Rongeurs

720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection quotidienne de D-galactose pendant dix semaines pour provoquer un vieillissement accéléré avec déficits de mémoire et anxiété, puis passent cinq tests comportementaux dont un test de peur conditionnée. Le porteur étudie le rôle des exosomes et d'un régime enrichi en oméga-3 dans la protection des fonctions cognitives liées à l'âge. Il affirme que le comportement et les régimes ne s'étudient que sur animal vivant, avant prélèvement du cerveau.

Objectifs

Le vieillissement s’accompagne d’une inflammation chronique à bas bruit, c’est-à-dire qu’elle est silencieuse, le mécanisme inflammatoire se situe alors sous le seuil de la douleur et cause des dégâts dans l’organisme sans qu’il y ait de foyer inflammatoire précis. Cette inflammation impliquent notamment la communication entre les neurones et les cellules microgliales, les principales cellules du système immunitaire cérébral. Cette communication repose sur des vésicules extracellulaires, les exosomes, qui participent à la fois aux fonctions physiologiques et aux réponses inflammatoires dans le cerveau. L’alimentation est clé dans le bon fonctionnement cérébral et le vieillissement cognitif. Les acides gras polyinsaturés n-3 (AGPI n-3) ou oméga 3, ont un rôle bénéfique sur les fonctions cognitives. Leurs mécanismes d’action restent à ce jour méconnus. Ce projet consiste à identifier les biomarqueurs du cerveau du risque de déclin cognitif accéléré par l'étude des exosomes, et de déterminer le rôle des exosomes dans la protection par la nutrition des fonctions cognitives dans un modèle de vieillissement murin accéléré. Ce projet a pour objectif d’identifier des biomarqueurs cérébraux associés au déclin cognitif, de déterminer leur rôle fonctionnel dans le déclin cognitif et de développer des approches nutritionnelles ciblant la neuroinflammation pour restaurer les capacités cognitives du sujet âgé afin de promouvoir le bien vieillir cérébral. Nous allons utiliser un modèle de vieillissement accéléré déjà établi, reposant sur l'utilisation du D-galactose, et soumettre une partie des animaux à un régime enrichi en Oméga-3 afin de protéger des effets cognitifs. Nous étudierons alors les capacités de mémoire, la neuroinflammation et les exosomes.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu dans la protection des effets du vieillissement par les oméga-3. Il permettra également de déterminer des marqueurs du vieillissement cérébral au niveau sub-cellulaire (exosomes) et ceci dans le cerveau mais également dans le sang.

Procédures

Injection quotidienne de D-galactose ou Saline chez les souris pendant 10 semaines. Tests comportementaux à la fin du modèle D-galactose (10 semaines) (5 tests par animal) – quelques minutes par test.

Impact sur les animaux

Le modèle D-galactose peut impacter le bien être de l'animal par l'injection SC journalière durant les 10 semaines. Ce modèle étant un modèle de vieillissement accéléré, il est attendu que les animaux présentent des déficits de mémoire ainsi qu'une augmentation de leur anxiété. Le modèle D-galactose peut entrainer un comportement de maladie, un suivi des animaux est prévu avec la grille de score bien être. Le régime supplémenté en oméga 3 n'impacte en rien le bien-être de l'animal. Les tests comportementaux ne durent que quelques minutes et n’induisent pas d’altération de l’état général des animaux. Le test de peur conditionné peut induire un gêne passagère des animaux durant la phase d'acquisition du comportement.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour récupérer les structures et/ou exosomes nécessaires pour les études biochimiques et moléculaires.

Remplacement

L’étude des régimes alimentaires nécessite l’utilisation d’animaux vivants. De même, les comportements ne peuvent être étudiés que sur des animaux vivants et vigiles. L’objectif général du projet vise à étudier le rôle des exosomes dans les déficits cognitifs liés à l'âge et la protection de ces déficits par un réfime enrichi en oméga-3. Pour se faire, nous utilisons des tests in vivo, et dans ce contexte, bien que certaines études soient développées sur des modèles cellulaires pour traiter les aspects neurobiologiques, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles, et qu’aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés pour ces expériences, les animaux qui passeront les tests comportementaux serviront également pour récupérer les cellules ou structures centrales nécessaires pour les études de biologie cellulaire, évitant donc de générer une nouvelle cohorte pour ces analyses biochimiques et moléculaires. Nous avons déjà inscrit ce projet dans un consortium de travail international visant à partager les données afin de limiter les doublons expérimentaux et de conduire à un raffinement des approches de recherche dans la communauté scientifique. Nous avons déterminé le nombre d'animaux nécessaire au projet sur la base de nos résultats antérieurs permettant d'obtenir des résultats comportementaux ou biochimique/biologie cellulaire robustes. Nous nous sommes également basés sur le nombre d'animaux nécessaire à l'obtention d'une quantité de matériel suffisante pour l'étude des vésicules extra cellulaires, fort de nos résultats préliminaires au laboratoire.

Raffinement

Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur, la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupe sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement, des traitements vétérinaires si nécessaire.

Choix des espèces

L’objectif général du projet vise d’identifier des biomarqueurs mécanistiques cérébraux associés au déclin cognitif, de déterminer leur rôle fonctionnel dans le déclin cognitif et de développer des approches nutritionnelles pour restaurer les capacités cognitives du sujet âgé afin de promouvoir le bien vieillir cérébral. Pour ce faire, nous utilisons des modèles souris. Une partie de nos hypothèses ont été formulées sur la base de données obtenues in vivo chez la souris par l'utilisation de régimes imitant les statuts nutritionnels humains. Ce projet s'appuie également sur les données issues d'un article utilisant ce modèle et des régimes enrichis en lipides chez la souris. Dans la cadre de cette étude, le recours à ce modèle murin est donc pertinent et adapté aux objectifs fixés dans l'étude. Le modèle D-galactose est introduit à l'âge adulte. Nous utiliserons donc des animaux contrôles adultes dans ce projet.

540 souris, 270 mâles et 270 femelles, vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des tests de sensibilité à la douleur pouvant brûler la peau de la queue, des injections de codéine et jusqu'à seize prélèvements sanguins à la queue. Le porteur cherche à savoir si l'effet analgésique et le métabolisme de la codéine diffèrent entre mâles et femelles, en vue d'adapter les doses chez l'humain. Il affirme que la douleur ne se détecte que par un test comportemental sur animal vivant et justifie ainsi le recours à la souris.

Objectifs

La codéine est un analgésique utilisé pour traiter les douleurs modérées. Une fois administrée, celle-ci est transformée (métabolisée) en morphine, puis en morphine-3-glucuronide (M3G) qui provoque de la douleur et qui est rapidement éliminée dans l’urine. De la codéine-6-glucuronide, qui est un produit de dégradation de la codéine est également formée et pourrait être anti-douleur. Des différences de sensibilités face à la douleur et aux traitements analgésiques sont décrits chez l’homme et la femme, ainsi que chez les rongeurs. Ainsi, les rongeurs femelles sont plus sensibles à la douleur et les médicaments analgésiques sont moins efficaces. Nous avons récemment montré que le métabolisme de la morphine est différent en fonction du sexe. Ainsi, nous avons observé une diminution des effets analgésiques de la morphine chez la souris femelle et une apparition plus rapide de ses effets secondaires. Cette découverte pose la question de la bonne prise en charge de la douleur chez les femmes par les opiacés, et dans notre cas, la codéine. Le but de cette étude est de déterminer s’il existe une différence d’analgésie et de métabolisation de la codéine entre les souris mâles et femelles. Ces résultats permettraient de développer par la suite des prises en charge de la douleur chez l’être Humain différentes en fonction du sexe, avec des posologies adaptées aux sexes. D’autre part, ce projet vise aussi à caractériser l’activité analgésique de la C6G qui pourrait être, par la suite, utilisée comme nouvel analgésique.

Bénéfices attendus

Il existe des différences entre les effets analgésiques de la morphine entre les hommes et les femmes. Chez la souris, Les femelles nécessitent 30% de morphine en plus comparé aux mâles pour avoir une analgésie identique. Notre équipe a démontré que les souris femelles dégradent la morphine 2 fois plus en M3G qui est proalgique que les mâles. Or, la codéine possède un effet analgésique via sa transformation en morphine et potentiellement en C6G. L’étude proposée vise à définir s’il existe des différences sexe-spécifiques d’analgésie à la codéine et à la C6G chez la souris. Si des différences existent, cela signifierait qu’il existe potentiellement une mauvaise prise en charge de la douleur des femmes douloureuses du fait d’une posologie non adaptée. Si des différences sont observées lors de notre étude, une étude clinique sera mise en place pour vérifier si c’est également le cas chez l’être humain. D’autre part, ce projet vise à caractériser l’activité analgésique de la C6G qui pourrait être par la suite être utilisée comme nouvel analgésique.

Procédures

Un groupe de souris subira un test de sensibilité à la douleur (durée 30sec) pendant 7 jours, puis une injection sur animal vigile (durée 30sec) ou une injection sur animal anesthésié (durée 3 minutes) suivie d’un test de sensibilité à la douleur (durée 30sec) 30 minutes après injection. Un autre groupe subira une injection sur animal vigile (durée 30 sec) et 16 prélèvements sanguins à la queue sous analgésie locale seront réalisés. Un dernier groupe subira une injection sur animal vigile (durée 30sec).

Impact sur les animaux

- Une injection de codéine dans un organe peut provoquer un changement de comportement des animaux (prostration, dos arqué, réticence au déplacement, léthargie, agressivité). - Une injections d’une dose élevée de codéine peut provoquer une constipation. - Une injections peuvent induire une inflammation locale. - Concernant les prises de sang à la queue de l’animal des saignements peuvent se produire après le retour en cage. - Le test de sensibilité à la douleur peut induire une brulure du tissu de la queue des animaux. - La contention du test de sensibilité à la douleur peut induire un stress.

Devenir

Procédure 1 à 4 : Les animaux seront mis à mort pour effectuer des prélèvements sanguins et tissulaires

Remplacement

Les modèles de culture cellulaire se heurtent à une transposition dans des modèles intégrés. En effet, les notions de nociception (correspondant au mécanisme de perception) et de douleur (correspondant à l’interprétation du message) sont uniquement visibles et détectables chez l’animal par un test de comportement spécifique. C’est pour cette raison qu’une approche in vivo sur des souris est nécessaire.

Réduction

Un minimum de 270 souris mâles et 270 femelles (540 au total) est nécessaire à la réalisation des études statistiques. En effet, nos études antérieures ont montré que des effectifs de 8-12 animaux par groupe étaient suffisants pour obtenir la significativité statistique de l’effet d’un traitement antidouleur. Les effectifs de 10 animaux tiennent également compte de la possibilité de devoir écarter un animal en cours de procédure ou de la possibilité d’un problème technique. Si ces éléments ne sont pas anticipés, une nouvelle cohorte devra être ajoutée, ce qui va à l’encontre de la réduction du nombre d’animaux. Les expériences sont réalisées en plusieurs lots successifs avec un maximum de 40 animaux répartis sur les différentes conditions à tester dans chaque lot. les résultats obtenus seront comparés grâce à des tests statistiques adaptés pour répondre aux objectifs du projet.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupes de 5 animaux du même sexe pour respecter leurs besoins d'interactions sociales. Leur cage est enrichie avec des carrés de coton pour favoriser le comportement de nidation. Le changement de litière se fait avec des tunnels pour éviter la prise par la queue et réduire le stress des animaux. Les blessures superficielles sont désinfectées avec une solution de chlorhexidine. Avant toute procédure expérimentale, une phase d'habituation à l'expérimentateur et au contexte du test (i.e. poche de confinement) est réalisée. Dans les tests comportementaux où l’on évalue la sensibilité à un stimulus nociceptif (c’est-à-dire provoquant potentiellement une douleur), un seuil maximal de stimulation est déterminé (point limite afin d'éviter une souffrance à l'animal ou des dommages tissulaires), même en absence de réaction de l'animal. Une veille de la littérature et la participation à des séminaires dans le cadre de la formation continue en expérimentation animale permettent d'intégrer aux procédures tout nouvel élément contribuant au bien-être animal.

Choix des espèces

Dans notre cas, l’utilisation du modèle de la souris permet une comparaison avec les autres études précédemment effectuées. En effet, 70% des études portant sur l’analgésie aux opiacés sont réalisées chez la souris. Par ailleurs, l’utilisation de cette souche est cohérente avec nos derniers travaux sur l’effet de la morphine et de son métabolisme. Le modèle de souris reste la référence dans les études pré-cliniques pour réaliser des expériences. De plus, en plus d'avoir la possibilité de tester la sensibilité nociceptive chez la souris, dans le cadre de notre étude métabolique, la physiologie de cette espèce s'apparente facilement à celle de l'homme (biotransformation majoritaire de la morphine en M3G). Ces études seront réalisées sur des souris mâles et femelles âgées de 10 semaines. En effet, les prises de codéine en tant qu’analgésique concernent principalement les populations adultes.

164 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un gavage oral quotidien pendant 19 jours, geste pouvant causer un stress, une irritation de l'œsophage et un risque de fausse route, avant analyse de leur cerveau. Le porteur teste des doses plus élevées d'un composé censé améliorer les capacités cognitives dans un modèle rat du syndrome de Down, une étude précédente n'ayant donné qu'un effet très limité. Il affirme qu'aucune alternative n'existe pour étudier le cerveau et espère à terme relever le quotient intellectuel des patients.

Objectifs

Le syndrome de Down (SD) représente la forme la plus fréquente de retard mental. Parmi les gènes candidats jouant un rôle majeur dans le développement des déficits cognitifs associés au SD, un gène présent sur le chromosome 21 humain et donc en 3 copies chez les personnes atteintes du SD a été identifié. En effet, les souris ayant une copie supplémentaire de ce gène présentent une altération de leurs capacités d’apprentissage et un déficit de mémoire similaire à ceux observés dans le SD. Ce gène est aujourd’hui une cible privilégiée pour le développement de stratégies thérapeutiques. Des collaborateurs ont ainsi identifié et synthétisé un composé ayant les propriétés d’améliorer les capacités cognitives qui sont altérées dans le SD en ciblant l’activité de notre protéine d’intérêt. Ce composé a déjà été testé sur des modèles souris du SD permettant une amélioration de leurs fonctions cognitives sans aucun effet toxique observé. Il a également été testé sur des modèles de rat lors d’un projet précédent, cependant la dose utilisée n’a eu qu’un effet très limité avec seulement une très légère amélioration de la mémoire chez l’un des modèles testés. Cette absence d’effet peut s’expliquer de deux façons, la dose administrée au rat est probablement insuffisante. Cette dernière a été déterminée par rapport aux études faites chez les modèles souris, hors nous savons maintenant que le composé n’est pas métabolisé de la même façon entre le rat et la souris. Par ailleurs, la durée de traitement reçu par les rats avant le début de l’étude comportementale est probablement insuffisante. En effet, en utilisant une durée de traitement similaire à celle utilisée dans les études souris, le nombre de doses de traitement reçu avant le début de l’étude comportementale est plus faible chez le rat du fait d’un test comportemental plus long. Nous pensons donc que la durée de traitement devrait être adaptée en fonction de la durée de l’étude comportementale. De ce fait, nous souhaitons tester des doses plus élevées de ce composé chez nos modèles rats afin de déterminer laquelle permettra une amélioration de leurs performances cognitives. Ces doses restent bien inférieures à celles testées lors des études toxicologiques et seront donc bien supportées par les animaux. Une étude préliminaire sera d'abord mise en oeuvre sur un petit nombre d'animaux afin d'identifier la dose efficace. Une fois cette dose identifiée, une nouvelle étude sera réalisée sur un plus grand nombre d'animaux.

Bénéfices attendus

Arriver à déplacer de quelques dizaines de points le quotient intellectuel des patients atteints du SD leur permettrait d’avoir une vie plus autonome et socialement intégrée. Cela constituerait un progrès très important pour la qualité de vie des patients et de leur entourage. L’objectif de la recherche sur le SD est donc de mettre au point un traitement améliorant les fonctions intellectuelles des patients. De plus, dans le cadre de cette étude, réussir à reproduire sur des modèles rat, les résultats obtenus sur les modèles souris du SD, nous permettra une généralisation des résultats avant le passage en phase clinique du candidat-médicament.

Procédures

Dans le cadre de cette étude, un gavage oral répété sera effectué sur un total de 164 rats. Ce gavage sera réalisé sur 19 jours consécutifs à raison d’un gavage par jour. La réalisation du gavage prend 1 à 2 mins par rat par jour.

Impact sur les animaux

Dans le cadre de cette étude, un gavage oral répété sera réalisé. Ce geste technique peut entraîner un stress non négligeable, une irritation de l’œsophage et il existe un risque de fausse route.

Devenir

L’ensemble des animaux prévu dans ce projet seront mis à mort afin de pouvoir réaliser des analyses moléculaires et histologiques sur le cerveau.

Remplacement

Il n’existe à l’heure actuelle aucune alternative à l’utilisation des animaux pour les études concernant le cerveau. La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires des pathologies génétiques ainsi que les essais de traitement de ces pathologies requièrent l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité. Il n’existe donc pas de méthode autre que l’étude in vivo.

Réduction

Dans le cadre de ce projet, une étude préliminaire sera réalisée sur un petit nombre d’animaux afin de déterminer la dose optimale de molécule à administrer aux animaux afin d’avoir une amélioration de leurs capacités cognitives. Cette étude préliminaire se base sur une analyse moléculaire post-mortem chez des animaux traités/non traités qui nécessite un nombre bien moins important d’animaux qu’une étude comportementale pour avoir des résultats scientifiquement interprétables. Cette étude nécessite ainsi 3 animaux/groupe/sexe contre 14 animaux/groupe/sexe pour une étude comportementale. C’est seulement lorsque la dose optimale à administrer sera identifiée qu’une étude comportementale sera réalisée sur un nombre plus important d’animaux. Les effectifs ont été déterminé sur la base de nos connaissances et du recul que nous avons sur ces procédures. Par ailleurs, ces études seront réalisées sur des mâles et des femelles afin d’utiliser l’ensemble des animaux produits et de vérifier qu’il n’y a pas de différence d’effet de la molécule testée en fonction du sexe.

Raffinement

Des études pré-tox ont préalablement été réalisées par nos collaborateurs afin de s’assurer que la molécule testée n’a pas d’impact majeur sur les animaux après administration. L’administration de la molécule sera réalisée par gavage oral pendant 19 jours. Le gavage n’est pas une technique douloureuse, cependant l’animal sera surveillé après l’administration du composé. Par ailleurs, avant de débuter le gavage, une phase d’habituation à l’expérimentateur sera réalisée à raison d’une manipulation par jour pendant 5 jours pour éviter tout stress de l’animal. Les points limites seront déterminés en fonction des observations faites après le gavage de l’animal (fausse route, changement du comportement (prostration, difficultés respiratoires)). La procédure de gavage sera arrêtée si ces points limites sont atteints. Par ailleurs, les animaux feront l’objet d’un suivi quotidien permettant de s’assurer de leur bien-être et de leur santé. Les animaux présentant des signes de mal être ou de douleur (plaies, hérissement du poil, attitude voûtée, perte de poids) seront présentés au vétérinaire. Selon l’état de l’animal, la mise en place d’un traitement pourra être envisagée (antiseptiques, antibiotiques, analgésiques), s’il n’interfère pas avec l’administration de la molécule testée et avec l’analyse comportementale. Les animaux seront ainsi évalués pour des signes de douleur suivant l’échelle de l’expression faciale. Le point limite est atteint quand l’animal présente une expression faciale indiquant une douleur sévère dans 3 des items de douleur considérés, dans ce cas l’animal sera mis à mort. Tout au long de leur vie, les animaux seront hébergés par deux, le rat étant une espèce très sociable, et disposeront d’un bâton à ronger en guise d’enrichissement.

Choix des espèces

La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires des pathologies génétiques requière l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité. Le rat est physiologiquement et génétiquement plus proche de l’Homme que ne l’est la souris. A ce jour, l’anatomie, la physiologie et la génétique du rat sont bien connues. Par ailleurs, l’évolution de l’ingénierie génétique permet maintenant de réaliser facilement des modifications génétiques chez le rat. L’intérêt d’utiliser le rat est de comparer les résultats obtenus à ceux de la souris. En effet, sachant qu’il existe des différences inter-espèces, il est important de comparer les résultats entre deux espèces afin de généraliser les résultats si ces derniers sont similaires. Enfin, les meilleures capacités d’apprentissage et d’adaptation du rat comparées à la souris en font un meilleur modèle pour l’étude des déficiences cognitives associées au SD. L’étude sera réalisée chez des rats âgés de 3-4 mois, car c’est un âge auquel le comportement exploratoire et les aptitudes d’apprentissage et de mémorisation sont présents. Par ailleurs, cela correspond à l’âge auquel a été identifié un déficit d’apprentissage et de mémoire chez nos modèles rats du SD.

60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dès leur première semaine de vie elles subissent un tatouage des doigts et un prélèvement de queue, puis une injection intrapéritonéale quotidienne pendant six semaines, susceptible de provoquer une inflammation douloureuse au point d'injection. Le porteur cherche à savoir si un inhibiteur peut empêcher la disparition de cellules immunitaires de la peau privées d'autophagie. Il affirme que ces cellules changent de phénotype hors de leur tissu et qu'un animal adulte vivant est donc nécessaire, avant prélèvement de la peau et des ganglions.

Objectifs

Les cellules dendritiques (DCs) sont les sentinelles du système immunitaire, elles détectent les signaux de leur environnement et migrent jusqu’aux ganglions lymphatiques pour activer les lymphocytes T et déclencher les réponses immunitaires. Chaque organe contient des DCs, les cellules de Langerhans (LCs) étant les seules DCs de l’épiderme, la couche externe de la peau. L’autophagie est un processus de dégradation de composants du cytoplasme (réserves lipidiques, organelles endommagées…) qui permet aux cellules de mieux résister à un stress énergétique ou à une irradiation. Une activité autophagique basale est également indispensable aux cellules à durée de vie longue, capables d’auto-renouvellement. Nous avons obtenu des souris dans lesquelles une déficience en autophagie est restreinte aux LCs. Nous avons analysé la peau et les ganglions lymphatiques de souris déficientes ou non à 2 et 8 semaines. En l’absence d’autophagie, les LCs ne semblent pas affectées à 2 semaines de vie. En revanche, nous avons constaté à 8 semaines une réduction significative et pérenne de leur population, liée à l’induction de ferroptose, un processus de mort cellulaire liée à l’oxydation des réserves lipidiques dans les LCs. A présent, nous souhaitons déterminer s’il est possible de pallier les effets de l’absence d’autophagie par un inhibiteur de la ferroptose et ainsi éviter la disparition des LCs.

Bénéfices attendus

Les cellules de Langerhans (LCs), présentes dans les couches supérieures de la peau, ont un rôle essentiel dans le maintien de son intégrité et de sa fonction barrière, ainsi que dans l’initiation et le contrôle des réponses immunitaires cutanées. L’autophagie confère en outre aux LCs une capacité antivirale, en permettant l’élimination du VIH. La présence de LCs représente donc un moyen de maintenir une immunosurveillance de la peau, par exemple dans le cadre d’une radiothérapie, à laquelle les LCs sont capables de résister. Pour toutes ces raisons, le projet de recherche décrit ici apportera des connaissances nouvelles sur les LCs. Des applications thérapeutiques sont envisageables dans le traitement du cancer et des infections virales, à travers l’utilisation de modulateurs de l’autophagie ou de la ferroptose.

Procédures

Un tatouage des doigts à l’encre et un prélèvement de queue (< 1mm) pour le génotypage sont effectués sur chaque animal dans sa première semaine de vie. Le souriceau vigile sera rendu à sa mère dès la fin du prélèvement pour limiter au maximum le temps de séparation maternelle. Aucun autre prélèvement ne sera effectué. Une injection i.p. sera réalisée chaque jour pendant 6 semaines sur l’animal vigile, en alternant le côté d’injection. Ces manipulations n'exigent pas plus de quelques minutes.

Impact sur les animaux

L’inhibition de la ferroptose in vivo par la ferrostatine-1 aux doses proposées ici et par différentes voies d’administration n’a pas d’effets secondaires décrits dans la littérature, pour des traitements quotidiens d’une durée allant jusqu’à 3 semaines. Une inflammation et/ou une infection potentiellement douloureuses pourraient se développer au niveau des points d’injection intrapéritonéale de ferrostatine-1.

Devenir

Tous les animaux utilisés dans les procédures seront mis à mort. Ceci est nécessaire aux analyses de tissus prévues, réalisées par immunohistochimie ou par cytométrie au niveau de suspensions cellulaires obtenues par digestion enzymatique.

Remplacement

Les expériences nécessitent un animal adulte vivant afin d’observer dans la peau et les ganglions lymphatiques les conséquences de l'absence d'autophagie sur le réseau épidermique de LCs. En outre, les LCs extraites de leur tissu d’origine changent rapidement de phénotype et ne peuvent donc être traitées in vitro.

Réduction

Plusieurs analyses pourront être réalisés simultanément à partir d’un même animal. Nos protocoles expérimentaux sont basés sur les paramètres décrits dans la littérature (ex : quantité des produits à administrer), permettant ainsi de réduire le nombre de variables testées, et donc le nombre de souris utilisées.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupe sociaux, si possible par fratrie après sevrage, dans un environnement enrichi (tubes en polycarbonate rouge translucides, frisures de carton, barre en bois à ronger, rouleaux de coton). Un relevé des températures est effectué quotidiennement dans les pièces d’élevage. La nourriture, l’eau et l’environnement de la cage sont vérifiés par le personnel compétent. Les animaux adultes sont habitués à la contention ce qui contribue à réduire le stress lié à l’injection par voie intrapéritonéale, réalisée sur animal vigile. Les animaux sont observés tous les jours afin d’évaluer leur bien-être et de détecter tout signe de douleur ou de stress, qui seront quantifiés, le cas échéant, selon le tableau des points limites (Annexe) mis au point d’après les recommandations de la Structure Chargée du Bien-Être Animal. Le score sera défini par l’addition des points attribués en fonction de l’état général de l’animal (perte de poids, comportement, apparence physique, nutrition, locomotion, aspect des fèces) et des dommages éventuels résultant de la procédure expérimentale (état des sites d’injection). Ceci permet de tenir compte d’éventuels effets secondaires directs et indirects du traitement.

Choix des espèces

Le système immunitaire et les modèles inflammatoires de la souris sont proches des pathologies humaines que nous souhaitons étudier. Outre une littérature abondante sur ces modèles, nous disposons de nombreux outils d'analyse et l'expérience requise pour le suivi des réponses immunitaires chez la souris, nous permettant de limiter le nombre d'animaux utilisés. Nous avons choisi de traiter les animaux dès l’âge de 2 semaines car nos expériences préliminaires ont montré que la densité du réseau épidermique de cellules de Langerhans déficientes en autophagie diminue lentement à partir de cet âge, la différence avec les animaux contrôles devenant significative à partir de 6 à 8 semaines.

1 250 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la majorité expédiée vers des laboratoires clients et les autres tués. Chaque animal subit sous anesthésie une ablation du rein, partielle ou étendue aux cinq sixièmes, ou une ligature de l'uretère, pour produire une insuffisance rénale ou une hypertension. Le porteur présente cette activité comme une prestation de service, les animaux étant opérés puis expédiés à des tiers pour leurs propres études, sans aucune analyse statistique du nombre utilisé. Il affirme qu'aucune méthode de substitution n'est réalisable puisque l'objet même du projet est de livrer des modèles animaux déjà préparés.

Objectifs

Les rongeurs sont les animaux les plus utilisés dans la recherche expérimentale étant un modèle présentant des caractéristiques proches de l'humain et une grande définition et stabilité génétique, ce qui en fait un modèle de choix pour les pathologies humaines. Ils représentent les modèles animaux de choix dans les domaines tels que les maladies cardiovasculaires, neurodégénératives et métaboliques, l'immunologie, l'oncologie, etc. Ce projet a pour but de fournir des rongeurs avec une insuffisance rénale et/ou une hypertension pour nos clients en vue de leur utilisation dans leurs études expérimentales. Plusieurs sessions sont réalisées chaque année pour nos clients sur nos animaux (rats, souris),(environ : 250/an).

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont la mise au point de nouveaux médicaments présentant un minimum d'effets secondaires dans la pathologie humaine qui est ciblée par la/les substance(s) active(s) testée(s). Ce projet permettra de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules.

Procédures

Chaque animal subira sous anesthésie, une néphrectomie (unilatérale ou 5/6 ème) ou une ligature de l'uretère pour une durée maximum de 30 minutes.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou les effets indérisables attendus sur les animaux sont la douleur pendant la chirurgie, celle en post-opératoire, également l'insuffisance rénale et l'hypertension.

Devenir

La majorité des animaux seront expédiés dans des laboratoires de recherche, pour une utilisation dans leurs projets de recherche. Les animaux aptes au transport après évaluation clinique seront expédiés, les autres seront mis à mort (pas de possibilité de continuer le projet ou d’être réutilisé).

Remplacement

Pour l’étude d’une pathologie, l’utilisation d’animaux permet de comprendre le fonctionnement d’un organisme. L'utilisation d'animaux est donc rendue nécessaire car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les réactions du corps vivant entier (ensemble complexe). Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. Des méthodes alternatives (ex: in vitro) ne sont pas réalisables, l'objectif du projet étant de fournir des modèles animaux préparés utilisés dans des études expérimentales

Réduction

Nous réalisons ce protocole avec nos partenaires avec qui nous échangeons sur le nombre minimal et suffisant d’animaux utilisés. Aucune approche statistique ne sera réalisée.

Raffinement

Une surveillance des animaux est faite quotidiennement pour déceler tout signe clinique anormal et atteinte des points limites tout au long du projet. L’observation est basée sur l’utilisation d’une grille d’évaluation spécifique au modèle. Les chirurgies seront réalisées par un personnel formé et expérimenté avec un protocole anesthésique et analgésique adapté et un suivi post-opératoire de l’état de santé des animaux avec des soins et un enrichissement adapté afin de permettre une bonne récupération des animaux.

Choix des espèces

Les rongeurs sont des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour évaluer les effets bénéfiques d'un produit candidat médicament car les rongeurs ont un système nerveux développé et d'autres systèmes métaboliques proches de celui de l'Homme. Leur génétique est parfaitement connue ce qui permet d'avoir des résultats reproductibles permettant d'élaborer des conclusions fiables. Le choix de l'espèce au sein de l'ordre des rongeurs est conditionné par les besoins de nos partenaires suivant les éléments cibles de l'organisme. Le projet commencera avec des animaux à partir de l’âge de 4 semaines (âge minimum). L'âge exact est déterminé par la demande de notre partenaire en fonction de son axe de recherche. Le choix du stade de développement des animaux est donc justifié dans sa demande de projet.

80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une injection intraveineuse de cellules tumorales, une autre développe en vieillissant des plaques cutanées inflammatoires qui s'étendent si l'animal n'est pas tué, avant prélèvement d'organes. Le porteur indique étudier le rôle d'une protéine, E-Syt2, dans la surveillance immunitaire des tumeurs et l'inflammation de la peau. Il affirme qu'aucun modèle cellulaire humain ne convient car les cellules concernées changent de comportement hors de leur tissu, et justifie ainsi le recours à la souris.

Objectifs

Nous avons récemment montré que la protéine E-Syt2 joue un rôle important au niveau du système immunitaire en permettant l’activation d’un facteur clé de l’inflammation. En particulier, son rôle se situe au niveau de la reconnaissance par les cellules de l’immunité de lipides. Ces lipides, lorsqu’ils sont exprimés par des cellules cancéreuses donnent lieu à leur reconnaissance et à leur destruction par un processus appelé « immunosurveillance tumorale » ayant pour but de détruire les cellules cancéreuses circulantes. Le but de ce projet est donc de déterminer si les souris déficientes pour E-Syt2 peuvent se défendre contre la présence de cellules tumorales. Si le processus d’immunosurveillance tumorale est altéré, ces souris ne pourront plus détecter les cellules cancéreuses qui se multiplieront et donneront des métastases. Par ailleurs, les souris invalidées pour E-Syt2 possèdent un phénotype dommageable au niveau de la peau lorsqu’elles vieillissent (3-6 mois) qui pourrait être du à un défaut d’activation des cellules de l’immunité reconnaissant les lipides (cette fois ci au niveau de la peau). Nous aimerions étudier le mécanisme responsable de cette anomalie.

Bénéfices attendus

Globalement, ce projet nous aidera à mieux comprendre les mécanismes immunitaires responsables de l’immunosurveillance antitumorale et de quantifier la sévérité de l’inflammation de la peau et de proposer des nouvelles thérapeutiques basées sur les connaissances acquises.

Procédures

Injection intraveineuse de cellules issues de lignées tumorales par voie intracaudale . L’injection durera environ 30 secondes par souris.

Impact sur les animaux

Apparition d’un phénotype dommageable au niveau de la peau après 3 à 6 mois. Les lésions seront des plaques inflammatoires au niveau du dos des souris qui ne régresseront pas mais au contraire s’étendrait si la souris n’était pas rapidement mise à mort .

Devenir

Les animaux ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car ils seront mis à mort pour prélèvement d’organes.

Remplacement

Après avoir mis en évidence le fait que certains types cellulaires sont augmentés dans les souris invalidées pour la protéine que nous étudions, nous avons besoin de réaliser des tests in vivo dans notre modèle murin qui reproduit certains aspects de la pathologie humaine. Ce modèle est disponible dans notre laboratoire. Dans ce projet, il n’est pas possible d’avoir recours à un modèle cellulaire humain car nous avons besoin d’étudier les conséquences de l’absence de notre protéine d’intérêt (E-Syt2) in vivo chez la souris en étudiant l’influence des interaction cellulaires entre cellule présentatrice de lipide et cellules de l’immunité, en mesurant la productions cellulaire de médiateurs de l’inflammation (cytokines), et en analysant le phénotype des souris, c’est-à-dire les conséquences visibles de l’absence d’E-Syt2 sur la souris. 1- pour mesurer l’activation des cellules d’intérêt et leur production de cytokines in vivo et notamment, dans un organe, le thymus. 2- Pour mesurer l’activation des cellules d’intérêt par des cellules présentatrices naturelles, les macrophages péritonéaux 3- Pour quantifier la nature des lipides exprimés in vivo à la surface de ces macrophages 4- Pour effectuer des expériences in vivo permettant d’appréhender le rôle d’E-Syt2 dans le devenir de cellules tumorales. Pour étudier le rôle d’Esyt2 dans l’apparition d’un phénotype dommageable au niveau de la peau que nous avons observé chez les souris KO vieillissantes

Réduction

Il s’agit de terminer un projet pour lequel nous avons déjà accumulé beaucoup de résultats. 80 souris seront utilisées. Pour le calcul de puissance des analyses statistiques envisagées, nous avons supposé un effet cage de 15%. Les effectifs proposés devraient permettre d’obtenir des résultats significatifs pour des tailles d’effet supérieur à 0.58 (effets forts à très forts contre 0.44 sans effet cage devraient être suffisant. 2 types de cellules tumorales seront inoculées (expérience), 4 âges ou temps post-inoculation seront utilsiés (« groupe »), 2 cages par groupe (« répétitions ») et 5 souris par cage soit 2x4x2x5= 80.Les souris seront des 2 sexes sans discrimination.

Raffinement

Les prélèvements seront réalisés sur des souris recevant une dose létale d’anesthésique (pour les prélèvements de macrophages péritonéaux) ou euthanasiés par dislocation cervicale pour éviter tout l’inconfort, douleur ou détresse occasionnée par le prélèvement d’organes. A la fin de l’experience, la dislocation cervicale sera réalisée aussi sur le souris qui ont reçu une dose lethale d’anesthesie. Pour les expériences nécessitant l’injection de cellules tumorales, les souris seront surveillées de façon journalière, mises à mort aux dates indiquées sur le schéma ou avant si les points limites précoces (diminution de la prise de nourriture, déshydratation, diminution de la locomotion, respiration laborieuse) que nous avons établi sont atteints. Les souris injectées seront placées dans des cages à part dans l’animalerie d’expérimentation sans aucune restriction. Les souris susceptibles de présenter un phénotype dommageable seront examinées toutes les semaines et euthanasiées dès l’apparition du phénotype dommageable qui se manifeste par des lésions psoriasiformes au niveau de la peau très inflammatoires.

Choix des espèces

Les modèles animaux doivent, de manière idéale, refléter tout ou la majorité des caractéristiques de la maladie observée chez l’homme. Dans ce contexte, les souris de laboratoire partagent des nombreuses propriétés avec celles des êtres humains. Plusieurs études utilisant des souris ont déjà permis une nette avancée des connaissances dans le cancer et dans la physiopathologie des maladies inflammatoires cutanées. Les résultats issus de ce projet nous permettront d’obtenir des nouvelles pistes sur les mécanismes humains impliqués dans la sévérité de maladies comme le psoriasis et de proposer des nouvelles approches thérapeutiques. Tous les animaux utilisés seront adultes (3-6 mois) pour les animaux destinés aux biopsies cutanées étant donné que le phénotype cutané se manifeste très tardivement et 6 semaines pour les animaux qui seront mis à mort pour obtenir leur thymus (le thymus involue avec l’âge) ou leurs macrophages péritonéaux. Les souris destinées à l’injection de cellules tumorales auront 6 semaines au moment de l’injection.

40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une instillation d'élastase dans la trachée par une incision au cou pour provoquer un emphysème, des injections répétées de tamoxifène pouvant causer une péritonite, puis leurs poumons sont prélevés 21 ou 90 jours plus tard. Le porteur affirme qu'aucune méthode sans animal ne permet d'isoler les cellules pulmonaires vieillissantes en cause et justifie ainsi le recours à la souris. Les retombées annoncées pour les patients atteints de BPCO, une éventuelle médecine réparatrice des alvéoles, restent renvoyées au conditionnel et au long terme, l'objectif immédiat étant de caractériser ces cellules.

Objectifs

La Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) peut entraîner des complications chez l'homme comme la perte progressive des alvéoles pulmonaires. Dans les poumons des patients atteints par cette maladie, les cellules vieillissantes exprimant le gène p16 sont augmentées et empêchent la réparation des alvéoles. Nos données préliminaires montrent que la délétion de p16 ou l’élimination des cellules vieillissantes corrige les lésions alvéolaires chez la souris. Notre hypothèse est que les cellules vieillissantes bloquent la régénération alvéolaire et expliquent le manque de réparation dans cette maladie. Ainsi, l’objectif du projet est d’étudier le devenir et les propriétés non régénératives des cellules épithéliales vieillissantes dans la perte d'alvéoles liée à la BPCO. La connaissance des propriétés non-régénératives des cellules épithéliales vieillissantes nous permettra de confirmer l’effet délétère de ces cellules sur la réparation des tissus. Si notre hypothèse est validée, nous pourrons ensuite envisager l’utilisation de sénolytiques, molécules permettant d’éliminer les cellules sénescentes, et ainsi restaurer les alvéoles pulmonaires dans l’emphysème pulmonaire chez l’homme. Pour cette étude, nous utiliserons des souris ayant des cellules vieillisantes exprimant le gène p16 fluorescentes, permettant de les isoler et les caractériser au niveau épithélial par différentes analyses.

Bénéfices attendus

Nous anticipons l'identification : i) de(s) mécanisme(s) de l'effet délétère des cellules épithéliales vieillissantes dans la perte alvéolaire, ii) une ou plusieurs sous-populations épithéliales aux capacités régénératives modulées par les cellules p16 vieillissantes. Ces cellules régénératrices seront considérées comme cruciales dans la régénération alvéolaire et leur signature génétique sera analysée. La caractérisation des cellules délétères et des cellules régénératives permettera l'identification de biomarqueurs (caracteristiques biologiques mesurables) d'un processus de régénération réussi ou non. Ce processus serait la dernière étape avant d'envisager le lancement d'un essai clinique pour tester un médicament régénératif identifié avec la plus grande chance de succès. Au total, nous espérons que ces avancées élargiront le champ de la médecine réparatrice aux patients atteints de ces maladies caractérisées jusqu'à présent par une perte terminale et irréversible des alvéoles conduisant à un handicap respiratoire majeur.

Procédures

Instillation intra-trachéale (dans la trachée) sous anesthésie générale, injection intra-péritonéale (dans le péritoine) sur animal vigile et prélevement des poumons sous anesthésie générale, sans réveil.

Impact sur les animaux

Pour activer l'expression de la protéine fluorescente dans notre modèle, il est nécessaire de faire une injection par jour pendant 3 jours de Tamoxifen en injection intra-péritonéale. Cette procédure cause une douleur de courte durée au moment de l'injection. Dans de rare cas, les injections peuvent causer des péritonites chez les animaux. Nous utiliserons sur ces mêmes souris le modèle d’emphysème induit par l’élastase qui consiste en une instillation intratrachéale unique d’élastase. L’élastase est instillée à l’aide d’une aiguille directement dans la trachée. Cela nécessite une petite incision au niveau de l’avant du cou que nous refermons avec du fil de suture. La plaie au site d’injection pourrait s’infecter. Les souris seront mises à mort à 21 et 90 jours après l’instillation.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour prélever et étudier leurs poumons.

Remplacement

La variabilité des caractéristiques des patients comme leur âge, leur consommation de tabac, ou encore l’implication d’autres maladies rend plus complexe l’interprétation des résultats en provenance de l’Homme. Le modèle de souris emphysèmateuse ayant des cellules p16Pos fluorescentes permettra d’étudier directement les cellules responsables de la non régénération qui sera uniquement lié à l’emphysème pulmonaire. Les modèles animaux nous permettent de mieux définir les organes et types cellulaires touchés et nous précisent donc les cibles moléculaires intéressantes pour des thérapeutiques éventuelles.

Réduction

Le nombre d’animaux prévu pour ce projet est limité à 40, correspondant au minimum pour obtenir des résultats pour une expérience pilote. Pour l’ensemble des manipulations animales un total de 40 souris seront utilisées. Les animaux seront répartis de cette manière : - Caractériser les cellules épithéliales vieillissantes dans les poumons des souris emphysémateuses : 4 souris instillées à l’élastase vs 4 souris instillées au PBS (contrôle) à 21 jours de l’instillation. 4 souris instillées à l’élastase vs 4 souris instillées au PBS (contrôle) à 90 jours de l’instillation. Malgrés le nombre de cellules limités que nous pouvons analyser (limite de cette technique), nous utiliserons 4 souris par condition pour lisser la différence inter-individu. - Tester les propriétés des cellules souches en formant des organoides alvéolaires avec des cellules p16Pos vs p16Neg : 6 souris instillées à l’élastase vs 6 souris instillées au PBS (contrôle) à 21 jours de l’instillation. 6 souris instillées à l’élastase vs 6 souris instillées au PBS (contrôle) à 90 jours de l’instillation. Nous avons besoin d’une quantité suffisante de cellules pour faire au moins 6 puis d’organoïdes (correspondant à 6 souris) par condition pour obtenir un résultat significatif. Le choix du nombre d'animaux pour ce projet a été déterminé par rapport aux précédentes expérimentations effectuées sur des souris utilisées dans le cadre d'un autre projet.

Raffinement

Les animaux seront particulièrement suivis par le personnel qualifié de l'animalerie, avec une attention particulière sur l’aspect des animaux traités. Il y aura un présence quotidienne des zootechniciens et une surveillance accrue de notre part durant les 24h suivant l’instillation d’élastase. Les souris sont hébergées en groupe de 4 par cage. Les souris seront hébergées dans des portoirs ventilés avec un environnement enrichi. Les souris auront à leur disposition de la boisson et de la nourriture, des huttes en carton, des balles de coton, des feuilles de papier pour jouer et des baguettes de bois à ronger. En cas de mal être, les points limites suivants constituront des critères d'arrêt et conduiront à la mises à mort des souris : blessure, infection, masque facial ou signes de douleur.

Choix des espèces

La souris est un animal très utilisé dans la recherche translationnelle et son développement pulmonaire et cérébral est proche de celui de l'homme. Les possibilités d’analyse avec des anticorps sont importantes chez la souris et la mise au point de modèles génétiquement modifiés est bien développée chez la souris. Le modèle d’emphysème induit par l’élastase permet par une unique injection d’obtenir un emphysème important chez la souris. De plus, ce modèle est très utilisé dans la littérature pour étudier l’emphysème plutôt que, par exemple, le modèle d’exposition à la fumée de cigarette qui implique une exposition longue et pénible pour des animaux : 2h par jour pendant 6 mois pour obtenir un emphysème léger. Les animaux seront utilisé à l’âge 2 mois, correspondant à la fin du développement total de l’appareil respiratoire chez la souris.

180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie du cerveau de 45 minutes, jusqu'à six passages en chambre de mesure respiratoire et un test de tolérance au glucose de deux heures, avec un régime hypercalorique de huit semaines. Le porteur qualifie l'exposition aux odeurs d'"inoffensive" et affirme que la prise de poids ne cause pas de souffrance. L'étude, menée sur des souris transgéniques, cherche comment les odeurs modulent des neurones du contrôle de la faim, les pistes contre l'obésité restant hypothétiques.

Objectifs

Dans ce projet nous nous intéressons à la régulation de la prise alimentaire. Cette régulation implique notamment un réseau de neurones situé dans le noyau arqué de l’hypothalamus. Les expériences porteront sur 2 populations de neurones ayant un rôle clé dans le contrôle de la prise alimentaire. Il s’agit d’une part, des neurones POMC ayant pour action supposée de limiter la prise alimentaire et d’autre part, des neurones AgRP stimulant la prise alimentaire. De précédentes études réalisées sur des souris ont révélé la capacité de ces neurones à répondre non seulement lorsque le cerveau détecte la présence de nutriments en quantités mais également à des signaux sensoriels issus notamment de la nourriture. Ainsi les neurones POMC et AgRP peuvent être modulés par l’odeur de nourriture avant même qu’un aliment ne soit ingéré. Le présent projet propose de caractériser les mécanismes à l’origine de cette modulation des neurones du noyau arqué par les odeurs de nourriture chez la souris. Différentes odeurs présentes dans des nourritures palatables seront utilisées pour tester leur effet sur la physiologie des neurones POMC et AgRP.

Bénéfices attendus

Les expériences proposées permettront une meilleure compréhension des mécanismes neurobiologiques de la régulation de la prise alimentaire. Dans le contexte de l’augmentation forte du nombre de personnes en surpoids ou obèses dans le monde, ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour le contrôle de la prise alimentaire s’appuyant sur l’utilisation d’odeurs modulatrices des circuits neuronaux régulant la prise alimentaire.

Procédures

Les animaux seront soumis à une chirurgie stéréotaxique d'une durée d'environ 45 minutes. Toutes les précautions seront prises pour éviter une douleur de l'animal. Ils seront ensuite testés 6 fois maximum en chambre pléthysmographique (animal libre de ses mouvements) pour une durée d'environ 15min par session. Les animaux seront testés pour leur tolérance au glucose (effets métaboliques potentiels des régimes alimentaires administrés) une seule fois à la fin des expérimentations pour une durée de 2h.

Impact sur les animaux

Les odeurs utilisées proviennent d’aliments ou d’arômes alimentaires et seront utilisées à des doses faibles (les doses nécessaires à leur détection par les souris) et sur des durées inférieures à 2h. Cette exposition est donc inoffensive pour les animaux. Le régime hypercalorique entrainera une prise de poids qui sera mesurée une fois par semaine. Durant les 8 semaines d’administration du régime hypercalorique, la prise de poids sera limitée et ne causera pas de souffrance à l’animal. Les perfusions intracardiaques seront réalisées sur animal en cours d’euthanasie à la suite de l’administration d’un antalgique 30min avant.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des expérimentations pour vérifier la bonne implantation des fibres optiques. Si un animal atteint les points limites avant la fin de la procédure, il sera euthanasié.

Remplacement

L’objectif général du projet vise à comprendre les mécanismes à l’origine de la modulation de la prise alimentaire par les odeurs. Dans ce contexte de recherche, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés à l’étude des neurones impliqués dans le contrôle de la prise alimentaire reste donc une nécessité expérimentale pour fairre avancer notre compréhension de ces processus modulateurs. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre par ailleurs que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles ou applicables.

Réduction

Plusieurs éléments permettent de répondre au principe de réduction tout en évitant de compromettre l’obtention de résultats interprétables : i) les tests statistiques envisagés, ii) la variabilité couramment observée permettant d’avoir au maximum n=15, iii) la réalisation de plusieurs tests différents sur le même animal.

Raffinement

En accord avec la structure chargée du bien-être animal au sein du laboratoire, nous avons défini les meilleures conditions d'hébergement possibles ainsi que les points limites précoces. Dans ce projet, nous avons 5 à 10 souris par cage, présence de différents enrichissements (batonnet de bois, dôme en carton et bandelettes de papier pour former un nid), surveillance quotidienne et soins apportés rapidement si nécessaire. Nous appliquons les méthodes recommandées pour l’analgésie, l’anesthésie et l’euthanasie. Le nombre d'animaux utilisé est calculé afin d'avoir des tests statistiques robustes n'obligeant pas à répéter l'expérience.

Choix des espèces

Le projet proposé porte sur l’étude de populations particulières de neurones hypothalamiques ayant un rôle clé dans le contrôle de la prise alimentaire. Les expérimentations seront réalisées sur des souris transgéniques nous permettant de cibler ces populations neuronales afin d’en comprendre le fonctionnement. La souris est le seul modèle animal permettant les modifications transgéniques nécessaires à la transformation ou à la visualisation de la population neuronale étudiée dans ce projet. D’autre part, la souris est un animal à l’odorat très développé qui utilise les odeurs dans son comportement alimentaire. Enfin, sa physiologie générale est suffisamment proche de celle de l’être humain pour que les informations obtenues servent les explorations thérapeutiques chez l’humain. Les procédures expérimentales débuteront à l’âge de 5 semaines (mise sous régime modifié). Les mesures neurophysiologiques seront réalisées chez l'adulte au cours de la 13ème semaine de vie.

2 000 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la majorité expédiés vivants vers d'autres laboratoires et les autres tués. Chaque animal subit sous anesthésie une ablation des glandes surrénales de 30 minutes, puis son eau de boisson est remplacée par du sérum physiologique pour compenser la chute de sodium. Le porteur indique une douleur chirurgicale et post-opératoire, une hyponatrémie et une déshydratation. Ce projet prépare à la demande des rongeurs sans glandes surrénales, décrits comme "préparés en vue de leur utilisation", pour d'autres projets de recherche.

Objectifs

Les rongeurs sont les animaux les plus utilisés dans la recherche expérimentale étant un modèle présentant des caractéristiques proches de l'humain et une grande définition et stabilité génétique, ce qui en fait un modèle de choix pour les pathologies humaines. Ils représentent les modèles animaux de choix dans les domaines tels que les maladies cardiovasculaires, neurodégénératives et métaboliques, l'immunologie, l'oncologie, etc. Ce projet a pour but d'avoir des rongeurs préparés en vue de leur utilisation dans leurs études expérimentales. Plusieurs sessions sont réalisées chaque année sur rats et souris (environs 400/an).

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus du projet sont la mise au point de nouveaux médicaments présentant un minimum d'effets secondaires dans la pathologie humaine qui est ciblée par la/les substance(s) active(s) testée(s). Ce projet permettra de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules. Le bénéfice est aussi de ne pas avoir l’influence hormonale (hormones de stress, hormones minéralocorticoides, glucocorticoides et androgènes) intervenant dans la régulation du métabolisme, de la pression artérielle ...

Procédures

Chaque animal subira sous anesthésie, une ablation des glandes surrénales, pour une durée maximale de 30 minutes. Après la chirurgie et durant toute la vie de l'animal, l'eau de boisson sera intégralement remplacée par du liquide physiologique 0.9 % pour compenser l'hyponatrémie.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou les effets indérisables attendus sur les animaux sont la douleur pendant la chirurgie, celle en post-opératoire, également l'hyponatrémie (baisse de sodium dans l'organisme) et la deshydratation.

Devenir

La majorité des animaux seront expédiés dans des laboratoires de recherche, pour une utilisation dans leurs projets de recherche. Les animaux aptes au transport après évaluation clinique seront expédiés, les autres seront mis à mort (pas de possibilité de continuer le projet ou d’être réutilisé).

Remplacement

Pour l’étude d’une pathologie, l’utilisation d’animaux permet de comprendre le fonctionnement d’un organisme. L'utilisation d'animaux est donc rendue nécessaire car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les réactions du corps vivant entier (ensemble complexe). Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. Des méthodes alternatives (ex: in vitro) ne sont pas réalisables, l'objectif du projet étant de fournir des modèles animaux préparés utilisés dans des études expérimentales

Réduction

Nous réalisons ce protocole avec nos partenaires avec qui nous échangeons sur le nombre minimal et suffisant d’animaux utilisés. Aucune approche statistique ne sera réalisée.

Raffinement

Une surveillance des animaux est faite quotidiennement pour déceler tout signe clinique anormal et atteinte des points limites tout au long du projet. L’observation est basée sur l’utilisation d’une grille d’évaluation spécifique au modèle. Les chirurgies seront réalisées par un personnel formé et expérimenté avec un protocole anesthésique et analgésique adapté et un suivi post-opératoire de l’état de santé des animaux avec des soins adaptés et l'eau de boisson intégralement remplacée par du liquide physiologique 0.9 % pour compenser l'hyponatrémie, afin de permettre une bonne récupération des animaux.

Choix des espèces

Les rongeurs sont des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour évaluer les effets bénéfiques d'un produit candidat médicament car les rongeurs ont un système nerveux développé et d'autres systèmes métaboliques proches de celui de l'Homme. Leur génétique est parfaitement connue ce qui permet d'avoir des résultats reproductibles permettant d'élaborer des conclusions fiables. Le choix de l'espèce au sein de l'ordre des rongeurs est conditionné par les besoins de nos partenaires suivant les éléments cibles de l'organisme. Le projet commencera avec des animaux à partir de l’âge de 4 semaines (âge minimum). L'âge exact est déterminé par la demande de notre partenaire en fonction de son axe de recherche. Le choix du stade de développement des animaux est donc justifié dans sa demande de projet.