plasticité des régions hypothalamiques contrôlant la fonction de reproduction.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Un lot de souris femelles est privé de ses ovaires par chirurgie et reçoit un implant hormonal, pour les rendre réceptives et servir de partenaires aux tests de comportement sexuel des mâles. 2 916 souris au total vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie subit une chirurgie du cerveau de trente à quarante-cinq minutes, les mâles sont hébergés seuls avant les tests d'accouplement qui durent neuf heures, et le porteur relève lui-même le stress lié à cet isolement. La majorité est tuée pour prélever le cerveau, une petite partie est tuée sans aucun prélèvement, parce que ces femelles ne servent plus une fois leur implant hormonal périmé.
Objectifs
L’infertilité est aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique dont les causes et les mécanismes d’action demeurent mal compris. La fertilité repose sur une régulation adéquate par le cerveau des régions impliquées dans les fonctions de reproduction. L'organisation de ces structures cérébrales, en particulier dans l’hypothalamus, est contrôlée par les hormones stéroïdes sexuelles, testostérone et estradiol, pendant des périodes critiques de développement, de la naissance à la puberté. Le but de ce projet de recherche est de comprendre le rôle de l’œstradiol au cours du développement pubertaire dans les changements de plasticité de l’hypothalamus. Des souris seront utilisées afin d’investiguer les mécanismes d’action de l’œstradiol dans l’organisation pubertaire des réseaux neuraux sous-jacents la régulation des fonctions de reproduction. Les données issues de ce projet aideront à mieux comprendre les troubles pubertaires et contribueront à élucider les mécanismes d’actions impliquées dans le contrôle des fonctions de reproduction mâle et femelle. Cela pourrait ainsi conduire à développer des stratégies thérapeutiques spécifiques au sexe et à l’âge pour remédier aux troubles de la fertilité.
Bénéfices attendus
La puberté est une période critique de la vie qui permet d’atteindre la maturité sexuelle et ainsi permettre la reproduction. C’est une période cruciale de transition entre l’enfance et l’âge adulte qui, en plus de l’apparition des caractères sexuels secondaires, s’accompagne d’importants changements psychiques et comportementaux. Néanmoins de manière surprenante les mécanismes cérébraux sous-tendant ces changements sont aujourd’hui encore mal compris. Les données obtenues dans ce projet contribueront à déterminer les mécanismes d’action qui contrôlent l’organisation pubertaire du cerveau par les hormones stéroïdes sexuelles. Ceci est particulièrement pertinent si nous voulons développer de meilleurs traitements pour les troubles de la puberté mais également pour les troubles psychiatriques et comportementaux qui se manifestent souvent pendant cette période.
Procédures
Une partie des souris mâles et femelles subira une chirurgie au niveau du cerveau sous anesthésie générale et avec une analgésie pré et post-opératoire. La chirurgie durera entre 30 et 45 minutes maximum. Un lot de souris femelles subira un acte de chirurgie afin d’induire la réceptivité par retrait chirurgical des ovaires et pose d’un implant hormonal. La chirurgie durera maximum 10 minutes sur animaux anesthésiés et recevant une analgésie pré et post-opératoire. Ces femelles subiront également 2 injections d’hormones avant les tests de comportement sexuels. Le comportement des mâles et femelles sera analysé à l’âge adulte : - comportement spontané d’accouplement (2 tests séparés de 15 jours, d’une durée 9h pour les mâles ; 3 tests séparés de 10 jours d’un durée de 30 minutes pour les femelles, sur animaux vigiles). - test d’activité locomotrice spontanée (durée de 120 minutes sur animaux vigiles) et test d’anxiété spontanée (durée de 9 minutes sur animaux vigiles). Une partie des animaux subiront une chirurgie terminale sous anesthésie et analgésique d’une durée de 20 minutes maximum. Les animaux restants seront anesthésiés profondément et euthanasiés. A l’issue de cet acte terminal les prélèvements sont réalisés pour analyse.
Impact sur les animaux
Les chirurgies au niveau du cerveau des souris se feront sous anesthésie. Les éventuels nuisances et effets indésirables à court et à long terme liés à cette chirurgie sont une hypothermie, un arrêt cardio-respiratoire liée à l’anesthésie, une douleur post-opératoire se traduisant par une apparence, une position et des comportements anormaux ainsi qu’une perte de poids rapide. Les injections d’anesthésiques et d’antalgiques peuvent générer une douleur légère au point de piqure. Un léger inconfort peut être généré par la première introduction des souris dans les dispositifs liés aux tests comportementaux. Un stress peut être lié à l’hébergement individuel des mâles avant les tests de comportements. L’anesthésie effectuée pour les ovariectomies est également associée à certains risques (hypothermie, arrêt cardio-respiratoire…). De plus, un stress peut être lié à la chirurgie effectuée chez les femelles. Cette chirurgie peut également entrainer des douleurs.
Devenir
La majorité des animaux seront euthanasiées afin de prélever les cerveaux nécessaires à la réalisation des analyses histologiques et fonctionnelles. Une faible partie des animaux seront euthanasiés sans prélèvement à la fin des expériences de comportement car ces souris femelles ne peuvent être réutilisées au-delà de la période de validité des implants délivrant des hormones pour étudier le comportement sexuel des mâles.
Remplacement
L'étude du rôle de l’œstradiol dans la neuroplasticité de l’hypothalamus au cours du développement pubertaire nécessite des modèles animaux pour pouvoir étudier le réseau neuronal complexe au sein de l’organisme entier. Des animaux vivants seront donc nécessaires pour ce projet. Ce projet comporte des analyses neuroanatomiques et neuroendocrines. Il n'est donc pas possible de le développer par des méthodes alternatives et/ou substitutives.
Réduction
Le nombre total d'animaux utilisé est de 2916, ce qui permet une analyse combinée des mâles et des femelles et cela à différents stades du développement pubertaire. Des protocoles biologiques différents ne permettent pas d’effectuer toutes les analyses sur les mêmes échantillons. L’expertise scientifique de l’équipe dans l’étude neuroanatomique des fonctions de reproduction permet de connaitre le nombre d’animaux nécessaire par groupe afin d’obtenir des résultats fiables. Dans un souci de réduction du nombre d’animaux, nous déterminerons avec une première cohorte d’animaux les meilleures conditions d’injection des vecteurs viraux. Les effectifs utilisés ont été calculés au plus juste grâce à un calcul de puissance. Des analyses statistiques seront effectuées afin de réaliser une interprétation fiable des résultats. Afin de réduire le nombre d'animaux, les organes non utilisés dans ce projet (hypophyse, ovaire, dents, squelette...) seront proposés aux collaborateurs de l'équipe comme cela est fait habituellement. Par ailleurs, les résultats obtenus au fil de la réalisation de ce projet nous permettront d’affiner nos besoins et donc de réduire le nombre d’animaux nécessaires. En effet, nous envisageons de sélectionner les conditions induisant une perturbation du comportement sexuel à l’âge adulte, lors des premières expérimentations, afin de conserver uniquement celles-ci dans les expérimentations suivantes. Le nombre d’animaux indiqué dans cette demande correspond donc au nombre maximal d’animaux pouvant être utilisés dans cette étude.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans une animalerie, sous la supervision de soigneurs et d’un vétérinaire qualifié. L'hébergement des animaux sera réalisé conformément à la directive européenne 2010/63/UE en termes d'espace et d'environnement. Les souris seront soumises à un cycle lumière- obscurité de 12h dans un environnement à température contrôlée avec un accès ad libitum à la nourriture et à l'eau. Les cages complètes seront changées chaque semaine. Pour l'enrichissement, un nid sera placé dans la cage. Avant chaque procédure chirurgicale, une analgésie sera effectuée par l’injection d’un analgésique 20 minutes avant la procédure. Les souris seront surveillées et pesées quotidiennement en post-opératoire, puis hebdomadairement afin de s'assurer que toute souris présentant un ou plusieurs points limites sera euthanasiée. La douleur post-opératoire sera prise en charge par injection d’un analgésique durant les 3 jours suivant les chirurgies. Toutes les euthanasies des animaux seront effectuées sous anesthésie générale. L'anesthésie profonde de l'animal est vérifiée par le pincement de la patte arrière et l'absence du réflexe de clignement de paupière suite à une stimulation de l'œil. Une analgésie sera effectuée 20 minutes avant la chirurgie terminale.
Choix des espèces
La souris est l'un des modèles les mieux caractérisés pour ces études neuroendocrines et neuroanatomiques grâce à la disponibilité d'outils biotechniques (anticorps, lignées transgéniques...), et de données dans la littérature permettant d'une part de comparer les résultats obtenus avec ceux des autres laboratoires et d'autre part d'implémenter les connaissances sur cette thématique. Des souris mâles et femelles adultes seront utilisées. De plus, des souris mâles et femelles seront utilisées à différents âges prépubertaires et pubertaires. Ce projet vise à étudier la neuroplasticité de l’hypothalamus au cours du développement pubertaire, l’utilisation de ces différents âges permettra d’étudier le plus précisément possible les mécanismes d’action de l’estradiol lors du développement pubertaire.
Évaluation de l’efficacité thérapeutique de cellules CAR-T anti-GD3 sur des modèles murins de glioblastome
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
612 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées dans le cadre d'études de survie. Chacune subit une greffe de cellules tumorales dans le cerveau, ouverture du crâne comprise, deux injections intracérébrales et jusqu'à 32 séances d'imagerie sous anesthésie, une partie recevant en plus dix gavages ou quatre séances de radiothérapie. Le porteur indique que la tumeur provoque des lésions cérébrales, une perte d'appétit puis un amaigrissement, et que la radiothérapie peut entraîner des troubles moteurs. Il revendique la maîtrise de ces protocoles depuis plus de quinze ans pour justifier les effectifs, et écrit qu'évaluer ces cellules CAR-T contre le glioblastome "nécessite" une approche in vivo, faute de système capable de mimer la complexité de cette tumeur.
Objectifs
Notre projet vise à tester un nouveau type de traitement contre un cancer du cerveau très agressif appelé glioblastome. Ce traitement utilise des cellules du système immunitaire (CAR-T), modifiées en laboratoire pour reconnaître et attaquer spécifiquement les cellules cancéreuses. Ces cellules ont déjà montré qu’elles pouvaient ralentir la croissance des tumeurs en laboratoire. Nous voulons maintenant vérifier si elles sont aussi efficaces chez la souris, afin d’évaluer leur potentiel comme futur traitement chez l’humain.
Bénéfices attendus
Le glioblastome est un cancer du cerveau très agressif, pour lequel les traitements actuels restent peu efficaces. Aujourd’hui, il n’existe pas de traitement permettant d’en guérir, et les patients survivent rarement plus d’un an après le diagnostic. Nous voulons tester une nouvelle approche utilisant des cellules du système immunitaire (CAR-T), modifiées pour reconnaître et attaquer les cellules cancéreuses. L’objectif est de voir si cette stratégie pourrait devenir une piste prometteuse pour mieux traiter ce cancer.
Procédures
Tous les animaux recevront une greffe intracérébrale de cellules tumorales (612 animaux, une seule intervention de 30 minutes environ). La greffe intracérébrale est une procédure chirurgicale. Tous les animaux recevront des injections intracérébrales de cellules CAR-T ou de leur solvant (612 animaux, intervention de 2 minutes environ, 2 interventions / animal). L’injection intracérébrale est une procédure chirurgicale. Des animaux recevront une administration orale d’agent anticancéreux ou de son solvant (216 animaux, intervention de 30 secondes environ sur animal vigile, 10 interventions animal). Des animaux recevront un traitement par radiothérapie (108 animaux, intervention de 30 minutes environ sur animal sous anesthésie, 4 interventions / animal). Tous les animaux seront anesthésiés (anesthésie gazeuse) pour le suivi en imagerie de bioluminescence de la progression tumorale (612 animaux, intervention de 15 minutes environ, 32 interventions maximum/animal).
Impact sur les animaux
La manipulation, contention des animaux, les injections intrapéritonéales, les injections d'anesthésiques répétées, les injections d'analgésiques sont générateurs de stress pour les animaux. Les injections entrainent également une douleur légère de courte durée. La craniotomie peut générer des douleurs post-opératoires. La radiothérapie est susceptible de provoquer des troubles moteurs. La progression tumorale provoque des lésions cérébrales. La progression tumorale provoque à terme une perte d'appétit, donc une malnutrition et finalement une perte de poids. Des souris seront traitées par gavage. Les souris NSG sont immunodéficientes.
Devenir
Pour chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés dans le cadre des études de survie.
Remplacement
L'efficacité de nouvelles thérapies sur la croissance tumorale du glioblastome nécessitent une approche expérimentale in vivo. En effet, il n’existe pas à ce jour de système suffisamment robuste pour mimer toute la complexité biologique et physiologique du glioblastome. Ce travail sur l'animal vivant s'inscrit dans la continuité d'expériences et de résultats que nous avons obtenus in vitro et ex vivo.
Réduction
Nous utilisons des protocoles que nous maitrisons depuis plus de 15 ans, et pour lesquels des études antérieures nous permettent de calculer au plus juste le nombre d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats reproductibles et statistiquement relevants. Le nombre d’animaux a été estimé en s’appuyant sur des tests statistiques appropriés adaptés aux petits échantillons.
Raffinement
Pour le bien-être de l'animal, les souris seront logées avec un enrichissement (copeaux de bois, dômes) et en groupes de 5 individus par cage afin d’éviter le stress de l’isolement. Pour les administrations orales, nous utiliserons des sondes souples pour éviter la moindre irritation ou blessure. Des cages pourvues de couvercles filtrants seront disposées dans une armoire ventilée. Les animaux seront anesthésiés avant l’intervention chirurgicale. Avant chirurgie, une analgésie est prévue. Pour les administrations orales, nous utiliserons des sondes souples. Un anesthésique local sera injecté sur le site d’incision et appliqué aux points de pression de l’appareil stéréotaxique. Du sérum physiologique préchauffé sera injecté pour hydrater et réchauffer l’animal. Un onguent ophtalmique sera appliqué sur les yeux durant la chirurgie pour assurer leur hydratation. L’imagerie de bioluminescence et la radiothérapie seront réalisées sous anesthésie gazeuse. Pour les administrations orales, nous utiliserons des sondes souples pour éviter la moindre irritation ou blessure. Des croquettes imbibées d’eau et de la gelée nutritive seront déposées dans la cage après la chirurgie pour faciliter la prise alimentaire. La détection de toute souffrance de l’animal sera assurée et le niveau de souffrance évalué en fonction d'une grille de score. En fonction des scores obtenus, il sera envisagé une analgésie ou l'euthanasie de l'animal.
Choix des espèces
Les données bibliographiques démontrent que le modèle murin est le plus adapté pour aborder les questions relatives aux tumeurs cérébrales. L'utilisation de lignées murines immunodéficientes permet la transplantation de cellules d'une espèce donnée (humaine) chez un individu hôte d'une espèce différente (souris). Les tumeurs de glioblastome générées dans ce modèle animal sont particulièrement similaires aux tumeurs humaines. Les souris seront réceptionnées à l’animalerie à l’âge de 5 semaines et utilisées à l’âge de 6 semaines. En effet, nous souhaitons réaliser l’étude sur de jeunes souris adultes. A cet âge optimal de 6 semaines, l’organisme de l’animal est parfaitement mature sur le plan métabolique, hormonal et tissulaire, ce qui assure une bonne vascularisation tumorale après la greffe ainsi qu’une croissance tumorale plus régulière et prévisible.
Évaluation de stratégies pharmacologiques de modulation sur l’efficacité et la persistance de thérapies cellulaires dans des modèles précliniques de cancers solides et hématologiques
- Recherche appliquée
- Cancers
Ce projet fonctionne comme un criblage in vivo de conjugués anticorps-médicament et de nanoparticules lipidiques censés contrer l'épuisement des lymphocytes CAR-T. 2 200 souris immunodéficientes y sont utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une greffe de tumeur, deux à six injections de cellules ou d'agents pharmacologiques, jusqu'à dix séances d'imagerie par bioluminescence et jusqu'à six prélèvements de sang. Le porteur décrit une leucémie disséminée, une anémie, un risque d'ulcération de la tumeur, une gêne respiratoire progressive et une maladie du greffon contre l'hôte, puis conclut que seul un criblage in vivo permet d'identifier des cibles de façon fiable.
Objectifs
Les thérapies cellulaires adoptives, notamment les lymphocytes T exprimant un récepteur antigénique chimérique (CAR-T), représentent une avancée thérapeutique majeure en oncologie. Leur efficacité reste cependant limitée, en particulier dans les tumeurs solides, principalement en raison du phénomène d'épuisement fonctionnel des lymphocytes T. Cet état se caractérise par une perte progressive des fonctions effectrices, une diminution de la capacité d'auto-renouvellement et une persistance réduite dans un microenvironnement tumoral immunosuppresseur, souvent associé à la surexpression de récepteurs inhibiteurs. Ce projet vise à évaluer des stratégies pharmacologiques innovantes et complémentaires pour contrer cet épuisement et potentialiser les thérapies cellulaires, en ciblant deux classes d'agents : des conjugués anticorps-médicament permettant de délivrer spécifiquement un agent cytotoxique ou immunomodulateur aux cellules T exprimant un récepteur de surface ; ou des • nanoparticules lipidiques ciblées pour l'inhibition in vivo de gènes clés de l'épuisement. Ce projet intègre également l'évaluation de lymphocytes T humains génétiquement modifiés par édition du génome. Ces stratégies visent à produire des cellules T dotées d'une résistance accrue à l'épuisement, à la suppression immunologique et au rejet allogénique.
Bénéfices attendus
Court terme : identification des stratégies pharmacologiques et des modifications génétiques les plus efficaces pour limiter ou reverser l'épuisement des CAR-T ; mise en évidence de combinaisons thérapeutiques plus efficaces contre des tumeurs hématologiques et solides réfractaires. Moyen terme : génération de données mécanistiques permettant de comprendre les bases biologiques des effets observés ; définition de fenêtres thérapeutiques sûres pour chaque agent ; validation de la stratégie d'édition génomique pour produire des cellules T améliorées. Long terme : développement d'essais cliniques combinant thérapies cellulaires génétiquement optimisées et modulateurs pharmacologiques ciblés, avec amélioration attendue du pronostic de patients pour lesquels les options thérapeutiques actuelles sont limitées.
Procédures
Une injection de greffe tumorale par animal. Durée : 5–10 minutes par intervention (incluant contention, anesthésie et réveil). Toujours réalisées sous anesthésie générale. • Injections de thérapies cellulaires et d’agents pharmacologiques 2 à 6 injections par animal au total (incluant les injections de cellules et des agents pharmacologiques, réparties sur la durée de l’étude). Durée : 5 minutes par séance d’injection (induction anesthésie + injection + réveil). Toutes les injections sont réalisées sous anesthésie générale . • Imagerie in vivo par bioluminescence pour suivi de la charge tumorale et de la persistance des cellules thérapeutiques. 3 à 10 séances au maximum selon le modèle tumoral et la survie des animaux. Durée : 10–20 minutes par séance (incluant anesthésie générale, injection de substrat si nécessaire, acquisition des images et réveil). • Prélèvements sanguins : 2 à 6 prélèvements par animal sur l’ensemble de l’étude. Durée : 5 minutes par prélèvement, animaux anesthésiés lors des procédures les plus invasives.
Impact sur les animaux
Pour certains animaux, les nuisances sont liées à la dissémination leucémique progressive (altération modérée de l'état général) et aux cytopénies secondaires, notamment une anémie modérée bien tolérée dans les délais de l'expérience. Les injections répétées induisent un stress ponctuel limité par l'anesthésie systématique. Pour d'autres animaux, les nuisances sont liées à la croissance tumorale au flanc (gêne mécanique, risque d'ulcération) et aux injections répétées sous anesthésie. Pour le modèle orthotopique pulmonaire, les nuisances spécifiques sont liées à l'atteinte fonctionnelle pulmonaire progressive (dyspnée, diminution modérée de la capacité respiratoire). Pour d'autres animaux (modèle humanisé) : Les nuisances incluent la croissance tumorale, les injections répétées sous anesthésie, et le risque de maladie du greffon contre l'hôte — nuisance spécifique modérée. D'autres animaux pourront avoir des nuisances liées à la croissance tumorale (gène mécanique, diminution d'apétit modérées).
Devenir
À l’issue des procédures expérimentales, tous les animaux seront euthanasiés pour des analyses immunologiques, histologiques, moléculaires et multi-omiques approfondies. Ces analyses nécessitent la mise à mort des animaux.
Remplacement
À l’heure actuelle, il n’existe pas d’alternative pertinente à l’utilisation de modèles in vivo pour atteindre les objectifs de ce projet. Ni les modélisations mathématiques, ni les systèmes in vitro ne permettent de reproduire l’environnement immunosuppresseur complexe auquel est soumis le système immunitaire in vivo. Le système immunitaire est fortement compartimenté entre les organes lymphoïdes et les tissus, avec une régulation fine des flux cellulaires et des signaux (cytokines, chimiokines) entre ces compartiments. Seule une approche de criblage in vivo permet de prendre en compte ces interactions dynamiques entre cellules tumorales, cellules immunitaires et agents pharmacologiques, et ainsi d’identifier de manière fiable des cibles présentant un potentiel thérapeutique majeur.
Réduction
L’ensemble du plan expérimental a été conçu pour utiliser le nombre minimal d’animaux compatible avec la robustesse scientifique des résultats. L’imagerie longitudinale non invasive permet de suivre l’évolution tumorale chez un même animal au cours du temps, chaque individu servant en partie de son propre contrôle, ce qui réduit le nombre total de souris nécessaires. Les tailles de groupes ont été déterminées à partir de calculs de puissance statistique, en tenant compte de la variabilité attendue du modèle, afin de limiter le nombre d’animaux tout en garantissant la détection des effets biologiquement pertinents. Les analyses de croissance tumorale ainsi que l'évolution des maladies seront réalisées par tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les animaux en procédure auront un examen clinique quotidien. Toutes les procédures invasives, y compris l’imagerie, seront réalisées sous anesthésie générale appropriée, associée à une analgésie systématique et préemptive lorsque cela est indiqué, afin de minimiser douleur, stress et inconfort. Les animaux seront hébergés dans un environnement enrichi (abris, matériaux de nidification, objets d’exploration) et manipulés par du personnel formé aux bonnes pratiques visant à réduire le stress. Un suivi clinique quotidien sera assuré à l’aide d’une grille de score standardisée (poids, aspect du pelage, posture, activité, prise alimentaire, taille et aspect de la tumeur, etc.) et des points limites précocesseront strictement appliqués.
Choix des espèces
La souris est le modèle préclinique standard en immuno-oncologie. Les lignées immunodéficientes utilisée permettent la xénogreffe de tumeurs humaines et l'injection de cellules immunitaires humaines en créant un microenvironnement tumoral et immunitaire proche de la situation clinique. Aucune espèce alternative ne permet de réunir ces propriétés. L'ensemble des animaux est utilisé au stade adulte, entre 6 et 12 semaines (jusqu’à 16 semaines pour les suivis prolongés). Ce stade est le seul pertinent pour les objectifs du projet : les études d'efficacité antitumorale et d'immunothérapie nécessitent un système immunitaire mature et fonctionnel, une capacité de greffe tumorale établie.
Compréhension du rôle de la primo-colonisation microbienne dans la prévention de l’allergie alimentaire chez la descendance par une supplémentation prénatale en oligosaccharides du lait maternel.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Mises en reproduction, nourries pour une partie d'un aliment enrichi en sucre du lait humain, les femelles sont tuées au dix-neuvième jour de gestation pour une hystérectomie. Les nouveau-nés extraits sont imprégnés de l'urine d'une femelle adoptante puis glissés dans sa portée, avec de la nourriture au fond de la cage pour limiter le cannibalisme. À 28 et 38 jours ils reçoivent une injection d'allergène dans l'abdomen, à 45 jours un gavage du même allergène déclenche la réaction, température rectale et symptômes relevés pendant trente minutes. 144 souris sont utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et toutes sont tuées. Les reproductrices à l'hystérectomie, les adoptantes après le sevrage, la descendance le jour où l'allergie est provoquée.
Objectifs
Les allergies alimentaires peuvent apparaitre tôt dans la vie, car elles sont liées à des anomalies du système immunitaire, du microbiote et de la barrière intestinale dès la naissance. L’alimentation maternelle peut influencer la maturation de ces systèmes et donc le risque d’allergie. Les sucres du lait humain ont la capacité de renforcer la barrière intestinale, favoriser les bactéries bénéfiques pour la santé et d’induire la tolérance immunitaire. Nous avons démontré qu’une supplémentation en sucre du lait maternel pendant la grossesse protégeait la descendance de l’allergie alimentaire chez la souris, grâce à la présence d’une empreinte immune chez le fœtus et microbienne associé à la protection de la descendance. Chez la souris, nous avons démontré que la naissance par césarienne, supprimant l’empreinte microbienne, ne permettait plus la protection des descendants à l’allergie alimentaire par la supplémentation en sucre du lait maternel pendant la grossesse, malgré la présence de l’empreinte immune chez la descendance. Ces résultats permettent de dire que le transfert microbien à la naissance semble nécessaire à la prévention de l’allergie alimentaire. Dans ce projet, nous souhaitons comprendre si ce transfert à la naissance suffit à prévenir l’allergie alimentaire chez la descendance à lui seul, ou si l’empreinte immune et le transfert microbien sont tous deux nécessaires. L’objectif de ce projet est de ne pas induire l’empreinte immune liée à la supplémentation en sucre du lait maternel chez le fœtus, mais de coloniser des souriceaux nés par césarienne par un transfert de bactéries fécales de mères supplémentées en sucre du lait maternel. Nous pourrons alors évaluer si l’effet préventif de la supplémentation en sucre du lait maternel sur l’allergie alimentaire chez la descendance est toujours présent.
Bénéfices attendus
Nous avons déjà démontré chez la souris qu’une supplémentation prénatale en sucre du lait maternel pendant la grossesse protégeait de la survenue de l’allergie alimentaire chez la descendance. Nous avons également caractérisé les transferts immuns entre la mère et son foetus ainsi que l’empreinte microbienne spécifique transmise de la mère au souriceau. Nous avons démontré que le transfert microbien à la naissance est nécessaire à la prévention de l’allergie alimentaire chez la descendance et que l’empreinte immune n’est pas suffisante pour prévenir l’allergie. Au cours de ce projet, nous souhaitons définir si le transfert du microbiote à la naissance, issus de femelles gestantes supplémentées ou non avec le sucre du lait maternel, peut à lui seul permettre la protection de la descendance, ou si l’empreinte immune associée au transfert microbien à la naissance sont nécessaires à la prévention de l’allergie chez la descendance.
Procédures
Des pesées (1-2 minutes) seront réalisées pouvant induire du stress chez la souris, réduit par l’utilisation de tube de transport pour éviter de prendre la souris en main. Une partie des femelles reproductrices sera exposée à un aliment enrichi en un oligosaccharide du lait maternel, dès leur arrivée à l’animalerie et ceci jusqu’à leur mise à mort au 19ème jour de gestation. Des fèces seront récoltées chez les femelles gestantes au jour 18 de gestation (fin de gestation) et la descendance au jour 22 et 44 de vie. L’animal sera placé dans une cage propre sous un poste de sécurité microbiologique pendant quelques minutes, le temps de récupérer les fèces. Une injection intrapéritonéale sera effectuée sur les descendants à 28 et 38 jours de vie afin de les sensibilisées à l’allergène. Lors de l’injection, la souris sera prise en contention pendant quelques secondes afin de réaliser une injection sûre avec une douleur minime. L'adjuvant présent dans la solution de sensibilisation peut enrainer de léger maux de vantre, entrainnant une surveillance des animaux le jour de la sensibilisation. A 45 jour de vie, un challenge oral par gavage de l’allergène sera réalisé sur la descendance. Lors du gavage, la souris sera prise en contention pendant quelques secondes afin de réaliser un gavage oral sûr sans douleur. La température rectale et corporelle et les symptômes cliniques de l'allergie seront suivis les 30 minutes suivants le challenge oral.
Impact sur les animaux
La reproduction ainsi que les pesées, pour confirmer la gestation, peut occasionner un stress chez la souris par la répétition des gestes et la sortie des cages. Un stress sera induit aux femelles adoptantes lors de l’échange de portée. Lors de l’injection intrapéritonéale de l’allergène, une petite lésion au niveau de l’introduction de l’aiguille peut avoir lieu. L’Alhydrogel, un adjuvant présent dans la solution de sensibilisation, peut induire des maux de ventres aux souris. Lors du gavage oral, les symptômes de l’allergie sont provoqués chez les souris (baisse de température, irritation bouche/oreille, isolement/diminution de l’activité). Lors de la prise de température rectale pour mesurer la chute de température induite par la réaction allergique, une irritation du colon peut avoir lieu.
Devenir
A la fin de ce projet, la totalité des animaux seront mis à mort. Les femelles reproductrices seront mises à mort à 19 jours de gestation afin de réaliser les hystérectomies. Les femelles adoptantes seront mises à mort après le sexage et la fin du sevrage. La descendance sera mise à mort à la suite du protocole de sensibilisation et du challenge oral dans le cadre de l'allergie alimentaire.
Remplacement
Il est impossible de reproduire efficacement les systèmes biologiques très complexes que sont le microbiote et le système immunitaire intestinaux in vitro ou in silico, et ce, notamment dans le cadre d’interactions complexes comme ici avec des HMO et leur influence au cours de la période prénatale.
Réduction
Ce modèle animal utilisé a été conçu pour permettre de réduire un maximum le nombre d’animaux grâce à notre connaissance sur l’efficacité des reproductions sur 12h, les taux de cannibalismes et d’adoption après hystérectomie, et du nécessaire pour obtenir une différence des paramètres observés statistiquement différent entre les groupes (Annexe 2 et 3). Des outils statistiques ont été utilisés afin de réduire au maximum le nombre de souris par groupe pour être statistiquement relevant sur le paramètre principal de l’étude : la présence ou non de symptômes de l’allergie. Nous avons prix en compte le taux de mortalité lors des hystérectomies mais aussi lors des adoptions. Les souris de la procédure 1 qui n’auront été utilisées que pour la récolte de fèces seront utilisées pour augmenter le n de notre précédent protocole. Les souris surnuméraires ou non utilisées seront mises à mort ou utilisées pour des protocoles in vitro.
Raffinement
Seul le personnel expérimenté et qualifié effectuera les expérimentations animales, pour assurer les soins appropriés afin de minimiser la souffrance des animaux, avec un suivi quotidien des animaux. Les souris seront hébergées dans des cages dans un portoir ventilé avec un cycle jour/nuit de 12h (température, humidité) à 2 (femelles reproductrices), 1 (mâle reproducteur) et 4 (descendance) par cage selon les groupes dans un environnement avec au moins 2 enrichissements (dôme, tube, coton). Nous avons observé que les mâles entrés en reproduction deviennent plus agressifs envers leurs congénères du même sexe. Les mâles reproducteurs seront hébergés à 5 par cage avant la première reproduction puis 1 par cage par la suite. Une demande de dérogation pour l’hébergement des mâles a été ajouté à ce projet. Pour limiter le stress des pesées, les souris seront déplacées avec un tube en plastique, présent dans la cage, lui permettant de s’y glisser. Pour limiter cannibalisme ou rejet pendant les adoptions, les nouveau-nés seront imprégnés de l’odeur de la femelle adoptante par l’urine de la femelle et par la litière avant de placer les nouveau-nés dans la cage. L’échange des petits sera rapide sans déplacer le nid. Les femelles adoptantes seront le moins touchées possible. Les adoptions auront lieu dans une salle où seul deux expérimentateurs pourront entrer. De la nourriture sera placée dans le fond de la cage pour limiter le risque de cannibalisme. En cas de rejet, les petits seront séparés de la femelle adoptante pour être placés dans une autre portée, ou euthanasiés si des signes de souffrances ou des blessures sont observés. Pour obtenir le matériel fécal nécessaire à la procédure 2, nous avons besoin de femelles gestantes CT et 2’-FL. Afin d’optimiser l’utilisation de ces animaux, nous allons les utilisés pour augmenter le nombre de groupe d’un projet précédent. La sensibilisation et l’induction de l’allergie alimentaire peut induire un mal-être chez l’animal (Annexe 2). Une surveillance plus élevée des animaux est réalisée au cours de la journée des sensibilisations. Au cours des 30 minutes suivants le gavage oral, un suivi des symptômes cliniques (Annexe 2) et de la température rectale nous permettra de statuer sur l'état de la souris. En cas d'une chute de température supérieur à 5°C ou d'un mal-être trop important chez l'animal, nous prendrons la décision de mettre à mort l'animal avant la fin des 30 minutes.
Choix des espèces
Nous avons démontré chez la souris qu'une supplémentation durant la grossesse en prébiotiques et en sucre du lait maternel protégeaient la descendance de la survenue de l’allergie alimentaire. Afin de rester cohérent dans nos études, nous devons rester sur la même espèce. Les souris mâles et femelles reproducteurs seront âgées respectivement de 10 et de 6 semaines à leur arrivée. Les souris seront mises en reproduction à 11 et 7 semaines de vie, l’âge où elles sont mâtures sexuellement. Les souris gestantes seront mises à mort au 19ème jour de gestation afin de réaliser les hystérectomies. Si la reproduction sous 12h n’a pas été efficace, les souris non-gestantes seront de nouveau accouplées avec d’autres mâles la semaine suivante et ceci, jusqu’à ce que le nombre de descendants nécessaire soit atteint. Les souris certifiées gestantes seront utilisées pour l’adoption des nouveau-nés venus au monde par hystérectomie. Après le sevrage des petits à 21 jours de vie, les adoptantes seront mises à mort. La descendance sera sensibilisée à l'allergie à partir de 4 semaines de vie puis provoquée avec le même allergène, puis mise à mort le jour de la provocation de l'allergie à 6 semaines de vie afin d’étudier les cellules immunes dans divers organes.
Etude d’un géne impliqué dans le développement craniofacial et le système cognitif et évaluation de molécules thérapeutiques contre cette pathologie chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Jusqu'à 28 injections et 28 contentions par animal, huit sessions de tests comportementaux de dix minutes, une biopsie d'oreille et un prélèvement de sang. 12 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 9 760 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie porte un phénotype dommageable, une déviation du museau qui provoque une pousse excessive des dents. Le porteur veut comprendre une maladie osseuse rare qui touche un enfant sur 20 000, puis corriger le phénotype par un traitement. Sur un effectif de 12 800 animaux, il consacre deux phrases au raffinement, annonce des points limites appliqués strictement sans les décrire, et ne dit pas lesquels sont les tests comportementaux pratiqués huit fois.
Objectifs
Ce projet porte sur une pathologie osseuse rare qui touche 1 enfant sur 20 000. Les patients présentent des malformations craniofaciales dues à la fusion prématurée des sutures crâniennes, des anomalies oculaires, des troubles neurologiques, des troubles auditifs. Cette pathologie est due à une mutation génétique. L'objectif est de mieux comprendre la pathologie humaine pour ensuite corriger le phénotype par un traitement thérapeutique.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de mieux comprendre la pathologie grâce à un modèle animal mimant la pathologie humaine. L'étude du phénotype ainsi que la mise en place d'approches thérapeutiques, que ce soit au niveau du développement squelettique ou cognitif, permettra à long terme d'envisager une nouvelle approche thérapeutique pour les patients.
Procédures
Prélèvement à l'oreille sur animal vigile (une fois, 5 secondes). Injections (maximum 28 fois, une minute). Contention (maximum 28 fois, une minute). Tests de comportement : 10 min 8 fois. Prélèvement de sang sous anesthésie (une fois, 4 minutes).
Impact sur les animaux
Les biopsies et les injections peuvent causer un stress et douleur légère de courte durée. Les tests de comportement peuvent entrainer un stress de courte durée. Le prélèvement de sang peut causer un stress et douleur légère de courte durée. Le phénotype dommageable des animaux provoqueUne deviation du museau entrainant une pousse excessive des dents
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort.
Remplacement
L'objectif est d'étudier le développement squelettique et le système cognitif chez la souris. À ce jour, il n’existe pas dans la littérature de modèle de remplacement pour étudier le développement du squelette et pour réaliser des tests de comportement. L'utilisation des modèles animaux est donc nécessaire.
Réduction
Le nombre de souris est réduit à son minimum. De nombreux tissus seront collectés après mise à mort, afin d'approfondir les études. Chaque souris générera donc de nombreuses informations. Les effectifs sont déterminés et les résultats seront analysés à l'aide de tests statistiques adaptés. Le nombre de souris a été déterminé en accord avec les données de la littérature et d’après l'expérience du laboratoire sur le modèle souris.
Raffinement
Les points limites définis dans le projet seront strictement appliqués. Les souris seront sous surveillance journalière de la part de l’équipe professionnelle de zootechnie et des responsables du projet.
Choix des espèces
La souris est particulièrement adaptée pour étudier le développement squelettique, de la période anténatale à l’âge adulte. En effet, les processus d’ossification chez l’homme et la souris sont similaires. Le projet implique des approches intégrées sur l'animal entier, ainsi que des explorations comportementales sur des animaux vigiles, qui ne peuvent donc pas être substituées par d'autres approches. En ce qui concerne l'étude du développement squelettique, le phénotype des souris sera analysé à la période post-natale, de 1 jour à 6 mois. Ces études doivent être réalisées à ces différentes périodes, car la croissance squelettique est étudiée au cours du développement et le squelette est aussi étudié à l'âge adulte. Les approches thérapeutiques seront ensuite réalisées en période prénatale et post-natale. Pour les études de comportement, des souris adultes âgées de 1 à 4 mois seront utilisées.
Remplacement du Tibialis Anterior par une matrice mimétique dans un modèle murin immunodéprimé EU1-2
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Le muscle tibial antérieur d'une patte est retiré et remplacé par une matrice artificielle, puis enrichi par injection de cellules humaines. 120 souris immunodéficientes vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec six séances d'imagerie sous anesthésie et un transport à pied entre deux établissements. Le porteur ramène ces atteintes à des douleurs modérées et à un risque d'infection lié à l'immunodéficience, et prévoit que chaque souris serve de témoin à elle-même par comparaison de ses deux pattes. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever et analyser les muscles.
Objectifs
Ce projet vise à tester une nouvelle approche pour remplacer un muscle endommagé. Aujourd’hui, lorsqu’un muscle est perdu à cause d’une maladie ou d’un accident, il ne peut pas être remplacé. Nous développons une structure artificielle qui imite un muscle et qui peut être implantée à la place du muscle manquant. Cette structure est ensuite enrichie avec des cellules capables de former du tissu musculaire. L’objectif est de vérifier si cette approche permet de recréer un muscle fonctionnel dans un organisme vivant.
Bénéfices attendus
La perte d’un muscle, liée à une maladie ou à un accident, est aujourd’hui irréversible car il n’est pas possible de transplanter un muscle entre humains en raison des réactions du système immunitaire. Pourtant, ce type de handicap pourrait concerner des centaines de millions de personnes dans le monde. En effet, les maladies musculaires touchent une personne sur 3000 en Europe et la prise en charge actuelle varie entre 100 000 et 150 000 euros par patient et par an pour les formes les plus avancées. Ce projet propose une nouvelle approche pour répondre à ce besoin : remplacer le muscle manquant par une structure artificielle qui imite un muscle naturel. Une fois implantée, cette structure est enrichie avec différents types de cellules humaines capables de reconstruire un tissu musculaire. L’objectif est de démontrer que cette solution peut permettre de recréer un muscle fonctionnel. À terme, cette approche pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour les personnes ayant perdu la fonctionnalité d'un muscle.
Procédures
Au cours du projet, les animaux auront une chirurgie sous anesthésie et analgésie (1 fois, durée : 15 minutes) et une injection de cellules sous anesthésie (1 fois, 5 minutes). Les animaux seront transportés d'un établissement 1 vers un établissement 2 (animaux vigiles, 10 minutes). Enfin, les animaux seront suivis par imagerie sous anesthésie (6 fois, durée : 15 minutes).
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, les animaux sont immunodéprimés ce qui les exposent à un risque accru aux infections. Plusieurs actes seront réalisés sous anesthésie (chirurgie, injection, imagerie), elle pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. L’intervention chirurgicale pourra engendrer des douleurs modérées et des risques d’infections. Les injections pourront induire une douleur légère de courte durée. Le transport entre les deux établissements pour la mise en oeuvre du projet et les imageries pourront engendrer un léger stress.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire à la fin de la procédure afin de prélever et analyser les muscles.
Remplacement
Avant toute utilisation chez l’animal, les différentes cellules sont étudiées en laboratoire grâce à des modèles in vitro. Ces tests permettent de vérifier leur bon fonctionnement et leur capacité à former des structures proches de celles observées dans l’organisme. Concrètement, certaines cellules sont sélectionnées pour leur capacité à former des fibres musculaires capables de se contracter, d’autres pour leur aptitude à former des vaisseaux sanguins, et d’autres encore pour leur rôle dans la production de composants essentiels du tissu. Ces propriétés sont évaluées à l’aide d’observations au microscope, de manière qualitative. Cette étape permet de s’assurer que les cellules présentent les caractéristiques attendues avant leur utilisation dans un organisme vivant. Cependant, à ce jour, il n’existe pas de méthode alternative permettant de reproduire l’ensemble des mécanismes impliqués dans la formation d’un muscle complet. Les interactions complexes entre les différents types de cellules, les vaisseaux sanguins et les tissus ne peuvent pas être modélisées de manière fiable uniquement en laboratoire. C’est pourquoi une approche in vivo reste nécessaire pour répondre aux objectifs de ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux a été défini de manière à obtenir des résultats fiables tout en respectant la règle des 3R. Au total, jusqu’à 120 animaux seront utilisés dans le cadre du projet. Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires, chaque souris servira de contrôle pour elle-même lorsque cela est pertinent, notamment en comparant les deux muscles de l’animal. Cette approche permet d’augmenter la puissance des analyses sans augmenter le nombre d’animaux. Les données seront comparées entre groupes à l’aide d’analyses statistiques adaptées, afin de garantir la robustesse et la fiabilité des résultats.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum et les animaux sont vérifiés quotidiennement. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Pour limiter les risques d'infections liés au phénotype, les animaux auront de la nourriture, de la litière et des enrichissements stérilisés et l'eau de boisson sera purifiée. Les animaux seront également manipulés avec des gants sous hotte et hébergés en cages ventilées. L'ensemble des actes seront réalisés sous anesthésie générale et avec analgésie pour la chirurgie. Pendant l'anesthésie, les animaux sont placés sur tapis chauffant afin de maintenir leur température corporelle et un gel ophtalmique est appliqué pour prévenir le dessèchement des yeux. Avant et après la chirurgie, un gel nutritif sera introduit dans la cage ainsi que des croquttes au sol pour faciliter la prise hydrique et alimentaire. Pour le transfert entre les deux établissements, les animaux seront placés dans une boite de transport avec litière, croquettes et enrichissement. La boite sera placée dans un sac opaque pour préserver les animaux de la lumière extérieure. Le transport de l’établissement 1 à l’établissement 2 est de 10 minutes maximum à pied. Les examens seront réalisés après une semaine d’acclimatation. Ainsi, la douleur et le stress sont limitées en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.
Choix des espèces
L’utilisation de souris immunodéficientes est indispensable pour ce projet, car elle permet d’évaluer la greffe de cellules humaines dans un organisme vivant. Ces animaux présentent une déficience du système immunitaire ce qui limite fortement le rejet des cellules humaines injectées. Cette caractéristique est essentielle pour permettre la survie, l’intégration et l’étude des cellules humaines dans le tissu musculaire. Le modèle murin est largement utilisé en recherche biomédicale pour l’étude de la régénération musculaire, en raison de sa pertinence biologique et de la disponibilité de modèles adaptés. Ainsi, l’utilisation de cette lignée permet d’obtenir des résultats fiables et pertinents au regard des objectifs du projet. Les animaux seront utilisés à un stade adulte (entre 2 et 8 mois), ce qui correspond à un organisme mature et permet d’étudier la régénération musculaire dans des conditions proches de celles observées chez l’humain adulte. Ce choix est particulièrement pertinent pour évaluer l’intégration de la matrice et la formation d’un tissu musculaire fonctionnel dans un environnement physiologique stabilisé.
Etude du rôle de deux protéines dans les maladies glomérulonéphrites chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Ascite et œdèmes attendus après l'injection du sérum néphrotoxique, au point que les animaux prennent du poids au lieu d'en perdre. 1 140 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever les organes. Une chimiothérapie ou un sérum néphrotoxique leur est injecté sous anesthésie pour provoquer deux formes de maladie rénale, des minipompes osmotiques sont implantées chirurgicalement, et quatre prélèvements d'urine sont pratiqués au fil du protocole. Le porteur cherche à savoir si deux protéines protègent le rein et espère à terme un essai clinique chez des patients que les traitements actuels n'aident pas. Il retient la souris pour la simplicité de son hébergement, la maîtrise du modèle par son équipe et l'abondance de données déjà produites sur cette espèce, et note que les protocoles sont assez courts pour qu'aucune insuffisance rénale terminale ne devrait apparaître.
Objectifs
La maladie rénale chronique (MRC) représente un enjeu majeur de la santé publique, affectant environ dix pourcents de la population mondiale. Parmi les MRC, les glomérulonéphrites (GN) constituent une cause importante d’insuffisance rénale terminale, pour lesquelles aucun traitement curatif n’est disponible à ce jour. Les traitements actuels présentent de nombreux effets secondaires ce qui complique la prise en charge de ces maladies. Des données récentes suggèrent le rôle protecteur de deux protéines dans le rein. Ainsi, notre étude vise à explorer le potentiel thérapeutique de ces protéines dans les maladies rénales. Deux modèles de maladies rénales seront utilisés qui présentent des lésions similaires à celles retrouvées chez les patients. L’utilisation de ces deux modèles permettra de : 1. Caractériser le rôle de ces deux protéines dans des maladies rénales. 2. Etudier les limites et effets secondaires des traitements actuels de ces protéines. 3. Etudier l’effet d’un traitement actuel pour la GN sur l’expression des protéines. 4. Tester l’activation pharmacologique d'une des protéines. Ces travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies pour le traitement des GN
Bénéfices attendus
La maladie rénale chronique (MRC) est un problème majeur de santé publique socio-économique affectant 10 pourcents de la population mondiale. Elle est la cause d’insuffisance rénale (IR) terminale nécessitant dialyse et transplantation, en raison d’absence de traitement curatif. L’IR est associée à une mortalité très élevée, même avant le stade de l’IR terminale. Les traitements utilisés ont des effets secondaires néfastes importants pour les patients. Le développement de nouvelles thérapies est primordial, c’est pour cela que ce projet a l'ambition de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Des études antérieures réalisées par notre groupe et d’autres équipes de recherches ont pu démontrer le potentiel protecteur de deux protéines dans le rein mais leur rôle dans les MRC et particulièrement dans les glomérulonéphrites n’a pas été étudié. Nous souhaitons ici étudier le rôle de ces deux protéines dans la MRC, identifier leur rôle et à quel moment ces protéines sont induites et exprimées afin de pouvoir établir le moment propice pour les cibler en thérapeutique. Ce projet, pourraient déboucher sur un essai clinique chez l’homme, en particulier chez des patients pour lesquels les traitements actuels n’ont aucun bénéfice, voire ont des effets secondaires néfastes.
Procédures
(1) Une partie des animaux recevra une injection de sérum physiologique ou d’une chimiothérapie pour induire un modèle de maladie rénale qui entraine une atteinte des podocytes. Environ 5 minutes par souris sous anesthésie générale. (2) D’autres animaux recevront une injection de sérum physiologique ou d’un sérum induisant une maladie rénale qui touche les glomérules. Environ 5 minutes par souris sous anesthésie générale. (3) Les traitement thérapeutiques seront administrés chirurgicalement avec implantation de minipompes osmotiques. Environ 5 minutes par souris sous anesthésie générale et analgésie. (4) L'ensemble des souris auront à subir un prélèvement d'urines quatre fois tout au long du protocole. Environ 1 minute par souris, sur animal vigile. (5) Prélèvement de sang sous anesthésie générale et analgésie, 1 minute environ par souris ; suivi de l'euthanasie par une méthode règlementaire en vue des différents prélèvements et analyses nécessaires.
Impact sur les animaux
Le stress et la douleur peuvent être générés par : 1. Douleur locale suite aux injections. Les injections seront de courte durée mais les animaux peuvent développer une inflammation locale et un stress lors de la contention. 2. Stress en raison de manipulations des souris, les pesées et le recueil des urines qui se feront chaque 3 ou 5 jours. 3. Les complications associées au modèle murin. Suite à l'injection du sérum néphrotoxique, les animaux peuvent prendre du poids en raison de l'ascite et des œdèmes développés lors de la mise en place des lésions rénales. 4. Complications liées à l'anesthésie au moment de l'euthanasie (détresse respiratoire, arrêt cardio respiratoire, stress thermique). Les protocoles mis en place dans le projet sont relativement courts, nous ne devrions pas observer de complications associées à l'insuffisance rénale terminale (perte de poids, baisse de la température corporelle).
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure, par une méthode réglementaire sous anesthésie générale et analgésique par une personne expérimentée afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires pour les analyses.
Remplacement
En raison notamment de la complexité du tissu rénal qui comporte des dizaines de types cellulaires et au vu de l’état encore embryonnaire de la recherche sur les organoïdes, l’étude des maladies rénales requiert l’obtention de tissu rénal prélevé sur l’animal d’expérience ou l’homme. Il n’existe pas de méthode alternative in vitro pour analyser l’évolution de défaillance chronique progressive d’organes. De plus, l'un des critères majeurs est la fonction rénale, qui doit être mesurée par le dosage de la concentration plasmatique, de créatinine et d'urée.
Réduction
Des expériences préliminaires ont permis d’évaluer l’hétérogénéité inter-individuelle du phénotype étudié (lésions tissulaires rénales) dans les deux modèles. Un effectif de 10 à 15 animaux par groupe a été déterminé sur la base d’un calcul de puissance statistique réalisé à priori, permettant de détecter les différences phénotypiques entre les groupes d’animaux, et s’assurer de la reproductibilité de ces résultats d’une série à l’autre. Chaque procédure sera effectuée deux fois sur des lots indépendants. Le nombre total d'animaux est de 1140 souris
Raffinement
Les nuisances pour les animaux seront réduites au maximum grâce à l’application de mesures de raffinement appropriées. Avant le début de la procédure, les animaux seront acclimatés dans l’animalerie pendant au moins une semaine afin de les préparer à leur environnement. Leur bien-être sera assuré par un enrichissement optimal de leur environnement, comprenant une litière à base de cellulose composée de plusieurs éléments de tailles différentes. Cette litière, initialement compacte, sera décompactée par les animaux eux-mêmes. Des morceaux de bois à ronger et un dôme refuge en cellulose seront fournis dans chaque cage, offrant aux animaux des éléments pour explorer et se cacher, contribuant ainsi à leur confort. La gestion de la douleur sera une priorité, avec l’utilisation de méthodes d’analgésie et d’anesthésie adaptées pour minimiser toute souffrance. Des points limites ont été définis pour assurer une surveillance stricte du bien-être des animaux tout au long de l’expérience. Afin de garantir leur état de santé optimal, une surveillance quotidienne de leur aspect physique et du poids des animaux sera effectuée par le personnel qualifié de l'animalerie ou les responsables du projet. Les animaux seront hébergés dans des conditions strictement conformes à la réglementation en vigueur. Chaque cage contiendra un maximum de cinq animaux, et l’animalerie respectera des conditions de température, d’humidité et de renouvellement de l’air rigoureuses. Des mesures de soins seront prises pour limiter l’inconfort des animaux suite aux injections en intraveineuse (nécessaire pour l’induction du modèle).
Choix des espèces
-Pertinence du modèle souris en tant que mammifère grâces aux conditions simples à mettre en place pour son hébergement, tout en respectant les principes éthiques liés à l’expérimentation animale. -Modèle bien maitrisé dans cette espèce par le personnel du laboratoire -Nombreuses données relatives au projet déjà disponibles dans la littérature scientifique, et ont été obtenues grâces à cette espèce. -Lignée de souris génétiquement modifiées déjà générée et sans phénotype dommageable. Les procédures seront réalisées sur des souris livrées à l’âge de 8 semaines. Après une semaine d’acclimatation, les animaux seront soumis aux procédures à l’âge de 9 semaines (correspondant à un stade adulte jeune où la fonction rénale est mature sans présenter des lésions de vieillissement). Les souris génétiquement modifiées produites au laboratoire seront utilisées au même âge.