Rongeurs

1064 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont infectées par voie nasale avec des mycobactéries de la tuberculose, une partie recevant en plus des molécules immunomodulatrices, avant le prélèvement de leurs organes, pour étudier la réponse immunitaire à l’infection. Le porteur indique que certaines lignées perdent rapidement du poids et se prostrent, et précise qu’aucun antidouleur ni anti-inflammatoire n’est administré afin de suivre l’évolution de la maladie. Il affirme qu’aucun système in vitro ne reproduit l’infection du poumon.

Objectifs

La tuberculose est une pathologie majeure en santé humaine et en santé animale (bovins). L’agent pathogène principal de la tuberculose chez l’homme est Mycobacterium tuberculosis (Mtb) et Mycobacterium bovis (Mb) pour les bovins. Le BCG est le seul vaccin actuellement commercialisé contre la tuberculose chez l'homme mais son utilisation chez les bovins n’est pas autorisée en Europe. Les traitements antibiotiques chez l’hommes sont lourds, et l’apparition de souches résistantes aux antibiotiques rend les traitements conventionnels inefficaces. Une alternative aux antibiotiques pourrait être l’amélioration des compétences immunitaires, grâce au développement de stratégies d’immunomodulation, préventives ou thérapeutiques, complémentaires des moyens de lutte classiques. Pour cela, il est nécessaire d’avoir une meilleure compréhension des mécanismes inflammatoires et de la réponse immunitaire de l’hôte (homme, bovin) lors de la tuberculose. Notre objectif est, grâce au modèle murin, d’améliorer nos connaissances des manifestations de la maladie et des fonctions des cellules de l’immunité innée (macrophages, neutrophiles) ainsi que leurs interactions avec l’immunité adaptative (lymphocytes) et d'identifier des facteurs de l’hôte pouvant être immunomodulés afin de mieux lutter contre l’infection.

Bénéfices attendus

Nous espérons, grâce à ce projet, mieux comprendre les rôles de neutrophiles dans la physiopathologie de la tuberculose et de comprendre les interactions de ces cellules avec l’immunité adaptative (Lymphocytes). Ces travaux permettront également d'expliquer les différences de virulence et de dissémination des différentes souches mycobactériennes. Ces travaux, très fondamentaux, pourront permettre développer des stratégies d'immunomodulation en ciblant les facteurs de l’immunité, afin de mieux lutter contre la tuberculose.

Procédures

Tous les animaux seront soumis à une anesthésie par administration médicamenteuse par voie intrapéritonéale et seront ensuite infectées par voie intranasale (durée de l'intervention 15min/animal) . 288 de ces animaux recevront par voie intrapéritonéale des molécules (anticorps ou inhibiteurs) permettant de moduler l'expression de molécules cibles (durée de l'intervention 5 min/animal)

Impact sur les animaux

Nous savons par expérience que les souris C3HeB/FeJ sont beaucoup plus sensibles que les souris C57Bl/6 aux infections mycobactériennes. Ces animaux sont plus susceptibles d'atteindre les points limites lors d'infections avec les souches M.tuberculosis HN878 (souche clinique humaine) et M.bovis (souche référence bovine). Nous pourrons observer une perte de poids assez rapide associée à une prostration des animaux. Afin d'assurer un bon suivi de ces animaux, une grille d'évaluation de bien-être des animaux a été mise en place basée sur une observation quotidienne et une pesée bi-hebdomadaire

Devenir

L'ensemble des animaux du projet seront euthanasiés à la fin du protocole afin de permettre le prélèvement post mortem des organes (poumons, foie, rate, ganglion médiastinal, sang). Ces prélèvements nous permettront d'effectuer l'ensemble des analyses souhaitées comme l'analyse de charge bactérienne, du recrutement cellulaire ou de la sécrétion de médiateurs biochimiques.

Remplacement

Jusqu’à présent, aucun système in vitro ne permet de reproduire les caractéristiques d’infections du poumon et le modèle murin constitue un modèle expérimental pertinent

Réduction

Pour limiter le nombre d’animaux, un test statistique de calcul de la puissance ou de l'effectif nécessaire en utilisant un test de comparaison de deux échantillons indépendants a été réalisé. Pour les données mesurées que ce soit le recrutement cellulaire, cytokines secrétées, nous obtenons une puissance de test pour un effectif de 6 animaux de 87% pour un test Mann-Whitney. Nous utilisons des souris consanguines dont la variabilité génétique est très faible. Nous utilisons des tests statistiques non paramétriques spécialement conçus pour comparer des groupes de petits effectifs de type Mann-Whitney ou Bonferroni. Un maximum d’analyses sera effectué sur chaque animal (cellules immunitaires, cytokines, expression des gènes, histologie, évaluation de la charge du pathogène).

Raffinement

Les animaux seront élevés en communauté dans des cages enrichies avec du papier essuie tout, tunnel carton. Des visites des animaliers seront quotidiennes. Les animaux seront 6 par cage de 530 cm2. Nous réduisons, et limitons au maximum l'inconfort, la douleur, pouvant être subie par les animaux. Pour cela les animaux sont anesthésiés lors des infections et leur état général est suivi tout le long de l’expérimentation (poids, prostration…). Ainsi les animaux sont euthanasiés dès l’apparition des premiers signes de souffrance comme définis par le point limite. Aucun traitement (antidouleur ou anti-inflammatoire) n'est prévu afin de pouvoir suivre l'évolution de la maladie et comprendre le rôle du système immunitaire inné dans les mécanismes de défense liés à ces infections mammaires.

Choix des espèces

Les modèles in vitro ne permettent pas de modéliser la complexite de la reponse immunitaire d'un organisme entier . De plus les modeles murins d'infections mycobacteriennes sont tres bien etablis et permettent de mimer la physiopathologie observée chez l'homme et le bovin. Nous utiliserons des souris adultes agées entre 6 et 12 semaines. Poiur ce projet il nous faut des animaux ayant un systeme mature competent pour cela il nous faut des animaux adultes mais pas trop agées. De plus nous utilisons un modele validé par la communaute scientifique

160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont rendues obèses et insulino-résistantes par un régime gras de huit semaines, avec des prélèvements de sang hebdomadaires, la moitié subissant en plus la pose chirurgicale d’un cathéter dans la veine jugulaire, pour comparer l’effet d’une huile interestérifiée de l’industrie agroalimentaire sur le métabolisme du glucose. Le porteur situe la retombée du côté d’une meilleure compréhension de cet additif alimentaire. Il indique explorer des approches in vitro de type organe sur puce, tout en jugeant le modèle animal encore nécessaire.

Objectifs

Ce projet vise à étudier l'effet d'un apport en graisse interestérifiée sur le métabolisme glucidique chez la souris. Les graisses interestérifiées. Les graisses interestérifiées sont issues de l'industrie agro-alimentaires et ont été développées par de nombreux fabricants d’aliments transformés pour trouver un substitut approprié lorsque des études scientifiques ont exposé les dangers inhérents aux acides gras trans pour la santé publique. Les industriels de l'agro-alimentaires devaient trouver une forme de graisse qui offrirait toujours la durée de conservation prolongée des huiles partiellement hydrogénées, mais qui ne contiendrait pas d’acides gras trans. Les graisses interestérifiées ont donc été développées. Il s'agit d'un produit entièrement hydrogéné avec bon nombre des mêmes caractéristiques que les graisses trans, mais chimiquement plus proche des graisses saturées. La graisse interestérifiée est produite par un processus appelé interestérification, qui réorganise la structure moléculaire des huiles végétales grasses. Des données chez l'animal et l'Homme montre cependant qu'un apport de graisse interestérifiée pourrait avoir un effet délétère sur l'homéostasie énergétique (prise de poids, intolérance au glucose voire insulino-résistance). Notre projet a pour but d'étudier l'effet des graisses interestérifiées sur l'homéostasie du glucose par rapport à un régime hyperlipidique n'en contenant pas chez des souris.

Bénéfices attendus

L'ensemble de cette étude permettra de mieux comprendre les effets d'une supplémentations en huile de palme interestérifié sur le métabolisme glucidique dans un modèle préclinique d'insulino-résistance.

Procédures

Quarante souris du lot 1 et quarante souris du lot 2 animaux seront soumises à un régime hyperlipidique pendant 8 semaines qui entraînera une prise de poids et la mise en place d'une insulino-résistance. De plus les animaux subiront des prélèvements sanguins une fois par semaine (10 microlitres) et 30 microlitres la semaine 7 pour le lot 1 un pendant le test de tolérance au glucose (qui dure 120 min, 3 prélévements de 10 microlitres aux temps 0, 15 et 120 min ). Pour le lot 2, un cathéter sera implanté dans la veine jugulaire à la semaine 7 (pour les 80 souris de ce lot 2) et 30 microlitres de sang seront également prélevés à la semaine 8 pendant le clamp hyperinsulinémique euglycémique (la durée du clamp est de 120 min, et les prélèvement s ont lieu aux temps 90, 100 et 120).

Impact sur les animaux

L'étude étant limitée à 8 semaines, nous n'attendons pas de nuisances ou d'effets indésirables. Hormis l'apparition d'une prise de poids et d'une insulino-résistance qui sont les effets attendus du régime hyperlipidique. Siur la base de notre expérience de trente ans d'utilisation des régimes obésogènes, il faut noter que la prise de poids attendue n'induit pas une obésité massive (environ 5 grammes pour une souris de 30 g). Il n'y aura pas donc d'effets délétères majeurs. En ce qui concerne la chirurgie, l’antalgie est assurée par du BUPRECARE (buprénorphine) en intra-péritonéale (1/100) que l'on administre en complément de l'isoflurane. Les outils sont désinfectées à l’alcool 70°, les animaux sont nettoyés à la vétadine afin de limiter le risque infectieux. En post opératoire, les souris reposent sur un tapis chauffant à 37°C, jusqu’au réveil. Pour poursuivre l’antalgie en post opératoire, dès la fin des sutures, du KETOPROFENE® (10%) est injecté en IP (0,15 à 0,3ml d’une dilution au 1/100 de KETOPROFENE® 10%) ainsi que le jour suivant l’opération si nécessaire. Le KETOPROFENE est un anti-inflammatoire, on l'administre après la chirurgie pour les douleurs post-opératoires. Le suivi post-chirurgical sera également effectué conformément aux bonnes pratiques. Le point limite est une perte de poids supérieure à 15% en suivi post-chirurgie.

Devenir

Les animaux seront mis à mort.

Remplacement

Le contrôle du métabolisme fait intervenir de nombreux organes (foie, intestin, cerveau, muscles, tissus adipeux) qui communiquent entre eux en permanence pour informer l'organisme des besoins énergétiques et contrôles les flux d'énergie en fonction des besoins. Il est très difficile de mimer in vitro toutes ces interactions et c'est pour cela que l'utilisation des modèles animaux vivants est encore nécessaire. Cependant, nous avons entamé une réflexion sur le développement d'approches in vitro du type "organ on chips" qui permettent de mimer quelques interactions entre organe. De plus, nous allons effectuer en parallèle de nos études in vivo des études in vitro sur des cultures cellulaires pour disséquer les effets de l'huile de palme interestérifiée et identifier les mécanismes moléculaires les relayant.

Réduction

Pour réduire le nombre d'animaux, nos collègues brésiliens ont commencé des études in vitro sur des cultures cellulaires pour tester les concentrations d'huile de palme que nous pourrons utiliser in vivo. Ils ont aussi réalisé une étude in vivo pour trouver la bonne dose d'HPI à utiliser pendant les 8 semaines de l'expérience. Ainsi nous utiliserons le nombre minimum nécessaire à générer des données interprétables. Les échantillons prélevés sur chaque animal permettront de générer un grand nombre d’informations sur des marqueurs moléculaires (métabolites, transcripts, protéines inflammatoires). De plus, grâce aux donnees de la littérature et aux nombreux résultats obtenus lors de projets précédents (nous travaillons sur des modèles de souris obèses depuis une 20aine d'années) nous avons estimé la taille des echantillons ( n=10 par groupe) permettant une analyse statistique efficace (test non paramétrique Mann-Whitney U). En effet les groupes de souris sont généralement très homogènes en terme de tolérance au glucose, des données physiologiques et biochimiques.

Raffinement

Les animaux seront maintenus avec leurs congénèes dans des milieux enrichis avec des morceaux de bois et des tubes en carton, ce qui permettra d'améliorer leur bien être. Ils seront également observés quotidiennement et un suivi du poids et de la prise alimentaire seront réalisés 1 fois par semaine. Cela nous permettra d'identifier rapidement les animaux en souffrance. En cas de perte de poids supérieure à 15 % l'animal sera euthanasié. Pendant les tests de tolérance au glucose et à l'insuline, les prises de sang seront réduites au minimum pour permettre le dosage d'insuline par des kit Elisa ultrasensibles (nécessitant 5µl de plasma), et les tests eux-mêmes seront espacés d'une semaine. Pour la série desitnée à la réalisation des clamps euglyémqiues-hyperinsuliénmiques, l'implantation du cathèter sera réalisée dans des conditions strictes d'asseptie par du personnel hautement qualifié ayant l'habitude de ce type de chirurgie. Les animaux sont anesthésiés par inhalation à l’ISOFLURANE® en 2 temps : la phase d’endormissement pendant laquelle est délivré 3,5% d’ISOFLURANE® dans l’air à un débit de 2L/min puis la phase d’entretien de l’anesthésie avec de l’ISOFLURANE® à 1,5% d’air à un débit de 0,4L/min. L’ISOFLURANE® n’ayant pas de propriétés analgésiques, l’antalgie est assurée par du BUPRECARE (buprénorphine) en intra-péritonéale (1/100) que l'on administre en complément de l'isoflurane. Les outils sont désinfectées à l’alcool 70°, les animaux sont nettoyés à la vétadine afin de limiter le risque infectieux. Le cathéter est passé sous la peau et est externalisée au niveau interscapulaire. En post opératoire, les souris reposent sur un tapis chauffant à 37°C, jusqu’au réveil. Pour poursuivre l’antalgie en post opératoire, dès la fin des sutures, du KETOPROFENE® (10%) est injecté en IP (0,15 à 0,3ml d’une dilution au 1/100 de KETOPROFENE® 10%) ainsi que le jour suivant l’opération si nécessaire. Le KETOPROFENE est un anti-inflammatoire, on l'administre après la chirurgie pour les douleurs post-opératoires. Le suivi post-chirurgical sera également effectué conformément aux bonnes pratiques et le point limite est une perte de poids de 15%.

Choix des espèces

Les modèles précliniques de souris obèses et insulino-résistantes, partagent avec l’humain de fortes homologies dans les régulations physiologiques, en particulier le contrôle de l’homéostasie glucidique et de l’adiposité. Le laboratoire travaille depuis de nombreuses années sur la souris en régime gras et a accumulé un grand nombre d’informations physiologiques et moléculaires qui seront utilisées pour interpréter les résultats obtenus. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes (30 jours) et seront nourris aux différents régimes pendant 8 semaines. La mise sous régime à un âge précoce permet d'avoir des résultats plus marquant qu'une mise sous régime qui se produirait à un âge plus avancé et mime l'apport excessif de calories pendant l'adolescence dans l'espèce humaine.

116 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un transfert de cellules d’une souris donneuse puis des injections et des prélèvements de sang répétés, souvent par voie rétro-orbitaire, avant le prélèvement de leur sang et de leur rate, pour tester deux immunosuppresseurs contre un rejet de greffe médié par les lymphocytes NK. Le porteur fixe un point limite de mise à mort à 20 % de perte de poids et mentionne un risque rare d’embolie lors des injections. Il affirme que l’effet de ces traitements à l’échelle de l’organisme ne peut être appréhendé par des modèles in vitro seuls.

Objectifs

La meilleure option thérapeutique pour les patients au stade terminal d'une défaillance d'organe vital est la transplantation, qui consiste à substituer chirurgicalement l'organe défectueux par un greffon fonctionnel prélevé chez un donneur. La principale complication de la greffe d’organe est le phénomène de « rejet » qui demeure la cause majeure d’échec en transplantation. En effet, bien que de la même espèce, les individus sont génétiquement différents. Le système immunitaire du receveur va alors reconnaître des antigènes présents à la surface du greffon comme étrangers, au même titre qu’il reconnaît un agent infectieux. On distingue différents mécanismes conduisant au rejet de greffe, en particulier l’un d’eux découvert récemment fait intervenir des cellules de l’immunité du receveur appelé « lymphocytes NK ». C’est donc autour de la compréhension des mécanismes immunologiques de ce nouveau type de rejet, appelé « rejet NK » que ce projet s’articule, grâce à l’utilisation d’un modèle murin de transplantation simplifié. Dans ce modèle la transplantation sera modélisée par le transfert de cellules de souris dites « donneuses » à des souris « receveuses » issues d’un fond génétique différent, permettant de recréer un rejet NK de manière moins invasive qu’une transplantation chirurgicale. Les patients transplantés sont contraints de prendre toute leur vie un traitement immunosuppresseur qui permet de diminuer la réactivité de leur système immunitaire vis-à-vis du greffon, afin de limiter le phénomène de rejet. Ces traitements, actuellement validés pour d’autres types de rejets, n’ont à ce jour jamais été testés sur le rejet NK. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer l’effet de 2 familles d’immunosuppresseurs sur ce rejet NK in vivo chez la souris, afin de pouvoir proposer ces traitements aux patients qui en sont atteints. Tout au long du projet, les conditions d'élevage, d'hébergement et de soins seront adaptées aux besoins des animaux. Les procédures utilisées dans ce projet n’occasionnent qu’une douleur et une angoisse minimes pour les animaux. Des points limites précis ont cependant été définis afin d’intervenir si besoin. Les prélèvements sanguins et injections seront réalisés sous anesthésie afin de limiter toute souffrance ou stress chez les animaux. Ce projet nécessite le recours à 116 souris, nombre calculé à visée de réduction par des méthodes biostatistiques nécessaire pour répondre à la problématique.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de valider un nouveau modèle murin de rejet NK grâce à une technique de transfert de cellules, beaucoup moins invasif que le modèle chirurgical par transplantation cardiaque. Grâce à ce modèle murin, l’efficacité de 2 familles de traitement immunosuppresseurs (déjà disponibles en clinique) pourra être évaluer spécifiquement dans ce nouveau type de rejet NK. De manière plus concrète, la validation de l’efficacité de ces traitements chez la souris pourra permettre aux patients atteints de ce rejet particulier de bénéficier de ces médicaments pour limiter la perte de leur greffon

Procédures

Deux à 3 prélèvements sanguins (chaque prélèvement sanguin dure environ 30 secondes), et 2 à 10 injections (la durée d’une injection est inférieure à une minute) seront réalisés au cours de l’expérimentation. Ces gestes seront réalisés après anesthésie gazeuse et de manière alternée gauche/droite pour les prélèvements, afin de limiter le stress des animaux. Les procédures dureront entre 5 et 18 jours. L’ensemble de gestes seront réalisés par un opérateur expérimenté de manière à veiller à engendrer le moins de stress possible sur les animaux.

Impact sur les animaux

Au vu de la durée des procédures (maximum 18 jours) et de la dose d’immunosuppresseurs administrée (concentrations thérapeutiques déjà testées dans un précédent projet et évaluées dans la littérature comme inférieures aux concentrations toxiques), il n'y a pas d'effets indésirables attendus imputables aux substances injectées. Les principales nuisances attendues sont le stress et la douleur liés aux prélèvements et injections répétées de façon rapprochée. Les animaux seront anesthésiés par inhalation avant de procéder aux injections, ou aux prélèvements sanguins. Un collyre anesthésiant, sera administré aux souris avant de procéder à une injection intra veineuse par voie rétro-orbitaire ou à un prélèvement sanguin rétro-orbitaire pour limiter au maximum le stress et la douleur liés à ces gestes. L’ensemble des manipulations et gestes seront réalisées par un opérateur expérimenté afin de limiter les nuisances pour les animaux. Les souris seront surveillées dans les minutes suivants leur réveil après anesthésie afin de contrôler leur état et comportement.

Devenir

A la fin de la procédure, toutes les souris sont mises à mort après anesthésie gazeuse afin de prélever le sang et les rates des animaux, et procéder à l’analyse des cellules d’intérêt

Remplacement

Le but de cette étude est d'évaluer l'efficacité de 2 traitements immunosuppresseurs dans le traitement du rejet de greffe induit par les lymphocytes NK du receveur. Nous avons précédemment mis en évidence l'effet bénéfique de ces traitements in vitro grâce à un modèle de coculture cellulaire entre des lymphocytes NK de volontaires sains et une lignée de cellules endothéliales. Néanmoins, la complexité des mécanismes immunologiques en jeu, de même que l'effet des traitements immunosuppresseurs à l'échelle de l'organisme entier ne peuvent être appréhendés par des modèles in vitro seuls. C'est pourquoi ce projet nécessite l'emploi d'un modèle in vivo de rejet NK, permettant de confirmer les données que nous avons obtenu in vitro. Par ailleurs ce modèle de rejet NK utilise une méthode simplifiée par transfert de cellules d’une souris donneuse à une souris receveuse, beaucoup moins invasif pour les animaux que la chirurgie pour transplantation d’organe solide.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupes dans chaque procédure expérimentale a été calculé à minima afin que les résultats puissent être statistiquement interprétables, basée sur notre expérience passée. Les paramètres de réponse immunitaire étant relativement homogène chez les souris contrôles, nous avons pris le parti de diminuer le nombre d'animaux contrôles à 5 plutôt que 8. En cas d'échec de l'une des expérimentations dû à problème technique, nous gardons la possibilité de renouveler une fois les procédures.

Raffinement

Au vu de la durée des procédures et de la dose d’immunosuppresseurs administrée (concentrations thérapeutiques déjà testées dans un précédent projet et évaluées dans la littérature comme inférieures aux concentrations toxiques), il n'y a pas d'effets indésirables attendus imputables aux substances injectées. Un collyre anesthésiant, sera administré aux souris anesthésiées par inhalation avant de procéder à une injection ou un prélèvement sanguin. Les gestes d'injection et les prélèvements seront réalisés par un opérateur expérimenté afin de limiter les nuisances liées au geste. Les côtés seront alternés afin de limiter les conséquences de ces prélèvements et dans le cas où l'œil montrerait des signes d'inflammation après l’injection, il sera rincé quotidiennement par sérum physiologique. Un point de compression sera réalisé au site de ponction après chaque prélèvement. Une hémorragie non contrôlée conduira à la mise à mort de l’animal. Les animaux seront surveillés dans les 15 minutes suivants leur réveil après anesthésie, afin de contrôler leur état et comportement. De plus une surveillance du comportement des animaux sera observée de manière très régulière, avant chaque geste et le lendemain des transferts de cellules. Dans de très rares cas, l’injection intraveineuse peut se compliquer d’une embolie. Les points limites suivants conduiront à la mise à mort de l’animal : coma, convulsions. Si des signes de souffrance ou des modifications de comportement tels qu’une prostration, des yeux mi-clos, un pelage hérissé, un dos vouté ou encore une absence d’interaction avec ses congénères sont observés, cela conduira à une nouvelle surveillance de l’animal le lendemain. En cas de persistance de ces signes de souffrance un antalgique de palier 1 (paracétamol) pourra être administré à l’animal. Si aucune amélioration n’est observée, l’animal sera sorti du protocole et sera mis à mort. La perte de poids étant un indicateur clé de l’état de souffrance ressentie par les souris, ces dernières seront pesées 2 fois par semaine durant le déroulé de la procédure. Une perte de poids supérieure à 10% du poids maximum atteint par l’animal conduira à sa réhydratation avec de l’eau gélifiée durant 48h ainsi que la mise à disposition de croquettes humidifiées dans la cage pour favoriser l’alimentation. Une perte de poids supérieur à 20% du poids maximum de l’animal, constitue un point limite à cette procédure. L’animal sera alors mis à mort.

Choix des espèces

Du fait de leur similarité avec l’homme en termes de génétique, d’anatomie et de physiologie, la souris représente un modèle expérimental privilégié pour l’étude du rejet de greffe. Afin de reproduire la différence génétique entre un donneur et un receveur d’organe conduisant au rejet, deux lignées de souris de fonds génétiques différents seront utilisées. Les cellules de souris donneuses, qui expriment à leur surface des antigènes différents de celles des souris receveuses, seront reconnues comme « étrangères » par les lymphocytes NK des receveuses, conduisant ainsi à leur destruction. Des souris adultes entre 8 et 15 semaines seront utilisées dans ce projet. Nous avons choisi cette fenêtre afin de laisser le temps au système immunitaire de se développer et d’atteindre sa maturité afin de répondre aux antigènes administrés.

132 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie d’implantation d’un capteur de pression dans l’aorte, un gavage quotidien et deux prélèvements de sang, avant le prélèvement de ses tissus, pour évaluer des associations d’extraits de plantes contre l’hypertension. Le porteur indique qu’une perte de poids suit la chirurgie et qu’un gavage prolongé peut irriter l’œsophage. Il affirme que la pression artérielle ne peut être étudiée que sur un organisme complexe et écarte le recours à un modèle in vitro.

Objectifs

D’après l’OMS 2 milliards de personnes dans le monde sont en surpoids, 650 millions sont obèses et 1 adulte sur 3 est atteint d’hypertension artérielle (HTA). Dans l’hypertension, les vaisseaux sanguins subissent en permanence une pression élevée (pression diastolique ≥90mmHg et pression systolique ≥ 140mmHg), ce qui peut les endommager. Plus l’hypertension est élevée, plus les risques associés sont importants et peuvent entrainer des complications graves (AVC, insuffisance cardiaque, insuffisance rénale, infarctus de myocarde…). L’utilisation d’extraits végétaux en complément des mesures hygiéno-diététiques est une piste sérieuse pour prévenir l’évolution de l’HTA. Certains extraits végétaux issus de la pharmacopée européenne ont déjà montré des effets bénéfiques et protecteurs. L’objectif de ce projet et d’étudier les bénéfices apportés par différentes formulations innovantes d’extraits végétaux sur la prévention du développement de l’HTA dans différents modèles murins et de mieux comprendre les mécanismes d’action mis en jeu dans cette prévention. Chez les rongeurs (rats, souris), il est possible d’induire un état d’hypertension en nourrissant les animaux avec un régime riche en gras et en sel (HF -HS) (mimant les mauvaises habitudes alimentaires impliquées en partie dans le développement de l’hypertension chez l’homme) durant plusieurs semaines. Une hypertension peut également être obtenue en ayant recours à des animaux naturellement hypertendus comme le rat SHR ou en ayant recours à l’administration de composés pharmacologiques. Au cours de ce projet, les animaux seront placés dans un environnement adapté à leurs besoins physiologiques et observés quotidiennement sur la base de critères comportementaux (posture, appétit, interaction avec l’environnement…) et morphologiques (croissance, prise de poids, état général des dents, du poil…) pour prévenir au plus vite de la diminution de leur état de bien-être (raffinement). Les différents tissus obtenus au cours de ce projet seront stockés pour permettre des analyses ultérieures et éviter de devoir recourir à un projet similaire dans le temps. L’ensemble de ces dispositions répond aux principes fondamentaux des 3Rs (réduction, raffinement, remplacement) dans le cadre de l’utilisation d’animaux à des fins scientifiques.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont d’identifier des nouvelles associations d’extraits végétaux susceptibles d’améliorer la pression artérielle dans un contexte d’hypertension. Ces nouveaux extraits pourraient à terme, aider les personnes souffrant d’hypertension à réguler leur pression artérielle. Ce projet pourrait également permettre d’identifier et de caractériser des mécanismes d’action liés aux effets bénéfiques de ces extraits.

Procédures

Les animaux seront soumis aux actes suivants au cours du projet : - Une implantation d'un capteur de pression artérielle via l'aorte abdominale (chirurgie sous anesthésie générale) d'une durée totale d'environ 45 minutes. - Un gavage quotidien (administration de composés à raison de 8ml/kg) sur la durée de l'étude. L'acte a une durée inférieure à 10 secondes, contention comprise. - 2 prélèvements de sang de 500 µl (début et fin d'étude) compris dans les recommandations du NC3R. L'acte a une durée inférieure à 1 minute, contention comprise.

Impact sur les animaux

Ce projet nécessite de recourir à une chirurgie pour l’implantation d’outil de télémétrie. Comme pour toute chirurgie, un risque de perte dans le temps chirurgical est envisagé. Également, durant les 2 à 3 premiers jours après la chirurgie, une perte de poids est attendue. Cette perte de poids devrait cependant être compensée les jours suivants. Pour les animaux recevant une administration chronique de produit par gavage quotidien, une irritation de l’oesophage peut apparaitre (rare). Cet effet indésirable est réduit par la réalisation de l’acte par du personnel entrainé et qualifié.

Devenir

A la fin de chaque procédure des tissus seront prélevés pour réaliser des analyses complémentaires au laboratoire. Les animaux seront donc euthanasiés.

Remplacement

L’aspect hémodynamique de la pression artérielle et la complexité des mécanismes qui la régule ne peuvent être évalués qu’en ayant recours à des un organisme complexe présentant des similitudes avec L’Homme. Les rongeurs sont des modèles adaptés d’études ne peuvent pas se substituer à un modèle in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit à son minimum pour permettre de répondre à la question scientifique tout en préservant la bonne puissance statistique. L’utilisation de la technique de télémétrie pour l’évaluation de la pression artérielle correspond au gold standard et permet de réduire la variabilité de mesures rencontrées dans d’autres techniques (exemple tail cuff). La diminution de cette variabilité permet de réduire davantage le nombre d'animaux.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des cages adaptées, et conformes aux besoins de l’espèce avec un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum et avec un enrichissement du milieu (matériel de nidification + tube en plexiglas rouge). Les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie générale et la douleur sera prise en charge par l’utilisation d’analgésique (kétoprohène). Le recours à la télémétrie pour l’évaluation de la pression artérielle constitue un gold standard et permet d’enregistrer la pression artérielle en continu sans avoir recours à la manipulation de l’animal (pas de contention, diminution du stress…)

Choix des espèces

La souris C57BL/6 est une lignée polyvalente largement utilisée dans la recherche sur le métabolisme et la nutrition. Cette lignée lorsqu’elle est soumise à un régime DIO développe une obésité au cours du temps. Cet état d’obésité peut être accompagné d’HTA en ajoutant un composé pharmacologique comme le L-Name dans l’eau de boisson. Le rat SHR est naturellement hypertendu et est également un modèle de choix pour l’étude de l’HTA. Les 2 modèles utilisés dans ce projet sont complémentaires et adaptés à nos objectifs. Le rat SHR dérive du rat Wistar, ce dernier sert de référence ne développant pas d’hypertension. En se basant sur nos précédents projets, les animaux utilisés seront âgés de 8 - 12 semaines à l’initiation du traitement / chirurgie ce qui correspond à un état de jeunes adultes (maturité du système immunitaire et sexuel). Pour les rats SHR la PA progresse au cours du temps et il est préférable d'utiliser des animaux jeunes pour observés un ralentissement du developpement de l'hypertention.

60 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un régime gras qui les rend obèses et diabétiques, des mises à jeun de douze heures, des gavages de glucose et, pour la moitié d’entre eux, un traitement antibiotique destiné à perturber leur flore intestinale, avant le prélèvement de leurs organes, pour étudier le lien entre microbiote et diabète. Le porteur indique que le gavage et la contention constituent un stress modéré et que les antibiotiques peuvent provoquer des diarrhées. Il affirme qu’aucun modèle in vitro ou in silico ne rend compte des liens entre alimentation, microbiote et régulation de la glycémie.

Objectifs

Le tube digestif est un milieu complexe dans lequel coexistent des cellules de l’hôte et une grande diversité de microorganismes. Les bactéries y jouent un rôle crucial pour le développement et le maintien d'un système immunitaire sain. Ainsi un déséquilibre de la composition du microbiote a été montré chez les patients atteints de maladies métaboliques comme l’obésité dont l’une des principales conséquences est le diabète. Ces 35 dernières années la prévalence du diabète a été multipliée par quatre avec 9.3% de la population mondiale souffrant de cette pathologie. Notre travail de recherche vise à mieux comprendre les interactions entre l’hôte et les bactéries intestinales et le rôle que ces interactions pourraient avoir dans des maladies métaboliques telles que le diabète. En cas d'obésité, de nombreux changements se produisent dans l’intestin. Ces modifications intestinales sont maintenant reconnues comme participant à l'auto-aggravation de l'obésité. Parmi les changements qui s’opèrent, la densité des cellules de l'immunité, qui sont nombreuses dans l’intestin, augmentent chez les personnes obèses et leur activation va notamment modifier la régulation de la glycémie. Les mêmes mécanismes sont à l’œuvre dans les modèle de rats rendus obèses par l’alimentation. De nombreuses études suggèrent que les bactéries de l’intestin, dont la composition est perturbée par l‘obésité, sont en partie responsables des changements de fonction des cellules immunitaires. Cette triade (microbiote-cellules immunitaires intestinales-régulation de la glycémie) constitue donc une cible intéressante pour mieux comprendre la mise en place du diabète. Nous souhaitons dans un premier temps caractériser les populations de cellules immunitaires et leurs (dys)-fonctions dans différentes régions de l’intestin chez des rats obèses en comparaison avec des rats non obèses et ceci en présence ou non d’une perturbation majeure du microbiote intestinal. Sur les mêmes animaux un suivi de la glycémie sera réalisé ainsi qu’une analyse fine du microbiote intestinal et des populations et fonction de l’intestin. Des outils de bio-informatique nous permettant de faire des études de corrélation entre ces différents paramètres seront par la suite utilisés dans les analyses.

Bénéfices attendus

Les perspectives de ce travail sont d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques intestinales, donc accessibles par voie orale afin de prévenir ou limiter les effets néfastes de l’obésité sur le diabète. Le diabète est une maladie évolutive qui se caractérise par une hyperglycémie chronique liée à une réponse altérée à l’insuline. Ce déséquilibre du métabolisme glucidique est notamment lié aux déséquilibres nutritionnels et à l’obésité. Le système immunitaire a aussi un rôle dans la mise en place du diabète qui est souvent associé à une inflammation élevée chez les sujets obèses. Le diabète entraine des complications vasculaires graves à long terme et une surmortalité. Son impact sur le budget santé, qui peut atteindre 5 à 20% des dépenses de santé de nombreux pays, est évalué à la hausse pour les décennies à venir. Il est donc important de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques pour cette pathologie.

Procédures

Les animaux recevront un régime riche graisses induisant une prise poids et un diabète. Les animaux seront mis à jeun deux fois pour une durée de 12h durant l'ensemble de la procédure. Ils recevront également un gavage de glucose (entrainant une contention de 10 secondes). Un test de tolérance au glucose (appelé OGTT) visant à mesurer la glycémie (via une seule petite piqure à la queue) sera réalisé sur l'ensemble des animaux. Ce test sera réalisé deux fois à 3 semaines d’intervalle durant la procédure. La moitié des animaux recevra un traitement antibiotique pendant deux semaines afin de perturber la flore intestinale. Les animaux seront pesés 2 fois par semaine en étant placés durant quelques secondes dans un pot individuel. Deux pesés sur l'ensemble du projet nécessiteront une pesée plus longue (de quelques minutes) afin de laisser le temps aux rats d'expulser une crotte qui sera ensuite récoltée dans le pot.

Impact sur les animaux

Le gavage lors de l’OGTT constitue un stress modéré notamment dû à la contention (d'une durée < 10 secondes). La contention et le gavage seront réalisés par un experimentateur expérimenté. Les volumes de gavage seront adaptés aux poids des animaux. la procédure de prélèvement de sang nécessaire à la lecture de la glycémie ne présente qu’une douleur très faible car il est réalisé via une petite coupure au niveau de la queue réalisée une seule fois par l'espérimentateur lors du premier prélèvement du test. Par la suite un simple massage permet de prélever du sang sans avoir à recouper la queue. Le traitement antibiotique pourra éventuellement entrainer des diarrhées.

Devenir

Dans ce projet la mise à mort est nécessaire pour le prélèvement des organes.

Remplacement

Le recours à l'expérimentation animale est justifié par l'impossibilité de modéliser in vitro ou in silico les liens entre l’alimentation, la composition du microbiote, les fonctions immunitaires de l’intestin et la régulation de la glycémie.

Réduction

D’après les études déjà menées, nous estimons que 15 rats par groupe expérimental sont nécessaires afin de permettre la mise en évidence de différences statistiques significatives.

Raffinement

Les animaux hébergés 2 par cage bénéficieront d’un enrichissement avec du papier absorbant à déchiqueter et d'un abri en propylène rouge. Les animaux seront entrainés à la manipulation (notamment à la contention). Afin de limiter le stress lors des mesures de glycémie qui se feront dans une autre salle que la salle d'hébergement, les animaux seront transférés dans la salle expérimentale 1h avant. Un anesthésique local sera appliqué sur la queue avant les prélèvements de sang réalisés pour les mesures de glycémie. Des points limites, décrits dans les procédures expérimentales, seront également mis en place.

Choix des espèces

Les rats utilisés seront des rats wistar RjHan:WI. Cette espèce est choisie car cette étude fait partie d’un projet collaboratif réunissant 2 autres équipes de recherche et nécessitant une harmonisation du modèle rongeur. De plus ce projet repose sur de nombreux travaux préliminaires ayant utilisé des rats wistar RjHan:WI. Ce projet étudie le rôle du microbiote sur le développement du diabète chez l’adulte. Le modèle de rat utilisé est donc un modèle adulte qui aura 7 semaines en début d’expérimentation (le microbiote des rats est stabilisé à partir de 5-7 semaines) et 21 semaines en fin d’expérimentation. 3 mois de régime riche en graisses correspond au temps nécessaire pour rendre les animaux obèses avec une perturbation des fonctions immunitaires et de la régulation de la glycémie.

Installer une fibrose pulmonaire chez des souris, dont une partie au système immunitaire humanisé, et en faire un outil de tests précliniques : 1 500 souris vont être utilisées à cette fin, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur écrit "nous mettons à disposition des chercheurs un modèle" et prévoit 50 études d'au moins quatre groupes de 5 à 10 souris. Seules les prises de sang de 15 à 30 secondes sont décrites, sans un mot sur la manière de provoquer la fibrose, qui peut entraîner une gêne respiratoire, ni sur l'humanisation. Une souris dont le score atteint 7 ou qui perd plus de 25 % de son poids est mise à mort. Pour justifier l'espèce, le porteur affirme maîtriser l'humanisation du système immunitaire chez la souris et conclut qu'"il est donc essentiel de poursuivre sur cette espèce".

Objectifs

La fibrose respiratoire est une affection pulmonaire impliquant le système immunitaire qui touche près de 5 millions de personnes dans le monde. Cette pathologie peut être causée par l’inhalation de produits toxiques, par une infection, par des traitements médicamenteux, des suites d’une réaction auto-immune ou de cause inconnue (idiopathique). L’âge (>50 ans) ainsi que des facteurs génétiques et environnementaux jouent également un rôle dans le développement de cette maladie. Cette pathologie est souvent mal diagnostiquée et les traitements disponibles à ce jour sont extrêmement couteux et permettent seulement d'en ralentir la progression. Ainsi, la fibrose pulmonaire dite idiopathique est associée à une survie médiane de seulement 3.8 ans parmi les plus de 65 ans. Par ce projet, nous souhaitons développer un modèle d’étude de la fibrose pulmonaire sur souris au système immunitaire humanisé afin d’en étudier le développement, d’en améliorer son diagnostic et de tester de nouvelles approches thérapeutiques.

Bénéfices attendus

En utilisant des souris au système immunitaire humanisé, nous mettons à disposition des chercheurs un modèle permettant d'étudier la fibrose pulmonaire et des potentiels traitements pour cette pathologie avec davantage de spécificité pour l’espèce cible de ces recherches : l’Homme.

Procédures

Prélèvements sanguins pour le suivi de la pathologie et des effets des traitements selon un schéma établis par le vétérinaire d'établissement et le comité de bien-être. Chaque prélèvement aura une durée de 15 à 30 secondes, environ.

Impact sur les animaux

La fibrose pulmonaire se manifeste par une inflammation des poumons menant à l'apparition de fibrose pouvant induire une gêne respiratoire (dyspnée). Des nuisances peuvent être induites par les prélèvements sanguins, l'administration des composés de recherche et les effets potentiellement toxiques de ces composés à visées thérapeutiques dans un contexte préclinique. Ces nuisances et effets indésirables peuvent se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.

Devenir

La fibrose est une maladie progressive et incurable, l'échelle de score doit permettre une euthanasie avant que l'impact ne soit jugé sévère sur les animaux. Une réutillisation n'est donc pas envisagé puisque l'animal ne pourra pas recouvrir complètement son état de santé en fin d'étude.

Remplacement

Il n’est à l’heure actuelle pas possible de recréer in vitro un environnement complexe comme le système immunitaire et de mimer ses interactions avec le système respiratoire pour étudier le développement et le traitement de la fibrose pulmonaire. La souris constitue donc un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement de thérapies innovantes permettant de soigner cette pathologie.

Réduction

Un total de 1500 animaux est demandé pour la réalisation de ce projet sur une durée de 5 ans, permettant de réaliser 50 études afin de mettre en place le modèle et de réaliser les premières études précliniques. Chaque étude comprendra un minimum de 4 groupes (contrôle négatif, contrôlé positif, plusieurs doses ou traitements à comparer) avec 5 à 10 animaux par groupe afin d’obtenir des résultats fiables malgré la variabilité intrinsèque liée au modèle. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum en se basant sur des tests statistiques adaptés aux effets attendus de la série.

Raffinement

Les souris seront hébergées en cage ventilée, par groupe social stable. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. La cage contiendra une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. Des morceaux de bois permettant aux souris d’exprimer leur comportement de rongeur, ainsi qu’un nid en carton seront également disposés. Les souris recevront une période d’acclimatation de 7 jours, minimum, avant l’entrée en projet, et seront habituées à la présence de l’expérimentateur qui les manipulera régulièrement. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, l’état de santé sera évalué par une échelle cumulative de scores prenant en compte : l’aspect du pelage, les mouvements, l’activité, la couleur des muqueuses, le score corporel et la respiration. Les souris seront évaluées quotidiennement et l’échelle sera appliquée dès que nécessaire. Une souris avec un score ≥7 sera euthanasiée pour raison éthique. Le poids sera mesuré au moins trois fois par semaine. Le suivi de l’évolution pondérale pourra être adapté au stade de l’étude. Une perte de poids de plus de 25% par rapport au poids initial sera considérée comme une raison de mise à mort. Toute anormalité non objectivable par l'échelle de score devra immédiatement être rapportée au vétérinaire qui aura pleine autorité pour envisager un traitement ou imposer une euthanasie pour raison éthique. Le vétérinaire est présent sur site tous les jours et joignable les week-ends et jours fériés.

Choix des espèces

Le projet vise à étudier le développement de la fibrose pulmonaire en se basant sur un système immunitaire humanisé afin d'obtenir le développement d'une pathologie la plus proche possible de celle qui se développe chez l'Homme. Nous maîtrisons l’humanisation du système immunitaire sur les souris, il est donc essentiel de poursuivre sur cette espèce. Les animaux seront utilisés à partir de l'age de 16 semaines pour les animaux humanisés, ceci prenant en compte une période d'humansiation de 12 semaines (minimum) qui peut être réalisée à partir de l'age de 3 à 4 semaines. Les animaux non humanisés seront utilisés à partir de l'age de 6 à 8 semaines afin d'utiliser des animaux adultes. Les études seront réalisées sur des groupes d'âges homogènes.