Rongeurs
Nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre les effets néfastes du glucose dans l’accident vasculaire cérébral chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Soumises à une occlusion provoquant un accident vasculaire cérébral, sous anesthésie, 1 888 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leur cerveau. À l'accident vasculaire s'ajoutent une hyperglycémie induite, trois à huit injections et des prélèvements de sang. Le porteur indique que le modèle peut provoquer douleurs, prostration et difficultés à se déplacer, et que la baisse des plaquettes expose à des saignements. L'étude porte sur les hémorragies intracrâniennes de l'AVC aggravé par un excès de sucre dans le sang, situation qu'il dit rencontrer chez environ 40 % des patients.
Objectifs
En France, l’accident vasculaire cérébral reste une cause majeure de handicap, de troubles cognitifs et de mortalité. Le traitement actuel repose sur la dissolution du caillot par un médicament et/ou son retrait mécanique, quand cela est possible dans les premières heures. Cependant, malgré ces traitements, certains patients s’aggravent rapidement. Un facteur de risque important est l’excès de sucre dans le sang, observée chez environ 40 % des patients. Elle peut provoquer des saignements intracrâniens, aggraver les lésions cérébrales et stimuler des cellules sanguines impliquées dans l’inflammation. Les objectifs du projet sont, d’une part, de mieux comprendre la physiopathologie des saignements intracrâniens chez les patients présentant un accident vasculaire cérébral associé à un excés de sucre dans le sang et, d’autre part, d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements visant à protéger le cerveau contre ces complications hémorragiques.
Bénéfices attendus
A terme, ce projet donnera des résultats concernant la physiopatholgie de la survenue des saignements intracrâniens et l'efficacité thérapeutique de différents candidats médicaments pour le traitement des accidents vasculaires cérébraux présentant des saignements. Il permettra ainsi d’envisager une meilleure prise en charge des patients atteints d’un accident vasculaire cérébral ischémique et ainsi une amélioration de la fonction neurologique et de l’état de santé chez ces patients.
Procédures
Dans cette étude, nous utiliserons un modèle de souris d’accident vasculaire cérébral ischémique, procédure réalisée systématiquement sous anesthésie et analgésie. L’intervention chirurgicale dure environ 30 minutes. Chaque animal recevra entre trois et huit injections (traitements, diabète anesthésie profonde et analgésie) ainsi que deux prélèvement sanguins (réalisé à J-1 et J1). L’injection dure en moyenne 10 secondes, tandis que le prélèvement sanguin ne dépasse pas 2 minutes. Toutes les souris feront l’objet d’une évaluation neurologique qui dure environ 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les modèles d’accidents vasculaires cérébraux peuvent provoquer des douleurs anisi que prostration et difficultés à se déplacer. L’injection de médicament et d’analgesie peuvent provoquer un stress et une douleur légère de courte durée. Les prélèvements sanguins peuvent provoquer un stress et une douleur légère de courte durée L’hyperglycémie aiguë peut également entraîner une déshydratation chez l’animal. La diminution des globules blanc peut induire un risque infectieux. La diminution des plaquettes peut induire un risque de saignement. Les tests comportementaux induisent un stress de l’anxiété ou un stress modéré de courte durée
Devenir
Les souris seront mises à mort afin de prélever les tissus cérébraux pour des analyses biologiques.
Remplacement
Aucun modèle in vitro ne permet de rendre compte de l’efficacité d’un traitement thérapeutique à la phase aiguë d’un accident vasculaire cérébral associé à une hyperglycémie aiguë. L'effet biologique des molécules utilisées sur leur cible a été démontré in vitro. La démonstration de leur effet bénéfique thérapeutique avant transposition chez l'homme ne peut se faire que dans un modèle animal proche de la physiopathologie humaine. Les modèles de souris d'accident vasculaire cérébral permettent de reproduire la physiopathologie de l'occlusion de l’artère cérébrale chez l'homme.
Réduction
Afin de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous avons réalisé une étude statistique préalable à l’aide d’un logiciel spécialisé. Cette analyse nous permet de déterminer précisément le nombre minimum de souris nécessaires pour obtenir des résultats fiables. Nous avons conçu nos groupes de manière optimisée en nous basant sur des études antérieures, garantissant ainsi l’utilisation du strict nécessaire d’animaux. De plus, le modèle d’accident vasculaire cérébral hémorragique que nous utilisons est bien maîtrisés par notre équipe, ce qui nous permet de mener nos recherches de façon rigoureuse et éthique. Pour analyser les résultats, nous appliquerons des méthodes statistiques adaptées, garantissant une interprétation fiable des données tout en respectant notre engagement à réduire l’usage des animaux
Raffinement
Leur suivi sera assuré par une équipe qualifiée : un soigneur spécialisé s’occupera d’eux chaque jour, et un chercheur expérimenté effectuera un contrôle approfondi deux fois par semaine. Les souris seront hébergées par groupes de cinq dans des cages ventilées, équipées de materiel pour leur permettre de construire des nids et d’améliorer leur confort. Afin de prévenir toute douleur qui pourrait être associée au modèle, les animaux recevront un traitement antalgique en pré et post-opératoire de manière systématique jusqu’à 24h. Avant la chirurgie, une anesthésie locale sera appliquée. La chirurgie est par ailleurs réalisée par une anesthésie adaptée (anesthésie gazeuse). En post-chirurgie, nous surveillerons attentivement leur état de santé grâce à une grille d’évaluation précise, prenant en compte des points limites stricts et adaptés au projet. Cette méthode permettra de détecter rapidement toute souffrance et d’y remédier. En cas de douleur, un traitement adapté sera administré, et si nécessaire, une mise à mort sera réalisée selon les réglementations en vigueur afin d’éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
L’espèce utilisée sera la souris sur laquelle toutes les techniques décrites ont déjà été validées dans la littérature. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (à partir de 8 semaines). C'est à cet âge que les modèles utilisés sont validés
Effet de l’activation d’un sous-type de neurones hippocampiques sur l’activité cérébrale dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
56 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie du cerveau de deux à deux heures et demie sous anesthésie, des périodes d'isolement, des enregistrements de sommeil de vingt-quatre heures et des tests de mémoire spatiale. Le modèle vise à voir si l'activation d'un type de neurones de l'hippocampe améliore la mémoire dans une forme de maladie d'Alzheimer reproduite chez la souris. Les bénéfices, repérer plus tôt les dysfonctionnements cérébraux et ouvrir des pistes thérapeutiques, sont renvoyés au long terme.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer entraîne une détérioration progressive de la mémoire et d’autres fonctions du cerveau. Avant même l’apparition de lésions importantes, le fonctionnement des réseaux de neurones peut déjà être perturbé. Mieux comprendre ces changements précoces est important, car ils pourraient expliquer une partie des troubles de la mémoire observés au début de la maladie. Ce projet cherche à comprendre le rôle d’un type particulier de cellules du cerveau qui participent au bon contrôle de l’activité nerveuse. Ces cellules sont connues pour être importantes dans l’organisation de l’activité cérébrale et dans certaines fonctions cognitives, notamment la mémoire. Des travaux antérieurs suggèrent que leur fonctionnement est altéré dans la maladie d’Alzheimer, ce qui pourrait contribuer aux troubles observés. L’objectif du projet est donc de déterminer si l’activation ciblée de ces cellules peut améliorer le fonctionnement global du cerveau et les performances de mémoire dans un modèle murin de la maladie. En parallèle, le projet cherchera à identifier des modifications de l’activité cérébrale associées aux premiers stades de la maladie, afin de mieux comprendre comment apparaissent les dysfonctionnements. Plus largement, ce travail permettra d’améliorer les connaissances sur les mécanismes précoces de la maladie d’Alzheimer. À plus long terme, il pourrait contribuer à identifier de nouvelles pistes pour repérer plus tôt certaines anomalies du fonctionnement cérébral et, à terme, orienter le développement de nouvelles approches thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes précoces impliqués dans les troubles de la mémoire au cours de la maladie d’Alzheimer. Il pourrait aider à identifier certaines modifications de l’activité cérébrale associées aux premiers stades de la maladie. À plus long terme, ces travaux pourront contribuer à faire émerger de nouvelles pistes pour repérer plus tôt certains dysfonctionnements cérébraux et, à terme, orienter le développement de nouvelles approches thérapeutiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale réalisée sous anesthésie générale à l’âge de 5 à 8 mois d’une durée d’environ 2h à 2h30. Ils seront isolés le temps du réveil de la chirurgie (maximum 12h), entre les phases d’acquisition et de rétention des tâches mnésiques (3h de délai, pendant lequel l’activité cérébrale est enregistrée) et la tâche d’association place-objet (5 min de délai). De la même manière, des enregistrements de sommeil de 24 ± 1h seront répétés 2 fois entre les sessions de comportement. Enfin les souris sont soumises à des tests comportementaux afin d’évaluer leur mémoire spatiale (3x10 mins sur 2 jours par animal pour le test de localisation d’objet et 20 minutes pour le test d’association place/objet).
Impact sur les animaux
L’anesthésie générale peut provoquer un stress transitoire lié à son caractère aversif. L’intervention chirurgicale peut entraîner une douleur modérée ainsi qu’une altération temporaire de l’état général dans les jours qui suivent. Des difficultés de cicatrisation ou, plus rarement, une infection au niveau de la plaie peuvent également survenir. Enfin, les périodes d’hébergement individuel nécessaires à certaines étapes de l’étude peuvent être une source de stress pour les animaux.
Devenir
Les souris seront mises à mort pour réaliser des prélèvements de tissus et effectuer des observations anatomiques et histologiques nécessaires à la validation scientifique de ce projet.
Remplacement
Ce projet vise à établir un lien causal entre le remodelage des neurones PV, l’amélioration des performances mnésiques et le rétablissement de dynamiques électriques cérébrales globales chez des souris modèles de la maladie d’Alzheimer (MA). Une telle démonstration causale, couplant manipulation neuronale spécifique, enregistrements et évaluation comportementale, n’est pas réalisable chez l’humain, en particulier aux stades précoces. Les modèles murins génétiques permettent au contraire de sélectionner des animaux à un âge défini (ici 5 à 8 mois), correspondant chez le modèle utilisé à un stade avec troubles de la mémoire spatiale en l’absence de dépôts amyloïdes détectables selon nos critères. Enfin, l’étude de dynamiques cérébrales globales associées à des comportements complexes requiert un cerveau intact et ne peut pas être menée in vitro ; elle doit donc être réalisée chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum compatible avec les objectifs scientifiques du projet. Le protocole repose sur un suivi des mêmes animaux à différentes étapes de l’étude, ce qui permet de limiter le nombre total d’animaux nécessaires tout en augmentant la robustesse des comparaisons. Tous les animaux inclus contribuent à plusieurs volets du projet, avec l’enregistrement de l’activité cérébrale, l’évaluation de la mémoire et les analyses finales sur les tissus. Cette organisation permet d’éviter la constitution de cohortes supplémentaires. Le nombre d’animaux prévu tient également compte d’un risque limité d’exclusion, par exemple en cas de qualité insuffisante des enregistrements, de ciblage insuffisant de l’intervention ou de complication après la chirurgie. L’effectif retenu vise donc à obtenir un nombre suffisant de données exploitables sans avoir à recommencer une expérimentation complémentaire.
Raffinement
Plusieurs mesures sont mises en place pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et le stress des animaux tout au long du projet. L’intervention est réalisée sous anesthésie générale, avec une prise en charge adaptée de la douleur avant, pendant et après la chirurgie. Les animaux bénéficient d’une surveillance rapprochée après l’intervention, avec une attention particulière portée à leur état général, à la cicatrisation et à la reprise de l’alimentation. Les conditions de maintien sont également adaptées pour limiter le stress : période d’acclimatation avant le début des expériences, familiarisation progressive à la manipulation, au transport et au dispositif d’enregistrement, hébergement en groupe en dehors des phases où un isolement temporaire est nécessaire, et présence de matériel permettant le nid et l’enrichissement du milieu de vie. Des points limites précoces ont été définis afin qu’un animal en difficulté puisse être pris en charge rapidement ou retiré de l’étude si nécessaire.
Choix des espèces
La souris a été choisie car elle constitue un modèle de référence pour l’étude des maladies neurodégénératives et du fonctionnement de la mémoire. Son cerveau présente une organisation générale compatible avec l’étude des circuits impliqués dans la mémoire, ce qui permet d’explorer des mécanismes difficilement accessibles chez l’humain. Les animaux seront étudiés à l’âge adulte, à un stade correspondant à l’apparition de troubles de la mémoire dans le modèle utilisé. Ce choix est important pour analyser les changements précoces du fonctionnement cérébral, avant l’installation de lésions plus avancées, et pour étudier des mécanismes susceptibles de jouer un rôle au début de la maladie.
Production de souris présentant une immunodéficience sévère pour des modèles expérimentaux de tumeurs humaines
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Privées de système immunitaire par construction, donc incapables de repousser une infection, 1 000 souris vont être utilisées pour l'élevage, dans des procédures classées légères. Cette lignée sert à fournir aux équipes du site des animaux capables de porter des greffes de tumeurs humaines sans les rejeter. Le porteur indique qu'une infection peut évoluer vers une perte de poids marquée, une atteinte sévère d'un organe et la mort, tout en affirmant maîtriser ce risque par des conditions barrières. Les reproductrices de plus de onze mois sont tuées, les autres versées vers des protocoles expérimentaux qui les mettront à mort.
Objectifs
Les cancers du sang, comme les leucémies et les lymphomes (une forme de leucémie localisée à un organe, comme la rate ou l'estomac), étaient autrefois très souvent mortels. Aujourd’hui, une nouvelle approche, appelée thérapie par cellules CAR-T, a profondément changé la donne. Elle consiste à prélever des cellules du système immunitaire du patient, à les modifier en laboratoire pour qu’elles reconnaissent et attaquent les cellules cancéreuses, puis à les réinjecter au patient. Grâce à cette technique, certaines personnes peuvent aujourd’hui guérir. Cependant, ce traitement peut parfois provoquer des effets secondaires importants. Notre projet vise à réduire ces effets indésirables en améliorant et en modifiant génétiquement ces cellules afin de les rendre plus sûres. Avant de pouvoir proposer ces nouvelles cellules à des patients dans le cadre d'un essai clinique, nous devons toutefois vérifier leur efficacité et leur sécurité. Pour ce faire, il est indispensable d'utiliser un modèle expérimental chez la souris. Nous travaillons avec une lignée de souris dépourvue de système immunitaire. L'absence de système immunitaire permet à ces lignées murines de supporter la greffe de tumeurs humaines sans risque de rejet. Il est ainsi possible d'amplifier les tumeurs obtenues à partir de prélèvements de patients (des cellules qui ne peuvent pas être cultivées en éprouvette) et de reproduire une pathologie proche de la leucémie humaine afin de tester l'efficacité des nouvelles thérapies. Notre projet a été approuvé par deux agences d'évaluation de la recherche.
Bénéfices attendus
Ce projet d’élevage permettra de fournir des souris sans système immunitaire (appelées souris immunodéficientes) aux équipes de recherche de notre site. Ces souris sont indispensables pour tester de nouveaux traitements contre le cancer dans des conditions proches de la réalité, avant de pouvoir les proposer à des patients.
Procédures
Ce projet consiste dans l'élevage d'une lignée de souris. Un mâle sera mis en couple avec 2 femelles et les souriceaux seront séparés après le sevrage (3 à 4 semaines d'âge). Les souris n'auront aucun prélèvement.
Impact sur les animaux
En raison de leur immunodéficience, ces souris sont sensibles aux infections. Les animaux immunodéprimés ne sont pas en mesure de se débarrasser des infections qu'ils contractent. Dans certains cas, les signes cliniques restent modérés, mais l’infection peut rapidement évoluer vers une dégradation brutale de l’état général, une perte de poids et une atrophie musculaire marquées, ainsi qu'une atteinte sévère de l’organe infecté (difficulté à respirer pour les poumons, plaies sanguinolentes pour la peau, etc.). En l’absence de traitement, l’infection persistante peut entraîner la mort. Tenant compte du statut sanitaire de la colonie et de la mise en place des conditions barrières strictes les risques infectieux seront reduits au minimum.
Devenir
Les souris reproductrices qui auront plus de 11 mois seront euthanasiées. Les souris qui présenteront des plaies dues à des bagarres et qui en souffriront seront également mises à mort. Globalement, au cours de la procédure d'élevage, une attention extrême sera portée pour qu'aucune souris ne se retrouve en état de souffrance. Les souris impliquées dans d'autres procédures expérimentales, en dehors de l'élevage, seront mises à mort en fonction des points limites explicitement précisés dans les protocoles écrits pour ces manipulations, en dehors du projet d'élevage.
Remplacement
L'étude des cellules leucémiques de patients n'est pas possible in vitro (en éprouvette), car les conditions de culture actuelles ne permettent pas de les maintenir et de les faire se développer. De plus, l'évaluation de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le cadre de traitements contre le cancer nécessite l'utilisation de modèles animaux permettant de reproduire les interactions entre les cellules tumorales et le microenvironnement cellulaire (c'est-à-dire les autres cellules de l'organisme en contact avec la tumeur). À ce jour, l'utilisation de souris immunodéficientes reste obligatoire pour de nombreux projets de recherche fondamentale et translationnelle, c'est-à-dire une recherche qui vise à trouver de nouvelles méthodes de traitement.
Réduction
Nous adapterons l'élevage aux besoins des équipes de recherche. Nous connaissons bien cette lignée de souris immunodéficientes (nombre et taille des portées), ce qui nous permet de gérer l'élevage de manière optimale. Pour chacun des projets des autres DAP, 80 souris sont nécessaires pour évaluer un type de thérapie cellulaire (40 souris témoins et 40 souris traitées). Cet effectif a été calculé en tenant compte de la variabilité interindividuelle observée dans les modèles tumoraux, afin de permettre la réalisation d’un test t de Student (niveau de signification : 5 %, puissance : 90 %, moyenne du groupe témoin : 10, moyenne du groupe expérimental : 7, écart-type : 4,1) (https://sealedenvelope.com/power/continuous-superiority/).
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes afin de respecter leur comportement naturel. Ils seront hébergés dans des portoirs ventilés en surpression, c'est-à-dire dans des endroits qui les protègent des agents infectieux. Ils recevront de la nourriture irradiée conditionnée en double emballage, ce qui les protège des infections. Leur manipulation se fera systématiquement sous une hotte (endroit stérile) afin d'éviter toute contamination par des microbes. De plus, l'ensemble des pièces d'hébergement sont en surpression, ce qui signifie qu'aucun microbe ne peut y pénétrer. Les souris feront l'objet d'une surveillance quotidienne afin de détecter d'éventuels signes de souffrance liés à une infection, en tenant compte de leur apparence et de leur comportement. Des contrôles sanitaires (trois à quatre fois par an) permettront de s'assurer du maintien de la barrière sanitaire et de l'absence d'agents pathogènes dans leur pièce d'hébergement. Un contrôle sanitaire signifie pour les souris une analyse en laboratoire de biologie de leurs urines, selles et serum, afin de détecter d'éventuelles infections.
Choix des espèces
L'utilisation de souris immunodéficientes pour mettre en place un modèle de greffe de cellules cancéreuses humaines est largement décrite dans la littérature scientifique. Ces modèles sont robustes et reproductibles. Les souris seront accouplées à partir de 8 semaines d'âge (maturité sexuelle) et gardées en couple jusqu'a 11 mois. Nous allons utiliser exclusivement des souris sans apparition du phénotype dommageable En tout cas, tenant compte du statut sanitaire de la colonie et de la mise en place des conditions barrières strictes le risque d’apparition du phénotype dommageable est reduit au minimum.
Etude de l’effet antitumoral d’ARN thérapeutiques ciblant RBM39 MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
1 300 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une greffe de cellules tumorales, jusqu'à vingt injections directement dans la tumeur, des prélèvements de sang derrière l'œil et des séances d'imagerie sous anesthésie. Le projet teste des ARN thérapeutiques contre le cancer colorectal, dont l'activité a déjà été observée sur cellules en culture. Le porteur écrit que le recours à l'animal devient "indispensable" pour juger l'effet dans un "organisme entier", avant une utilisation espérée chez l'humain.
Objectifs
Ce projet de recherche a pour but d'évaluer le potentiel antitumoral d’ARN thérapeutiques sur des modèles précliniques de cancer. Malgré de nombreuses avancées, en particulier avec l’arrivée des thérapies ciblées puis des immunothérapies, les thérapeutiques anticancéreuses actuellement disponibles restent limitées et des résistances émergent le plus souvent, nécessitant un changement de stratégie thérapeutiques. Il est donc essentiel de développer des nouveaux traitements, dont les mécanismes d’actions seraient différents des traitements actuellement utilisés, afin d’élargir le spectre des options thérapeutiques ais également de pouvoir adapter le traitement au patient et aux caractéristiques biologiques et moléculaires tumorales. Les arylsulfonamides sont une classe de drogue dont l’intérêt pour le traitement des cancers a été évalué. Nous avons récemment développé une approche thérapeutique via des ARN thérapeutiques, et avons fait la preuve de concept in vitro de leur activité antitumorale. Nous souhaitons donc avec ce projet valider nos observations in vitro.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à valider l'utilisation d'ARN thérapeutiques pour le traitement des cancers, en particulier le cancer colorectal. A plus long terme, ce projet pourrait aboutir au développement en clinique de ces mêmes ARN thérapeutiques.
Procédures
Greffe de cellules tumorales sous-cutanée dans les flancs : Durée 10 minutes - 1 fois par animal / Injection intrapéritonéale de luciferine pour bioluminescence : Durée 1 minute - 5 à 6 fois par animal - Anesthésie gazeuse durant l'imagerie : Durée 30 minute - 5 à 6 fois par animal / Prélèvements sanguins retroorbitaires - Durée 2 minutes - 3 fois par animal / Injection de traitements par voie IV - Durée 2 minutes - 3 à 5 fois par animal / MODIFICATION - Injection de traitements par voie intratumorale - Durée 2 minutes - 5 A 20 FOIS PAR ANIMAL / Injection de traitements par voie intrapéritonéale - Durée 2 minutes - 3 à 5 fois par animal
Impact sur les animaux
La greffe de lignées cellulaires tumorales, suivi de la croissance des tumeurs, engendreront une altération de l'état général des animaux avec perte de poids, fatigue, et anémie principalement. Le traitement par indisulam pourrait engendrer certaines toxicités, même si la littérature décrit des toxicités systémiques limitées chez l'homme et la souris (rares anémies). Nous n'avons pas encore évalué la toxicité potentielle des ARN thérapeutiques, mais celle-ci sera évaluée grâce aux expériences de mise au point. LES INJECTION REPETEES INTRATUMORALES POURRAIENT ENGENDRER UN SURCROIT DE STRESS ET D'INCONFORT POUR LES ANIMAUX.
Devenir
Des tests sur des cellules tumorales cultivées au laboratoire nous ont déjà permis de déterminer certains effets de nos traitements. Cependant, l’utilisation de modèles animaux est indispensable mieux comprendre leur effet dans un organisme entier, nottament concernant la toxicité. Cette étape est primordiale puisque nous envisageons une potentielle et future utilisation chez l’homme. Afin d'évaluer l'effet de nos traitements sur les tumeurs, nous devons récupérer en fin d'expérience les tumeurs des animaux traités. Nous devons pour cela procéder à l'euthanasie et mise à mort systématique de l'ensemble des animaux du projet. L'étude biologique des tumeurs au laboratoire, ainsi que celles des tissus des autres organes est indidspensable pour évaluer les effets antitumoraux mais également la toxicité des traitements testés.
Remplacement
Des tests sur des cellules tumorales et des cellules normales en culture in vitro nous ont déjà permis de déterminer certains effets de nos traitements. Cependant, l’utilisation de modèles in vivo comme la souris est indispensable à la compréhension des mécanismes d’action du traitement dans un organisme entier proche de l'homme, incluant des paramètres comme le développement tumoral, le microenvironnement, les contraintes physiques etc. qui ne sont pas retrouvés in vitro. Cette étape est également nécessaire puisque nous envisageons une potentielle et future utilisation chez l’homme comme thérapie.
Réduction
Afin de limiter au maximum le nombre d'animaux, nous utiliserons les mêmes animaux pour évaluer à la fois la prise et la croissance tumorale, la dose des traitements et leur toxicité. Nous utiliserons également les mêmes souris pour nos contrôles positifs et négatifs dès que ce sera possible. Cette association nous permet de réduire le nombre de souris contrôles utilisées. Le nombre d’animaux par lot sera également réduit au maximum afin d’avoir des résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Le bien-être de l’animal au quotidien est nécessaire au bon déroulement de nos expériences, mais également à la reproductibilité de nos résultats. Des enrichissements (maisons rouges) sont présents dans les cages. Au cours de nos expériences, de la nourriture humidifiée sera accessible directement dans la cage pour éviter la déshydratation des souris. Des tapis chauffants seront également utilisés dès l’anesthésie des souris, pendant les injections, et lors de la phase de réveil. Des injections d'analgésique pré et postopératoire pourront être réalisées en fonction de l'expérience et de la souffrance de l'animal. Un suivi attentif quotidien par du personnel compétent et formé, weekend compris, sera également mis en place. L'environnement des animaux sera enrichi par des tunnels en polycarbonate. Au moindre doute, nous ferons appel aux conseils de notre vétérinaire ou de la structure du Bien-Etre Animal (SBEA).
Choix des espèces
La souris représente l'animal classiquement décrit dans littérature pour ce type d'éxpérimentation. Nous utiliserons des lignées génétiquement modifiée immunodéprimées afin de permettre la bonne prise tumorale des xénogreffes de cellules humaines. L'utilisation d'un modèle syngénique nous permettra de valdier nos observations dans un système immunocompétent ce qui est essentiel pour envisager un dévellopement chez l'homme par la suite. Comme ce qui est classiquement décrit dans littérature pour ce type d'expérimentation, les animaux utilisés seront de 8 à 12 semaines.
Modulation de la neuroinflammation radio-induite pour un meilleur contrôle de l’hypersensibilité à la radiothérapie anti-cancéreuse.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une irradiation du crâne puis un gavage quotidien pendant quinze jours: 1 472 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau. Le protocole vise la neuroinflammation déclenchée par la radiothérapie, en particulier chez les personnes dont un défaut génétique empêche de réparer l'ADN abîmé par les rayons. Aux doses les plus fortes, le porteur indique une perte de poids, une baisse d'activité et des troubles de la cognition, le gavage ajoutant un inconfort qualifié de modéré. Il revendique par ailleurs l'intérêt de son modèle de souris déficientes en réparation de l'ADN pour étudier cette hypersensibilité aux rayons.
Objectifs
Le cerveau est particulièrement sensible aux radiations. Lorsqu’il est exposé à des rayonnements, par exemple lors du traitement d’un cancer, cela peut endommager les cellules et entrainer des problèmes cognitifs durables comme des troubles de la mémoire ou de la concentration. Or certaines personnes sont encore plus vulnérables car elles possèdent un défaut génétique : elles manquent d'une protéine qui répare normalement les dommages que peut subir l'ADN exposé aux rayonnements. Ces patients risquent alors des complications bien plus graves. Quand les radiations endommagent le cerveau, cela déclenche une inflammation au niveau de cet organe (dite neuroinflammation). Cette dernière est entretenue par les cellules de nettoyage du cerveau, appelées microglies. Elles persistent et continuent à produire des substances inflammatoires qui aggravent les dégâts. Nous cherchons à comprendre comment arrêter ou réduire cette inflammation pour prévenir les dommages cognitifs. Pour cela, nous étudierons donc : 1- D'où provient cette neuroinflammation induite par les rayonnements ? Nous rechercherons les fragments d'ADN anormaux qui s'accumulent après l'irradiation et activent le système immunitaire du cerveau. 2- Par quels mécanismes cette neuroinflammation est-elle déclenchée ? Nous identifierons les protéines impliquées dans la transmission du signal d'alarme déclenchant l’inflammation. 3- Comment la contrôler ? Nous testerons des molécules pour arrêter cette cascade inflammatoire et réduire l'activation des microglies. Nous espérons ainsi mieux comprendre le lien entre dommages radiologiques et inflammation du cerveau pour développer des traitements protégeant les cellules des neurones après une exposition à des rayonnements.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre de quelle façon les radiations déclenchent l'inflammation du cerveau, en particulier chez les personnes génétiquement prédisposées. Cela élargira notre compréhension de la toxicité des rayonnements sur les cellules. Par ailleurs, nous identifierons les acteurs moléculaires responsables du contrôle de l’inflammation dans le cerveau exposé à des rayonnements. Et enfin, nous confirmerons l’intérêt de notre modèle, de défaut génétique de réparation de l’ADN, pour l’étude de l'hypersensibilité aux rayonnements ionisants. L'objectif final est d'améliorer la prise en charge des patients traités par radiothérapie, en développant des médicaments capables de bloquer l'inflammation du cerveau et de prévenir le déclin cognitif, sans toutefois réduire l'efficacité du traitement anti-cancéreux. De plus, l’identification de patients, à haut risque de complications en fonction de leur profil génétique, permettra d’adapter les protocoles de radiothérapie en personnalisant les doses selon le risque individuel. Ainsi ce travail contribuera à ajuster les normes de radioprotection afin de mieux protéger les populations sensibles. Ce projet est donc à l’intersection de la recherche fondamentale et de la clinique, afin d'une part de comprendre les mécanismes biologiques, et d'autre part de développer des stratégies thérapeutiques concrètes pour prévenir les effets secondaires graves de la radiothérapie.
Procédures
L'étude comprend deux types d’interventions effectuées sur des souris. La première correspond à une irradiation unique (sous anesthésie), ciblée sur la tête, durant 5 minutes maximum. La seconde ajoute l’administration quotidienne d’un médicament anti-inflammatoire par voie orale (soit mélangé dans la nourriture, soit administré directement par la bouche). Le temps d’administration des médicaments ne prend qu’une minute par animal durant les 15 jours de traitement. Les animaux sont euthanasiés et leurs cerveaux collectés
Impact sur les animaux
Ce projet implique plusieurs manipulations pouvant entrainer des effets sur le bien-être des souris. Aux doses les plus fortes, une perte de poids et d’activité ainsi que des troubles du comportement et de la cognition pourraient être observés. Une neuroinflammation transitoire à persistante se mettra en place. La procédure de gavage provoque du stress ou un inconfort modéré pour les animaux. Les administrations d’analgésiques et d’anesthésique seront réalisées par voie sous-cutanée.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure pour permettre d’effectuer des analyses histologiques ou moléculaires.
Remplacement
Notre projet étudie comment les radiations endommagent le cerveau et déclenchent une inflammation. Bien que nous utilisions des approches alternatives à l’aide de cultures cellulaires, elles ne peuvent pas à elles seules répondre à nos questions scientifiques. En effet, le cerveau est un organe extrêmement complexe avec de nombreuses structures différentes qui communiquent entre elles. Seul un cerveau intact et fonctionnel peut permettre de comprendre comment les radiations affectent simultanément toutes les structures du cerveau, d’observer la progression de l'inflammation dans le temps et de tester l’administration de molécules afin de limiter cette inflammation.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux à utiliser, nous avons sélectionné avec rigueur les conditions testées afin d’éviter les groupes inutiles. De plus, une phase pilote est prévue au début du projet afin de valider les procédures avant de mener les expériences complètes. Pour déterminer le nombre d'animaux requis par condition expérimentale, nous avons utilisé une approche statistique validée. Pour chaque échantillon biologique collecté, des analyses multiples (expression de gènes/protéines, histologie) seront mises en œuvre afin de limiter la répétition des expériences in vivo. Enfin, pour l’étude mécanistique des voies de signalisation impliquées, la priorité sera donnée à des expériences sur cellules en culture.
Raffinement
Nous avons mis en place plusieurs mesures pour minimiser l’inconfort et la souffrance des animaux pendant toute la durée du projet. Avant et après les procédures expérimentales, les cages des souris sont enrichies avec des éléments stimulants (tunnels en carton, coton, nourriture supplémentaire) pour améliorer leur bien-être quotidien. Une surveillance régulière du comportement des souris permettra de détecter rapidement tout problème. Pendant l’irradiation, les souris sont placées sous anesthésie générale afin de réduire le stress lié à la contention. La baisse de température corporelle dans l’appareil, sera compensée par un système de chauffage jusqu’au réveil de l’animal. Après irradiation et durant les traitements médicamenteux, une grille d'évaluation standardisée permettra de vérifier régulièrement l'état de l'animal (comportement, appétit, activité) et des critères limites ont été définis afin d’éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
La souris est le meilleur modèle pour ce projet car son cerveau possède une organisation structurelle comparable à celle du cerveau humain. De plus, les processus inflammatoires et les mécanismes de réparation de l'ADN fonctionnent de façon similaire chez la souris et chez l'humain. Ainsi, les découvertes faites dans ce projet pourront être extrapolées à la compréhension de la physiologie humaine; Les animaux inclus dans cette étude seront de jeunes adultes de 6 semaines, afin d’étudier l’inflammation induite par les rayonnements sur un cerveau complètement développé, tout en évitant les effets du vieillissement.
Synchronisation de la gamétogenèse pour études en biologie de la reproduction
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
Mises à mort une à cinq jours après une stimulation hormonale pour prélever leurs ovules et leurs embryons, ou tuées pour récupérer testicules et spermatozoïdes, 3 420 souris vont être utilisées dans des procédures classées légères. Les femelles adultes reçoivent deux injections d'hormones à 48 heures d'intervalle, les souriceaux mâles un traitement oral quotidien pendant sept jours suivi d'une injection. Le porteur revendique la souris comme "modèle de choix", ses régulations épigénétiques étant "bien conservées" avec l'humain. La finalité déclarée, comprendre le déclin de la fertilité humaine, reste générale, quand le prélèvement des gamètes impose la mise à mort de chaque animal.
Objectifs
Nous cherchons à comprendre comment l’épigénétique régule la fertilité. L’épigénétique correspond à de petites marques chimiques naturelles, déposées sur l’ADN ou sur les histones, les protéines autour desquelles l’ADN s’enroule. Ces marques déterminent si un gène est allumé ou éteint. Elles jouent donc un rôle central dans l’identité des cellules et leur bon développement. Les cellules reproductrices ou gamètes —les ovules et spermatozoïdes— possèdent des profils épigénétiques uniques, indispensables pour qu’ils accomplissent correctement leur rôle lors de la fécondation. Dans un contexte de baisse de la fertilité humaine, liée à l’exposition croissante à certains polluants, il devient essentiel de comprendre quand ces marques se forment lors du processus développemental qui conduit à la production de gamètes (gamétogenèse), où elles se placent dans le génome, comment elles sont établies et pourquoi elles influencent la qualité des gamètes ainsi que le développement de l’embryon après fécondation. En conclusion, notre étude a le potentiel de mieux comprendre l’origine des infertilités chez la femme et l’homme, dont l’incidence augmente dans les pays industrialisés.
Bénéfices attendus
La souris, espèce Mammifère, est le modèle de choix pour des expériences relatives au domaine de la biologie de la reproduction, domaine dont relève nos projets de recherche. La gamétogenèse et les régulations épigénétiques qui l’accompagnent sont bien conservées entre la Souris et l’Homme, ce qui nous permet d’appliquer directement les connaissances obtenues par l’étude de cet animal à la reproduction humaine. De plus, nous utilisons une collection de modèles de souris génétiquement modifiées qui nous permettent de comprendre comment et pourquoi les marques épigénétiques sont indispensables à la production d’ovules et de spermatozoïdes et pour la fertilité. Cette recherche a un intérêt direct pour appréhender les origines, génétiques et environnementales, du déclin actuel de la fertilité humaine.
Procédures
Dans un premier lot, les souris femelles adultes vigiles sont soumises à deux injections successives d’hormones, avec une durée de 48h entre l’injection de chacune des hormones. Les femelles sont mises à mort entre 1 et 5 jours après la dernière injection d’hormones. Dans un deuxième lot, un traitement est administré oralement aux souriceaux mâles dès leur naissance. Ce produit, mélangé à de la gomme alimentaire, est fourni à l’aide d’une pipette souple une fois par jour pendant 7 jours. Puis, les souriceaux reçoivent un second traitement (injection unique sur animal vigile).
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues après les injections sont des douleurs liées à la piqûre elle-même, et sont de courte durée. Les produits injectés n’ont pas d’effet douloureux en eux-mêmes ou d’autre effet néfaste sur l’animal. Il en est de même pour l’administration orale aux souriceaux. Les nuisances sont principalement dues à la contention de l’animal et sont aussi d’une durée de quelques secondes. Le produit en lui-même n’est pas toxique et n’entraine pas d’effet secondaire.
Devenir
Il est nécessaire de mettre à mort les femelles superovulées pour recueillir les ovules, et les embryons après fécondation. Il est aussi nécessaire de mettre à mort les mâles synchronisés pour récupération des testicules et des spermatozoïdes
Remplacement
Les toutes premières étapes de la gamétogenèse peuvent être modélisées in vitro, reproduisant de manière assez conforme ce qui se passe au tout début du développement embryonnaire (jours 6-10 de gestation chez la souris). Notre laboratoire utilise ce type d’approches, pour étudier le développement très précoce. Cependant, les conditions de culture cellulaire ne permettent pas de reproduire l’ensemble de la gamétogenèse dans une boîte de culture, jusqu’à la production finale d’ovules et de spermatozoïdes matures, capables de réaliser le processus de fécondation. La gamétogenèse est en effet un processus de différenciation très complexe - qui dépend de signaux présents dans le testicule ou l’ovaire - dont la chimie et la cinétique de production ne sont pas totalement connues et qui ne peut être mimé de manière efficace et reproductible dans une boîte de culture.
Réduction
La finalité même des procédures ici présentées est de réduire le nombre d’animaux utilisés, en augmentant le rendement de production des gamètes, spermatozoïdes chez les mâles et ovules chez les femelles. Nous avons de plus raffiné nos procédures expérimentales pour réduire le nombre de gamètes utilisés par expérience et réduire ainsi le nombre de souris.
Raffinement
Les injections d’hormones et l’administration orale sont des procédures peu douloureuses et ne nécessitent pas d’anesthésie. De plus, les produits administrés ne sont pas toxiques et n’entrainent pas d’effet secondaire délétère. Une grille de score est mise en place afin d’évaluer de façon objective l’état des animaux et proposer une réponse adaptée.
Choix des espèces
La gamétogenèse et les régulations épigénétiques qui l’accompagnent présentent chez les mammifères des caractéristiques uniques, absentes chez des espèces comme la mouche ou le poisson zèbre. En revanche, ces processus sont fortement conservés entre la souris et l’être humain, ce qui fait de la souris un modèle privilégié pour étudier la biologie de la reproduction. Les connaissances obtenues chez cet animal peuvent ainsi être transposées plus directement à l’Homme. Pour le protocole de superovulation en vue de collecter les ovules matures, nous utilisons des jeunes femelles adultes, âgées de 5 à 8 semaines. C’est à cette période que les femelles sont les plus réceptives à l’injection d’hormones.. Pour le protocole de synchronisation de la spermatogenèse, nous utilisons des mâles jeunes non sevrés (entre 2 jours et 3 semaines post-naissance). Pour obtenir des populations de cellules homogènes, il est nécessaire d’induire la synchronisation dès le premier cycle de spermatogenèse, qui commence à la naissance.
Etude de nouvelles formulations lipidiques pour une vaccination pulmonaire d’ARN messager chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
Pour mettre au point un vaccin à ARN messager administré directement dans les poumons, 880 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à modéré. Elles reçoivent le produit par dépôt dans la gorge sous anesthésie, des injections sur animal vigile jusqu'à quatre fois et autant de séances d'imagerie sous anesthésie. Le porteur affirme que la distribution des formulations et leur passage des barrières pulmonaires ne peuvent s'étudier que dans un "organisme vivant". Les retombées annoncées contre les maladies respiratoires et certains cancers restent renvoyées au long terme, quand la mise à mort pour prélever les organes est programmée pour toutes.
Objectifs
L’ARN messager (ARNm) est une molécule naturellement présente dans les cellules, qui sert à la fabrication des protéines. Ces molécules peuvent être utilisées dans certains vaccins, tels que ceux contre la COVID-19, où elles permettent à l’organisme de produire une protéine du pathogène afin de déclencher une réponse immunitaire contre ce dernier. Les formulations lipidiques ont démontré leur intérêt pour des approches de vaccination par leur capacité à protéger l’ARNm et faciliter son entrée dans les cellules du système immunitaire. Toutefois, ces vaccins ARNm actuellement administrés dans le muscle induisent une protection limitée au niveau des poumons, ce qui peut permettre la transmission de pathogènes malgré la vaccination. L’objectif de ce projet est de développer des nouvelles formulations lipidiques permettant une vaccination ARNm via une administration directement au niveau des voies respiratoires, principal site d’entrée de nombreux agents pathogènes, afin de renforcer la réponse immunitaire. Certaines questions essentielles, telles que la distribution des formulations dans l’organisme et leur capacité à franchir les barrières naturelles des poumons, ne peuvent être étudiées que dans un organisme vivant. Des expériences chez la souris sont ainsi nécessaires afin d’identifier la plus efficace pour une administration pulmonaire d’ARNm.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à sélectionner la meilleure formulation lipidique permettant une bonne expression de l’ARNm et un profil de distribution adéquat pour une vaccination pulmonaire. De plus, ce projet permettra de produire des connaissances nouvelles sur l’administration de vaccins à ARNm par voie pulmonaire, afin d’améliorer leur efficacité au niveau des voies respiratoires. Les résultats attendus pourront contribuer, à long terme, au développement de stratégies de prévention mieux adaptées contre les maladies infectieuses respiratoires et certaines pathologies cancéreuses.
Procédures
Une partie des animaux recevront une administration unique par dépôt dans la gorge et aspiration, sous anesthésie générale – durée 5 min. Une autre partie des animaux recevront une administration unique par dépôt dans la gorge et aspiration, sous anesthésie générale – durée 5 min. Les différents groupes recevront une injection réalisée sur animal vigile – durée 1 min, 4 fois maximum. L’imagerie des souris sera réalisée sous anesthésie générale – durée 10 min, 4 fois maximum.
Impact sur les animaux
L’administration peut occasionner une gêne respiratoire passagère, sans conséquence à long terme. Une réaction inflammatoire locale transitoire des voies respiratoires liée à l’administration pulmonaire des formulations ne peut être exclue et fera l’objet d’une surveillance. Les injections répétées peuvent induire un stress léger et transitoire lié à la contention et à l’injection. Les anesthésies générales de courte durée nécessaires au suivi par imagerie, lorsqu’elles sont répétées, peuvent induire du stress, ainsi que des effets secondaires légers tels qu'une hypothermie transitoire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour étudier l’effet du traitement et analyser son impact sur les organes.
Remplacement
Des tests cellulaires seront effectués au préalable pour sélectionner les formulations lipidiques prometteuses. Cette première sélection permettra de ne tester chez l’animal que les formulations optimales. L’utilisation de souris est nécessaire pour ce projet car elle constitue un organisme modèle fiable pour évaluer la vaccination dans un système biologique complet Il n’existe actuellement aucune alternative capable de reproduire la complexité d’un organisme vivant.
Réduction
Les expériences ont été consciencieusement pensées et élaborées afin d’utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement satisfaisants. Ce nombre a été déterminé à l’aide d’une approche statistique. Pour l’analyse a posteriori des résultats, des tests statistiques seront utilisés. L’utilisation de l'imagerie nous permet de réduire le nombre d'animaux.
Raffinement
L’administration et les examens d’imagerie seront réalisés sous anesthésie générale. Après l’anesthésie, la souris sera placée dans une cage thermostatée le temps du réveil et de la récupération interventionnelle et post-examen d’imagerie. Des antalgiques sont prévus si l’animal présente un signe de souffrance. Enfin, des points-limites généraux avec l’établissement d’une grille d’évaluation regroupant les critères relatifs au bien-être tout le long de l’étude ont été établis. Une attention particulière sera portée aux conditions d’hébergement des animaux.
Choix des espèces
La souris adulte, c’est-à-dire de 7 semaines, constitue un modèle pertinent pour l’étude de la délivrance pulmonaire d’ARNm en raison de la similitude de l’organisation des voies aériennes et de la présence de mécanismes de sécrétion de mucus et de clairance mucociliaire fonctionnels et comparables. Cette espèce est largement utilisée et validée dans la littérature pour l’administration pulmonaire par aspiration oropharyngée et l’évaluation de formulations lipidiques.
Utilisation du microbiote intestinal sur modèle murin femelle comme intervention thérapeutique dans la Maladie de Charcot.
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Gavées quotidiennement pendant sept jours, soumises à des tests moteurs, des prélèvements sanguins sous anesthésie et des examens d'imagerie avec traceur radioactif, 240 souris femelles vont être utilisées dans des procédures dont la moitié classées sévères. Elles développent une forme de la maladie de Charcot, avec perte de poids et parfois mort prématurée. Le porteur affirme, en s'appuyant sur la littérature, que ces modèles ne ressentent aucune douleur, alors qu'il classe 120 des 240 souris en souffrance sévère. Toutes sont tuées en fin d'étude pour prélever cerveau, moelle épinière, intestin et muscle.
Objectifs
La maladie de Charcot est une maladie neurodégénerative grave qui touche progressivement les neurones responsables des mouvements. Avec le temps, elle entraîne une perte de la force musculaire et de la mobilité. À ce jour, il n’existe pas de traitement permettant de stopper l’évolution de la maladie. Cette maladie ne concerne pas uniquement le cerveau et la moelle épinière : elle s’accompagne aussi de dérèglements du système immunitaire, du métabolisme et de la gestion de l’énergie par l’organisme. De plus en plus d’études montrent que les bactéries présentes naturellement dans l’intestin, appelées microbiote intestinal, jouent un rôle important dans la santé globale. Elles participent notamment à la digestion, au bon fonctionnement du système immunitaire et à la communication entre l’intestin et le cerveau. Des modifications de ce microbiote ont été observées chez les patients atteints de maladie de Charcot, suggérant qu’il pourrait influencer l’évolution de la maladie. Ce projet a pour objectif d’étudier si le transfert de microbiote intestinal provenant de souris jeunes et en bonne santé peut avoir un effet bénéfique dans des modèles de souris atteintes d’une forme de la maladie de Charcot. L’idée est de rééquilibrer le microbiote intestinal afin d’agir indirectement sur les mécanismes impliqués dans la maladie, comme l’inflammation et les troubles du métabolisme. Nous faisons l’hypothèse qu’en restaurant un microbiote plus équilibré, il serait possible de réduire l’inflammation, d’améliorer certaines fonctions de l’organisme et de ralentir la progression de la maladie. Pour cela, les souris seront suivies dans le temps afin d’évaluer leur comportement, leur motricité et différents paramètres biologiques. L’utilisation de plusieurs modèles de souris (3 au total) permettra également de mieux comprendre pourquoi la maladie de Charcot se manifeste différemment d’un individu à l’autre, et d’identifier des mécanismes communs reliant le microbiote intestinal, le métabolisme et la dégénérescence du système nerveux.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra, pour la première fois, de suivre dans le temps les effets d’un transfert de microbiote intestinal chez des souris modèles de la maladie de Charcot. Cela permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes impliques dans cette maladie. L’étude s’intéressera à plusieurs aspects de la maladie, notamment l’évolution du microbiote intestinal, le fonctionnement du métabolisme, les réactions inflammatoires, les capacités motrices et le comportement des animaux, ainsi que les altérations observées dans le système nerveux. En combinant ces différentes observations, les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment l’intestin et le cerveau communiquent entre eux dans le contexte de la maladie de Charcot, et comment un rééquilibrage du microbiote intestinal pourrait influencer l’évolution de la maladie. L’utilisation de plusieurs modèles de souris représentant différentes formes de la maladie de Charcot permettra également de prendre en compte la diversité de la maladie. Cette approche aidera à comprendre pourquoi les symptômes et la progression de la maladie de Charcot peuvent varier d’un individu à l’autre, et à identifier des mécanismes communs pouvant être ciblés par de futures stratégies thérapeutiques. À terme, ce projet pourrait ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l’utilisation du microbiote intestinal, en complément des traitements existants. Il contribuera ainsi au développement de pistes de recherche innovantes susceptibles d’améliorer la prise en charge future des patients atteints de maladie de Charcot.
Procédures
Les souris utilisées développent spontanément une maladie neurodégénérative. D'après les connaissances scientifiques actuelles, cette affection n'est pas associée à une douleur chez l'animal. Au cours du projet (environ 12 semaines par groupe), les animaux feront l'objet de différentes interventions : génotypage, administration de traitements, suivi régulier, prélèvements et examens d'imagerie. Administration du traitement : toutes les souris recevront soit un transfert de microbiote intestinal, soit un traitement contrôle, donné par la bouche à l'aide d'une sonde souple adaptée. Cette intervention sera réalisée une fois par jour pendant 7 jours consécutifs et durera environ 1 à 2 minutes par animal. Elle sera effectuée sur des animaux éveillés (240 souris). Suivi et observations : les animaux seront pesés une fois par semaine. Des tests permettant d'évaluer leurs capacités motrices et leur comportement seront réalisés toutes les deux semaines. Chaque session durera environ 30 à 45 minutes par souris, avec des périodes de repos. Ces observations concernent 216 souris suivies dans le temps. Prélèvements sanguins : de petits volumes de sang seront prélevés une fois par mois, avec un maximum de trois prélèvements par animal. Une courte anesthésie gazeuse sera réalisée avant chaque prélèvement, d'une durée d'environ 4 minutes. Le prélèvement lui-même durera 2 à 3 minutes. Ces procédures concernent 216 souris. Examens d'imagerie : chaque souris bénéficiera de deux examens, au début et à la fin de l'étude. Ces examens nécessitent l'administration de substances permettant de visualiser certaines fonctions du cerveau. Une injection sera réalisée sur animal éveillé, et une autre sous anesthésie. Chaque session durera environ 40 minutes, incluant l'anesthésie et le réveil. Ces examens concernent 216 souris. Fin de l'étude : les animaux seront euthanasiés de manière encadrée par une administration de produit anesthésiant à forte dose, puis des prélèvements d'organes seront réalisés.
Impact sur les animaux
Les modèles de souris utilisés développent spontanément un phénotype neurodégénératif mais il est établi et largement reportée dans la littérature qu’aucune douleur n’est ressentie par les animaux. Une perte de poids et un dysfonctionnement intestinal pouvant entraîner un décès prématuré pourront être observé dans l’un des modèles. Les nuisances liées aux procédures expérimentales sont les suivantes : • Gavage oral : légère gêne ou stress pendant la manipulation et risque d’une légère inflammation de l’œsophage transitoire (quelques minutes) • Imagerie : stress lié à la manipulation et à l’induction de l’anesthésie. De plus, légère douleur ou inconfort au site d’injection du traceur radioactif et possible formation d’un hématome suite à l’injection du traceur radioactif ciblant la neuroinflammation. • Prélèvements sanguins : douleur ou risque d’hématome selon le site (veine sublinguale) et un possible stress temporaire peut être engendré lors des contentions. • Tests comportementaux et moteurs : stress lié à la manipulation et aux contraintes physiques. Les animaux seront habitués aux manipulations pour réduire le stress.
Devenir
A la fin de la procédure, toutes les souris seront mises à mort afin de permettre le prélèvement d’organes (cerveau, moelle épinière, intestin, muscle) nécessaires aux analyses finales.
Remplacement
Les méthodes alternatives réalisées en laboratoire, sans utilisation d’animaux, ne permettent pas d’étudier le fonctionnement de l’organisme dans son ensemble. Or, la maladie de Charcot ne concerne pas uniquement le système nerveux : elle s’accompagne aussi de modifications au niveau de l’intestin, du métabolisme et du système immunitaire. Des travaux scientifiques antérieurs, menés par notre équipe et par d’autres, ont montré que cette maladie est associée à un déséquilibre des bactéries présentes dans l’intestin, ainsi qu’à des perturbations du fonctionnement global de l’organisme et à une inflammation. Ces phénomènes reposent sur des interactions complexes entre plusieurs organes, avec des échanges permanents entre l’intestin, le cerveau et le reste du corps. Ces interactions ne peuvent pas être reproduites dans des modèles simplifiés en laboratoire, comme des cultures de cellules. De plus, l’approche utilisée dans ce projet consiste à transférer l’ensemble des bactéries intestinales d’un individu à un autre. Cette méthode entraîne des modifications globales et naturelles de l’équilibre des bactéries intestinales. Un tel processus ne peut pas être reproduit en laboratoire, ni en utilisant uniquement des bactéries isolées. L’utilisation de souris est donc nécessaire pour étudier l’impact de ces modifications à l’échelle de l’organisme entier. Ce modèle permet d’observer simultanément les effets sur le cerveau, l’intestin et les autres fonctions de l’organisme, ce qui est indispensable pour comprendre comment ces différents éléments interagissent et influencent l’évolution de la maladie.
Réduction
Le nombre d’animaux a été soigneusement déterminé afin d’en utiliser le moins possible tout en garantissant des résultats fiables. Sur la base d’études scientifiques antérieures portant sur la maladie de Charcot, un effectif de 12 souris par groupe est considéré comme suffisant pour mettre en évidence des différences pertinentes entre les groupes étudiés. Des méthodes statistiques adaptées seront utilisées pour analyser les résultats et vérifier leur fiabilité. À cet effectif s’ajoutent 3 souris par groupe, qui seront utilisées uniquement au début de l’étude afin de vérifier que le transfert des bactéries intestinales a bien fonctionné. Ces animaux ne seront pas suivis sur la durée. En raison des différences possibles entre les animaux et du risque de décès prématuré lié à la maladie, le nombre de souris par groupe est porté à 20. Cela permet de conserver un nombre suffisant d’animaux jusqu’à la fin de l’étude, sans avoir à utiliser de nouveaux groupes. Pour chacune des trois lignées de souris étudiées, quatre groupes seront constitués : des souris malades recevant le transfert de bactéries intestinales, des souris malades recevant un traitement contrôle, des souris saines recevant le transfert, et des souris saines recevant le traitement contrôle. Chaque groupe comprendra 20 souris, soit un total de 240 animaux pour l’ensemble du projet. Le nombre total d’animaux est également réduit grâce au suivi des mêmes souris tout au long de l’étude. Plusieurs types de mesures (comportement, analyses biologiques et examens d’imagerie) seront réalisés sur un même animal. Cette approche permet d’obtenir un grand nombre d’informations sans multiplier les groupes d’animaux, et contribue ainsi à limiter leur utilisation.
Raffinement
Tous les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation d’au moins 10 jours avant le début de l’étude. Durant cette période, ils seront habitués à la manipulation afin de réduire leur stress : ils seront pris doucement dans les mains, caressés et autorisés à se déplacer librement. Plusieurs mesures seront mises en place pour limiter la souffrance et améliorer leur bien-être. Les animaux seront hébergés en groupe avec des éléments d’enrichissement dans leur environnement. Une alimentation adaptée sera fournie. Certaines souris pouvant présenter des troubles digestifs recevront une nourriture sous forme gélifiée dès les premiers stades de la maladie afin de prévenir les complications. Pour tous les animaux, cette alimentation sera également proposée dès les premiers signes de maladie afin de limiter la perte de poids. Ils y seront habitués progressivement en la recevant comme une récompense. En cas de difficultés à se déplacer, la nourriture sera placée directement dans la cage pour en faciliter l’accès. Les animaux seront également habitués aux différentes manipulations nécessaires aux procédures, notamment à être pris en main et placés dans les dispositifs utilisés pour l’anesthésie. Leur état de santé sera surveillé régulièrement (trois fois par semaine) à l’aide d’une grille d’évaluation et par la mesure de leur poids. En cas de douleur ou de blessure, un traitement antidouleur sera administré et les soins nécessaires seront réalisés. Les prélèvements sanguins seront effectués sous une courte anesthésie afin de limiter l’inconfort. Des critères précis permettront d’identifier rapidement toute dégradation de l’état de santé. En cas de signes de mal-être, une surveillance renforcée sera mise en place. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas rapidement ou devient sévère, il sera euthanasié de manière encadrée afin d’éviter toute souffrance. Certains critères incluent notamment une perte de poids importante ou des difficultés à se redresser. Lors des examens d’imagerie, les animaux seront anesthésiés. Leur respiration et leur température seront surveillées en continu et une protection des yeux sera assurée.
Choix des espèces
Il existe peu de modèles animaux permettant d’étudier la maladie de Charcot dans des conditions adaptées à ce projet. Trois lignées de souris ont été sélectionnées car elles développent la maladie de manière progressive, ce qui permet un suivi dans le temps sur les mêmes animaux. Ces modèles présentent également des différences importantes, notamment dans la vitesse d’évolution de la maladie, les mécanismes biologiques impliqués et les symptômes observés, y compris au niveau digestif. Ces différences sont essentielles pour mieux représenter la diversité de la maladie observée chez les patients. Elles permettent d’étudier comment une modification des bactéries intestinales peut influencer l’évolution de la maladie dans différents contextes. Les méthodes alternatives réalisées en laboratoire, sans animaux, ne permettent pas de reproduire les interactions complexes entre l’intestin, le système nerveux, le métabolisme et l’inflammation à l’échelle de l’organisme entier. L’utilisation de ces modèles animaux est donc nécessaire pour répondre aux objectifs du projet. Les souris utilisées seront des femelles adultes. Pour les trois lignées étudiées, le début de l’étude correspond à une phase où les animaux ne présentent pas encore de signes visibles de la maladie. Cela permet d’observer l’apparition et la progression des symptômes au cours du temps. Les mêmes animaux seront suivis tout au long de l’étude afin de limiter le nombre total d’animaux utilisés et d’obtenir des données complètes sur l’évolution de la maladie.
Utilisation d’anticorps monoclonaux spécifiques pour améliorer la réponse aux immunothérapies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Pour tester si des anticorps ciblant certaines bactéries améliorent la réponse à l'immunothérapie, 3 008 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Greffées d'une tumeur, elles reçoivent des immunothérapies, des injections par plusieurs voies et jusqu'à six gavages, la croissance tumorale pouvant provoquer une douleur locale modérée et une perte de poids. Le porteur affirme que seul un organisme entier au système immunitaire proche de l'humain permet d'étudier ces interactions. Un suivi trois fois par semaine et des points limites encadrent la mise à mort des animaux dont l'état se dégrade.
Objectifs
L’immunothérapie, utilisée seule ou avec d’autres médicaments qui attaquent directement les cellules cancéreuses ou empêchent la tumeur de se développer, est aujourd’hui un traitement clé pour les personnes atteintes de cancer. Même si ces traitements combinés apportent des bénéfices importants, beaucoup de patients ayant un cancer avancé ou ayant déjà fait des métastases ne répondent toujours pas bien au traitement. La plupart des cancers qui réagissent aux traitements d’immunothérapie (comme ceux du poumon, de la tête et du cou, de la vessie, de l’œsophage ou du côlon) se développent dans des zones du corps où vivent naturellement des microbes, comme la peau ou les muqueuses. Ces microbes — bactéries ou champignons — ne causent pas directement le cancer, mais lorsqu’ils se retrouvent à l’intérieur de la tumeur, ils peuvent créer un environnement qui aide le cancer à évoluer ou à se propager. On sait aussi que les patients atteints de cancer présentent souvent un déséquilibre dans leur microbiote intestinal (la population de microbes vivant dans l’intestin). Leur système immunitaire répond moins bien à certains microbes liés au cancer, comparé à celui de personnes en bonne santé. Notre objectif est de montrer que différentes stratégies pourraient aider les patients traités par immunothérapie : • ajouter des anticorps capables de neutraliser ou de détruire les microbes associés aux tumeurs, • ou encore vacciner les patients contre ces microbes. Ces approches pourraient améliorer la réponse aux immunothérapies et donc le traitement du cancer.
Bénéfices attendus
Nous voulons montrer qu’il est possible d’utiliser des anticorps spécialement conçus pour cibler certaines bactéries afin d’aider les patients à mieux répondre aux immunothérapies contre le cancer. Nous pensons que le fait d’apporter directement au patient des anticorps capables de neutraliser ou détruire ces microbes liés au cancer — que ce soit sous forme d’anticorps seuls, ou même grâce à une vaccination contre ces microbes — pourrait transformer la manière dont on traite les cancers avec l’immunothérapie. Ce projet servira à prouver que ces méthodes peuvent fonctionner et permettra de développer ces nouvelles pistes de traitement.
Procédures
Injection de tumeurs (1 fois par procédure), injections d’immunothérapies (3 fois par procédure à 2 jours d’intervalle), injections en intra-veineuse, en intrapéritonéal ou en sous cutané (1 ou 2 fois par procédure), gavages (jusqu’à 6 par procédure, sur des temps d’intervalles entre deux gavages allant de 20 minutes à plusieurs jours/semaines). Chacune de ces interventions dure moins d'une minute.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront subir un stress lié à la manipulation. Les gavages peuvent provoquer une contrainte transitoire et légère lors du geste en lui-même. La croissance d’une tumeur peut entrainer une gêne locale et une douleur locale modérée. Les traitements et la tumeur peuvent entraîner une perte de poids modérée.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de pouvoir réaliser nos analyses.
Remplacement
Pour réaliser ce projet, l’usage d’animaux vivants est indispensable. En effet, seul un organisme complet permet d’observer l’ensemble des réactions du corps face au cancer et aux immunothérapies, notamment lorsque le microbiote intestinal est déséquilibré. Ces interactions complexes entre les organes, le système immunitaire, la tumeur et les microbes ne peuvent pas être reproduites en laboratoire. Les organoïdes, par exemple, ne recréent qu’un seul tissu ou un seul organe. Ils ne permettent donc pas d’étudier l’effet d’un traitement donné par voie orale ou injecté dans le sang sur différents organes en même temps. Or, dans ce projet, nous cherchons à comprendre comment les anticorps influencent : • la composition du microbiote intestinal, • les microbes présents dans la tumeur, • le fonctionnement du système immunitaire, • et la croissance de la tumeur. Toutes ces informations ne peuvent être obtenues qu’en étudiant un organisme entier avec un système immunitaire complet et proche de celui de l’être humain, comme la souris.
Réduction
Dans cette étude, nous ferons tout notre possible pour regrouper les expériences afin de limiter le nombre d’animaux utilisés comme groupes témoins. Ensuite, le projet est organisé en plusieurs étapes successives : si une de ces étapes montre que notre hypothèse est fausse, l’étude sera immédiatement arrêtée, ce qui permettra de réduire encore davantage le nombre de souris utilisées. Le nombre d’animaux est strictement encadré pour respecter la règle des 3R (Réduire, Raffiner, Remplacer). Grâce aux travaux précédents menés dans notre laboratoire, nous avons déterminé le nombre d'animaux nécessaire et suffisant par calcul statistique réalisé pour garantir un nombre minimum d’animaux tout en obtenant des résultats fiables. Les doses d’immunothérapie, d'antibiotiques et de bactéries utilisées dans nos expériences ont déjà été établies et validées par notre laboratoire. Si une procédure doit être arrêtée tôt parce que le microbiote intestinal d’une souris ne correspond pas aux critères nécessaires — et tant qu’aucune manipulation n’a encore été faite pouvant modifier son système immunitaire — la souris pourra être réutilisée dans une autre partie du projet afin de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect de leur bien-être : stabulation conventionnelle, régime alimentaire normal et de l’eau ad libitum, ainsi qu’un enrichissement adapté. Les animaux seront acclimatés pendant une semaine avant le début de l’expérimentation. La surveillance régulière ainsi que la mesure de la surface tumorale et la prise de poids (3x/semaine) permettront le suivi des animaux (prostration, auto-agressions, perte de poids, animal froid) et l’éventuelle mise en place de traitements analgésiques (buprémorphine, NaCl pour réhydratation) ou l’euthanasie si nécessaire.
Choix des espèces
La génétique de la souris est proche de celle de l'Homme et bien décrite au niveau de la littérature scientifique, ce qui rend comparable les voies de signalisation immunologiques des tumeurs entre l'Homme et la souris. Notre centre de recherche utilise principalement des souris, ce qui offre de nombreux avantages en termes d'élevage, d'animalerie, d'expertise en techniques d'expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Aussi, les modèles de tumeur existants sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l'immunité, l'effet des traitements sur la réponse anti-tumorale dans leur globalité et l'immunité intestinale. Toutes ces raisons scientifiques, pratiques et éthiques font de la souris un animal indispensable dans la réalisation de ce projet. Nous utiliserons des animaux à maturité sexuelle, entre 7 et 8 semaines, ce qui nous permettra d'étudier le système immunitaire à un stade de développement optimal et fonctionnel.
Activité locomotrice sur des souris Calpaine 3 déficientes sur-exprimant FrzB
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Porteuses d'une déficience génétique provoquant une myopathie progressive, 36 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées pour prélever leurs organes. Elles subissent des tests de force musculaire et de coordination, l'étude s'arrêtant vers six à neuf mois, âge où la myopathie se déclare. Le projet teste si une protéine, FrzB, améliore la fonction musculaire dans ce modèle de dystrophie liée à la calpaïne-3. Le porteur qualifie les procédures comportementales de source d'un léger stress, sans détailler les tests ni les effets de l'atteinte musculaire qu'il décrit comme progressive.
Objectifs
Les maladies musculaires peuvent entraîner une perte progressive de la force et de la mobilité. Ce projet vise à tester une nouvelle approche pour améliorer le fonctionnement des muscles dans un modèle de maladie génétique. Des souris présentant une altération musculaire seront étudiées pour évaluer leur force et leur coordination. Une protéine appelée FrzB pourrait améliorer leur état en agissant sur un mécanisme biologique impliqué dans la régulation du muscle. Les animaux seront soumis à des tests simples et peu invasifs, pouvant entraîner un léger stress. Les résultats permettront de mieux comprendre la maladie et pourraient contribuer au développement de futurs traitements.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu sera pour les patients présentant une déficience en calpaine 3. un autre bénéfice et l'amélioration de la compréhension des mécanismes impliqués dans la dystrophie liée à la calpaïne-3. Enfin si ce projet s'avère satisfaisant une validation d’une stratégie de modulation de la voie Wnt qui pourrait servir de base préclinique pour de futures approches thérapeutiques.
Procédures
Les animaux utilisés au cours de ce projet vont développer une atteinte musculaire progressive ayant surtout un impact histologique puisqu'aucun animal ne sera gardé au-delà de 6-9 mois âge auquel la myopathie clinique se déclare. Les animaux seront susceptible de ressentir un léger stress lors des procédures comportementales exploratoires longitudinales.
Impact sur les animaux
Les animaux seront explorés à des stades précoces bien avant que le phénotype soit délélère.
Devenir
Chaque animal sera mis à mort afin de récupérer les organes à la fin de la procédure.
Remplacement
Des approches in vitro ont été utilisées en amont (cellules musculaires, études moléculaires de la voie Wnt). Cependant, ces modèles ne permettent pas d’évaluer : les fonctions motrices intégrées,la coordination, les interactions systémiques. Il n’existe actuellement aucun modèle alternatif validé permettant de répondre à l’ensemble des objectifs du projet. L’utilisation du modèle murin est donc indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé à partir d’un calcul de puissance statistique a priori. Les analyses principales porteront sur : la force musculaire (grip strength), la coordination motrice (rotarod), Les données issues de la littérature et de nos études préliminaires sur le modèle C3-/- montrent : une diminution moyenne de performance d’environ 25–30 % un écart-type relatif d’environ 15–20 % Le calcul de puissance a été réalisé pour : Test : ANOVA à un facteur (3 groupes) Alpha = 0,05 Puissance (1-β) = 0,80 Taille d’effet estimée : d = 0,40 (effet modéré à important) Ce calcul indique qu’un effectif minimal de 10 animaux par groupe permet de détecter une différence significative entre groupes. Afin de tenir compte d’éventuelles pertes expérimentales (≈10 %), nous prévoyons : 12 animaux par groupe Total = 36 animaux
Raffinement
Dès la naissance des animaux dans notre établissement utilisateur, nous porterons une attention au bien-être animal. Les animaux seront hébergés par groupe de 3 à 5 avant d’entrer en procédure. L’environnement sera enrichi en fonction des préférences des animaux à l’aide de bandelettes de kraft, de dômes en carton et/ou de buchettes de bois. La manipulation des animaux est faite par des personnes compétentes et sensibilisées à la contention low stress (cupping). Le modèle que nous utilisons a été caractérisé d’un point de vue phénotypique, nous connaissons l’âge d’apparition des signes de souffrance ou de détresse qui est très tardif. Les points limites nous permetteront de limiter au strict minimum l’apparition de souffrance.
Choix des espèces
L’anatomie et la fonction des muscles squelettiques sont proches des muscles humains. Les souris génétiquement modifiées sont de bons modèles d’étude des atteintes du système neuromusculaire, de leur physiopathologie et de leurs causes génétiques. Les animaux seront étudiés entre 4 semaines et 16 semaines bien avant l'apparition des symptomes délétères qui eux arrivent vers 6-9 mois.
Etude des effets de molécules, issues du fractionnement d’un composé extrait d’algues, sur le système immunitaire dans un modèle murin d’infection post-traumatisme.
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
Soumises à un traumatisme crânien par chirurgie sous anesthésie pour 60 % d'entre elles, puis à une infection pulmonaire provoquée par injection dans la trachée, 4 410 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles peuvent perdre jusqu'à 20 % de leur poids après l'infection, et de rares fractures du crâne déclenchent leur mise à mort. Le projet teste des polysaccharides extraits d'algues censés restaurer l'immunité et réduire le recours aux antibiotiques. Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure pour prélever organes et liquides biologiques.
Objectifs
Des études ont montré de profondes altérations immunitaires chez les patients au cours de l'infection, de l'inflammation et des traumatismes aigus. Plus particulièrement, il a été démontré une défaillance du système immunitaire et une inflammation cérébrale immédiatement après le traumatisme, pouvant perdurer sur le long terme. Ces altérations immunitaires sont un terrain favorable au développement d’infections secondaires, dont la pneumonie acquise à l’hôpital (PAH) est la plus fréquente. L’utilisation d’antibiotiques est actuellement le principal traitement de la PAH qui est souvent provoquée par des agents pathogènes résistants aux antibiotiques. Le développement de la résistance aux antibiotiques, constitue un problème majeur de santé publique. De plus, chez les patients souffrant d’un traumatisme, ces infections secondaires altèrent considérablement le devenir des patients à court et long terme, ainsi que le pronostic neurologique. L'objectif global de ce projet est de développer les polysaccharides sulfatés (PS) extraits d’algues, en tant que médicament immunostimulant afin de fournir une nouvelle modalité thérapeutique ciblant l’hôte pour : i) restaurer une réponse immunitaire adaptée ; ii) réduire le taux de pneumonies bactériennes secondaires et iii) réduire les complications à long terme. En effet, ce traitement pourrait permettre le renforcement des défenses immunitaires, et ainsi diminuer le taux de pneumonies secondaires et finalement réduire l'administration d'antibiotiques à large spectre, participant ainsi à la lutte contre l'émergence de l'antibiorésistance. Ce traitement permettrait également d’améliorer le pronostic neurologique et fonctionnel en limitant les phénomènes inflammatoires cérébraux pour éviter la mise en place de déficits neurologiques post-traumatiques aigus et chroniques. Les principaux objectifs de ce projet sont donc les suivants : caractériser les effets des PS, au niveau tissulaire, ainsi que les mécanismes d'action cellulaires et moléculaires dans un modèle préclinique d’altération du système immunitaire post-traumatisme.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront 1) une meilleure compréhension des processus mis en jeu lors de la restauration du système immunitaire au niveau cérébral et pulmonaire des patients ayant subi un traumatisme cérébral. 2) d’enrichir les connaissances sur la manière de restaurer la réactivité immunitaire afin de prévenir les infections pulmonaires secondaires dues à la défaillance du système immunitaire induite par le traumatisme. 3) d’ouvrir, avec les polysaccharides sulfatés (PS), une nouvelle voie vers des stratégies thérapeutiques non antibiotiques innovantes pour lutter contre les infections pulmonaires chez les patients de réanimation atteints d’une défaillance de leur système immunitaire post agression sévère de l’organisme. 4) ce projet pourrait permettre également de proposer une nouvelle modalité thérapeutique permettant de limiter les lésions cérébrales secondaires et les séquelles à long terme liées au traumatisme. Ces nouvelles connaissances acquises permettront de mieux comprendre comment le système immunitaire est régulé grâce à l'identification des cibles cellulaires et moléculaires des PS et leur application pourra être élargie à d'autres domaines d'infections aiguës et chroniques. L’ensemble de ces données pré-cliniques qui seront obtenues dans ce projet est une étape essentielle pour permettre dans un second temps le lancement d’études de pharmacodynamique et d’un essai clinique.
Procédures
60% des animaux sont soumis au traumatisme nécessitant une chirurgie réalisée sous anesthésie générale. 60% des animaux sont soumis à une infection induite par injection intratrachéale réalisée sous anesthésie générale. 4% des animaux sont soumis à 2 injections intratrachéales réalisées sous anesthésie générale. Selon les résultats de la partie 2, 60% des animaux seront soumis à une ou plusieurs injections intrapéritonéales, ou per os (administration par voie orale), ou sous cutanées, réalisées sur animaux vigiles, ou intra-veineuses réalisées sur animaux anesthésiés. Tous les gestes sont de courte durée (au maximum 1 minute) et pour les souris anesthésiées, le réveil est quasiment instantané. En fonction de l’état général des souris et si nécessaire, une ou plusieurs injections sous-cutanées d’analgésiques peuvent être réalisées sur animaux vigiles. 5% des animaux seront soumis à des tests non invasifs d’exploration fonctionnelle et comportementale réalisés sur animaux vigiles, incluant des évaluations de la force musculaire, de la marche, de la coordination motrice et de reconnaissance. Chaque test a une durée comprise entre 5 et 10 minutes. Ces évaluations seront réalisées à trois reprises au cours de la procédure et espacées dans le temps.
Impact sur les animaux
Suite au traumatisme primaire une perte de poids transitoire (1-2 jours) et modérée (< 10%) est observée, sans perte de motricité. L’induction du traumatisme peut induire une douleur transitoire (
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour prélèvement d’organes et liquides biologiques
Remplacement
Les paramètres étudiés dans ce travail ne peuvent être aujourd’hui remplacés par des procédures in vitro et le recours à l’utilisation de modèles animaux est indispensable. Les multiples interactions entre types cellulaires différents et la complexité des mécanismes responsables de l’altération du système immunitaire suite à un traumatisme sévère, nous oblige à utiliser les modèles animaux pour appréhender ces phénomènes dans leur globalité. En effet, les méthodes in vitro développées par d’autres laboratoires de recherche ne permettent pas une étude globale des modifications entraînées par une activation anarchique du système nerveux et son impact sur le système immunitaire global. Seule l’étude dans un organisme entier nous permet d’étudier l’influence du microenvironnement sur les différents acteurs de l’immunité au cours du processus inflammatoire et l’effet de nos polysaccharides sulfates sur l’ensemble de ces acteurs.
Réduction
Le nombre de souris a été réduit au minimum afin de permettre une analyse statistique fiable des résultats. Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, les analyses des processus cérébraux, pulmonaires et systémiques seront réalisés sur un même animal.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupes sociaux harmonieux dans des cages enrichies en frisottis, de taille suffisante et dont la litière est changée une fois par semaine. Les animaux ont un accès libre à l’eau et à la nourriture. Sauf mention contraire, l’état général des souris est évalué quotidiennement. Un tableau d’évaluation des points limites adapté aux modèles a été mis en place. Les procédures n’entraînent pas de douleur résiduelle. Les procédures de chirurgie seront effectuées sur tapis chauffants. Afin de limiter la douleur consécutive au traumatisme crânien, un morphinique sera administré aux animaux en sous cutané avant la réalisation du geste. Afin de limiter la douleur consécutive à l’administration intratrachéale, la sonde de gavage est préalablement enduite d’une solution anesthésique afin d’anesthésier localement la trachée. Afin de limiter la douleur consécutive à l’administration intra-veineuse retro-orbitale, un morphinique sera administré en sous cutané aux animaux avant la réalisation du geste. L’ensemble des tests fonctionnels et comportementaux, validés et non invasifs, sera réalisé sur animaux vigiles. Afin de limiter le stress lié à la manipulation et aux procédures expérimentales, les animaux bénéficieront d’une phase d’habituation préalable à la salle d’expérimentation, aux dispositifs et à l’expérimentateur. Les tests seront réalisés dans un environnement dédié, distinct de la salle d’hébergement, et des mesures de renforcement positif (récompense après les essais) seront mises en place. L’organisation et la fréquence des tests seront optimisées afin de limiter la fatigue et l’impact sur le bien-être des animaux.
Choix des espèces
Les modèles murins de pneumonie et de traumatisme crânien sont des modèles bien caractérisés, reproductibles, et parfaitement adaptés pour tous les types d’analyses prévus pour cette étude. Les résultats issus de ces modèles peuvent être transposés à l’homme avec une très bonne correspondance des résultats trouvés à la fois en médecine humaine et en expérimentation animale pour les datas déjà générées dans ce projet de recherche. Pour pouvoir étudier le système immunitaire, les animaux utilisés seront âgés entre 7 et 14 semaines de vie, car à ce stade de développement le système immunitaire est mature.
Gestion du phénotype dommageable d’arthrite lors de l’élevage de lignées murines
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Élevées pour développer spontanément une arthrite inflammatoire, 1 200 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie est génotypée par poinçonnage de l'oreille sur animal vigile, sans anesthésie mentionnée. Le porteur décrit une inflammation articulaire apparaissant vers huit à dix semaines, avec un gonflement des pattes pouvant affecter la mobilité. Sur les 1 200 animaux, 900 sont expédiés vers un autre établissement pour y être utilisés, 300 servent à l'élevage et sont tués avant vingt semaines pour limiter l'aggravation de la maladie avec l'âge.
Objectifs
Ce projet décrit une procédure de l'élevage avec la prise en charge des animaux d’une lignée de souris développant progressivement une arthrite inflammatoire. Ces souris sont un modèle d’inflammation articulaire qui est causée par un mélange de facteurs génétiques, environnementaux et liés aux microbes présents dans l’intestin. Normalement, le corps produit une molécule inhibant l’interleukine 1 qui va limiter l’inflammation. Mais chez ces souris, cette molécule est absente, ce qui entraîne une inflammation excessive qui va notamment toucher les articulations. De plus, des éléments comme certains additifs alimentaires ou les antibiotiques ou les bactéries situées dans l’intestin que l’on appelle microbiote intestinal peuvent aggraver cette inflammation. L’objectif de cet élevage est de produire des animaux reproduisant la maladie observée chez l'homme. Ces animaux seront par la suite utilisés dans des projets de recherche afin d'étudier l’arthrite inflammatoire et, à terme, aider à la recherche sur cette maladie chez l’homme qui représente 1 million de patients en France.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre à l'équipe de recherche et à leurs partenaires d’avoir les souris nécessaires pour mener leurs études sur l’arthrite inflammatoire. A long terme, ces souris aideront les chercheurs à : mieux comprendre l’arthrite, identifier des marqueurs pour mieux la diagnostiquer, trouver de nouvelles façons de traiter cette maladie, tester de nouveaux médicaments anti-inflammatoires et évaluer leur efficacité par rapport aux traitements déjà disponibles pour les patients atteints d’arthrite.
Procédures
Afin de réaliser le génotypage, un poinçonnage de l’oreille sera effectué après l’âge de 14 jours. Cette méthode consiste à prélever sur animaux vigiles un petit échantillon de tissu (environ 2 mm de diamètre) sur la périphérie du pavillon de l’oreille où le tissu est le plus mince, à l’aide d’un poinçon. Cette intervention n’est réalisée qu’une fois par animal et dure moins de 30 secondes. Seulement certains animaux utilisés pour les croisements seront génotypés.
Impact sur les animaux
Les souris qui n’expriment pas le récepteur inhibant la molécule de l’inflammation interleukine 1 peuvent, pour certaines, développer spontanément une inflammation articulaire à partir de l'âge de 5 semaines. Cependant, les observations récentes de l’équipe de recherche démontrent un âge plus tardif pour l’apparition de l’arthrite, vers 8-10 semaines. Il s’agit de symptômes comme une rougeur ou un gonflement des articulations. Lorsque l’atteinte est sévère, elle peut se manifester par un gonflement des pattes qui peut affecter la mobilité de la souris. Selon les observations antérieures, ces souris ne développent que très peu de signes généraux et leur mobilité est peu affectée. Les souris reproductrices pourraient ressentir une légère nuisance due au prélèvement effectué pour le génotypage (douleur légère de courte durée).
Devenir
Une partie des animaux sera expédiée en début ou avant l’expression du phénotype dommageable et utilisée dans des projets de l’équipe de recherche dans un autre établissement utilisateur (900 animaux pour l’expérimentation en 5 ans). Une autre partie des animaux sera utilisée pour l’élevage dans notre établissement (300 animaux pour l’élevage en 5 ans). Les animaux utilisés pour l’élevage seront mis à mort avant 20 semaines, pour limiter l’évolution du phénotype dommageable avec l’âge. Les animaux ayant atteint les points limites selon la grille d’évaluation du bien-être animal seront mis à mort.
Remplacement
L'utilisation d'animaux de laboratoire est nécessaire car le projet étudie l’arthrite, qui est une maladie complexe multifactorielle faisant intervenir différents facteurs (le système immunitaire, les bactéries situées dans l’intestin que l’on appelle microbiote intestinal, le patrimoine génétique et l’environnement), différents organes et la présence d’une inflammation à la fois chronique locale (articulation) et systémique. Par ailleurs, l’utilisation d’un modèle mammifère vertébré est nécessaire, car les organes impliqués dans la physiopathologie de l’arthrite (notamment le système immunitaire, l’intestin, les articulations et les tissus lymphoïdes associés) présentent des différences anatomiques, physiologiques et immunologiques importantes chez les espèces non mammifères, limitant leur pertinence translationnelle pour l’étude de cette pathologie humaine. Afin d'étudier l'interaction entre l’environnement, le microbiote intestinal et le génome de l'hôte, l'utilisation de souris de laboratoire est appropriée. Enfin, actuellement, il est impossible de mimer ce dialogue complexe entre les différents compartiments et organes par l'utilisation de méthodes alternatives (par exemple, modèles cellulaires).
Réduction
Un nombre total de 1200 animaux au phénotype dommageable est nécessaire et comprend les animaux pour l’élevage et les animaux nécessaires pour l’expérimentation pour les projets scientifiques associés. La production des animaux sera planifiée et suivie par l’expérimentateur et les zootechniciens de l’établissement utilisateur afin de limiter le nombre d’animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage. Le nombre de reproducteurs et la durée d’accouplements seront définies en amont de la mise en place des croisements. Ces paramètres seront définis en fonction des objectifs et des différentes caractéristiques connues des lignées (taille de portées, viabilité, phénotype, etc.). L'élevage sera suivi via le fichier de l'élevage. En fin de projet expérimental, le modèle pourra être cryoarchivé dans notre établissement.
Raffinement
Tous les animaux mutés de manière homozygote pour la modification génétique et susceptibles de développer le phénotype dommageable à partir de 5 semaines seront suivis à partir de 4 semaines et ce jusqu'à leur envoi avant 8 semaines vers l’établissement où sera réalisée l’expérimentation (ou leur mise à mort) : une évaluation du bien-être animal sera réalisée en prenant en compte l'arthrite, la sensibilité articulaire, l'aspect général, le comportement et la mobilité de l’animal. En fonction de l’état de l’animal, des mesures de raffinement seront mises en place selon les conseils de la vétérinaire et/ou la SBEA (disponibilité de la nourriture directement dans la cage, mise à disposition d’une solution de réhydratation gélifiée, augmentation de la fréquence du suivi, application d'un antiseptique). Les points limites précoces et spécifiques pour les signes cliniques de l’arthrite ont été définis. Si, malgré le raffinement mis en place, un point limite est atteint, l’animal sera immédiatement mis à mort. Dans le cas où les animaux homozygotes ne sont pas transférés pour l’expérimentation, ces derniers seront utilisés pour l’élevage et mis à mort avant 20 semaines (pour limiter les nuisances liées à la progression de l’arthrite avec l’âge).
Choix des espèces
Les souris sont souvent utilisées pour étudier l’arthrite, car elles permettent de mieux comprendre les liens entre l’alimentation, l’environnement, les microbes intestinaux et l’articulation elle-même. Dans ce projet, nous utilisons une lignée de souris qui ne produit pas une protéine clé entraînant ainsi une inflammation articulaire ressemblant à une arthrite chez l’humain. Ce modèle génétique de la maladie n’existe que chez la souris. Les souris seront utilisées pour les croisements dès l’âge de 7-8 semaines (maturité sexuelle) et ce jusqu’à 20 semaines, pour limiter l’expression du phénotype dommageable qui progresse avec l’âge. Le phénotype dommageable d’arthrite est susceptible d'apparaître à partir de l'âge de 5 semaines, mais dans l’élevage de l’EU du chercheur ne se manifeste pas avant 8-10 semaines. Les animaux envoyés pour expérimentation auront ainsi un âge de 5-8 semaines pour limiter et potentiellement éviter l’expression du phénotype dommageable avant l’envoi.