Rongeurs
EU2/2 Suivi longitudinal en IRM du dymorphisme sexuel de la connectivité cérébrale chez la souris dKI, modèle de la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
200 souris génétiquement modifiées, modèles de la maladie d'Alzheimer, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles subissent jusqu'à cinq anesthésies pour des séances d'IRM entre deux et douze mois, puis la plupart sont tuées par perfusion intracardiaque pour prélever le cerveau tandis que d'autres sont gardées vivantes et transférées vers le laboratoire d'origine. Le porteur nomme des tests comportementaux fondés sur l'exploration spontanée pour étudier les différences entre mâles et femelles. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in silico ne reproduit assez fidèlement les processus cognitifs et juge le recours au modèle animal nécessaire.
Objectifs
La variété de profils cliniques observés dans la maladie d’Alzheimer plaide en faveur d’une prise en charge personnalisée de la prévention, du diagnostic et du traitement de cette affection. Le sexe est un facteur critique à prendre en compte car les femmes ont un déclin cognitif plus marqué que les hommes à un stade précoce de la maladie d’Alzheimer. Des travaux suggèrent que les interactions entre certaines régions cérébrales sont plus affectées chez les femmes que chez les hommes lors de l’émergence d’une maladie d’Alzheimer. Dans un nouveau modèle de souris de la maladie d’Alzheimer, les femelles peinent à reconnaitre un objet au bout de 24h à un âge où les mâles n’ont pas ce problème. Or cette forme de mémoire s’instaure pendant les phases de sommeil. Ainsi, une perturbation des cycles veille sommeil, comme celle observée chez le patient Alzheimer, pourrait contribuer aux déficits observés des femelles. Quelques mois plus tard, les deux sexes ont des difficultés à reconnaître une association objet-place. Notre but dans cette étude, est donc de vérifier que dans un premier temps, la connexion impliquée dans la reconnaissance d’objet à 24h est effectivement perturbée chez les femelles mais pas chez les mâles. Par la suite, la communication sous-tendant la mémoire d’association objet-place serait à son tour altérée, cette fois chez les deux sexes. Pour mettre en évidence ces altérations différentielles de la connectivité en fonction du sexe et du développement de la maladie dès les stades les plus précoces, nous étudierons l'évolution au cours du temps de la connectivité entre différentes régions cérébrale à la fois fonctionnelle et structurelle, des souris modèle de la maladie d’Alzheimer via une approche en Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM). Les données d'imagerie seront ensuite corrélées a des investigations histopathologiques, ainsi qu'à des approches comportementales visant à étudier l'efficacité de difféntes connexions dans des tâches de mémoire. Nos travaux devraient donc contribuer à mieux comprendre l’origine des différences liées au sexe au début d’une pathologie Alzheimer et plaideront en faveur de la mise en place de diagnostic et/ou de traitement personnalisés en fonction du sexe.
Bénéfices attendus
Les résultats de cette étude devraient contribuer à mieux comprendre l’origine des différences homme-femme au début de la MA et plaideront en faveur de la mise en place de traitements personnalisés en fonction du sexe.
Procédures
Les animaux seront soumis à une anesthésie sous cutanée (par médétomodine) et gazeuse (isoflurane) à 2, 4 et 12 mois lors de l'IRM. Les animaux subiront au maximum 5 anesthésies de 1h30 correspondant au maximum 5 examens IRM de 1h30, espacés d'au minimum de 2 semaines entre chaque IRM. Ils seront également soumis à une perfusion intracardiaque de paraformaldéhyde, pour le prélèvement du cerveau à raison de 5 souris par groupe à 2 mois (n=20), 5 souris par groupe à 4 mois (n=20) et toutes les souris à 12 mois (n=140). Cette perfusion intracardiaque se fait sous anesthésie et la durée totale de l’intervention est de 15min.
Impact sur les animaux
L’apparition éventuelle de signes de détresse seront surveillés, tels qu’une difficulté à récupérer de l’anesthésie, observable par des déplacements lents, l’absence de toilettage, l’aspect du pelage, une posture voutée, une diminution de l’abreuvement et de l’alimentation de l’animal, une potentielle altération des yeux en dépit du gel oculaire utilisé au cours de l’examen IRM, ainsi que l’état du point d’insertion de la voie d’infusion sous-cutanée.
Devenir
Les animaux non concernés par la perfusion seront gardés en vie et transférés dans le laboratoire d’origine EU1/2 pour la poursuite de l’étude. Les animaux concernés par la perfusion seront gardés dans les locaux de l’EU 2/2 pour le prélèvement des cerveaux. Si ces locaux ne sont pas prêts pour ces prélèvements, les souris seront gardées en vie et retournées dans l'EU1/2 pour réaliser ces prélèvements.
Remplacement
L'étude des animaux modèles de la maladie d'Alzheimer est encore indispensable pour progresser dans la compréhension de cette pathologie. Il n'est pas encore possible de nos jours de modéliser les processus cognitifs de façon assez fiable et complète dans un modèle in silico de la pathologie. Il est donc nécessaire de recourir à des modèles animaux dont on analyse la relation entre la neuropathologie, la connectivité cérébrale et les performances cognitives.
Réduction
Les résultats obtenus précedemment montrent une grande variabilité inter-individuelle en comportement et en IRM fonctionnelle. En conséquence nous voudrions augmenter la puissance statistique par l’augmentation du nombre d’animaux. 200 souris seront finalement nécessaires dans cette étude. Le projet étant une étude longitudinale impliquant des procédures non-invasives, il permet donc le suivi d'un même animal plusieurs fois et par conséquent une réduction du nombre d'animaux à inclure. Le nombre de souris est donc réduit au minimum d’animaux nécessaire afin d’assurer l’efficacité des tests statistiques et donner des résultats statistiquement fiables en fonction des expériences réalisées: optimisation de l’anesthésie pour l’IRM, suivi IRM et analyse histopathologique.
Raffinement
Les souris bénéficieront d’éléments d’enrichissement dans leur cage (matériel de construction du nid, un tube refuge et des boulettes de nourriture à manipuler dans la cage), ainsi qu’un suivi quotidien de leur état général. Ellesseront maintenues en groupe sociaux sauf pour la durée des tests de comportement. Tous les tests comportementaux sont basés sur le comportement d’exploration spontanée de la souris. Un suivi plus spécifique sera réalisé pour chaque procédure avec des points limites adaptés pour éviter toute souffrance.
Choix des espèces
L’IRM préclinique 7T est un appareil dédié aux études sur les rongeurs. A ce jour, les modèles animaux de la Maladie d'Alzheimer ont essentiellement été créés chez la souris. Le modèle utilisé dans l'étude présente un dimorphisme sexuel dans l'apparition des premiers troubles de la mémoire qui est réminiscent de celui trouvé au stade préclinique de la Maladie d'Alzheimer, c'est-à-dire 5 à 10 ans avant le diagnostic. Les souris seront utilisées à 2, 4 et 12 mois (jeunes adultes) car c’est l’âge où apparaissent les premiers déficits de mémoire. Cela permettra de réaliser une évaluation longitudinale des différences mâles versus femelles.
Biodistribution et validation pharmacologique de vecteurs médicaments in vivo
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système nerveux
7 200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque animal reçoit des injections de vecteurs-médicaments et des prélèvements de sang à la queue, avant d'être tué par une dose létale d'anesthésique pour prélever sang et organes et mesurer la distribution des composés. Le projet, mené par une société, prévoit d'utiliser environ 1 200 souris par an pour valider ses candidats-médicaments. Sur le remplacement, le porteur affirme qu'aucune modélisation prédictive ne remplace le modèle murin et le présente comme "l'idéal" et le plus facile à mettre en place.
Objectifs
Plusieurs stratégies sont en cours d’exploration pour faciliter le passage et l'adressage de biomolécules vers les tissus et organes cibles. Parmi ces stratégies, on trouve le développement de molécules-vecteurs qui améliorent la biodisponibilité et le passage d’agents thérapeutiques, notamment à travers la Barrière Hémato-Encéphalique (BHE) du cerveau. Ainsi, grâce à la reconnaissance spécifique d’un partenaire ou d’un récepteur (protéine), le complexe vecteur-médicament pourra reconnaître sa cible et franchir cette barrière pour agir dans le parenchyme nerveux. Le réseau sanguin irrigant étroitement la totalité de l’organisme, ce principe de délivrance pharmacologique peut s’appliquer à tout type de tissu ou organe périphérique. Notre société développe de peptides vecteurs (peptides, fragments d’anticorps), conjugués avec différentes classes de molécules (agents d'imagerie, drogues thérapeutiques, siRNA) et proposés comme potentiels candidat-médicaments VHH. Dans notre cas, des peptides, drogues, ou dernièrement de petits ARN interférents (siRNA), dont la finalité sera de bloquer en amont les ARN messagers responsables de l’expression de certaines protéines impliquées dans l’apparition symptomatique de certaines pathologies. Les études sur sujets sains permettent notamment de mieux comprendre et appréhender leurs disfonctionnements, sans que pour autant elles n’aient à court termes d’effets sur la santé et le bien-être animal. Dans ce projet (procédure 1) nous proposons d’étudier à différents temps d’incubation, la biodistribution de nos vecteurs conjugués (VHH) et/ou leurs efficacités, par mesure des quantités d’ANRm rémanentes dans les organes ou tissus d’intérêts. L'assurance de l'innocuité de nos conjugués VHH par des études d'immunogénicité, nous amène à doser certaines protéines plasmatiques et, rapporté à une gamme de référence (procédure 2), à quantifier et identifier toute apparition d'une inflammation.
Bénéfices attendus
Parmi les avantages de nos procédures, on retrouve la sensibilité d’action de nos VHH et les faibles quantités administrées (posologies), qui seront de fait dans ce projet, revues à la baisse par rapport aux autres thérapies plus lourdes, actuellement utilisées (3R : raffinement). Egalement, qui dit doses moindres, dit, risques de toxicités moindres pour les animaux. Le potentiel de ciblage thérapeutique et l'innocuité de nos Vecteurs médicaments constituent en soit les principaux objectifs de nos recherches, dont les conséquences, par le bénéfice thérapeutique, peuvent jouer un rôle considérable dans le milieu médical et surtout, à terme, sur le quotidien des patients.
Procédures
Au cours des 2 procédures, nous allons manipuler les animaux en vigile, au cours des administrations (administration i.v. 5.5ml/kg ; i.p. ou s.c.10ml/kg) et des prélèvements de sang intermédiaires (Prélèvement codal ≤50 µl). Puis, dans un deuxième temps; en post-mortem, pour l’exsanguination et les prélèvements de tissus/organes. -Les administrations, rapides (quelques secondes) et précises, se feront sous forme de bolus ou bolus répétés. L’expertise des expérimentateurs garantit la rapidité du geste et de la manipulation sans stress. -De même, le prélèvement intermédiaire, en caudal (PI) (≤ 50 microlitres) sera réalisé en 1 seule fois, sur un temps intermédiare : L'animal sera placé et immobilisé en contention spécialisée, puis, par une légère et micro-incision cutanée de l’extrémité de la queue (idem biopsie génotypage), le sang sera collecté sur tube hépariné (10UI/ml) ou EDTA, à raison de 2-3 gouttes 20 microlitres de sang. Nb : Seuls les temps longs nécessitent un prélèvement intermédiaire. Par la suite, les prélèvements (exsanguination, prélèvements tissulaires) se feront sur animal euthanasié en post-mortem : anesthésié/analgésié à dose létale (Kétamine 150 mg/kg ; Xylazine 15 mg/kg); Aiguilles 25G (‘5/8’’ ; 0.5*16 mm) environ 10 minutes avant la fin de la cinétique. Donc ici, pas de procédures chirurgicales avec réveil, seulement une euthanasie et prélèvements sur du post-mortem.
Impact sur les animaux
Les composé VHH administrés aux souris ne doivent pas présenter de toxicité avérée. En cas de souffrances, choc, ou effets indésirables en cours de cinétique (les animaux sont quotidiennement suivits et annotés), une procédure spéciale d'euthanasie à forte dose d'anesthésiques est prévue (cf. 5.6.1). Pour notre 2ème procédure, les quantités de LPS administrées sont largement inférieures au quantitiés rapportées comme toxiques voire létales dans la bibliographie et ces tests communs et standardisés restent significativements en dessous de la DL50, de 10mg/kg.
Devenir
A l'issue de la procédure (fin cinétique d'incubation des vecteurs médicaments ou de cinétique d'endotoxémie) les animaux seront euthanasiés pour réaliser les prélèvements de sang et tissus (Dose létale d'anesthésique en intrapéritonéal; Kétamine 150 mg/kg ; Xylazine 15 mg/kg); Aiguilles 25G (‘5/8’’ ; 0.5*16 mm)
Remplacement
Pour mener à bien notre modèle préclinique, nous envisageons après validation in vitro de réaliser des expériences sur le petit animal de laboratoire, ici la souris, indispensable pour l’étude de ces mécanismes (3R : remplacement). Actuellement, le modèle murin ne peut pas encore être remplacé par des modélisations prédictives ou autres alternatives de remplacement. Seul le modèle animal mammalien et proche de l'homme permets de prendre en compte les mécanismes physiologiques pour prédire du comportement d'un médicament, d'un modèle thérapeutique et de son efficacité. Dans ce contexte, le modèle murin, ici la souris, reste l'idéal et surtout, le plus facile à mettre en pace pour ce genre de procédures.
Réduction
Procédure : Le nombre d’animaux ou groupe expérimental nécessaire à l’obtention d’une significativité statistique (Réduction, règle des 3Rs) se fera sur de petits groupes (n=4 à raison de 1200 souris/an en procédure 1 et 240 souris/an en procédure 2), suffisant pour appréhender un effet des conjugués sur les souris. Cette estimation a été faite d’après les données bibliographiques et/ou les résultats antérieurs obtenus par la société. Pour une analyse statistique, le faible « n » (4 individus) nous orientera vers des modèles non-paramétriques. Sur de l’expérimentation in vivo tous les paramètres ne sont pas maîtrisés, et sont basés sur des populations aléatoires de souris ou chaque animal présente des variables individuelles. Nous pourrons réaliser un équivalent du test d’homogénéité entre groupes, un test de Kolmogorov-Smirnov ou encore une analyse de variance (N.S one-way ANOVA). En cas d’analyse dite qualitative, on parlera de succès ou d’échec.
Raffinement
Comme cité dans cette même partie de la procédure, nous porterons une attention particulière à la phase amont de l’expérimentation qui regroupe l’ensemble des préparatifs, l’adaptation, le conditionnement et la stabulation des animaux. Au minimum la veille des tests, les souris sont sorties de l’animalerie dans une pièce cyclisée (12h/12h), insonorisée, ventilée, sous température et hygrométrie contrôlée, avec nourriture et boisson ad libitum. Ils sont ainsi maintenus dans un contexte familier (pour les odeurs), avec la même cage, litières et raffinements (dômes, tunels). Les animaux sont ainsi isolés du lieu d’expérimentation (odeurs et bruits) pour éviter toute communication de stress et angoisse. Le choix des cinétiques sera également affiné au plus juste pour éviter de longs tests inutiles et de possibles angoisses supplémentaires.
Choix des espèces
Toutes études de mesures physiologiques en temps réel, de ciblage thérapeutique ou pharmacocinétique, impliquent tôt ou tard l’utilisation d’animaux. Il n'existe à l'heure actuelle aucune alternative qui permet d'avoir accès aux grandes fonctions mécaniques et physiologiques des mammifères proches de l’homme. Les rongeurs représentent cette famille de petite taille, facile d'utilisation et d’élevage, et idéale pour la mise en place de premières approches précliniques. La partie développement de nos VHH ne peut être réalisée que par une approche in vivo pour réellement mesurer le bénéfice des conjugués développés. L'utilisation de rongeurs (ici, n= 1200 souris/an) impose la prise en compte de la règle des 3 R, la conformité vis à vis des recommandations (Article R. 214-105, code rural et pêche maritime) et cahier des charges.
Formation du personnel et des nouveaux entrants au sein de notre établissement à la mise en œuvre des méthodes de prélèvements sanguins
- Formation professionnelle
Rats : 500
750 animaux non-humains, 250 souris et 500 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sans réveil. Chaque animal enchaîne plusieurs techniques de prélèvement sanguin apprises par le personnel, de la queue à la veine sous-maxillaire puis au sinus rétro-orbital, avant un prélèvement terminal au cœur ou à l'aorte sous anesthésie. Ce projet ne produit pas de connaissances mais entraîne les expérimentateurs, avec des animaux surnuméraires d'élevages. Le porteur présente cette formation comme un moyen de "participer au bien-être animal" et affirme que le remplacement par un modèle in vitro n'est pas possible.
Objectifs
Ce projet porte sur la formation technique et la formation continue du personnel amené à utiliser les animaux dans les procédures expérimentales, sur l’apprentissage de nouvelles techniques et la mise à niveau des techniciens déjà formés. Les formations utilisant les animaux visent à améliorer les méthodes expérimentales, à assurer la qualité scientifique et à réduire les dommages subis par les animaux. Toutes les techniques réalisées sur chaque animal seront enregistrées et les délais de repos définis avec le vétérinaire seront respectés. Les conditions suivantes devront être respectées : - Les animaux seront en bon état général - Ce sont les animaux non-utilisés dans des procédures (animaux surnuméraires provenant d’élevages non génétiquement modifiés).
Bénéfices attendus
L’expérimentation animale nécessite une maitrise de différentes techniques de prélèvements. Il est important que les expérimentateurs connaissent parfaitement les techniques et puissent effectuer les prélèvements de façon précise et rapide afin d’éviter tout stress et douleur à l’animal. La formation de toutes les personnes concernées par ces processus est cruciale Cette demande de projet est faite pour fournir des informations correctes, complètes, à jour et pertinentes, accompagnée d’instructions adéquates afin de former de la meilleure façon le personnel et donc participer au bien-être animal. Dans cette demande de projet nous détaillerons les différents prélèvements effectués au sein de notre animalerie. Ces procédures seront appliquées lors des séances de formation et enseignées aux utilisateurs de l’animalerie afin de s’assurer de la bonne formation des personnes et donc de s’assurer que les prélèvements seront faits correctement et n’entraineront pas de douleur ou de stress chez l’animal.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements de sang en respect avec la réglementation animale. Toutes les souris seront intégrées à la procédure 1« prélèvement sanguin au bout de la queue chez la souris et le rat » , procédure légère sans anesthésie, 5 prélèvements à une semaine d'écart. Elles intégreront ensuite la procédure 2« prélèvement sanguin à la veine submandibulaire chez la souris » légère sans anesthésie, 2 prélèvements à une semaine d'intervalle, puis la procédure 3 " prélèvement sanguin au sinus rétro orbital chez la souris et le rat »modérée avec anesthésie, 4 prélèvements avec une semaine d'intervalle puis la procédure 4 « prélèvement sanguin intracardiaque chez la souris et le rat » sans réveil sous anesthésie, 1 prélèvement terminal. Un premier lot de 250 rats intègreront la procédure 2 «prélèvement sanguin à veine submandibulaire chez la souris » , modérée sous anesthésie et ensuite la procédure sans réveil 4 « prélèvement sanguin intracardiaque chez la souris et le rat »sous anesthésie, un deuxième lot de 250 rats intègreront la procédure 1« prélèvement sanguin au bout de la queue chez la souris et le rat » , légère sans anesthésie puis la procédure sans réveil 5 « prélèvement sanguin à l’aorte abdominale chez le rat » sous anesthésie, 1 prélèvement terminal. Les prélèvements décrits dans les procédures 1,2 et 3 sont des prélèvements courts d'environ 30 secondes par prélèvement. Les prélèvements dans les procédures 4 et 5 sont des prélèvements terminaux d'environ 1 minutes.
Impact sur les animaux
Afin de diminuer au maximum tout stress à l’animal, toutes les procédures sans réveil seront faite sous anesthésie générale faite par un une personne formée et validée (enseignant)
Devenir
Les animaux seront utilisés dans une des autres procédures du projet en premier et seront ensuite utilisés dans une des procédures de classe sans réveil du projet.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de former les utilisateurs aux différentes techniques de prélèvements. Le remplacement des animaux par un model in vitro n’est pas possible
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a était réduit au maximum pour qu’un utilisateur puisse maitriser une technique
Raffinement
Plusieurs mesures sont prises pour réduire au minimum l’inconfort et le stress des animaux utilisés dans ces formations. D’abord, tous les animaux sont hébergés en groupe (maximum 5 individus par cage) afin de permettre l’expression des comportements sociaux. Toutes les cages sont enrichies. Toutes les manipulations sont effectuées dans un environnement calme qui minimise le stress des animaux. Toutes les manipulations et anesthésies se font dans une pièce dédiée et non pas dans la pièce d’hébergement.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les deux espèces les plus utilisés dans l’expérimentation animales et sont les deux seules espèces hébergés au sein des animalerie du CSGA Les animaux auront un âge différent selon les procédures effectuées. L’âges des animaux doit varier afin de former les utilisateurs aux manipulations et aux prélèvements sur des animaux de tailles, de poids et de morphologies différentes.
Etude de l’importance relative de Slc44a2 exprimé par les plaquettes et par les neutrophiles dans le processus de thrombose veineuse
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
375 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 225 d'entre elles et sans réveil pour 150. Les 225 premières subissent une chirurgie de la veine cave sous anesthésie pour provoquer la formation d'un caillot, les 150 autres un prélèvement de sang terminal, afin d'étudier le rôle d'une protéine dans la thrombose veineuse. Le porteur affirme n'attendre aucune souffrance grâce à l'analgésie maintenue tout au long des procédures. Sur le remplacement, il indique qu'aucune méthode in vitro ou in silico ne répond à l'objectif, sans autre précision.
Objectifs
Les thromboses veineuses représentent la 3ème cause de mort par maladies cardiovasculaires dans les pays industrialisés. Les thromboses veineuses, incluant les thromboses veineuses profondes et les embolies pulmonaires ont une incidence de 1/1000. Des stratégies thérapeutiques existent et sont en place afin également de contrôler le risque de récidive chez ces patients. Or, ces traitements ne suffisent pas car malgré ceux-là le taux de mortalité à 1 an est de 20%, et 25 à 50% des survivants auront des séquelles portant gravement atteinte à la mobilité et à la qualité de vie. Un polymorphisme affectant la protéine CTL-2 a été identifié par le laboratoire comme pouvant moduler le risque de thromboses veineuses de 30% chez l’homme. Cette protéine n’a été que peu étudiée, et aucune fonction dans la thrombose n’a été décrite à ce jour. Cette protéine est exprimée à la surface des cellules vasculaires notamment à la surface des neutrophiles et des plaquettes. Or les neutrophiles adhèrent aux sites inflammatoires des parois vasculaires lésées et interviennent dans les étapes précoces de la TV contribuant au recrutement plaquettaire conduisant à l’occlusion des vaisseaux. Les neutrophiles jouent un rôle majeur dans l’inflammation, cependant, les mécanismes par lesquels les neutrophiles exercent leurs fonctions pro-thrombotiques restent encore mal connus. Il semble ainsi essentiel de mieux caractériser les mécanismes impliquant le recrutement et l’activation des neutrophiles à la paroi vasculaire médiés par CTL-2 suite à une stase afin de pouvoir développer de nouvelles stratégies thérapeutiques dans les phénomènes inflammatoires et/ou thrombotiques.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de caractériser les mécanismes impliqués dans la thrombose veineuse mais aussi dans les maladies thrombo-inflammatoires.
Procédures
Une procédure chirurgicale sous anesthésie générale sera effectuée sur 225 animaux destinés à la procédure 1 (durée=30 minutes de chirurgie initiale + 6h ou 48h de réveil en fonction des groupes + 10 minutes d'anesthésie pour récupérer le thrombus formé; soit un total de durée de 6 ou 48h +40 minutes). Les 150 animaux destinés à la procédure 2 seront soumis à un prélèvement terminal de sang sous anesthésie générale (durée=15 minutes).
Impact sur les animaux
Pas de souffrances attendue pour les animaux car l’analgésie sera maintenue tout le long des procédures. Nous veillerons au bien-être animal.
Devenir
Tous les animaux issus de la procédure 1 (225) seront sacrifiés après la procédure. Les autres animaux (150) seront soumis à la procédure 2 qui est sans réveil. Nous utiliserons un total de 375 animaux.
Remplacement
Aucune autre méthode alternative in vitro ou in silico ne permet de satisfaire l'objectif de remplacement à notre connaissance.
Réduction
Concernant l'objectif de réduction nous avons limité nos travaux aux expériences indispensables pour répondre à notre question scientifique. (avec risque alpha de 5% et une puissance atteinte de 80%).
Raffinement
L’objectif de raffinement a été pris en compte : nous ferons notre possible afin de diminuer les contraintes imposées aux animaux en renforçant leur confort: hébergement avec milieu enrichi (igloo de cages, enrichissement foisonnant à base de frisure de papier, nid végétal à base de fibres courtes de coton), anesthésie et analgésie pour supprimer la douleur et le stress, diminution du stress en séparant animaux lors de l'hébergement et l'expérimentation. Nous avons établi des points-limites, et nous avons prévu de maximiser les données obtenues en mesurant un maximum de paramètres pour chaque animal (i.e: formation d’un thrombus, poids et taille du thrombus, étude
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris car ce sont des animaux de petite taille facile à manipuler et à reproduire. De plus, les souris sont des mammifères et les données obtenues à partir de cette espèce sont beaucoup plus extrapolables à l’homme et la pathologie humaine que celles obtenues à partir d’espèces évolutivement inférieures. La souche C57Bl/6 a été choisie car les lignées conditionnelles knock-out (KO), et totales KO ont été créées dans cette dernière. De plus les protocoles expérimentaux utilisés ont été validés chez la souris principalement dans cette souche, par de nombreuses équipes dont la nôtre. Cette étude vient s'inscrire dans la continuité de notre travail sur CTL-2 déjà effectué chez la souris. Les animaux seront âgés de 9 à 12 semaines. Nous ne pouvons pas utiliser des animaux plus jeunes ou plus âgés car le diamètre de la veine cave doit être de taille similaire à ce qui est habituellement publié dans ce modèle pour pouvoir comparer nos résultats à ceux d’autres équipes. Une souris trop jeune aurait une veine cave inférieure trop petite et le ratio de rétrécissement du diamètre de la veine comparé à son diamètre initial s’y retrouverait ainsi plus important comparé à une souris plus vieille et avec une veine cave plus grosse.
Étude des effets de la transplantation de « tissu adipeux centrifugé », après lésion médullaire chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
40 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une lésion chirurgicale de la moelle épinière qui le prive de ses fonctions urinaires et motrices, avant d'être tué pour prélever la moelle et l'analyser. Le porteur suit la douleur avec une grille faciale et prévoit des massages vésicaux quotidiens et une antibiothérapie, la perte des fonctions vésicales étant importante. Il présente le projet comme la démonstration de la "véracité" d'une méthode déjà utilisée en Chine, avec l'espoir lointain de faire retrouver l'usage des jambes à des patients.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de montrer l'efficacité d'injection de cellule en provenance de "tissus adipeux", dans un modèle lésionnel de moelle épinière sur le rat. Cette étude vise à prouver l'intéret de cette méthode, déja utilisée en chine et à en démontrer toute la véracité.
Bénéfices attendus
les bénéfices pour les patients seraient de retrouver l'usage des membres inférieurs.
Procédures
Les animaux auront une intervention chirurgicale de lésion de moélle épinière, cette opération dure 20 minutes et est réalisée sous anesthésie générale et sous morphinique (buprecare). Des tests Locomoteurs sont également réalisés, les animaux sont entrainés et ne subissent aucune contrainte physique . Pour éviter tout stress, les tests sont réalisés par une personne qualifiée.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont mulitiples, l'animal perdra ses fonctions vésicales et fonctionnelles.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés avec une dose léthale d'Euthoxin, associée à une injection de morphinique (Buprecare) en IP et ensuite, un prélevement de moelle épinière sera effectué, afin de faire une évaluation histologique.
Remplacement
Le rat est un modèle où les évènements cellulaires qui suivent la lésion médullaire miment ceux retrouvés chez l’Homme. En effet, chez le rat la lésion médullaire entraine la formation de cavités dépourvues de toute cellule. De plus, le rat ne présente pas de récupération spontanée. L'utilisation de ce modèle animal est absolument indispensable, afin d'établir, selon un cahier des charges de l'IRME, une étude sur une thérapie adopté chez l'homme ( voir les informations sur la justification).
Réduction
Nous avons utilisé un nombre minimal d'animaux, afin que l'étude sur des différents plans (histologique, statisitique) puisse se dérouler sans emconbres. Le nombre d’animaux a été évalué à partir des études précédentes, à savoir que les expériences histologiques seront effectuées avec 5 à 10 animaux par groupe et celles concernant la récupération fonctionnelle seront effectuées avec 10 à 20 animaux par groupe. C’est pourquoi nous comptons opérer 40 animaux. Des tests statistiques non paramétriques de type Mann Whitney seront utilisés afin de comparer les groupes d’animaux entre eux, nous savons que ces tests permettent de mettre en évidence une différence entre deux groupes d’étude avec une bonne sensibilité dès n=5 à 10 par groupe.
Raffinement
Nous utilisons le score du Grimace scale: Une observation quotidienne sera effectué, afin d'oberver les animaux et d'utiliser cet outil de diagnostic , basé sur l'observation de l'animal. Définition de l'indice grimace faciale ou grimace scale; il est basé sur l'observation de 4 caratéristiques faciales marquant la souffrance , à savoir le resserrement orbital, le renflement du nez ou le renflement des joues, la position des oreilles et le changement des vibrisses. chaque signe clinique établi un score, voici le tableau définissant la méthode: 0-aucun signe De 1 à 3 : signes modérés, a ce stade, l'administrtion de morphinque sera réalisé (Buprecare), afin de limitre la souffrance. A partir de 4: ces signes évidents de caractéristiques de la souffrance, nous conduisent à l'euthnasie del'animal ( une injection d'une dose léthale d'Euthoxin sera réalisé en IP). De plus, les animaux seront hébergés aux normes requises et un enrichissement (plaques de cellulose vierge et "loft" en carton) est mis en place. Les conditions d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durables que pourraient ressentir les animaux qui seront observés régulièrement durant toute la durée du protocole expérimental. Le suivi du poids des animaux, de la prise alimentaire permettra de contrôler l’absence de souffrance. De même, l’examen de l’aspect physique externe (état de la peau, de la fourrure, des yeux et des muqueuses) ainsi que l’apparition de sécrétions, d’excrétions anormales et de changement de comportement (agitation, prostration, grimace) seront minutieusement surveillés. La perte des fonctions vésicales est importante, les animaux seront tous massés plusieurs par jour et une antibiothérapie sera mis en place d'une façon systématiquement , afin d'éviter tous risques d'infection urinaire.
Choix des espèces
Ce projet sera réalisé sur le rat, afin de poursuivre les études et la thématique , réalisées au sein du laboratoire. Ceux-ci, dans le but de connaitre les effets de la transplantation de Tissus Adipeux centrifugé et de connaitre et d'observer l'impact sur la récupération fonctionnelle et la régénération tissulaire, dans un modèle, mimant ceux retrouvés chez l’homme. Les animaux seront utilisés lorsqu’ils seront jeunes (âgés de 8 à 10 semaines) dans le but de se rapprocher des cas observés chez l’homme.
L’optogénétique pour restaurer les fonctions motrices dans un modèle murin de la maladie de Parkinson : validation d’un nouveau dispositif miniaturisé, implantable et autonome.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
628 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit, par chirurgie stéréotaxique, une lésion chimique des neurones dopaminergiques reproduisant la maladie de Parkinson et l'implantation de fibres optiques, d'électrodes et d'un implant miniaturisé, avant une perfusion intracardiaque terminale. Le porteur nomme les tests comportementaux imposés, activité locomotrice, coordination sur tige tournante et épreuve en milieu aquatique, et reconnaît des déficits moteurs induits par la lésion. Sur le remplacement, il affirme que ces déficits ne peuvent être étudiés ni sur des organismes moins évolués ni in vitro et juge le recours à la souris nécessaire.
Objectifs
L’objectif du projet est de tester in vivo l’efficacité d’un implant miniaturisé (de quelques μm3) permettant à la fois de moduler par optogénétique l'activité des neurones d’intérêt au niveau des circuits des ganglions de la base, d’enregistrer les activités neuronales et de libérer des nanovolumes de différentes substances (L-DOPA, anti-inflammatoire) chez les souris vigiles sans contention et de valider ses effets bénétifiques sur les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche devrait permettre une meilleure compréhension de la pathophysiologie de la maladie de Parkinson et à terme permettre de développer un outil technologique innovant pour traiter les troubles moteurs des patients parkinsoniens et probablement d’autres pathologies du système nerveux central.
Procédures
Les animaux seront soumis à 1) une stéréotaxie sous anesthésie générale réalisée une seule fois (durée 30-45 min selon le type d’implantation, grade de séverité: modérée) pour induire la lésion unilatérale des neurones dopaminergique et implantater en même temps des fibres optiques, des électrodes d’enregistrement et/ou un implant miniaturisé, suivit, 2) d'un exemen neurologique (series de 6 tests comportmentaux, grade de séverité: légère) ) pour évaluer les effets bénéfiques de la stimulation optogéntique sur les fonctions motrices et motivationnelles (3-5 semaines d’analyses avec 1 à 2 jours séparant deux tests comportmentaux successifs durant 30 sec-30 min en fonction du test), 4) une perfusion intracardiaque pour mener des analyses complémentaires au niveau cellulaire.puis 3) une perfusion intracardiaque (5 min) pour effectuer des analyses complémentaires au niveau cellulaire.
Impact sur les animaux
1) Les animaux seront soumis à la lésion des neurones dopaminergique qui induit certains déficits moteurs. La lésion 6-OHDA a été largement caractérisée par la communauté scientifique et induit certains symptômes moteurs (ralentissement moteur, déficit d’initiation du mouvement et asymétries posturales) de la maladie de Parkinson. 2) Une manipulation lors de la connexion des fibres optiques ou des électrodes d’enregistrent. 3) une exposition à des tests comportementaux évaluant les effets bénéfiques des divers modulations optogénétiques sur les fonctions motrices et motivationnelles. Ces tests impliquent une mesure de l’activité locomotrice exploratoire spontanée dans differents environnements et une évaluation des capacités de coordination motrice sur une tige tournante et dans un milieu aquatique. L’inconfort généré par chacun de ces tests est réduit au minimum en habituant les animaux au préalable et en raccourcissant la durée d’exposition. 4) une perfusion intracardiaque pour mener des analyses complémentaires au niveau cellulaire.
Devenir
Mise à mort à la fin de la procédure pour les analyses au niveau cellulaires
Remplacement
Ce projet de recherche repose sur la modélisation de déficits comportementaux chez la souris qui ne peuvent être abordés via l’étude d’organismes modèles phylogénétiquement moins évolués, ou à fortiori des outils moléculaires in-vitro. La maladie de Parkinson fait intervenir des mécanismes complexes nécessitant l'utilisation d'animaux pour créer un modèle pouvant reproduire les symptômes de cette maladie. La dégénérescence progressive des neurones dopaminergiques induite par la neurotoxine sélective des neurones catécholaminergiques (6-OHDA) s’accompagne d’une réorganisation fonctionnelle des circuits neuronaux des ganglions de la base qui sous-tend le développement et l’expression des symptômes de la maladie de Parkinson. De fait, il est nécessaire de prélever le cerveau entier pour les analyses immunohistochimiques et biochimiques. Les cultures cellulaires ou organotypiques ne peuvent répondre à ce type de recherche. L'implant prototype doit également être caractérisé chez l’animal vigile avant l’approche chez l’homme.
Réduction
Ce projet, d'une durée de cinq ans, nécessitera l'utilisation de 628 souris mâles et femelles adultes, réparties en plusieurs groupes (n= 6 à 14/groupe en fonction du type d’expérience). Cet effectif tient compte de notre expérience de nombreuses années dans ce type d’expérimentation et il est basé sur une approche statistique permettant de vérifier notre hypothèse à 80% de chances pour un seuil de significativité de 5%. Cependant, il pourra être réduit en fonction des résultats marquants obtenus dans les tests comportementaux et du nombre de dispositifs à tester. En effet, au vu de la difficulté technique du projet, nous pourrons être amenés à tester moins de prototypes qu’anticipés. En fonction de leur taille finale, ils pourront être implantés dans d’autres structures telles que le cortex moteur ou le striatum également impliquées dans le contrôle du mouvement. Ce projet de recherche devrait permettre une meilleure compréhension de la pathophysiologie de la maladie de Parkinson et permettre à terme de développer une technologie nouvelle pour traiter les troubles moteurs des patients parkinsoniens et probablement d’autres pathologies du système nerveux central.
Raffinement
La chirurgie stéréotaxique pour effectuer la lésion dopaminergique, l’implantation les fibres optiques, et les optrodes a été optimisée pour réduire la durée de l’opération et minimiser la souffrance grâce à notre expérience depuis de nombreuse années dans ce type d’expérimentation. La souffrance est modérée car la chirurgie est réalisée sous anesthésie profonde. Les principaux paramètres vitaux (température, fréquence respiratoire) sont également contrôlés tout au long de la chirurgie. Afin de diminuer la douleur, un analgésique morphinique puissant à action prolongée (buprénorphine), est administré en préopératoire. En complément, un analgésique anti-inflammatoire (Rimadyl dilué dans 1ml de NaCl) est administré par précaution en début et fin d'opération pour anticiper l’apparition d’éventuelles douleurs et hydrater l’animal puis en postopératoire pendant au moins 3 jours, la durée de traitement dépendant de la réponse observée. Les animaux ne présentent pas de signes de souffrance ni stress après réveil de l’anesthésie. Le personnel animalier et expérimentateurs s’assurent d’une bonne récupération postopératoire des animaux. Une grille d’évaluation clinique (Annexe 1) est mise en place pour évaluer des signes de souffrance ou mal-être potentiels des animaux. Pendant la période post-opératoire des trois semaines, les animaux sont hébergés dans la pièce de post-chirurgie chauffée à 25°C, et le rythme des visites est augmenté (2 visites par jour). Après la période de récupération post-opératoire, les animaux sont remis dans leur pièce d’hébergement habituelle à l’animalerie et ne sont manipulés par l’expérimentateur en charge qu’après une période de réhabituation d’une à deux semaines. Ils sont hébergés en petits groupes (2 à 4) dans des cages individuellement ventilées (Techniplast), avec eau et nourriture à volonté. Ils ont à leur disposition de la litière foisonnante (diminuant le stress de l’animal et facilitant sa thermorégulation) ainsi que des bûchettes en peuplier et des tubes en PVC pour favoriser le bien-être et l’interaction sociale. L’analyse comportementale est réalisée chez les animaux vigiles qui ne doivent pas être stressés pour ne pas compromettre leurs performances. Pour cela, ils sont manipulés quotidiennement 3 à 4 jours avant le début des tests comportementaux et familiarisés à la connexion des fibres optiques ou des électrodes pour s’habituer à se mouvoir dans les différents environnements sans stress.
Choix des espèces
Le modèle de Parkinson chez le rongeur (injections 6-OHDA) est le plus utilisé au niveau international et considéré comme un bon modèle. L’expérimentation animale utilisant des souris sauvages et génétiquement modifiées est indispensable à la réalisation de notre projet et permet de cibler slectivement des propulations neuronales d'intêret et elucider leurs contributions dans le developpment des déficits moteurs de la maladie de Parkinson. L'ensemble des études est mené sur des animaux adultes à partir de12 semaines. Ce temps est nécessaire pour que le système nerveux soit mature et est classiquement utilisé pour mesurer les performances comportementales de souris adultes. Ceci nous permet de comparer les résultats obtenus avec nos données antérieures et ceux de la litterature.
Impact du stress in utero dans le désordre métabolique
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
884 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, réutilisées d'une étape à l'autre puis mises à mort pour prélever leurs organes. 52 femelles gestantes sont immobilisées dans un tube de contention sous lumière vive trente minutes, trois fois par jour pendant six jours, pour induire un stress prénatal, et leur descendance subit des tests de tolérance au glucose avec gavage et prises de sang à la queue. Le porteur décrit ce protocole comme un modèle de stress psychologique humain transposé à la souris. Sur le remplacement, il affirme que les méthodes alternatives sont peu représentatives des pathologies humaines et rend le recours à l'animal "incontournable", le stress et les désordres métaboliques étant des réactions de l'"organisme entier".
Objectifs
La prévalence mondiale du développement de maladies métaboliques est en perpétuelle augmentation à travers le monde. L’objectif de notre projet est d'étudier les mécanismes du stress sur le développement de ces pathologies dans la descendance.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre l'impact d'un stress prénatal se rapprochant d'un modèle de stress psychologique chez l'humain, chez la souris. Ce projet apportera des connaissances sur la physiopathologie des désordres métaboliques altérés par le stress au niveau cellulaire et moléculaire afin de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Procédures
Pour générer des souris F1 issues de mères stressées, 52 femelles seront placées dans un tube de contention sous une lumière vive durant 30 min, 3 fois par jour, pendant 6 jours, du 13ème jour au 18ème jour de gestation. L'ensemble des souris F1, soit 624 sera soumis à un test de tolérance oral au glucose avec gavage sur animaux vigiles et avec prélèvement de sang à la queue. Parmi ces animaux, la moitié, soit 312 animaux seront soumis à deux tests de tolérance oral au glucose avec prélèvement de sang à la queue 3 mois après. Ces expériences seront réalisées sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Ce modèle n'induit pas de douleur spontanée chez la souris. Nous attendons le premier jour de la procédure de stress une stabilisation du poids ou une perte de moins de 3.5% du poids des mères gestantes en comparaison avec les mères gestantes non stréssées. Dès le deuxième jour de la procédure de stress les mères gestantes doivent reprendre du poids. Le stress réalisé sur les mères gestantes ne comporte pas d'effet visible comportemental. Nous attendons un stress léger sur la génération F1 qui pourrait se manifester sur les différents paramètres mesurés, notamment une augmentation de la glycémie à jeun ou en réponse à l'administration de glucose.
Devenir
Les animaux ayant servi à générer la descendance F1 seront mis à mort et des prelèvements d'organes seront réalisés. Les souris F1 sous régime normal ou sous régime particulier seront euthanasiées à différents âges : adulte jeune ou adulte mature après la procédure du test de tolérance oral au glucose. Différentes expériences seront réalisées ex-vivo et des prélèvements tissulaires seront collectés pour différentes études au niveau cellulaire et moléculaire.
Remplacement
Les méthodes alternatives, permettant une évaluation du statut métabolique au cours du temps de la descendance suite à un stress gestationnel sont peu représentatives des pathologies humaines. Ainsi, ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale afin d'étudier les mécanismes engagés entre l'effet du stress in utéro et les désordres métaboliques observés chez la descendance. De plus, le stress et les désordres métaboliques sont des réactions intégrées de l'organisme entier impossible à reproduire in vitro dans leur intégralité.
Réduction
Le nombre de 8 animaux par groupe expérimental est le minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs, principalement due à la variabilité interindividuelle des réponses étudiées. L'ensemble des procédures seront réalisé lors de 3 expériences indépendantes.
Raffinement
Le suivi expérimental repose sur des techniques non-invasives : suivi du poids, observation du bien etre animal. L’utilisation de ces techniques non-invasives permet d’observer au cours du temps un seul animal, là où l’information devait être obtenue par euthanasie et autopsie de multiples individus à chaque stade permettant ainsi de réduire sensiblement le nombre d’animaux.
Choix des espèces
La souris présente des caractéristiques physiopathologiques proches de l'espèce humaine.
Identification de nouveaux mécanismes de réabsorption hydro-sodée dépendants de l’aldostérone dans le rein chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
24 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit l'ablation des deux glandes surrénales et la pose d'une mini-pompe, puis une injection d'aldostérone et une perfusion du rein sous anesthésie avant d'être tué par dislocation cervicale pour prélever les tubules rénaux. Le porteur indique que l'ablation surrénalienne peut provoquer léthargie, perte de poids et déshydratation, et que la ligature de l'aorte peut être douloureuse, avec des points limites prévus. Sur le remplacement, il affirme qu'aucune méthode ne reproduit in vitro la complexité cellulaire du rein et juge le modèle animal "indispensable".
Objectifs
L’hypertension artérielle est un facteur de risque cardiovasculaire qui affecte entre 10 et 40% de la population en fonction de l’âge. Les reins sont indispensables pour la régulation de la pression artérielle. L'acteur majeur de cette régulation est l’hormone aldostérone, qui agit au niveau d'une portion spécifique du rein appelée tubule distal. Des dysfonctionnements de la production ou de l’action de l’aldostérone sont responsables de maladies entrainant une hypertension artérielle ou une perte rénale de sel associée avec une baisse de la pression artérielle. L’objectif du projet consiste à mieux comprendre les mécanismes d’action de l'aldostérone sur le tubule distal. Nous allons prélever les tubules distaux des reins de souris traitées ou non avec de l’aldostérone afin de réaliser une « carte d’identité cellulaire » de ces cellules et ainsi comprendre les effets de l’aldostérone sur ces cellules. Les résultats obtenus permettront de mieux comprendre les mécanismes de l’action de l’aldostérone sur la régulation du sodium et du potassium par les reins et sur le contrôle de la pression artérielle. Ils seront également utiles pour le développement de nouvelles options thérapeutiques pour le traitement de l’hypertension artérielle et des maladies héréditaires touchant les tubules rénaux.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet devraient permettre d'établir une cartographie moléculaire du néphron distal et de définir de nouvelles cibles cellulaires et fonctionnelles du MR impliquées dans la réponse à l'aldostérone. L’identification de nouveaux mécanismes moléculaires de régulation de la balance hydro-sodée dépendante de l’aldostérone pourrait ouvrir des perspectives nouvelles dans la compréhension de la régulation de la pression artérielle et le développement d’hypertension dans la population générale, mais aussi une meilleure compréhension des bases mécanistiques de certaines pathologies touchant le néphron distal.
Procédures
Afin d’évaluer la réponse aigüe des cellules du néphron distal à l’aldostérone, nous devons nous affranchir de la production endogène de cette hormone par les glandes surrénales. Pour cela nous allons procéder à une surrénalectomie bilatérale ; il est cependant nécessaire de compenser la perte en glucocorticoïdes produits par cette glande par un apport exogène en glucocorticoïdes. L’établissement de ce modèle se décompose en trois étapes principales : 1) La surrénalectomie bilatérale qui permet l’arrêt de la production endogène d’aldostérone et la pose de mini-pompes osmotiques ALZET délivrant de la dexaméthasone (1ug/100g de poids corporel/jour) pour prévenir la chute du débit de filtration glomérulaire et assurer la survie des souris Durée de l'intervention 30 minutes. 2) Après 7 jours, une injection unique d’aldostérone (0,002 mg/kg de poids corporel) ou l’équivalent en volume de serum physiologique 0,9% est réalisée par la veine caudale pour évaluer les mécanismes moléculaires de la réponse aigue à l’aldostérone dans les cellules individuelles du néphron distal. 3) Une heure après l’administration d’aldostérone, les souris sont anesthésiées et le rein gauche est perfusé avec une solution contenant de la libérase afin de permettre une digestion partielle du rein et permettre la microdissection des tubules d’intérêt. Le rein est ensuite aussitôt prélevé. Durée de l'intervention 45 minutes. Les animaux sont ensuite mis à mort par dislocation cervicale. Dans la même procédure, le rein droit, le cœur, l’aorte abdominale, du tissu adipeux viscéral et le cerveau seront prélevés et stockés à -80oC pour des possibles études futures sur l’action de l’aldostérone sur autres tissus cibles.
Impact sur les animaux
Les manques en aldostérone ou en corticostérone endogènes suivant la surrénalectomie bilatérale peuvent être responsables d’une léthargie importante des souris, d’une perte de poids et d’une déshydratation. Ces effets indésirables sont prévenus par la supplémentation en dexaméthasone. La ligature de l’aorte avant la perfusion du rein avec la solution de libérase peut entrainer de la douleur aux souris. La procédure ne commence que lorsque l’animal est profondément anesthésié (immobilité, rythme cardio respiratoire lent, pas de réaction à la stimulation interdigitale). Une dose d'analgésie (Metacam 5 mg/Kg, soit 10 ml/KG SC) juste avant l’intervention est également administrée, si besoin une demi-dose supplémentaire de Kétamine seule à 10mg/kg (0,02 ml/kg) sera réinjectée. Des points limites en rapport avec ces nuisances éventuelles sont prévus.
Devenir
Il s’agit d’une procédure sans réveil qui concerne tous les animaux.
Remplacement
Il n'existe pas de méthode de remplacement permettant de reproduire in vitro la complexité de la composition cellulaire du rein en vue d’une analyse de l’impact de l’action de l’aldostérone sur cellule unique. L’utilisation d’un modèle animal est donc indispensable à la réalisation de ce projet. Une approche in vitro sera ensuite développée pour étudier l’impact des gènes et voies de signalisation identifiés dans les tubules distaux de ces animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au nombre minimum nécessaire et suffisant pour permettre l’analyse statistique des données.
Raffinement
Les animaux seront surveillés quotidiennement et nous avons établi des points-limites bien défini à chaque étape des procédures entrainant la mise à mort des animaux si nécessaire. Nous réduirons au maximum la souffrance animale, notamment en utilisant de l’analgésie et de l’anesthésie adaptée dès que cela sera nécessaire.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris (Mus Musculus) comme le modèle de choix, en raison de ses similarités génétiques et physiologiques proches de l’homme, ainsi que la facilité avec laquelle son génome peut être manipulé et analysé. Ce raisonnement s’applique tout particulièrement à l’étude de l’hyperaldostéronisme primaire, maladie complexe et impossible à analyser in vitro mais aussi aux syndromes de perte de sel. Tous les animaux utilisés seront âgés de 12 à 14 semaines au début de la procédure. Nous avons choisi d’étudier des souris adultes post pubères afin de nous affranchir de possibles différences (souris âgées) ou d’absences (souris non matures) de réponse de la fonction rénale.
Technologie du plasma à gaz médical contre les bactéries résistantes aux antibiotiques infectant les plaies chroniques : Partie 1 : mise au point d’un modèle murin de plaie chronique et effet cicatriciel des plasmas à froid
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
364 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur crée deux plaies dorsales par chirurgie sous anesthésie, on leur pose une puce télémétrique et on les traite au plasma froid une à deux fois par jour, pour mettre au point un modèle de plaie chronique infectée par des bactéries résistantes. Le porteur reconnaît une douleur et une gêne aux déplacements au réveil, et prévoit des prélèvements de peau et de rate après la mise à mort. Sur le remplacement, il affirme qu'il n'existe pas d'alternative non animale et qu'aucun modèle in vitro ne représenterait un cas clinique.
Objectifs
L’objectif est à la fois d’optimiser les technologies plasmatiques existantes et de développer de nouvelles technologies pour éliminer les bactéries résistantes responsables d’infections nosocomiales. Les sources de plasma sont testées dans différents contextes pour leur efficacité antimicrobienne in vitro et in vivo en utilisant un modèle murin de plaie infectée. Des études mécanistiques sur la destruction bactérienne médiée par le plasma froid sont effectuées tandis que des échantillons de plaies provenant de patients facilement disponibles sont utilisés pour fournir du matériel réaliste pour étudier l’efficacité de cette nouvelle approche. Enfin, le traitement de plaies colonisées par des bactéries résistantes aux antibiotiques fourniront les données d’une preuve de concept. Les résultats du projet ne serviront pas uniquement à rendre prometteur l’utilisation du plasma froid contre les plaies infectées, mais également d’améliorer la cicatrisation de plaies afin de lutter contre le développement de l’antibiorésistance résistantes en médecine humaine et vétérinaire.
Bénéfices attendus
Au sein du projet global, il est attendu que l’utilisation du kINPen ou du Multijet avec un nouveau mélange de gaz soi efficace pour lutter contre l’infection par des bactéries résistantes aux antibiotiques et pour améliorer la cicatrisation des plaies d'animaux présentant un déficit cicatriciel. Cela se traduira notamment par une baisse significative de la colonisation bactérienne sur la plaie, et une éventuelle accélération de la cicatrisation des plaies. Un nouveau dispositif à plasma, le multijet, sera également utilisé. Il est attendu que ce nouvel outil soit aussi efficace , sinon plus, que le premier quant à la désinfection et la cicatrisation des plaies, permettant ainsi de traiter une surface de plaie plus importante et d’augmenter l’efficacité de la réponse immunitaire. A plus long terme, cela pourrait permettre de généraliser l’utilisation de divers dispositifs à plasma à l'être humain, chez des patients souffrant de troubles de la cicatrisation (diabète, immunodépression, etc.) ; mais aussi de lutter contre l’antibiorésistance s’installant notamment sur ces plaies dans le cas d’infections nosocomiales. Cela pourrait également offrir des opportunités de traitement dans divers domaines (chirurgie, ophtalmologie, oncologie, etc.). La généralisation de l’utilisation de ce système pour entièrement décontaminer du matérial médical en milieu hospitalier pourrait être envisagée.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie sous anesthésie général, suivi d'un protocole de gestion de la douleur post-opératoire (injection en intra-péritonéale des immunostimulants (introduction aiguille) une à deux fois par jour durant 3 jours. Les animaux auront une prise de sang à veine sub-mandibullaire (introduction aiguille) une fois tous les 5 à 7 jours pendant quelques secondes. Les animaux seront équipés d'une puce télémétrique (introduction aiguille) en début d'expérimentation (1 fois) pendant quelques secondes. Les animaux seront traités par le plasma à froid 1 ou 2 fois par jour pendant quelques minutes (non invasif).
Impact sur les animaux
Suite à la création des deux plaies dorsales, une douleur et une gêne possible dans les déplacements sont attendues au reveil de l’animal sans analgésie. Une légère douleur localisée et un léger mal-être pendant quelques secondes après la prise de sang pourrait être observés.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort soit les 364 souris. Des prélèvements de tissus seront effectués post-morterm pour la partie histologie (zone de biospsie et rate) popur l'analyse biologique de la reconstruction de l'épiderme cutané. La décision est prise par les responsables scientifiques et concepteurs.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternatives non animales puisque l’objectif est d’évaluer l’efficacité des plasmas à gaz sur la cicatrisation d’une plaie en vue d’une standardisation de son utilisation chez l’être humain. Ainsi, il n’est pas possible de remplacer les animaux par un modèle in vitro qui permettrait de représenter au mieux un cas clinique.
Réduction
Les volumes de sang à prélever par animal et leur fréquence étant contraints, les volumes prélevés à chaque prise de sang seront « poolés » par 2 (animaux du même groupe et de même sexe pour limiter la variabilité). Le nombre d’animaux est calculé au plus juste à l’aide d’outils statistiques garantissant une puissance de test de 80% minimum en s’appuyant sur les données de la littérature et l’expérience des différents partenaires de ce projet. L’étude statistique sera faite sur la base d’un test non paramétrique : Kruskall-Wallis pour l’étude de la réponse immunitaire d’animaux et cicatricielle.
Raffinement
Dès l'arrivée des animaux à l’animalerie, une semaine d’acclimatation sera effectuée pour limiter au maximum les perturbations liées à un nouvel environnement. Les animaux seront surveillés 2 fois par jour (télémétrie, signes cliniques tels que le poids, l’apparence et le comportement général). L’eau et la nourriture seront ad libitum. Les souris bénéficient d'un enrichissement social et physique (objets en cellulose pour faire un nid ou à ronger). Les souris sont hébergées dans une animalerie A2 en portoirs ventilés. La pose des puces est faite sous anéthésie générale à l'isoflurane. Afin de diminuer la douleur de l'injection de la puce, un dépôt de Tronothane® 1 % (pramocaïne, gel). Pour la partie chirurgie et le suivi post-opératoire : Période préopératoire : injection pré-opératoire de buprénorphine (0,1 mg/kg, SC), au moins 20 minutes avant le début de la chirurgie Période opératoire : anesthésie gazeuse à l'isoflurane. Période postopératoire : injection post-opératoire immédiate de méloxicam (20 mg/kg, SC). Suivi Injection de buprénorphine (même dose) le soir. Injection de méloxicam (20 mg/kg SC, 1 fois/jour, à J1 et J2). Injection de buprénorphine (même dose) à la demande (2 fois/jour, à J1, J2 et J3) en fonction du résultat de l'évaluation de la douleur, si elle n'est pas contrôlée par le méloxicam. Visite animalier matin et soir.
Choix des espèces
Il n’existe pas d’alternatives non animales puisque l’objectif est d’évaluer l’efficacité des plasmas à gaz sur la cicatrisation d’une plaie en vue d’une standardisation de son utilisation chez l’être humain. Ainsi, il n’est pas possible de remplacer les animaux par un modèle in vitro qui permettrait de représenter au mieux un cas clinique. Age des souris = 6-7 semaines. Les souris doivent être de jeunes adultes pour pouvoir faire les biopsies (décrits dans les modèles publiés) et avoir un système immunitaire mature.
Développement de vaccins thérapeutiques HLA universels contre les cancers
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
3 132 souris transgéniques humanisées pour des molécules HLA vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections vaccinales sous-cutanées répétées et des prélèvements de sang à la veine sous-maxillaire, avant d'être tuées pour prélever la rate et d'autres organes. Le porteur vise un vaccin peptidique dit universel censé couvrir plus de 80 % de la population mondiale, un bénéfice renvoyé au développement futur. Sur le remplacement, il affirme que la réponse immunitaire après vaccination ne peut être reconstituée hors d'un "organisme entier" et juge "indispensable" le recours aux souris transgéniques.
Objectifs
Une avancée majeure dans le traitement des cancers a été réalisée au cours de ces dernières années grâce à l’utilisation de l’immunothérapie. L’immunothérapie consiste à réactiver les cellules du système immunitaire contre les cellules cancéreuses. Bien que très efficace chez certains patients, une large proportion de personnes atteintes par le cancer ne répond pas à ces nouvelles thérapies (environ 80% des patients). De nombreuses études montrent à présent, que chez les patients traités par certaines immunothérapies, l’ajout d’une vaccination dirigée contre des cibles appelées «antigènes» présentes à la surface des cellules tumorales peut améliorer la destruction de la tumeur et induire une rémission ou une stabilisation des patients. Dans ce cas, l’efficacité de la réponse vaccinale dépend directement de la nature des antigènes sélectionnés pour cibler les tumeurs et de la capacité du système immunitaire à reconnaitre efficacement ces cibles tumorales. On appelle antigène toute substance capable de déclencher une réponse immunitaire visant à l'éliminer. Dans le cas des cancers, il s'agit le plus souvent de peptides (fragments de protéines) qui sont reconnus de manière spécifique par certains globules blancs, les lymphocytes T CD8 (étudiés dans le cadre de ce projet). Nous avons développé une méthode pour identifier des cibles tumorales très efficace pour détruire les tumeurs, consistant à activer le système immunitaire avec des antigènes bactériens très semblables à certains antigènes tumoraux. L’utilisation d’antigènes bactériens permet de réactiver une réponse immune similaire à celle pouvant exister lors d’une infection bactérienne et d’induire une réponse contre les tumeurs similaires à celle observée contre un pathogène étranger. Utilisés pour la vaccination des patients, ces antigènes bactériens semblables aux antigènes tumoraux pourraient devenir un nouvel outil pour le traitement des cancers. L’objectif de notre projet est de développer un vaccin thérapeutique efficace qui ciblerait la grande majorité de la population mondiale.
Bénéfices attendus
Les objectifs pour ce projet sont d'étendre nos connaissances scientifiques sur le mimétisme moléculaire peptidique à d'autres HLA et de développer un vaccin peptidique universel (pour tous).
Procédures
Les interventions auxquelles les souris seront soumises sont les suivantes pour la 1e procédure expérimentale (Immunisation par méthode prime-boost): • Vaccination par injection sous-cutanée : 2 injections à 14 jours d’intervalle • Prélèvement sanguins sur animaux vigiles : 3 prélèvements (le premier 4 jours avant la vaccination, puis 10 et 17 jours après la vaccination). Pour la procédure expérimentale n°2 (Cinétique de vaccination) : • Vaccination par injection sous-cutanée : 5 injections à 7 jours d’intervalle • Prélèvement sanguins sur animaux vigiles : 4 prélèvements (le premier 4 jours avant la vaccination, puis 10, 17 et 31 jours après vaccination)
Impact sur les animaux
Lors de l’immunisation des animaux et du suivi des cinétiques de vaccination, douleurs légères associées à une injection sous-cutanée et à des prélèvements de sang par voie sous-maxillaire (plaie réduite au point d’injection ou de prélèvement, œdème).
Devenir
Tous les animaux de cette procédure seront euthanasiés en fin d'expérience afin de pouvoir prélever leur rate et autres organes pour effectuer les analyses in vitro.
Remplacement
La mise en place d’une réponse immunitaire après vaccination est un phénomène complexe. Cela implique la reconnaissance des antigènes par des cellules spécifiques et la collaboration de différents types cellulaires (lymphocytes T, B et cellules présentatrices d’antigène). L’efficacité de la réponse immunitaire est favorisée par de nombreux facteurs solubles provenant du microenvironnement dans lequel l’antigène est présenté. Ces particularités (collaboration de différents types cellulaires et microenvironnement) ne peuvent pas actuellement être reconstituées en dehors d’un organisme vivant. L’étude d’une réponse immunitaire après vaccination sur organisme entier ne peut donc être remplacée et n’a pas d’équivalent expérimental n’utilisant pas d’animaux. Il est donc indispensable d’avoir recours aux modèles animaux transgéniques pour le HLA humain pour récapituler ces interactions complexes antre cellules et microenvironnement afin de démontrer la mise en place d’une réponse immunitaire après vaccination. Ce projet ne vise pas à l’évaluation directe d’une réponse anti-tumorale chez l’animal. La vaccination sera réalisée chez des animaux non porteurs de tumeur.
Réduction
En amont, 2 étapes ont permis de réduire le nombre de peptide et d’animaux qui seront utilisés : 1/ Une analyse in silico et la réalisation de tests in vitro ont permis de sélectionner un nombre restreint de peptides vaccinaux immunogènes et de forte affinité pour les HLA ciblés. 2/ L’analyse in silico via l’outil en ligne tools.iedb.org/population/ a permis de déterminer que le ciblage de 3 HLA-A (parmi les 68 possibles) et 2 HLA-B (parmi les 125 possibles) permet une couverture de 80% de la population mondiale. La réduction du nombre d’animaux a été réalisée pour permettre d’obtenir un nombre suffisant de données pour répondre à la problématique. L’utilisation d’outils statistiques du calcul de puissance de test et de taille d’échantillons (https://biostatgv.sentiweb.fr/?module=etudes/sujets#), permet de définir un nombre minimal d’animaux de 12 par groupe, en considérant un seuil de significativité à p
Raffinement
Le bien-être des animaux étant primordial, les souris sont acclimatées au moins 7 jours avant le début de la procédure expérimentale. A réception, les souris sont hébergées par 7 maximum par cage pour les femelles et 6 maximum par cage pour les mâles. Les animaux seront maintenus dans des conditions environnementales contrôlées (température, humidité, cycle jour/nuit), dans un espace suffisant, en groupe pour maintenir les interactions sociales, et avec un enrichissement environnemental permettant de répondre aux besoins physiologiques et comportementaux des souris (présence de petite maison permettant aux animaux de se cacher). Toutes les manipulations seront réalisées dans le respect de l’animal. Le temps de manipulation des animaux sera de plus réduit au maximum afin de réduire le stress des animaux et l’impact possible sur la réponse immunitaire. La procédure expérimentale (vaccination) est de classe de gravité légère et ne nécessite pas d’y associer un protocole d’anesthésie. Les prises de sang régulières seront effectuées afin de suivre l’évolution dans la circulation sanguine la reponse immunitaire, ce qui élève le niveau de la procédure à une classe modérée. Ces prélèvements de sang seront effectués à la veine sous-maxillaire, 1 fois par semaine (ou tous les 15jours), selon le chronogramme prédéfini (cf annexe). Un volume total prélevé inférieur à 10% du volume sanguin de l’animal (soit au total environ 100µL/semaine ou 200µL/15jours, pour une souris de 25g) sera effectué afin de ne pas causer de dommage aux animaux. Toujours pour le bien-être de l’animal, le prélèvement sera effectué par alternance sur les 2 côtés.
Choix des espèces
Le principe de la vaccination repose sur la présentation des antigènes par le système HLA chez l’Homme. Le système de présentation antigénique est différent d’une espèce à l’autre. Ainsi les antigènes reconnus chez la souris peuvent être très différents de ceux reconnus chez l’homme car présentés par des molécules CMH (complexe majeur d’histocompatibilité) différents. Le vaccin final développé dans le cadre de ce projet représente un mélange de plusieurs peptides restreints par le HLA. Ce vaccin sera un vaccin HLA universel qui traitera une grande majorité des patients cancéreux (prédiction >80%) car ciblant les HLA du locus A et B les plus représentés chez l’homme (HLA-A1, HLA-A3, HLA-A24, HLA-B7, HLA-B35 et HLA-A2). Ce projet nécessite donc l’utilisation de souris dites humanisées transgéniques pour les différents HLA humains et parfaitement caractérisées pour leurs réponses aux vaccins peptidiques humains (HLA-A1, HLA-A2, HLA-A3, HLA-A24, HLA-B7 ou HLA-B35 restreint). Le modèle de souris transgéniques humanisées pour les différents HLA-A et HLA-B sont des modèles existants et relevant pour étudier l’immunogénicité de ces vaccins destinés à l’homme. Les études pourront être réalisées sur des souris adultes âgées au début de l’expérimentation de 7 jusqu’à 15 semaines, âge où le système immunitaire est mature et donc à partir duquel une réponse immunitaire peut être correctement évaluable. Pour chaque étude, des souris d’âges similaires seront utilisées (plus ou moins une semaine). En cas de variation de plus d’une semaine, les animaux seront répartis de façon équilibrée dans chacun des groupes afin d’assurer l’homogénéité des groupes.
Evaluation de l’activité anti-tumorale et/ou métastatique de composés sur différents modèles de greffe implantée chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
50 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 49 300 d'entre elles et sévère pour 700, afin de cribler des molécules anti-cancéreuses. Elles reçoivent une greffe de cellules ou de fragments tumoraux sous la peau, dans la glande mammaire, la plèvre ou le sang, subissent parfois une résection de la tumeur, des gavages, des injections répétées et jusqu'à huit prélèvements sanguins. Le porteur indique que la tumeur peut s'ulcérer et provoquer des difficultés respiratoires en cas de métastases pulmonaires, et que la totalité des animaux est tuée à la fin de chaque étude parce que les tumeurs sont incurables. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun test in vitro ne modélise la dissémination métastatique dans un "organisme entier" et conclut que l'évaluation finale sur la souris est incontournable.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d'identifier et de caractériser des molécules anti-cancéreuses
Bénéfices attendus
Le cancer demeure la première cause de mortalité en France. Même lorsque des traitements de première ligne existent, de nombreux mécanismes de résistance provoquent un échappement des tumeurs aux traitements administrés, les tumeurs métastasent et sur le long terme, rares sont les cancers curables définitivement. En effet, les nouvelles stratégies thérapeutiques telle que l’immuno-oncologie ne permettent de soigner que 20% des patients traités. Il a donc encore un énorme besoin médical pour pouvoir prendre en charge correctement ces patients. L’identification de nouvelles cibles thérapeutiques, la compréhension de leur mécanisme d’action et la découverte de nouveaux traitements adaptés à chaque patient sont autant d’enjeux de ce projet. Les composés démontrant une activité anti-tumorale significative poursuivront leur phase de développement avec pour finalité l’évaluation en essais cliniques chez l’homme.
Procédures
implantation de cellules sous-cutanée (s.c.) : 1 fois 1 minute pour chaque animal /ou implantation de fragments tumoraux (granules) : 1 fois 5 minutes pour chaque animal - Anesthésie volatile - Positionnement du fragment tumoral (≤ 0.5 x 0.5 mm) dans le trocart et insertion sous cutanée. - Suture (agrafe)/ Ou implantation de cellules tumorales en intra-mammaire : 1 fois 1 minute pour chaque animal - Anesthésie volatile - Positionnement en décubitus dorsal, « ponction » de la glande et injection des cellules /Ou injection de cellules en intra-pleurale (i.pl) : 1 fois 5 minutes pour chaque animal - Anesthésie volatile - Positionnement en décubitus dorsal - Injection à travers la cage thoracique dans l’espace pleural gauche de la souris/ Ou injection de cellules en intraveineuse (i.v.) : 1 fois 1 minute pour chaque animal - Animaux vigiles - Introduction dans un cylindre de contention - Vasodilatation des veines latérales de la queue - Injection des cellules/ Randomisation : 1 fois 2 minutes pour chaque animal - Animaux vigiles - Contention manuelle - mesure de la tumeur à l’aide d’un pied à coulisse/ Identification : 1 fois 1minute pour chaque animal - Animaux vigiles - Contention manuelle - Entaille oreille/ Mesures des tumeurs au pied à coulisse : 2 à 3 fois 2 minutes par semaine pendant 3 à 10 semaines pour chaque animal/ Résection de la tumeur primaire (sous anesthésie générale) : 1 fois 5 minutes pour chaque animal - Anesthésie volatile - Positionnement en décubitus ventral - Resection de la tumeur primaire par incision au scalpel - Suture (agrafe ou colle chirurgicale) /Traitements : 1 à 3 fois (1 minute) par semaine pendant 3 à 10 semaines pour chaque animal soit, par gavage , par injection sous- cutané, par injection intrapéritonéale, par injection intra-musculaire, par injection intra-veineuse. les composés sont évalués en effet dose, avec 3 doses./ Prélèvements sanguins : 8 fois 1 minute pour chaque animal - Animaux vigiles - Ponction de la veine saphène ou - Introduction dans un cylindre de contention - Scarification de la veine caudale latérale/ Injection de thioglycolate par voie intra-péritonéale : 1 fois 1 minute pour chaque animal - Contention manuelle - Injection de buprénorphine - Positionnement en décubitus dorsal - Injection par voie intra-veineuse
Impact sur les animaux
Au cours de ce projet les effets indésirables prévisibles chez l’animal peuvent être liés soit à la présence de la tumeur soit à l’administration du composé à évaluer. Le développement de la tumeur chez l’animal peut occasionner plusieurs types d’effets indésirables tel que des difficultés de déplacement liées à la localisation de la tumeur, la perte de poids, l’ulcération de la tumeur, des difficultés respiratoires (dans le cas de métastases pulmonaires). Dans le cas d’apparition d’ulcération sur la tumeur, afin de limiter sa progression, l’animal conserné peut être isolé de ses congénéres. L’administration de composés à visée thérapeutique peut induire de la toxicité qui se manifeste par da la perte de poids, de la douleur, de la prostration et dans les cas extrêmes, la mise à mort de l’animal est nécessaire.
Devenir
A la fin de chaque étude, la totalité des animaux sont mis à mort. En effet, tous nos animaux sont porteurs de tumeurs sous-cutanées ou de métastases incurables. Afin de ne pas provoquer de souffrance inutile liée à la présence d'une tumeur de plus en plus grosse ou liée à présence de métastases, les animaux sont mis à mort à la fin de chaque étude.
Remplacement
Les molécules évaluées dans ce projet, font au préalable l'objet d'une évaluation in vitro afin de d'assurer un premier crible. Seuls les composés ayant fait la preuve d'une efficacité dans ces tests sont ensuite évalués dans les modèles animaux. L'activité anti-tumorale ou métastatique d'un composé évalué in vivo peut résulter de son activité anti-proliférative, anti-angiogénique, pro-apoptotique, immunologique, etc… ou d'un mécanisme encore inconnu. Malgré les nombreux tests in vitro ou cellulaires disponibles capables de mimer une fonction de la biologie de la tumeur, aucun test in vitro à ce jour n'est assez complexe pour permettre de modéliser la dissémination métastatique et donc l'activité anti-métastatique ou l’impact du système immunitaire d'un composé dans un environnement aussi complexe que celui d'un organisme vivant tel que la souris. Par ailleurs la mise au point de thérapies ciblées nécessite la définition de biomarqueurs d’activité permettant de guider la sélection d’une sous-population de patients répondeurs au traitement. Seule l’utilisation d’un organisme entier intégrant la tumeur et son microenvironnement peuvent permettre une telle évaluation par la mise en place d’analyses ex-vivo. L'ultime étape de sélection d'un futur candidat médicament en oncologie en vue de son passage en développement clinique ne peut donc s'affranchir d'une évaluation in vivo sur la souris de laboratoire.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, les molécules candidates subissent un premier crible sur une série de tests in vitro et seules les molécules significativement actives dans ces tests sont évaluées chez l'animal. Afin que les résultats soient statistiquement robustes, des lots de 6 à 10 souris sont constitués, et, ainsi 10 à 12 souris par lots à constituer sont commandées pour le protocole. En effet, tous les protocoles d’évaluation de composés sont effectués après randomisation des souris en fonction du volume et de l’aspect des tumeurs. Cette étape, qui permet de constituer des lots statistiquement identiques au premier jour du traitement, est nécessaire à l’interprétation des résultats. Seuls les effets des composés seront mesurés. A ce stade et basé sur notre historique, au maximum 50% des animaux sont exclus de l’étude. Les résultats expérimentaux sont traités par des tests statistiques selon l’objectif expérimental. Chaque modèle fait l’objet d’une étude préliminaire sur un nombre réduit d’animaux (une vingtaine par souche) pour déterminer quelle souche de souris permet le meilleur rendement de greffe. Les animaux présentant des tumeurs non retenues sont euthanasiés et prélevés en vue d’études ex-vivo et ce dans le but de réduire le nombre d’animaux greffés non utilisés. Une tumorothèque est constituée pour l’évaluation des caractéristiques des tumeurs en fonction des projets.
Raffinement
Au cours de ce projet, les animaux sont hébergés en groupes sociaux harmonieux dans des cages possédant un enrichissement tel que de la litière en sac Nespack et des copeaux de peuplier permettant la création d’un nid, des tunnels à l’arrivage, des bâtonnets en bois et des bâtonnets de coton. Les animaux sont visités tous les jours par du personnel formé et compétant. Les tumeurs sont mesurées 2 à 3 fois par semaine à l’aide d’un pied à coulisse afin d’assurer un suivi du volume tumoral et les animaux sont pesés au minimum 2 fois par semaine afin d’assurer leur suivi pondéral. Dès la suspicion d’un signe de mal être, un suivi clinique quotidien est mis en place à l’aide d’une grille de score, afin de permettre la mise en place de soins palliatifs type buprénorphine si nécessaire.
Choix des espèces
La souris est un modèle animal de référence en oncologie en raison de sa petite taille, de la facilité avec laquelle elle s’élève et se soigne, de sa disponibilité auprès de fournisseurs agréés, d’une génétique très étudiée et de la disponibilité de nombreux mutants et animaux génétiquement modifiés qui permettent d’adresser des questions particulières concernant le mécanisme d’action des composés et les biomarqueurs d’activité. Les différents fonds génétiques de souris permettent l’implantation de lignées tumorales sans rejet de greffe. La croissance tumorale rapide est également un atout dans les études d’évaluation de l’activité des produits testés. De plus, les modèles vivo d’étude de la dissémination métastasique reproduisent, selon la bibliographie disponible, la même distribution des métastases que celle observée chez l’homme. Les mécanismes liés à la formation de métastases sont similaires pour la pathologie humaine et murine Pour chaque modèle de greffe, la souche retenue est celle permettant un rendement de greffe supérieur afin de réduire le nombre total d’animaux utilisés. Les animaux immunodéprimés sont réceptionnés au plus tôt à 5 semaines et correspondent donc à des animaux jeunes adultes sevrés. En effet la littérature abondante sur le sujet des greffes de cellules tumorales humaines chez la souris immunodéprimée décrit l'utilisation des modèles murins à partir de cet age. Les animaux immunocompétents sont réceptionnés au plus tôt à 8 semaines, en effet à cet age le système immunitaire des animaux présente un stade de maturation qui correspond aux besoins de nos expérimentations.
Etude de l’effet d’expositions aux radiofréquences du téléphone portable sur la neurogenèse par la technique 5- bromo-2’-deoxyuridine
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
98 rats, dont 14 femelles gestantes et 84 ratons, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les femelles gestantes sont exposées aux radiofréquences du téléphone portable de la gestation au sevrage, puis mères et descendants reçoivent une injection de BrdU et sont mis à mort deux heures après pour prélever le cerveau et mesurer la neurogenèse. Le porteur nomme les tests comportementaux imposés, réflexes néonataux, activité exploratoire en open-field et test de retournement, pour évaluer l'effet de l'exposition sur la maturation cérébrale. Sur le remplacement, il affirme que les approches in vitro et in silico ne peuvent pas répondre à la question sur un organisme en interaction avec son environnement et conclut à la nécessité du recours au rat.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de préciser l’impact d’expositions aux champs électromagnétiques (CEM) des télécommunications (comme le téléphone portable) sur la neurogenèse. Ce projet sera réalisé sur 98 rats Sprague-Dawley (14 femelles gestantes et 84 ratons, en considérant que 6 ratons/portée seront obtenus) répartis en deux groupes expérimentaux, exposés ou non aux CEM (cf. ANNEXE 1). Une procédure est considérée dans le cadre de ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des réponses aux questions scientifiques et aux préoccupations sociétales concernant les possibles effets neurobiologiques des expositions développementales aux champs électromagnétiques avec le minimum de rats pour le projet.
Procédures
Aucune intervention de type prélèvement sur animal vigile ou chirurgie n'est prévue. Deux heures avant leur mise à mort, les rats recevront une seule injection intrapéritonéale de BrdU (150 mg/kg pour les mères et 50 mg/kg pour les descendants à PND9, 21 et 44 dans un volume maximum injecté de 6 ml/kg pour les animaux traités à PND9 et de 10 ml/kg aux autres âges). Préalablement à leur sacrifice, le cas échéant (en cas d'atteinte de point limite nécessitant la mise à mort après l’âge de PND15), les animaux recevront une seule injection intrapéritonéale d’une dose létale de pentobarbital (EXAGON, 400 mg/kg, ou traitement équivalent recommandé par le vétérinaire référent). Préalablement à leur mise à mort, les rats seront sédatés par inhalation d’isoflurane. Au bout de quelques minutes, l'anesthésie profonde sera vérifiée et les rats seront mis à mort.
Impact sur les animaux
Nous n'attendons pas de nuisance ou d'effet indésirable sur les animaux suite à la réalisation de la procédure n°1 de ce projet. Néanmoins, des signes critiques et les actions correctives qui seront menées en conséquence sont envisagés afin d’être en mesure de pallier toute manifestation inopinée de souffrance des animaux hébergés dans notre animalerie même si sa cause n’est pas prévisible et est indépendante des actions de la procédure n°1.
Devenir
Tous les rats seront mis à mort aux temps de sacrifices définis pour effectuer des prélèvements biologiques post-mortem qui permettront de réaliser des analyses biochimiques et de biomarqueurs cérébraux.
Remplacement
Pour ce qui est du remplacement, les approches cliniques, in vitro et in silico, par leurs limitations éthiques et techniques, ne peuvent pas répondre au questionnement concernant l’impact des expositions aux CEM-RF sur le positionnement et la morphologie des nouveaux neurones sur un organisme en interaction sensorielle avec son environnement et doué de thermorégulation, nécessitant de fait le recours aux études in vivo.
Réduction
Au plan de la réduction, plusieurs paramètres biologiques seront évalués sur un même animal, permettant ainsi de minimiser le nombre de rats utilisés. Les coupes de cerveau qui seront réalisées ex vivo seront exploitées pour l’analyse de plusieurs marqueurs (marquage du BrdU, marqueurs neurotrophiques, de l’inflammation et du stress oxydant) fortement questionnés dans les effets in vivo des CEM. Les variables quantitatives (marqueurs ex vivo, poids, …), seront analysées par 4-ways ANOVA ou 3-ways ANOVA suivi d’un test post-hoc avec la correction de Bonferroni, en fonction de paramètres inter-sujet (sexe, niveau de champs électromagnétique, âge) et intra-sujet (le temps pour les variables mesurées plusieurs fois chez un même rat (poids, tranches de 5 minutes pour l’activité locomotrice,…)). Les variables de rang (mesure du délai de retournement dans le « surface righting » sur un maximum de 60 secondes, …) seront analysées par le test du log Rank.
Raffinement
Concernant le raffinement, chaque animal sera observé quotidiennement et pesé tous les 2 jours. Des feuilles d’observation permettront de consigner les signes anormaux concernant l’apparence, le comportement, les signes cliniques, etc. En période périnatale, une attention particulière sera portée au bien-être des mères et de leur portée et à la nidification. L’état de santé des animaux sera suivi à l’aide d’une grille de scores (cf. ANNEXE 2) qui indiquera l’action à mener de prise en charge de la douleur. De plus, les conditions d’hébergement des animaux seront enrichies pour favoriser leur bien-être. Pendant la période périnatale, les rates seront hébergées seules puis avec leur portée. A partir du sevrage, tous les rats seront hébergés par sexe par groupe à plusieurs par cage pour leur socialisation. Un fond sonore musical sera diffusé la journée pour leur permettre de s’habituer au bruit généré par les manipulations et ainsi limiter le stress pouvant être ressenti durant les expérimentations. Du matériau leur permettant de nidifier, et éventuellement des bâtons en bois à ronger, seront disposés dans leurs cages d’hébergement pour favoriser leur développement cognitif. Une sédation par inhalation d’isoflurane sera pratiquée préalablement à la mise à mort des animaux.
Choix des espèces
Le rat est un animal de référence pour les études de toxicologie. En particulier, ses systèmes neurobiologiques et physiologiques ont été largement étudiés en laboratoire. Il existe une documentation très complète dans le domaine, dans la littérature et les ouvrages spécialisés. L’UMR PériTox possède une expertise en recherche en toxicologie expérimentale. Ces recherches ont été effectuées majoritairement chez le rat. Dans un souci de comparer nos résultats avec les résultats obtenus précédemment concernant les effets des CEM sur les fonctions cérébrales, nous avons choisi la même espèce. De plus, le personnel qui sera en charge des expérimentations est formé et possède une expérience reconnue pour l’entretien et l’observation des rats. Les femelles gestantes arriveront à l’animalerie au jour gestationnel (G) 3 et seront exposées à partir de G8 aux CEM-RF jusqu’au sevrage de la descendance, au jour postnatal (PND) 21, soit approximativement durant 35 jours. Elles seront sacrifiées à PND21 pour évaluer les effets de l’exposition sur leur neurogenèse. Les effets de l’exposition sur la mise en place de la fonction cérébrale seront évalués sur la descendance au stade néonatal (réflexes néonataux évalués de PND3 à 10), au stade juvénile et à l’adolescence (activité exploratoire évaluée dans l’open-field respectivement entre PND17 et 19, et entre PND41 et 43). Les femelles gestantes recevront une injection de BrdU à PND21 et la descendance aux stades néonatal (PND9), juvénile (PND21) et adolescent (PND44), et seront mis à mort 2h après pour examiner la neurogenèse. Cette analyse permettra d’identifier le stade développemental le plus sensible aux expositions aux CEM-RF et les effets à court/long terme et transitoire/permanent sur la neurogenèse et la fonction cérébrale tout au long de la maturation cérébrale.