Rongeurs
Caractérisation et traitement de l’inflammation intestinale dans un modèle murin de Sclérose En Plaques
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
730 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Deux modèles de sclérose en plaques leur sont induits par injections d'un cocktail pro-inflammatoire et de toxine pertussique, avec pose d'un cathéter pour l'imagerie, provoquant une perte de mobilité et des poussées de paralysie sur plusieurs semaines. Le porteur prévoit une mise à mort si la perte de poids dépasse 20 % ou si le score de douleur reste élevé. Il affirme que les expériences in vivo ne peuvent pas être totalement remplacées par des études in vitro et parle de "stricte nécessité".
Objectifs
Nous utiliserons l'imagerie ciblée à l'aide de molécules spécifiques pour visualiser l'inflammation intestinale dans deux modèles de sclérose en plaques. Il s'agit d'un modèle progressif et d'un modèle avec une phase de rémission et une autre phase de récurrence. Pour chacun de ces deux modèles deux objectifs sont prévus : mesurer l’évolution de l’inflammation intestinale au cours de la maladie ainsi que de savoir si une inflammation intestinale apparait avant l’apparition des symptômes moteurs et/ou avant une rechute de la pathologie (réapparition des symptômes après une période de rémission), et si, le cas échéant, une telle inflammation est prédictive d’une déclaration, d’une rechute imminente de la pathologie et/ou de sa sévérité.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but d’approfondir nos connaissances sur le lien entre l’inflammation intestinale et la sclérose en plaques. Ce projet vise également à développer de nouvelles méthodes de diagnostic (imagerie) et de thérapeutique (traitement de l’inflammation intestinale) dans la sclérose en plaques.
Procédures
Injections s.c. à J0 de 50 µl au niveau de chaque hanche et de chaque épaule (soit 200 μl au total pour l’animal) : durée 20 secondes par injection, moins de 2 minutes pour tout + Injection i.p. à J0 et à J2 de toxine pertussique (200ng dans un volume final de 200 µl) 30 secondes en tout à chaque injection. Pose d'un cathéter veineux à la veine caudale pour l'imagerie et injection du contraste (200 µL au total) 5 minutes en tout. Suivi du score neurologique : observation pendant 5 minutes environ et pesées : 30 secondes en tout à chaque pesée après une habituation de quelques minutes une fois la cage déplacée à proximité de la balance.
Impact sur les animaux
Ce projet, sur la sclérose en plaques utilisera deux modèles chez la souris : un modèle progressif et un autre récurrent-intermittant. Des injections seront nécessaires ainsi que la pose d'un cathéter pour l'imagerie. Les animaux auront des injections d'un cocktail pro-inflammatoire qui provoquera une inflammation intestinale suivie en imagerie en plus que les symptomes moteurs. Le temps nécessaire entre le début du projet et l'imagerie est de 12-20 jours pour le modèle progressif et jusqu'à 40 jours pour le modèle récurrent intermittant (le scoring identifiera ce point). Pour le premier modèle, des signes cliniques de la sclérose apparaitront au bout de 8-10 jours et comprendront une perte de la mobilité. Pour le deuxième modèle, les signes cliniques apparaitront au bout de 10-15 jours pour la première poussée, une phase de rémission autour de 15-30 jours avec une deuxième poussée vers 30-40 jours.
Devenir
Procédure 1 : animaux mis à mort et tissus récupérés. Procédure 2 : animaux mis à mort et tissus récupérés. Procédure 3: tous les animaux inclus dans cette procédure seront gardés en vie à la fin afin d’évaluer les effets thérapeutiques des injections des anticorps monoclonaux. La mise à mort sera réalisée aux temps prévus par les procédures 1 et 2.
Remplacement
Ces études seront réalisées en parallèle avec des études in vitro (modèle de barrière hématoencéphalique, modèle de barrière intestinale, culture de cellules immunitaires). La réalisation de ces expériences in vitro est de nature à réduire le nombre d’animaux utilisés dans les procédures d’expérimentation décrites dans ce projet. Toutefois, les expériences in vivo ne peuvent pas être totalement remplacées par des études in vitro pour la bonne réussite de ce projet. En effet, des études dans des modèles animaux intégrés sont nécessaires pour la validation des données obtenues in vitro et pour la future translation à la santé humaine. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information.
Réduction
Nous ne possédons pas assez de données pour réaliser une analyse de puissance. Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été évalué au regard de nos données antérieures et de la littérature disponible. Les tests statistiques utilisés comprendront des tests non-paramétriques (test de Kruskall-Wallis suivi d’un test de Mann-Whitney), des tests paramétriques (ANOVA à mesures répétées suivi d’un test de Bonferroni, et tests de Student appariés et non appariés), des tests de régression linéaire ainsi que des tests de Gehan-Breslow-Wilcoxon. Dans chaque phase du projet, le minimum d'animaux a été prévu afin d'arriver à des résultats qui puissent suivre ces tests statistiques.
Raffinement
Un score clinique neurologique sera effectué tous les jours (dès le 1er jour jusqu’au jour de la mise à mort) afin d’évaluer la douleur et l’atteinte neurologique des souris. Les animaux seront également pesés tous les jours pour surveillance du poids et mis à mort si une perte de poids de plus de 20% est observée par rapport au poids initial et/ou si un score sur l’échelle de la douleur (grimace scale) est supérieur à 7 pendant les 48h critiques au modèle. Tout le matériel utilisé dans cette procédure expérimentale est neuf (pour les consommables, comme les seringues et aiguilles) ou soigneusement nettoyé et désinfecté pour les réutilisables (pinces métalliques). Afin de prévenir toute douleur occasionnée par l’injection sous-cutanée du cocktail de protéines et par l’injection intra-péritonéale de la solution de toxine pertussique, une anesthésie générale gazeuse de courte durée sera réalisée (oxygène/protoxyde d’azote 30%/70% + 2.5 % d’Isoflurane) et un patch de Lidocaïne sera posé sur le dos et sur le ventre de l’animal 1h avant les injections. Une application de Lidocaïne par spray sera également réalisée quotidiennement au niveau de chaque point d’injection, du 1er jour de l’induction jusqu’au 5e jour après celle-ci (soit par l’animalier, soit par l’expérimentateur). Les animaux ne présentant pas de signe d’arrêt (voir plus loin : points limites) seront mis à mort 40 jours après l’induction de la maladie. Afin de faciliter l’accès à la nourriture et à la boisson lors des atteintes cliniques neurologiques sévères, une boite de pétri rempli de croquettes humidifiés est déposée dans la cage même et ceci dès le premier jour de l’induction du modèle. Un anesthésique gazeux sera utilisé qui permet une récupération rapide des animaux (isoflurane) et une analgésie est prévue (lidocaine en application locale et buprénorphine en s.c.).
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus utilisée pour étudier les mécanismes physiopathologiques de la SEP, grâce à différents modèles bien caractérisés. Elle constitue également une espèce très étudiée dans le domaine de l’inflammation intestinale. L’anatomie de l’intestin et du système nerveux murin ainsi que la physiologie de la souris (notamment en ce qui concerne la barrière intestinale, la barrière hémato-encéphalique et le système immunitaire) sont également bien connues et sont proches de celles de l’homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables de la pathologie humaine de l’inflammation. Enfin, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différentes de l’homme. Les souris utilisées auront 6-7 semaines. En effet, la SEP est une pathologie qui survient principalement dans une population jeune (entre 25 et 35 ans majoritairement).
Intérêt des facteurs de croissance hépatocytaires à la phase aigüe de l’accident vasculaire cérébral chez le rat (EU 2/2)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
92 rats vont être utilisés dans des procédures légères puis modérées, 62 tués à 24 heures pour prélèvement du cerveau et du cœur et 30 réutilisés dans d'autres projets. Une chirurgie occlut une artère cérébrale par un filament pendant 90 minutes avant reperfusion, avec examens IRM sous anesthésie et injection d'une protéine, le facteur de croissance hépatocytaire, censée limiter les dégâts. Le porteur rappelle qu'aucun traitement de neuroprotection n'a démontré d'efficacité chez l'humain et renvoie un éventuel essai clinique au conditionnel. Il indique que le mécanisme d'action testé n'est pas reproductible in vitro.
Objectifs
L’accident vasculaire cérébral (AVC) constitue la première cause de handicap acquis chez l’adulte, la deuxième cause de démence et la troisième cause de mortalité : c’est donc un enjeu majeur de santé publique. Dans 85% des cas, l’AVC est d’origine ischémique, c’est-à-dire qu’il provient de l’occlusion d’une artère cérébrale. Le seul traitement disponible en phase aigüe d’un AVC ischémique (dans les premières heures) consiste à déboucher l’artère occluse (recanalisation). La recanalisation artérielle entraîne une restauration du flux sanguin au sein d’un territoire qui en était privé. Cette reperfusion du tissu cérébral est nécessaire, mais elle déclenche des cascades pathologiques qui contribuent aussi aux séquelles de l’AVC. L’un des enjeux du développement de nouvelles approches thérapeutique dans l’AVC, en complément des traitements actuels, serait de combattre les dommages liés à la reperfusion. L’objectif de ce projet est de déterminer si une protéine d’intérêt appelé Hepatocyte Growth Factor (HGF) permet de diminuer la taille et les conséquences de l’AVC. Il s’agit d’un élément majeur en santé publique car la taille de l’AVC est directement reliée au handicap et à la mortalité. Les données de la littérature sont croissantes depuis une dizaine d’année. Notre hypothèse est en faveur d’une diminution de la taille de l’infarctus et une amélioration de la fonction cérébrale lorsque HGF est utilisé dans l’AVC.
Bénéfices attendus
A ce jour, aucun traitement visant à protéger le tissu cérébral (neuroprotection) n’a démontré d’efficacité chez l’Homme. Ce projet de recherche a pour objectif de tester un nouveau traitement de neuroprotection dans les premières heures suivant la survenue d’un AVC liée à l’occlusion d’une artère cérébrale. La molécule testée a déjà montré des bénéfices dans l’attaque cardiaque. Si notre étude apporte des preuves d’efficacité, un essai clinique pourrait être mis en place rapidement pour évaluer cette nouvelle approche thérapeutique chez les patients. L’évaluation de nouveaux traitements dans un modèle d’AVC ischémique chez le rongeur est une étape nécessaire pour pouvoir concevoir correctement de futurs essais cliniques.
Procédures
Ce projet multisite se découpera en 2 procédures : 1) Etude pharmacologique de N Acetyl Heparin sous anesthésie gazeuse profonde à l’isoflurane - classe légère : La veine caudale est cathétérisée puis le produit est injecté par voie intraveineuse à différentes posologies, soit uniquement en bolus, soit par bolus puis perfusion continue pendant une heure (anesthésie de 10 minutes pour les injections en bolus seul, de 1h10 pour les injections en bolus puis anesthésie). Les animaux auront des prises de sang régulières, par voie caudale, de 50 μL : avant injection de NAH, à 10 minutes, à 1h puis à 24h (le prélèvement réalisé à une heure chez les animaux ayant uniquement un bolus intraveineux et celui réalisé à 24h seront réalisés après anesthésie locale caudale). 2) induction chirurgicale de l’AVC et administration des traitements - classe modérée : - (H0) Induction chirurgicale de l’AVC - (H1) Examen IRM basal afin de vérifier la bonne efficacité de la ligature artérielle - (H1,5) : le filament est laissé en place pendant 90 minutes (ischémie), après quoi il est retiré (reperfusion), et l’animal peut être définitivement suturé à l’aide de fils stériles. Le traitement est administré par voie intraveineuse (cathéter caudal) 5 minutes avant la reperfusion (HGF, NAH ou NaCl). Les animaux sont anesthésiés pendant 1h30. La durée de la chirurgie en elle-même est d’environ 30 minutes. - (H23) Examen fonctionnel : Evaluation du Neuroscore - (H24) Examen IRM final : imagerie IRM à 24h sous anesthésie générale. Les animaux sont anesthésiés une quinzaine de minutes pour l’acquisition des différentes séquences.
Impact sur les animaux
L’induction d’un AVC ischémique chez le rat nécessite une procédure de classe modérée avec une chirurgie réalisée sous anesthésie générale d’une durée de 30 minutes. L’AVC ischémique n’induit pas de douleur en soi (de même que chez les patients, le parenchyme cérébral étant dépourvu d’innervation). Une des complications, rare, est l’œdème cérébral malin. Par ailleurs, le modèle animal induit des déficits sensoriels et moteurs reproduisant la physiopathologie humaine. Les cerveaux et les cœurs seront prélevés en fin de procédure afin d’évaluer les mécanismes d’action du traitement sur le cerveau et, à distance, sur le coeur. Un nombre total de 92 rats au maximum seront utilisés au cours de ce projet (phase 1 + phase 2), afin de disposer d’une étude statistique robuste.
Devenir
Les animaux issus de la phase 1, utilisés pour l’étude pharmacologique de N Acetyl Heparin, pourront être réutilisés dans d’autres projets de recherche utilisant des rats. Les animaux issus de la phase 2 seront mis à mort à 24h afin de pouvoir analyser les mécanismes d’action en jeux. Les différentes techniques d’analyse nécessitent d’utiliser le cerveau et le coeur des rats après sacrifice des animaux pour analyses en laboratoire.
Remplacement
Ce projet s’appuie sur des données expérimentales déjà publiées. En effet l’activation des cellules cérébrales par la protéine HGF les protégeraient de la mort cellulaire. L’utilisation d’animaux vivants est justifiée d’une part par le rôle central de l’imagerie « in vivo » dans nos procédures, grâce à l’utilisation d’appareils d’imagerie par résonance magnétique (IRM) dédiés aux petits animaux, afin de reproduire la prise en charge de l’AVC chez l’Homme ; et d’autre part le mécanisme d’action de NAH qui n’est pas reproductible « in vitro ».
Réduction
Chaque animal est son propre contrôle, ce qui permet d’augmenter la puissance statistique des résultats tout en limitant le nombre d’animaux. L’imagerie « in vivo » permet un suivi longitudinal sans avoir à mettre à mort des animaux à intervalles donnés pour faire la même observation. Tous les animaux utilisés lors de la phase 1 seront réutilisés dans d’autres projets. Le nombre d’animaux nécessaire a été calculé par un biostatisticien. Nous avons utilisé un test satistique spécifique pour calculer le nombre d’animaux nécessaire.
Raffinement
La chirurgie et les examens d’imagerie sont entièrement réalisés sous anesthésie profonde avec couverture analgésique adaptée. Les animaux sont surveillés de façon rapprochée avec utilisation de grilles de score pour évaluer le bien-être et prise de poids quotidienne (même en l’absence de chirurgie). Ils ont un accès facilité à la nourriture et à l’eau en période post-opératoire.
Choix des espèces
Le rat (souche Sprague-Dawley) est utilisé en première intention car c’est sur cette espèce qu’ont été décrites les techniques d’occlusion endoluminale (via un filament carotidien), ne nécessitant pas de craniotomie et permettant un excellent contrôle de la recanalisation. De plus nos méthodes d’imagerie et d’évaluation neurocomportementale sont bien validées entre nos mains chez le rat et pour cette souche. Il s'agira de jeunes adultes (poids de 250-300g). L’occlusion de l’artère cérébrale moyenne est réalisée via un filament dont le diamètre est calibré en fonction du poids de l’animal. Il est donc capital pour la réussite du modèle et l’inclusion des animaux que le poids soit strictement contrôlé. Les animaux jeunes sont préférés car la variabilité du modèle est moindre. Cette fourchette de poids est par ailleurs celle utilisée dans les études antérieures et sur lesquelles s’appuient notre retour d’expérience et nos statistiques.
Etude de l’effet neuroréparateur de la stimulation du nerf vague dans un modèle d’AVC chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
277 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue puisque leur cerveau est prélevé, la plupart sous anesthésie sans réveil et 25 en gravité modérée. Une microchirurgie provoque une ischémie du cortex et pose une électrode autour du nerf vague, les animaux étant gardés jusqu'à 28 jours avec des tests sensori-moteurs quotidiens puis un enregistrement électrophysiologique sous anesthésie. Le porteur affirme que la stimulation du nerf vague est indolore et que le seuil des points limites n'a jamais été franchi lors de projets antérieurs. Il décrit les procédures comme d'une "stricte nécessité" ne pouvant être remplacées par des méthodes in vitro ou in silico.
Objectifs
A ce jour, il n’existe pas de solution thérapeutique capable de protéger ou réparer le système nerveux central après un accident vasculaire cérébral (AVC). Plusieurs laboratoires, dont le nôtre, ont démontré que la récupération fonctionnelle est freinée par un excès d’inhibition par le GABA, un neurotransmetteur inhibiteur, au sein des territoires adjacents à la lésion cérébrale et que la réduction de cet excès d’inhibition favorise la plasticité cérébrale, c'est à dire la formation de nouvelles connexions neuronales, ainsi que la récupération sensori-motrice. La stimulation du nerf vague (SNV) favorise cette récupération, mais son mécanisme d’action reste à démontrer. Ce projet s’inscrit dans la thématique du laboratoire.
Bénéfices attendus
L'objectif est de valider l'hypothèse que la SNV permet d'amplifier l'activité du cortex cérébral lors de la phase de réparation après un AVC expérimental, et ainsi d'améliorer la récupération des fonctions sensori-motrices perdues avec l'AVC.
Procédures
Quatre procédures sont prévues dans cette demande. Ces 4 procédures seront réalisées, (avec des modalités différentes, clairement explicitées dans les paragraphes concernés) pour tous les animaux. A savoir : 1. une microchirurgie permettant de réaliser une ischémie du cortex cérébral ainsi que d'équiper l'animal avec une électrode de stimulation du nerf vague. Les animaux seront maintenus en vie 28 jours au maximum. La chirurgie durera environ 1h. Les performances motrices de l’animal seront sensiblement diminuées pendant les 48h suivant l’intervention, après quoi son état s’amméliorera de jour en jour grâce à la récupération sensori-motice. 2. des tests d'évaluation des capacités sensori-motrices. L'animal sera soumis aux tests sensori-moteurs pendant une quinzaine de minutes par jour de tests. 3. La stimulation du nerf vague (SNV) indolore et sans effet inconfortable pour l'animal sera pratiquée pendant la tâche comportementale ou alors sous anesthésie générale (30 min). 4. L'enregistrement électrophysiologique (2 h) sera pratiqué exclusivement sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Nuisances : - La microchirurgie au niveau du crâne et la suture de la peau à ce niveau entraînera une plaie sur 1 cm, qui sera traitée. - L'occlusion d'une branche de l'artère cérébrale induira une déficit partiel de la force musculaire du côté opposé à la lésion, le plus souvent réversible au cours des 3 semaines qui suivent. - La pose de l'électrode autour du nerf vague et la suture de la peau à ce niveau (cou) entraînera une plaie sur 1,5 cm qui sera traitée (résorption en quelques jours). Les muscles et les organes ne seront pas endommagés. Au total, notre expérience de plusieurs années sur ce modèle modéré d'AVC montre que les animaux supportent ces procédures sans complication et sans manifester une douleur ou une détresse que nous ne puissions traiter. - La stimulation du nerf vague, à l'intensité choisie, n'entraîne pas d'inconfort, de douleur ou de perturbation métabolique ou physiologique nuisible. Tout au contraire, il s'agit d'une stimulation employée chez l'animal et chez l'homme pour réduire les symptômes de dépression, pour limiter l'épilepsie ou pour inhiber la douleur. Le retour sur les précédant projets autorisés utilisant ces mêmes procédures ont montré que le seuil des points limites n'a jamais été franchi. Nous sommes donc confiant que le présent projet n'occasionnera pas d'effet inattendus.
Devenir
Le cerveau de tous les animaux utilisés dans ce projet sera prélevé pour des exploitations histologiques (analyses histopathologique et immunohistochimique).
Remplacement
Ce projet permettra d’analyser un mécanisme physiologique hautement intégré qui ne peut pas être reproduit de manière satisfaisante par des expériences in vitro ou in silico. Les paramètres physiologiques concernés n'existent que dans la situation "in vivo''. Les procédures expérimentales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales.
Réduction
Ce projet s’efforce de réduire le nombre d’animaux au strict nécessaire pour que l’étude soit concluante (277 souris mâles adultes), en collectant le maximum d’observations au cours d’une même expérience. Le nombre d’animaux nécessaire a été évalué selon la sensibilité et la spécificité des procédures utilisées, en fonction de l’expérience acquise lors de nos précédentes études et de la littérature en vigueur. L’utilisation d'un modèle d'AVC modéré génère une lésion uniquement corticale de quelques millimètres cube (7 en moyenne) ce qui n’occasionne pas de handicap lourd chez les animaux ni de mortalité, permettant ainsi d’optimiser le bien-être des animaux et de réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Concernant le critère de raffinement, les souris seront systématiquement anesthésiées lors des procédures invasives. Seul du personnel qualifié se chargera de réaliser les expériences, en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux. Des points limites sont définis au préalable. Tout au long du projet, du personnel qualifié veillera au bien-être des animaux bi-quotidiennement 5j/7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuellement en vigueur (Directive 2010/63/UE). Pour limiter le stress des animaux, les cages seront isolées dans une pièce dédiée, à l'abri du bruit extérieur. Les animaux auront accès à l’eau et la nourriture ad libitum et ils seront sous surveillance constante après le déclenchement de l’AVC expérimental.
Choix des espèces
La souris (mus musculus) est le mammifère non primate le plus proche (phylogénétiquement) de l’Homme : son degré d’homologie avec l’Homme est donc très élevé. De fait, la souris est l’animal le plus couramment utilisé pour modéliser l’ischémie cérébrale et le niveau de connaissance en physiopathologie est très avancé. L’anatomie du système nerveux central et la physiologie vasculaire assez similaire à celle de l’Homme en font un très bon modèle pour cette pathologie. Réaliser ces expériences chez un animal non-mammifère (autres groupes de vertébrés ou invertébrés) ne permettrait pas d’obtenir des données aussi pertinentes et exploitables par la communauté scientifique et médicale. Les animaux seront âgés de 8-15 semaines en début du protocole, ce qui correspond à la maturité cérébrale adulte. Nous effectuerons notre modèle sur des adultes pour comparer les données obtenues avec la majorité des données déjà disponibles sur les modèles d’AVC. De plus, chez l’Homme, les AVC surviennent très majoritairement chez l’adulte.
Evaluation de l’efficacité de composés dans le traitement de la décompensation aigue de la cirrhose hépatique. Utilisation d’un modèle rongeur induit par l’association du tétrachlorure de carbone, du phénobarbital et du lipopolysaccharide.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
1 320 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers, modérés puis sévères pour 1 040 d'entre eux. Ils reçoivent du tétrachlorure de carbone par voie orale pendant vingt semaines, du phénobarbital, puis une injection de lipopolysaccharide dans l'abdomen destinée à déclencher une défaillance aiguë de plusieurs organes, le protocole mesurant la durée de survie avant la mise à mort. Le porteur teste des composés censés réduire cette mortalité et renvoie les retombées pour les patients cirrhotiques au conditionnel. Sur le remplacement, il indique ne disposer d'aucun modèle in vitro équivalent et conclut à la nécessité d'un système biologique complexe et "global".
Objectifs
Notre projet consiste à reproduire dans un modèle expérimental murin (rat), un épisode aigu de défaillance multiorganes appelé « acute on chronic liver failure » (ACLF), et d’évaluer les effets de composés sur le traitement ou la protection qu’ils pourraient avoir dans cette pathologie. La cirrhose hépatique est une pathologie caractérisée par une fibrose diffuse, une perturbation sévère du flux artériel et veineux intrahépatique, une hypertension portale et évoluant vers une insuffisance hépatique. La cirrhose a classiquement été catégorisée en deux états : compensée et décompensée. La décompensation aiguë est définie par l’apparition récente d’ascite, un épisode d’encéphalopathie hépatique, une hémorragie digestive, et un épisode infectieux ou n’importe quelle combinaison de ces critères. Il y a deux catégories de décompensation aiguë: la première dite traditionnelle, de bon pronostic à court terme et la seconde, appelée ACLF plus complexe, associée à des défaillances multiples d’organe et de mauvais pronostic. L’ACLF est un syndrome fulminant déclenché par un événement précipitant produisant la défaillance de multiples organes. Il apparait donc que cette phase d’emballement de la réaction immunitaire et inflammatoire soit déterminante lorsque l’ACLF survient chez des patients cirrhotiques qui présentent des lésions hépatiques. Ils ont souvent une endotoxémie importante et une augmentation des taux de cytokines inflammatoires plasmatiques qui sont des facteurs prédisposants. Le modèle d’étude de cette pathologie sera reproduit chez le rat Sprague Dawley par administration orale chronique de tétrachlorure de carbone (CCl4). Afin de potentialiser l'effet du CCl4, les animaux seront préalablement exposés au phénobarbital (activateur des cytochromes de détoxification hépatique). A un stade avancé de la cirrhose, nous administrerons du lipopolysaccharide afin de mimer le facteur infectieux retrouvé dans la pathologie humaine, Les effets des composés testés seront évalués sur leur capacité à réduire l’orage cytokiniques et à prolonger la survie des animaux après un épisode d’ACLF.
Bénéfices attendus
Il est attendu que les composés que nous allons tester exercent des effets multiples, c'est à dire qu'ils puissent agir sur plusieurs cibles en même temps. Par exemple si ces produits réduisent à la fois le processus inflammatoire, l’infection, et améliorent le fonctionnement du foie , nous pensons réduire de manière significative les effets aigus de l'épisode d’ACLF chez les patients cirrhotiques.
Procédures
Au cours de la première phase au cours de laquelle va s’installer la pathologie du foie qui durera 20 semaines au maximum, les animaux subiront des traitements par voie orale à raison de de deux fois par semaine. Cette administration sera pratiquée par une personne expérimentée et ne représente pas une action invasive traumatisante. Il y aura donc 40 administrations par voie orale au maximum. A l'issue de cette phase 1, tous les animaux subiront un prélèvement sanguin, sous anesthésie gazeuse de courte durée. Au cours de la seconde phase sera déclenché l'épisode aigu d’ACLF, les rats recevront une seule administration par injection dans l’abdomen (voie intrapéritonéale). Pour les animaux qui survivront au-delà de 24h, un prélèvement sanguin terminal sera réalisé au moment de leur mise à mort, ils seront alors sous anesthésie gazeuse.
Impact sur les animaux
Le modèle est réalisé en deux phases : 1) La première phase est longue (de 10 à 20 sem max ) , elle permet le développement de la pathologie hépatique , les traitements pour l’induire sont doux (voie orale), il n'y a pas de souffrance ni inconfort manifeste. 2) La seconde phase qui correspond à la précipitation de l'ACLF par injection du composé qui mime un infection bactérienne majeure (LPS) est par définition aigue. Elle génère rapidement des signes de stress et d'inconfort chez le rat (trouble de l'homéothermie, prostration, pâleur des muqueuses etc). Ces effets sont évalués et scorés à la fois dans le but de grader la sévérité ce qui reflète aussi un effet pharmacologique du produit testé, et pour évaluer les points d'arrêts anticipés ou points limites. Deux approches expérimentales sont envisagées, 1) : l'étude de survie à 24h qui permettra d'évaluer la protection éventuelle de notre composé en comparaison à un groupe d'animaux contrôles ou 2) : évaluation dans un temps précoce juste après l'induction des paramètres hémodynamiques et biochimiques (enzymes, cytokines), cela permet également une approche mécanistique par le biais de l'expression de gènes de régulation des processus inflammatoires ou métaboliques.
Devenir
A l'issue de chaque procédure expérimentale les animaux seront observés au cours d'une période de 24heures maximum après le déclenchement de la phase aigue de la défaillance multi organe. Cette phase d'observation se traduira soit pas la mort de l'animal (avec mesure de la durée de survie = étude de survie) soit par une mise à mort pour les animaux survivants. La jsutification repsoe sur l'objectif de ce projet qui consiste à évaluer les effets de composés sencés réduire la mortalité lors de défaillance aigue de l'organisme. les animaux qui survivent seront mis à mort et seront nécropsiés.
Remplacement
La possibilité de disposer d’un modèle animal qui permet d’évaluer les effets des nouveaux composés sur tous les aspects d'une pathologie présent chez l’homme constitue une étape clé dans la lutte contre ces maladies et font de nos modèles un outil translationnel très pertinent. Nous ne disposons pas actuellement de modèles in vitro ayant des caractéristiques permettant d'évaluer les propriétés de composé sur l'ACLF. Une première phase de sélection des meilleurs composés est effectuée sur des modèles acellulaires ou cellulaires, et même sur des modèles de tyoe organoïdes contribuant ainsi à l’utilisation de méthodes alternatives visant à remplacer partiellement l’utilisation des animaux. L’évaluation finale du potentiel thérapeutique des produits dans des modèles animaux reste cependant nécessaire. L’administration des composés dans le contexte d’un animal vivant permet d’évaluer la réelle efficacité des composés dans un système biologique complexe et «global ».
Réduction
La stratégie de réduction consiste à ne réaliser que les essais avec les composés les plus prometteurs ayant satisfait aux étapes de sélection préliminaires in vitro. La chimie des médicaments peut produire des familles de composés chimiques très importante, la stratégie de sélection de produits intéressants à l’aide de tests in vitro exclue une très grande majorité des produits et diminue donc drastiquement le nombre de tests à réaliser chez l’animal.
Raffinement
L'ACLF qui par définition est chez l'homme une pathologie qui entraine le décès à 28 jours de 20 à 70% des patients hospitalisés . Le modèle d'étude expérimetal est lui aussi sévère , la précipitation de la décompensation est subite , nous avons établi des grilles de scoring et une surveillance accrue des animaux de manière à ne pas conserver un animal qui aurait atteint les points d'arrêt anticipés.
Choix des espèces
Sur la base de la littérature scientifique, aucun modèle invertébré ne permet à ce jour dans le cadre de la cirrhose du foie de valider l’efficacité d’une nouvelle molécule dans le traitement de cette pathologie. Le génome du rat et celui de l'homme ont 90% de leurs gènes en commun et ces derniers sont présents dans le même ordre sur les chromosomes, ce qui fait des petits rongeurs un modèle de choix dans les études pharmacologiques. Le choix de l'espèce rat a été fait en se basant sur la littérature scientifique et sur nos connaissances des caractéristiques des molécules à tester. Rats juvéniles en période post sevrage au début des études expérimentales (environ 21-28 jours), le poids optimal des rats est de 100 grammes dans la littérature scientifique.
Evaluation de l’entrée dans le cerveau de protéines et de nanobodies d’intérêt thérapeutique délivrés par un nanobody cargo par imagerie PET
- Recherche fondamentale
- Oncologie
480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées légères, dont 240 génétiquement modifiées pour être dépourvues d'un récepteur du cerveau. Chaque animal reçoit une injection dans le ventre puis passe une imagerie PET/CT sous anesthésie, pour évaluer l'entrée dans le cerveau de petits anticorps issus de lama. Elles sont ensuite tuées par dislocation cervicale ou au dioxyde de carbone. Le porteur affirme, en s'appuyant sur des travaux de collaborateurs, une douleur "non supérieure à celle produite par l'introduction d'une aiguille", et conclut que le recours à l'animal est "inévitable".
Objectifs
Les anticorps constituent des outils thérapeutiques à fort potentiel. Dans le cas des maladies du cerveau, leur développement est malheureusement limité du fait des barrières physiologiques qui protègent l'organe. Ces barrières, notamment la barrière hémato-encéphalique, limitent le passage de molécules du sang vers les tissus cérébraux, et inversement. Franchir ces obstacles permettrait aux biomolécules d'intérêt thérapeutique (protéines tels que des anticorps ou peptides (d'atteindre leurs cibles et d'offrir aux patients de nouvelles approches thérapeutiques. Des anticorps de lama, qui ont la caractéristique d'^tre de petite taille (appelés nanobodies) et spécifiques des récepteurs de messagers chimiques dans le cerveau (le glutamate et l'acide gamma-aminobutyrique, dit GABA) ont été produits au laboratoire. Ils reconnaissent différentes cibles potentielles dans le cadre de plusieurs maladies du cerveau. Nous avons observé que certains de ces petits anticorps sont capables d'entrer dans le cerveau et donc de franchir ces barrières physiologiques. Toutefois, la majorité de ces nanobodies n'a pas été testée in vivo. De ce fait, nous ne savons pas si cette capacité à pénétrer le tissu cérébral est propre à ces quelques nanobodies, ou commune à nombre d'entre eux. Les objectifs de ce projet sont 1) de comprendre leur mécanisme d'entrée dans le cerveau et 2) d'utiliser un des ces petits anticorps comme transporteur pour apporter au niveau cérébral d'autres nanobodies thérapeutiques. Ce projet sera mené conformément à l'application de la règle des 3R.
Bénéfices attendus
Ce projet enrichira nos connaissances sur l'entrée des petits anticorps (nanobodies) dans le cerveau. Il nous permettra également d'évaluer leur utilisation pour administrer des nanobodies thérapeutiques dans cet organe. En perspective, notre nanobody vecteur pourrait servir d'outil pour administrer différentes protéines thérapeutiques ou diagnostiques dans le cerveau.
Procédures
Au cours de la procédure expérimentale, les animaux seront soumis à : - Une injection unique de nanobody par voie intrapéritonéale (durée 2-3 secondes, injection sur la droite de l’abdomen afin d’éviter une injection dans le caecum) à la concentration de 10 mg/kg, soit de 100 à 300µl en fonction de la concentration des nanobodies. Ces injections seront réalisées par du personnel compétent et qualifié. - Une analyse par imagerie PET/CT (30 minutes maximum) sera réalisée à l’aide de nanobodies radiomarqués. De très nombreuses expériences permettent de démontrer que ces radio-traceurs n’influent aucunement sur le bien-être des souris. - L’analyse sera réalisée sous anesthésie gazeuse de la souris (4% isoflurane) avant installation dans le lit de l’imageur PET/CT. La souris sera maintenue endormie avec 2% d’isoflurane pendant le temps de l’imagerie, qui n’excède pas 30 minutes. Le lit de l’imageur est chauffé à 37°C et les yeux de la souris sont protégés avec de l’Ocrygel. - Durant la phase de réveil, la souris sera transférée dans une cage placée sous une lampe chauffante où elle sera surveillée jusqu’à son complet réveil. La souris sera ensuite replacée dans sa cage initiale. - Plusieurs temps d’analyses seront étudiés pour suivre le passage de barrière hémato-encéphalique par les nanobodies : ainsi chaque souris du projet sera analysée par PET/CT à 1h, 4h, 24h, 72h. Toutefois, ces temps pourront être modifiés en fonction des premiers tests. Les animaux seront sacrifiés à la fin de l’expérimentation.
Impact sur les animaux
De précédentes données obtenues via des études sur des souris par des collaborateurs ont montré qu’un traitement aigu avec les nanobodies dirigés contre le récepteur mGluX n’engendrait pas de signe de toxicité ni de souffrance chez l’animal*. *Douleur non supérieure à celle produite par l’introduction d’ une aiguille.
Devenir
Mise à mort par dislocation cervicale ou insufflation progressive de CO2.
Remplacement
Remplacement : Le remplacement de l’animal n’est pas possible pour cette étude. Des données préliminaires montrent une importante accumulation des petits anticorps dans une région où la barrière physiologique cérébrale (barrière hémato-encéphalique), qui est la principale barrière s’opposant à la pénétration des molécules dans le cerveau, est modifiée. Nos données in vitro suggèrent que les anticorps de petite taille (nanobodies) déclenchent un mécanisme particulier faisant intervenir de manière indispensable leur cible mGluX pour passer la barrière physiologique. Un modèle isolé de barrière hémato-encéphalique ne permet pas de représenter exhaustivement les potentielles voies d’entrée dans le cerveau et toute la complexité de cet organe. De plus, il n’existe aucun modèle de la région particulière qui semble impliquée dans le passage des nanobodies. Ainsi, étudier le passage de ces nanobodies in vitro ne pourrait apporter de preuves irréfutables confirmant ou infirmant leur propriété de pénétration dans le cerveau. Le recours à l’animal est donc inévitable.
Réduction
Réduction : l’étude sera réalisée sur un total de 480 souris (240 souris sauvages et 240 souris déficientes en récepteur mGluX ( appelées mGluX KO)). Nos résultats préliminaires ne permettent pas de prédire leur efficacité d’entrée. Le nombre d’animaux utilisés pour pouvoir tester l’ensemble des petits anticorps thérapeutiques que nous voulons tester a été réduit au minimum pour obtenir des données pertinentes d’un point de vue statistique.
Raffinement
Raffinement : cette étude impliquera l’utilisation d’une lignée de souris génétiquement modifiées, déficientes en récepteur mGluX, dont le phénotype n’est pas dommageable. Tous les animaux de cette étude seront placés dans un milieu enrichi, avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté, sous surveillance quotidienne. Les données obtenues par nos précédents collaborateurs suite à un traitement aigu avec les petites molécules dirigées contre mGluX ne montrent pas de signe de souffrance supérieure à celle engendrée par l’introduction d’une aiguille. L’observation d’anomalies chez les animaux dans le cadre de leur suivi quotidien sera reportée sur une fiche de suivi clinique (Annexe I), mise en place par la SBEA. Cette grille de scoring ne nécessite pas de personnalisation particulière car elle tient compte de tous les éventuels points critiques de notre expérience. Les points limites retenus seront donc : - Une perte de poids > 20% du poids initial ; - L’infection au site d’injection ; - L’état général des souris à leur réveil après l’anesthésie à l’isoflurane. Nous surveillerons plus précisément leurs comportements tels que l’hypo ou hyperactivité ; le mode de déplacement ou leur respiration (annexe 1).
Choix des espèces
Les anticorps de petite taille (nanobodies) utilisés dans le cadre de ce projet reconnaissent des cibles (récepteurs) murines. Le choix de l'espèce Mus musculus et du caractère sauvage de la souche de souris utilisée nommée mGluX WT permettra d'évaluer le passage des molécules via une barrière hémato-encéphalique intègre. Les souris mGluX KO seront elles, utiles pour évaluer le rôle crucial que jouerait le récepteur mGluX dans ce transport. Les souris seront traitées à partir de 5 semaines d'âge correspondant à l'âge adulte auquel la formation de la barrière hémato-encéphalique est complètement achevée. Les souris seront acceuillies à l'âge de 4 semaines et seront hébergées pendant une semaine avant le début de l'étude, pour permettre leur bonne acclimation.
Conséquence de l’inhibiton des neutrophiles pro-inflammatoires sur la destruction parodontale dans un modèle de parodontite expérimentale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
36 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie, une ligature imprégnée de la bactérie Porphyromonas gingivalis est posée autour d'une dent et renouvelée tous les trois jours pendant 28 jours, pour provoquer une parodontite, suivie d'injections d'une molécule anti-inflammatoire. Toutes sont ensuite tuées par ponction du sang dans le cœur pour prélever les tissus. Le porteur affirme n'observer aucune modification de l'état de santé des souris et présente cette espèce comme la plus utilisée pour l'étude de cette maladie.
Objectifs
La parodontite est une maladie inflammatoire chronique très fréquente (47% de la population adulte américaine). Elle entraine une destruction des tissus de soutien des dents, générant des édentements précoces et une difficulté à la réhabilitation orale. Elle est déclenchée par un déséquilibre du microbiote (plaque dentaire) avec une infection par la bactérie Porphyromonas gingivalis. Les parodontites sont une source chronique de passage de bactéries dans le sang et d'une inflammation généralisée de faible intensité, favorisant des maladies inflammatoires à distance (ex : maladies cardiovasculaires). Il n'existe pas de cibles thérapeutiques de l'inflammation pour le traitement des parodontites, ni de biomarqueurs pour évaluer précocement et mieux suivre des malades, notamment ceux atteints d'autres maladies inflammatoires chroniques. Les neutrophiles sont les leucocytes les plus abondants dans les lésions parodontales et semblent clés dans le développement des parodontites. Récemment, il apparait qu’il existe des sous types de neutrophiles aux fonctions pro-inflammatoires ou pro-résolutives de l'inflammation. Certaines drogues sont des inhibiteurs d'un facteur de la survie et l’activation du neutrophile, et permettent d’inhiber spécifiquement les neutrophiles pro-inflammatoires. Notre objectif est de déterminer si l’inhibition des neutrophiles pro-inflammatoires par administration d’une telle drogue permet de diminuer l’inflammation et la résorption osseuse dans un modèle de parodontite expérimentale chez la souris. La parodontite sera induite pendant 4 semaines, selon un protocole validé dans la littérature et maitrisé par notre équipe. Nous caractériserons la destruction du parodonte chez des souris injectées par cette drogue en comparaison de souris injectées avec l’adjuvant de la drogue et de souris contrôle (injectées avec un tampon neutre).
Bénéfices attendus
Notre projet est le premier à tester les conséquences d’une inhibition ciblée des neutrophiles pro inflammatoires par la drogue dans la pathogénie de la parodontite. Il pourrait ouvrir sur des pistes thérapeutiques régulant l’inflammation de la parodontite pour laquelle plus de 30% des situations échappent au traitement conventionnel (traitement qui repose actuellement exclusivement sur le contrôle de l’infection). De plus, une modification par lune drogue ciblant des neutrophiles circulants primés (activés) par l’inflammation parodontale et qui peuvent influer sur des processus pathogéniques à distance, tels que l’athérosclérose, sera recherchée et serait très prometteuse en prévention des comorbidités de la parodontite. Enfin, la parodontite est un modèle parfait de maladies inflammatoires choniques au cours de laquelle la régulation des neutrophiles est primordiale. Elle partage des mécanismes pathogéniques communs avec, par exemple, les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin ou la polyarthrite rhumatoïde : les résultats de ces travaux permetteraient donc d’ouvrir des perspectives dans l’étude de la pathogénie et de stratégies thérapeutiques d’autres maladies inflammatoires chroniques.
Procédures
Avant chaque expérimentation, les souris sont anesthésiées par une anesthésie générale par voie intra-péritonéale (IP) de Kétamine 100mg/kg-Xylazine 10mg/kg en solution injectable dans du sérum physiologique. L'intervention chirurgicale sera effectuée selon une procédure qui dure environ 10 min/souris. La procédure consiste en la pose répétée d’une suture de soie chirurgicale 6-0 imprégnée d’une solution de 109 CFU/mL de P gingivalis. Après chaque pose de ligature, les souris sont placées dans un environnement chauffé (tapis) et surveillées jusqu’à leur réveil. Cette procédure est répétée tous les 3 jours pendant 28 jours pour induire une inflammation chronique locale et une destruction du parodonte. Entre chaque renouvellement, les souris seront maintenues dans des cages dans un environnement enrichi avec nourriture et eau ad libidum. Au bout de 14 jours ; une destruction parodontale peut etre observée du coté ligature +/- P gingivalis pour tous les animaux. A 14 jours, les groupes recevront des injections de la solution diluante ou de la drogue pendant les 14 jours suivants, en parallèle de la poursuite du modèle de parodontite expérimental. Les groupes contrôles recevront un volume équivalent d’une solution neutre.
Impact sur les animaux
Notre expérience ne nous montre aucune modification observable de l’état de santé des souris suite à la réalisation des anesthésies par isoflurane et examen radiologique de précision micro-Computed Tomography (micro-CT), comme suite aux anesthésies générales et pose de ligature : aucune de perte de poids, de modifications comportementales, ni de modifications de l’apparence physique pour les animaux contrôles comme pour les animaux injectés avec la solution diuante n’ont été observées. Une prise de poids en accord avec les conditions d’élevage est observée démontrant que les souris se nourrissent correctement. La dose de drogue administrée est évaluée en accord avec la littérature scientifique). Une vigilance accrue sera mise en place pour les groupes d’animaux traités avec cette drogue.
Devenir
A l'issue de la procédure,tous les animaux sont mis à mort par exsanguination cardiaque sous anesthésie et analgésie profonde, permettant le prélèvement des tissus nécessaires à nos travaux.
Remplacement
Nous développons une recherche sur modèle expérimental chez le petit animal, car c'est le seul moyen à l'heure actuelle d’étudier les différents aspects de notre projet, c’est-à-dire analyser l’inflammation du tissu parodontal complexe. Il n’existe pas d’autres méthodes alternatives (in vitro, in silico) pour l’étude des parodontites, et la souris est l’espèce la plus couramment utilisée pour l’étude de cette maladie.
Réduction
Une publication sur la comparaison des modèles de parodontite expérimentale avec ligature +/- P gingivalis chez la souris montre une différence significative sur la perte osseuse et l'inflammation parodontale avec 5 souris/groupes (test statistique d’analyse de variance Turkey suivi d’un test t de Student). Le suivi longitudinal par micro- CT sur souris vivante de la perte osseuse induite nous permet aussi de rationaliser le nombre de souris. Une souris supplémentaire par groupe est prévue en cas de mort prématurée au cours de l’expérimentation. Le nombre d’animaux estimé et les tests statistiques sont également basés sur notre expérience pour ce type d’étude. Ce nombre minimum nous permettra d’être certains de répondre aux questions scientifiques de ce projet et de mettre en évidence des différences significatives entre les groupes.
Raffinement
La procédure ne conduit pas à des altérations évidentes des souris. Le suivi quotidien des animaux et la mise en place de points limites permettront d’identifier et de limiter toute souffrance et douleur, d’abord par des antalgiques et par une mise à mort anticipée selon les méthodes réglementaires, si nécessaire. Les animaux seront hébergés en groupe en milieu enrichi pour minimiser leur stress.
Choix des espèces
La souris est l’espèce la plus couramment utilisée pour l’étude de la parodontite et tout particulièrement pour l’approche moléculaire et histologique. De nombreux outils d’analyses, qu'ils soient commerciaux ou dans notre laboratoire, sont développés et adaptés à ce modèle. 3 mois – âge adulte avec croissance des maxillaires achevée
Titrage de l’activité des sérums anti-diphtériques sur cobayes
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
540 cobayes vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit six injections dans la peau d'un mélange de toxine diphtérique et de sérum sur les flancs, pour contrôler l'activité des sérums anti-diphtériques mis sur le marché. Le porteur indique que des érythèmes pouvant évoluer vers une ulcération sont possibles, tout en affirmant que les essais précédents n'en ont pas montré. Il précise qu'une méthode in vitro est en cours de développement et remplacera la méthode sur animal après validation.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de contrôler les sérums anti-diphtériques disponibles sur le marché français. La diphtérie est une pathologie très contagieuse qui se manifeste comme une angine mais qui peut avoir des atteintes cardiaques et neurologiques, elle peut être mortelle . La couverture vaccinale contre la diphtérie a entraîné l'éradication de cette pathologie en France métropolitaine, cependant certaines souches importées ont été observées sur le territoire. Les thérapies disponibles sont l'antibiothérapie ou la sérothérapie à base de sérum anti-toxine diphtérique. Les sérums utilisés étant des produits biologiques, leur activité doit être déterminée pour chaque lot produit. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette demande d'autorisation de projet, contrôler tout nouveau lot de sérum anti-diphtérique pour le mettre à disposition des services de santé en cas de dépistage d'un cas de diphtérie sur le territoire.
Bénéfices attendus
Contrôle de l'efficacité des sérums anti-diphtériques disponibles à la disposition des services de santé.
Procédures
6 solutions comprenant un mélange de la toxine diphtérique avec différentes concentrations de sérum anti-diphtérique seront injectées à chaque animal. Les injections intra-dermiques de 200µl/points sont réparties sur les flancs du cobaye (3 points sur chaque flanc).
Impact sur les animaux
Apparition d'érythèmes avec évolution vers une ulcération possible. Les essais précédents n'ont jamais mis en évidence cette situation, les doses de sérums testées étant suffisamment efficaces pour éviter l'apparition d'ulcères.
Devenir
A la fin de chaque procédure de cette demande d'autorisation les animaux seront euthanasiés. Les animaux ayant reçu de la toxine diphtérique ne peuvent être réutilisés.
Remplacement
Une méthode in vitro est en cours de développement. Après validation, elle sera utilisée à la place de la méthode in vivo
Réduction
Le nombre d'animaux par dose et le nombre de doses ont été réduits au minimum pour obtenir un résultat interprétable et fiable.
Raffinement
Les animaux sont hébergés par groupe de 3 pour respecter la vie en groupe de cette espèce dans des cages LG3000 avec un enrichissement approprié (tuyaux PVC). Lors des tests pendant au maximum 72h, les animaux sont hébergés dans des cages en polycarbonate sur litière avec des balles de foin (cage 1500 U ; 480*375*410), à raison de 3 cobayes par cage.
Choix des espèces
Le cobaye est l'espèce qui a été retenue pour sa sensibilité à la toxine diphtérique, la souris étant résistante à cette toxine . Les cobayes utilisés dans cette expérience sont adultes car leur système immunitaire est mature.
Etude en IRM de l’effet d’un inhibiteur de kinases dépendantes des cyclines sur la formation de l’œdème cérébral chez le rat en cas d’ischémie cérébrale transitoire
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
31 rats mâles vont être utilisés, tous tués à l'issue, 26 dans des procédures classées sévères et 5 tués sans réveil comme témoins. Chez les 26 premiers, un accident vasculaire cérébral est provoqué par occlusion d'une artère du cerveau, suivie de deux passages en IRM, pour étudier l'œdème cérébral et un candidat-médicament. Le porteur indique un taux d'échec de 30 %, dont 25 % de mortalité, et cite parmi les atteintes l'hypothermie, des difficultés à se nourrir et une douleur liée à l'œdème. Il revendique un modèle in vivo "indispensable", les modèles in vitro ne reproduisant pas selon lui les mécanismes entre cerveau et sang.
Objectifs
La World Stroke Organization rapporte 13.7 millions d'Accidents Vasculaires Cérébraux chaque année, dont 5.5 millions sont fatales. 80% des AVC sont d’origine ischémique (AIC) et sont causés par l’obstruction d’un vaisseau sanguin cérébral. Cette interruption de la circulation sanguine bloque l’apport d’oxygène et de glucose nécessaire à l’activité cérébrale, endommageant progressivement les cellules et formant un œdème cérébral avec une composante cellulaire et une composante vasculaire. Les premières heures qui suivent un AIC sont déterminantes quant à ses conséquences, mais les approches thérapeutiques actuelles sont limitées dans le temps et ne peuvent contrer l’œdème qui ne peut être soulagé que par une chirurgie décompressive invasive : l’hémicrâniectomie. L’objectif aujourd’hui pour la recherche est de proposer un traitement neuroprotecteur permettant d’élargir cette fenêtre thérapeutique en protégeant les cellules et en limitant l’œdème cérébral. Notre équipe travaille sur un candidat médicament répondant à ces attentes. C'est un inhibiteur de kinases cyclines dépendantes dont les effets neuroprotecteurs et anti-œdémateux à 24 et 48h post-AVC ont été montrés dans différentes études indépendantes dans un modèle d’ischémie cérébrale focale transitoire chez le rat. Nos résultats histologiques préliminaires indiquent un effet potentiel de notre molécule sur l'œdème cellulaire. D'autre part, les biomarqueurs de pathologie neurodégénératives constituent un axe de recherche aux enjeux majeurs, cependant ils ne sont pas encore appliqués aux AVC. De plus en plus de recherches suggèrent que certaines molécules anormalement présentes dans le sang en cas d'AVC pourraient être utilisées pour le diagnostic et le suivi de cette pathologie. Parmi environ 150 candidats, nous avons sélectionné l'aquaporine-4, un canal perméable à l'eau situé à l'interface entre le sang et le cerveau particulièrement impliqué dans l'œdème cérébral et dont la présence dans le sang a récemment été rapportée dans une étude pilote chez l'homme. Cette étude a 2 objectifs : 1) évaluer l'effet de notre candidat médicament sur la formation de l’œdème cellulaire cérébral à un stade précoce de l’AVC en imagerie par IRM ; 2) identifier un potentiel marqueur sanguin de l’AVC chez le rat.
Bénéfices attendus
Cette étude nous permettra dans un premier temps d’étudier l'effet de notre candidat médicament sur l'œdème cérébral en cas d'AVC ischémique en IRM. L’impact de notre molécule sur l’œdème n’a jamais été mesurée par cette technique. Dans un second temps, la comparaison des taux d’aquaporine 4 dans le sang des différents groupes nous permettra d’identifier un potentiel marqueur de l’AVC et d’investiguer l’effet de notre traitement sur ce marqueur. A terme, ce projet pourrait mener au développement d’une solution thérapeutique innovante pour le traitement des AVC.
Procédures
Au total, 31 rats mâles Sprague-Dawley adultes (6-8 semaines) seront utilisés dans cette étude, et inclus dans une procédure 1 intitulée « Etude de l’oedème cérébral en IRM après induction d’une ischémie cérébrale transitoire chez le rat ». Cette procédure comprend l’occlusion de l’artère cérébrale moyenne (ACM) permettant de reproduire un AVC ischémique (~30min), l’administration en aveugle du traitement ou de son placebo (~15min), deux passages à l’IRM (~30min chaque) à 6h et 24h post-AVC et la mise à mort des rats. Trois groupes de rats seront distingués au cours de cette procédure : un premier groupe de 13 rats recevra le traitement, un second groupe de 13 rats recevra le placebo, et un troisième groupe de 5 rats sera seulement mis à mort pour constituer un groupe contrôle sans AVC ni traitement. Ces rats contrôles ne passeront pas d’IRM. Par ailleurs, l’atteinte d’un point limite au cours du protocole entrainera la mise à mort immédiate de l’animal.
Impact sur les animaux
Les procédures expérimentales ont été conçues de manière à minimiser les dommages causés aux animaux. La procédure a un taux d’échec de 30% : la chirurgie du modèle d’ischémie cérébrale par occlusion temporaire de l’artère cérébrale moyenne via l’insertion d’un filament dans l’artère carotide externe est un modèle complexe qui a un taux de mortalité de 25% et un risque d’un mauvais placement du filament qui n’induit pas d’AVC ischémique de 5%. Les nuisances attendues pour les animaux sont : (1) Une hypothermie : au cours de la chirurgie, le risque d’hypothermie est strictement monitoré à l’aide d’une sonde rectale et d’un tapis chauffant, cependant certains rats peuvent avoir du mal à réguler leur température corporelle après la chirurgie, c’est pourquoi des mesures seront prises pour prévenir tout risque d’hypothermie jusqu’à la mise à mort des animaux. (2) Une diminution de leur capacité à se nourrir et à s'abreuver : la zone d’opération se trouvant au niveau des muscles mandibulaires, les rats peuvent avoir du mal à mastiquer et à se redresser pour atteindre la mangeoire et le biberon d’eau. (3) Une douleur céphalée conséquente à l’œdème cérébral apparait dans les premières heures après la chirurgie. L’intensité de cette douleur dépend du degré de sévérité de l’AVC et est évaluée lors du test de suspension par la queue. Cette douleur peut également gêner le redressement pour atteindre la mangeoire et le biberon d’eau, malgré l’analgésie mise en place post-chirurgie. (4) Une gêne pour se déplacer : une paralysie de la patte avant droite apparait au cours des premières heures après la chirurgie. Cette atteinte est plus ou moins importante selon le degré de sévérité de l’AVC et est mesurée dans le neuroscore via le test de rotation. (5) Un stress au cours au transport : 5h et 24h après la chirurgie, les animaux seront transportés vigiles à l’aller et au retour dans une cage de transport entre l'animalerie et l'IRM. Ces quatre trajets de 10-15 minutes en voiture peuvent engendrer un stress pour l’animal.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront mis à mort par une personne compétente selon une méthode de mise à mort réglementaire et les informations sont conservés pour les contrôles de la SBEA, du vétérinaire référent de l'établissement ou des services vétérinaires départementaux.
Remplacement
S’il existe des modèles alternatifs in vitro recréant des conditions ischémiques sur des cultures de cellules cérébrales, ils ne permettent pas d’étudier les mécanismes inflammatoires complexes et coordonnés entre différents tissus (cerveau-sang), formés de multiples types cellulaires, ni le développement de l’oedème cérébral et sont donc inappropriés à notre étude. De plus, ce projet s’inscrivant dans la continuité de notre étude de l’effet du traitement test sur le cerveau du rat en cas d’AVC, il est indispensable d’utiliser le même modèle expérimental pour intégrer et comparer nos résultats. Cependant, en accord avec les exigences de remplacement et de réduction, des tests in vitro ont préalablement permis de sélectionner la molécule traitement parmi plusieurs candidats médicaments et de définir une gamme étroite de concentrations efficace in vivo.
Réduction
Un test sur un rat mort récupéré de notre précédent projet a été effectué au préalable pour vérifier la faisabilité de l’expérience et mettre au point les paramètres de l'IRM, évitant l'inclusion de rats supplémentaires dans l'étude pour le réglage de l'IRM. La procédure n°1 d’étude de l’effet du traitement sur l’oedème est réalisée sur le nombre d’animaux minimal tout en permettant d’accomplir son objectif. D’après nos précédentes études et en se basant sur la méthode statistique d'estimation développée par Noordzij et al. (2010), un effet sur l’oedème cérébral est observable et significatif à partir de 8 rats par groupes. L’induction de l’ischémie cérébrale a un taux d’échec d’environ 30%, comprenant la mortalité (25%) et le risque d’un mauvais placement du filament qui n’induit pas d’AVC ischémique (5%), c’est pourquoi nous prévoyons 13 rats par groupes. Nous estimons que 5 rats non ischémiés seront suffisants à l’acquisition de données de « contrôle » étant donné qu’il n’y a aucun risque de perte. Les tests statistiques utilisés par la suite seront Student ou ANOVA (données paramétriques), ou Mann Whitney ou Kruskal-Wallis (données non paramétriques).
Raffinement
Pour limiter leur stress et selon les mesures de raffinement, une période d’acclimatation de 1-2 semaines sera respectée à leur arrivée. Les rats opérés seront gardés par 2 pour réduire leur stress avant et après chirurgie. Le transport en voiture entre l’animalerie et l’IRM pouvant engendrer un stress chez l’animal, un temps de calme de 20-30min sur tapis chauffant sera respecté avant toute manipulation de l'animal à l’aller et au retour. Au cours de la chirurgie, l’hypothermie est compensée par l’utilisation d’un tapis chauffant thermostaté à 37°C relié à une sonde rectale et par une couverture de survie. Après la chirurgie, la cage des rats sera posée sur un tapis chauffant à l’animalerie et à l’IRM pendant les phases de calme et de réveil de l’anesthésie. Un pack de gel chauffé à 30-37°C sera placé dans le fond de leur cage pendant leur transport et sous leur ventre pendant les 30 minutes d’IRM. Pour contrer les difficultés à se nourrir et à s’abreuver après la chirurgie, des pipettes à tige longue seront mises à leur disposition et des croquettes humidifiées (pellets mélangés à de l’eau) seront placées dans le fond de leur cage. L’option des DietGels a été écartée puisqu’ils contiennent du glucose, composé influençant le volume de l’œdème ; les alternatives sans glucoses ont été testées mais les animaux ne s’y intéressent pas. En accord avec le vétérinaire référent, une stratégie d'analgésie par injection sous-cutanée de lurocaïne 0,5% (7mg/kg) préopératoire sur le site d’incision associée à la buprénorphine post-opératoire (0,03-0,05mg/kg 2x/jour) a été privilégiée. Du gel ophtalmique sera également appliqué avant la chirurgie afin de protéger les yeux des animaux. Ils bénéficieront d'un soin adapté par l'utilisation d'anesthésique et analgésique avant l’IRM et avant leur mise à mort.
Choix des espèces
Les animaux utilisés seront adultes, âgés de 6-8 semaines, pesant 320g +/- 40g, notre étude principale portant sur des pathologies principalement observées chez l’adulte et visant à traiter les patients victimes d’un AVC. Nous avons choisi la même espèce de rat pour cette étude pilote que pour nos études sur l'AVC puisqu'il s'agit d'une mise au point propre à l'espèce. Nous travaillons sur un modèle d'ischémie focale transitoire chez le rat, espèce que nous avons sélectionnée pour son système vasculaire cérébral très similaire à celui de l’homme, en faisant un modèle de choix pour reproduire un AIC. De plus, ce type d’ischémie cérébrale est déjà bien décrit chez le rat et de nombreuses données sont disponibles, nous permettant d’anticiper et de comparer nos résultats. Le rat est également l’espèce de référence dans les études de pharmacologie et les études précliniques. L’utilisation du rat évite de mettre en place de nouvelles études préliminaires pour valider le modèle, et donc d’augmenter le nombre d’animaux nécessaire.
Délivrance d’une chimiothérapie par sonoporation dans un modèle murin de cancer colorectal sous-cutané et métastasique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
1 040 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules de cancer colorectal, sous la peau ou par injection dans la rate pour induire des métastases, puis des injections de microbulles et des ultrasons deux fois par semaine jusqu'à l'atteinte des points limites. Le porteur cite parmi les atteintes la douleur de la chirurgie du ventre et la dégradation de l'état général liée à la croissance de la tumeur. Il affirme qu'à cette étape le modèle animal ne peut être remplacé par un modèle in vitro ou in silico.
Objectifs
Evaluer différents types de microbulles pour la délivrance d’un protocole de chimiothérapie, l’irinotécan (libre et encapsulé) par action combinée de microbulles et d’ultrasons (appelé également sonoporation).
Bénéfices attendus
Optimiser le modèle murin de métastases hépatiques de cancer colorectal Optimiser la procédure d’imagerie CT des métastases hépatiques de cancer colorectal Améliorer l’efficacité thérapeutique de l’irinotécan libre et encapsulé pour le traitement du cancer colorectal
Procédures
Procédure 1 Evaluation de microbulles de gaz pour la délivrance d'une chimiothérapie par sonoporation dans un modèle murin de cancer colorectal sous-cutané chez la souris 1- identification par puce – insertion sous cutanée du trocart –anesthésie gazeuse– 480 animaux- pour chaque animal 1 seule fois 2- injection sous cutanée de cellules tumorales – anesthésie gazeuse - 480 animaux- pour chaque animal 1 seule fois 3- i.v. microbulles gaz et/ou chimiothérapeutiques et/ou ultrasons (
Impact sur les animaux
- Le stress lié à la manipulation des animaux - L’hypothermie induite par l’anesthésie générale - La douleur induite par la chirurgie abdominale - La dégradation de l’état général des animaux induite par la croissance tumorale
Devenir
Procédure 1 : A la fin de l'étude, une euthanasie par dislocation cervicale de l'animal après anesthésie gazeuse (Vetflurane 5%) sera réalisée par un des responsables de l’étude. Procédure 2 : A la fin de l'étude, une euthanasie par dislocation cervicale de l'animal après anesthésie gazeuse (Vetflurane 5%) sera réalisée par un des responsables de l’étude.
Remplacement
Dans une première approche expérimentale, nous avons réalisé des expériences sur des cellules cellulaires dont les résultats sont particulièrement encourageants et nécessitent d'être validés avec un modèle préclinique. Par conséquent, à cette étape du projet, le modèle animal ne peut être substitué par un autre modèle d'étude in-vitro ou in silico.
Réduction
Grâce à un plan d’expérience, les groupes contrôles et expérimentaux seront constitués de 20 souris (10 mâles et 10 femelles). Nous réaliserons une étude statistique pour déterminer si ces différentes thérapies permettent une diminution significative de la croissance, du métabolisme et de la perfusion tumorale (Puissance de test: 80%, Seuil de risque: 0.05).
Raffinement
Les nuisances ou effets indésirables des procédures 1 et 2 seront évalués par le personnel de zootechnie et par les responsables de l’étude. Les animaux seront observés une fois par jour afin d’évaluer leur stress/leur douleur après les différentes procédures réalisées sous anesthésie gazeuse (Vetflurane). - Le stress lié à la manipulation des animaux : Les souris seront hébergées en présence d'un objet d'enrichissement (morceaux de carton et/ou tube plastique) en groupe. Le stress est minimisé par l'implication d'un personnel qualifié à l'expérimentation animale. Les souris sont facilement stressées, la contention nécessaire à l’induction de l’anesthésie rajoute une source de stress supplémentaire. Les animaux, après la phase d’acclimatation, seront habitués à être sortis de leur cage. - L’hypothermie induite par l’anesthésie générale : L’animal est réchauffé par une couverture chauffante. - La douleur induite par la chirurgie abdominale : La douleur sera prise en charge par une analgésie adaptée (Buprénorphine 0.05 mg/kg et lidocaïne) en pré- et post-opératoire. - La dégradation de l’état général des animaux induite par la croissance tumorale : Le poids sera mesuré tous les deux jours et les animaux seront observés tous les jours selon les critères ci-dessous : (1) Détérioration générale de l'état sanitaire, altération sévère des comportements physiologiques (prostration, refus de se nourrir et de boire, locomotion réduite, dos vouté et yeux enfoncés). (2) Cachexie associée à une perte de poids de 17% du poids total de l'animal. (3) Symptomologie évocatrice : Saignements, urines ictériques, dyspnées ou sibilances… La manifestation d'un seul de ces signes cliniques conduira à une euthanasie par dislocation cervical après anesthésie au vetflurane (5%) par une des personnes en charge de l'étude. Une analgésie ne pourra pas être administrée aux animaux pendant la croissance tumorale car cette première influence cette dernière.
Choix des espèces
Dans la littérature et pour la lignée cellulaire CCR choisie pour notre étude, l'implantation se fait généralement dans des souris nudes. Dans la littérature et pour les lignées cellulaires CCR choisies pour notre étude, l'implantation se fait généralement dans des souris nudes de 6 semaines environ pour un poids de 20 g.
Développement, homologation et benchmark de formulations d’appâts destinées à la lutte contre les rongeurs nuisibles
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 1050
Autres rongeurs : 1050
3 150 rongeurs, soit 1 050 souris, 1 050 rats et 1 050 rongeurs d'autres espèces, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent par gavage des appâts rodenticides, une entreprise cherchant à développer et homologuer ces produits destinés à les tuer. Le porteur reconnaît qu'il est "certain que les rongeurs vont subir des nuisances qui devraient les conduire à la mort", les survivants étant ensuite tués. Il présente ces essais comme une "obligation réglementaire européenne" imposant de tester chaque espèce cible et un nombre minimal d'animaux.
Objectifs
Il existe un vrai besoin de développement de nouveaux appâts rodonticides à mettre sur le marché de la lutte contre les rongeurs nuisibles. Cette lutte est justifiée par la nécessité absolue de préserver les personnes et les biens (alimentation, bâtiments et matériels) des risques et méfaits induits par ces rongeurs cibles nuisibles. En effet, ces derniers sont porteurs de zoonoses (maladies transmissibles à l’homme) et sont responsables de plusieurs milliers de morts chaque année, via des contaminations directes ou indirectes. Les maladies véhiculées par les rongeurs ont tué plus de personnes au cours des 10 derniers siècles que toutes les guerres. Ce projet a pour objectif d'évaluer l'efficacité de divers appâts rodenticides, depuis leur développement jusqu'à leurs autorisations de mise en marché (AMM), aux renouvellements périodiques des homologations, ainsi qu'à leur benchmark par rapport aux produits du marché. Il permettra également de faire progresser la connaissance scientifique. La société développe et commercialise des produits de lutte contre les rongeurs nuisibles, sous forme d’appâts. Ces appâts doivent répondre à de nombreux critères pour être efficaces et homologués. Ils doivent être appétents pour les cibles visées afin qu’ils soient consommés et que les rongeurs ingèrent la substance active qu’ils contiennent. Ils doivent être adaptés aux conditions d’utilisation variables selon les cas : lieu sec, humide, chaud, froid … et assurer la stabilité de la substance active et de l’appétence au cours du temps. Le besoin de régulation des populations de rongeurs nuisibles et les exigences réglementaires contraignantes imposent le développement et l'optimisation des formulations d'appâts. Pour procéder à leur développement et à leurs homologations, la société a besoin de conduire des essais sur des produits nouveaux. Elle doit également conduire des essais sur des produits connus en vue du renouvellement périodique de leurs homologations. Enfin, elle se doit de benchmarquer les produits concurrents qui arrivent sur le marché. L’objectif de ce protocole doit permettre de développer puis de valider l’appétence et l’efficacité de formulations d’appâts contenant des substances rodonticides en vue de leur homologation sur les 3 espèces cibles. Les animaux seront utilisés au stade adulte et répartis entre mâles et femelles, le plus équitablement possible. Pour être validé, un essai devra afficher une efficacité d’au moins 90%.
Bénéfices attendus
La conduite de ces essais d'efficacité et d'appétence permettra à l'entreprise de progresser dans ses connaissances au niveau de la formulation d'appâts et de finaliser le développement des nouveaux produits, avant d'engager les demandes d'homologation. Dans les dossiers de demande d'homologation, la réglementation européenne impose la présentation de résultats d'essais conduits en laboratoire avec des animaux de chacune des espèces cibles revendiquées dans les demandes d'AMM. La guidance de l'ECHA impose également le nombre minimum d'animaux par essai, afin d'avoir une représentativité suffisante.
Procédures
Lors de la procédure expérimentale n°2, les animaux seront soumis à des opérations de gavage. Ces gavages pourront être uniques : 1dose gavée une seule fois, ou répétés, une fois par jour sur 2 à 5 jours consécutifs. Les opérations de gavages auront une durée limitée d'une minute par gavage. Pour les procédures expérimentales 1 et 2, les animaux pourront être soumis à un prélèvement sanguin (procédure n°3), sous anesthésie terminale, juste avant euthanasie.
Impact sur les animaux
Dans la mesure où les produits à tester sont des rodonticides, il est certain que les rongeurs vont subir des nuisances qui devraient les conduire à la mort. Afin de réduire au maximum ces nuisances, la règle des 3R et le respect de l'atteinte des points limites seront appliqués.
Devenir
Tous les animaux survivants à l'issue des procédures 1 et 2 seront euthanasiés. En effet, l'exposition aux substances actives et la durée des essais ne permettront pas de les réutiliser dans d'autres essais.
Remplacement
La conduite des essais sur les rongeurs cibles : rats (Rattus norvegicus et Rattus rattus) et souris (Mus musculus) répond à une obligation réglementaire européenne et ne peut être remplacée. Pour pouvoir accéder au marché, ces appâts doivent être homologués. Une des conditions requises pour l'obtention de l'homologation consiste à fournir des résultats d'essais d'efficacité, conduits en laboratoire, selon la guidance de l'ECHA (Guidance on the Biocidal Products Regulation. Volume II Efficacy - Assessment and Evaluation (Parts B+C), Version 3.0, April 2018) qui impose que les essais soient conduits sur les espèces cibles. Par ailleurs, il n'existe pas de méthode de substitution pour valider l'efficacité et l'appétence des appâts. Le recours aux animaux est donc obligatoire.
Réduction
Les trois espèces cibles (Rattus norvegicus, Rattus rattus et Mus musculus) ont des comportements alimentaires différents. Elles ne sont donc pas substituables. Selon la réglementation européenne, les essais doivent être conduits en laboratoire sur chaque espèce cible pour l'obtention des AMM. Les guidances mentionnent qu'il est nécessaire d'utiliser au moins 10 animaux par essai afin d'atteindre une représentativité suffisante des résultats. Imposé par la réglementation, ce nombre d'animaux par essai ne pourra être réduit. Il est prévu, pour la première année du projet : Procédure 1 : 10 essais par espèce, puis 15 essais par an les 4 années suivantes, soit(10x12x1+15x12x4=) 840 animaux par espèce, soit 3x840= 2520 animaux au total, pour la procédure 1 sur la durée du projet. Procédure 2 : 5 essais, dont 2 avec groupe témoin, par espèce et par an soit (5x6x5 + 2x6x5=) 210 animaux par espèce cible sur la durée du projet, soit au total 630 animaux pour la procédure 2 sur la durée du projet. Pour la procédure 3, il n'est pas prévu d'animaux supplémentaires. Les animaux intégrant cette procédure seront tous issus des procédures 1 ou 2. Le total d'animaux prévu sur l'ensemble du projet est donc de 2520 + 630 = 3150 animaux sur les 5 ans du projet. Ce nombre est justifié par le besoin d'appâts de formulations variées afin de répondre aux besoins des différents sites à traiter selon leurs caractéristiques.
Raffinement
Les essais seront conduits dans un environnement enrichi - objets susceptibles d’être rongés ou déchiquetés et pouvant servir à la construction de nids (papiers, cartons, etc)-, par des personnels qualifiés formés au respect des conditions du bien-être des animaux, afin de minimiser au maximum le stress et la souffrance imputables à ces essais. Afin de respecter le caractère grégaire des animaux, les rats seront hébergés à 3 par cage et les souris par groupe de 5 ou 6, en veillant à séparer les mâles des femelles. Pour éviter toute souffrance inutile, le concept de Raffinement et de points limites sera mis en œuvre. Un suivi clinique des animaux sera effectué, au moins quotidiennement, afin de relever la présence d’éventuels symptômes de mal-être. Les animaux moribonds ayant atteint des points limites seront euthanasiés, en accord avec la structure en charge du bien-être animal de l’EU. Pour les essais par gavage et pour les prélèvements sanguins, les gestes techniques seront réalisés par des personnels formés et expérimentés.
Choix des espèces
Les 3 espèces (Rattus norvegicus, Rattus rattus et Mus musculus) répondent à une exigence réglementaire européenne (Règlement BIOCIDE au niveau européen, selon guidance ECHA : Guidance on the Biocidal Products Regulation. Volume II Efficacy - Assessment and Evaluation (Parts B+C), Version 3.0, April 2018). En effet, ces trois espèces représentent les 3 cibles majoritaires des produits développés pour la protection des personnes et des biens, contre les rongeurs nuisibles. La réglementation impose que des essais d'efficacité et d'appétence soient conduits en laboratoire sur chacune des espèces cibles. Les animaux des 3 espèces seront utilisés au stade adulte afin de respecter les guidances de l'ECHA (European CHemical Agency) pour ce type d'essai.
Etude de la transmission de Bordetella pertussis et de l’efficacité de protection de la souche vaccinale BPZE1P contre les Bordetellae chez le hamster.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
1 386 hamsters dorés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par voie nasale par la bactérie de la coqueluche, hébergés avec des animaux sains pour étudier la transmission, puis tués pour prélever nez et poumons. Le porteur indique une surveillance quotidienne du poids et du comportement, une perte de plus de 20 % du poids pouvant déclencher la mise à mort. Il présente le hamster comme un modèle permettant, contrairement à la souris, d'étudier la transmission par aérosol, et revendique le recours à l'animal pour valider son vaccin vivant.
Objectifs
Ce projet a pour but d'étudier une phase critique de la coqueluche qui est la phase de transmission et la potentialité de notre vaccin vivant à protéger contre l’infection bactérienne par aérosolisation naturelle.
Bénéfices attendus
Le projet a pour but d’étudier et comprendre la phase de transmission de Bordetella pertussis dans un modele Hamster et de potentialiser notre vaccin vivant pour définir la protection médiée contre une infection par transmission naturelle par infection nasale.
Procédures
1) administration intranasal de Bordetella chez le hamster (5 min par animaux). Les animaux seront euthanasiés 0, 3, 7, 14,21, 28 et 56 jours post administration pour prelevement post mortel de sang, du nez et des poumons 2)exposition des animaux sains à l'infection par co-hebergement avec les animaux infectés. Le temps de co-hebergements est de 0, 7, 14, 28 et 56 jours, ensuite les animaux sains et infectés initialement seront euthanasiés pour prelevement post mortel de sang, du nez et des poumons 3) les hamsters seront vaccinés par instilation intranasal de Bordetella pertussis (5 min) ou injection sous cutanée de vaccin commercial (5 min). Un mois plus tard, le groupe ayant recu le vaccin commercial sera boosté par la même dose. 28 jours plus tard, les hamsters immunisés ou naifs seront infectés par une souche virulente de Bordetella (5min). 3h et 7j après ce challenge, les hamsters seront euthanasiés pour prelevement post mortel de sang, du nez et des poumons. 4) les hamsters seront vaccinés par instilation intranasal de Bordetella pertussis (5 min) ou injection sous cutanée de vaccin commercial (5 min). Un mois plus tard, le groupe ayant recu le vaccin commercial sera boosté par la même dose. 28 jours plus tard, les hamsters immunisés ou naifs seront mis en contact avec des hamsters préaleblement infectés par une souche virulente de Bordetella (5min). 3 heures, 14 jours, 28 jours et 56 jours après la mise en contact les hamsters seront euthanasiés pour prelevement post mortel de sang, du nez et des poumons.
Impact sur les animaux
Nous avons déjà démontré que l’infection nasale par BPZE1 dans un modèle hamster ne provoque aucun symptôme bien que les bactéries puissent coloniser le nez pendant 56 jours. En revanche bien que la littérature montre une résistance naturelle des hamsters à Bordetella bronchiseptica, nous ne connaissons pas la virulence des souches cliniques de Bordetella pertussis ni des souches de Bordetella parapertussis dans le modèle hamster.
Devenir
Les hamsters seront mis à mort à la fin de chaque expérience pour la récupération des nez et poumons ou à l'atteinte des points limites
Remplacement
Il nous tient à coeur d'appliquer au mieux la règle des 3R. Les modèles in vitro ou in silico ne suffisent pas pour comprendre les phénomènes de colonisation et d’induction de l’immunité induits par l’infection. En outre, dans l’optique de positionner le vaccin BPZE1P comme protecteur contre une infection naturelle, son efficacité doit être validée par une expérimentation animale in vivo. D'autre part l'etude de la phase de transmission necessite de mettre en contact (cocconing) les animaux infectés avec des animaux sains pour tenter de mimer une infection naturelle, cette etape ne peut etre reproduite in vitro.
Réduction
Il nous tient à coeur d'appliquer au mieux la règle des 3R. le nombre d’animaux est basé sur un calcul de puissance statistique en fonction de la variabilité attendue concernant la significativité des différences observées entre les groupes expérimentaux. Si la variabilité inter-individus et inter-expérimentation est faible le nombre d’animaux par groupe sera revu à la baisse.
Raffinement
Il nous tient à coeur d'appliquer au mieux la règle des 3R. nous serons extrêmement vigilants sur le respect de la notion de points limites. Chaque jour, les critères de souffrance seront évalués (changement comportemental, prostration, etc.) à l’aide d’une grille de cotation. Dans le cas où le score atteint le seuil limite fixé, l'animal sera mis à mort. Les résultats de la procedure 2 nous permettra d'affiner les points de prelevement d'organe pour la procedure 5 ce qui limitera le nombre d'animaux utilisés. Le bien-être animal sera vérifié quotidiennement au travers de : - Contrôle du poids de l’animal (si une perte de poids de plus de 20% était observée, nous procéderions à l’euthanasie des animaux concernés) - Comportement général de l'animal (prostration, isolement dans la cage ou au contraire hyperactivité) - Aspect physique, en particulier si le poil est hérissé ou si la respiration est rapide ou saccadée (puisque Bordetella pertussis responsable de la coqueluche est une maladie respiratoire).
Choix des espèces
Le modele animal utilisé pour étudier Bordetella pertussis, l’agent responsable de la coqueluche chez l'humain, est depuis plus de 30 ans le modèle murin. En effet cette bactérie colonise transitoirement le nez et le poumon de la souris. Cependant, la pathologie humaine de la coqueluche met en évidence une infection des voies aériennes supérieures (nez, trachée, bronche) mais très rarement l’entièreté du poumon. Le mode d’infection utilisé pour le modèle murin semble être trop intrusif pour mimer complètement l’infection naturelle humaine. D’autre part, malgré de nombreux essais, le modèle murin ne permet pas d’étudier la phase de transmission car les souris ne toussent pas et n’aérosolisent pas la bactérie. En revanche, le modèle hamster a été mis en évidence comme permettant l’aérosolisation de particule virale du SARS-COV2 et permet l’infection d’animaux naïfs présents dans la même cage avec une séparation physique. l'age de 3 semaines et le sexe sont liés au fait que des hamsters males de 3 semaines ont deja ete utilisés dans un autre protocol APAFIS#27475-2020100514546435 v3 et nous voulons puvoir comparer les resultats experimentaux avec ces deux projets l'age de 3 semaines est aussi liée au fait que les animaux qui seront vaccinés a deux reprises par le vaccin acellulaire auront alors 11 semaines lors du challenge avec les souches de Bordetella
Evaluation in vivo de l’efficacité de bactériophages dans le traitement d’une infection à Klebsiella pneumoniae
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
3 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées légères. Elles reçoivent par gavage sans anesthésie des antibiotiques, une bactérie multirésistante puis des bactériophages, ce geste étant répété jusqu'à dix-neuf fois sur quinze jours, avec prélèvement quotidien de selles. Toutes sont tuées pour prélever leur tube digestif et mesurer l'effet du traitement. Le porteur affirme que la colonisation et le traitement n'induisent pas de symptôme et revendique un modèle vivant "indispensable", le microbiote intestinal ne pouvant selon lui être reproduit in vitro.
Objectifs
La résistance aux antibiotiques des entérobactéries est telle que nombre d’infections sont devenues intraitables et la diffusion des bactéries multirésistantes expose à un risque de prescriptions d’antibiotiques inadaptés. La colonisation digestive à bactéries multi-résistantes est le principal facteur de risque d’infection qui augmente avec le niveau de colonisation. La décolonisation du portage digestif est une priorité pour lutter contre la dissémination et les conséquences de l’antibiorésistance. Klebsiella pneumoniae (Kp), impliquée dans les infections humaines joue un rôle majeur dans le maintien et la dissémination de cette multirésistance. La décolonisation du portage digestif par antibiotiques n’a pas montré son efficacité, il est donc essentiel de développer de nouvelles armes antibactériennes. Les bactériophages pourraient être une de ces armes puisque leur efficacité a été prouvée dans d’autres infections. Les phages sont des virus qui infectent les bactéries et il existe au moins un phage identifié pour chaque bactérie. Notre projet consiste à évaluer l’efficacité d’un traitement par phages dans un modèle murin dont le tractus digestif est colonisé par une souche de Kp. Ce modèle va permettre de modéliser ce qui se produit chez des patients sous antibiothérapie et des porteurs colonisés par des bactéries multi-résistantes. Nous testerons les conditions d’établissement de la colonisation par différentes Kp (n=10) et testerons l’efficacité de la décolonisation par le traitement par 1 jusqu’à 5 phages. Nous utiliserons donc 3 000 souris au total. Règle des 3R : - Remplacement: notre projet s'inscrit en amont d’étude de décolonisation sélective chez l'homme et le modèle animal ne peut être remplacé ; - Réduction : le nombre d'animaux a été réduit au minimum afin de nous permettre d'obtenir une puissance statistique suffisante pour des résultats interprétables ; - Raffinement: La surveillance quotidienne des animaux permettra de détecter un changement de comportement pouvant indiquer une éventuelle souffrance. Les traitements antibiotiques, la colonisation par les Kp et l’injection de bactériophages n’induisent pas de symptômes chez les animaux. Un enrichissement sous forme de copeaux de cellulose, maison en carton et/ou boule de papier kraft type carfil nesting permettant de faire des nids et mis à disposition des animaux.
Bénéfices attendus
La diffusion des bactéries multi-résistantes représente un problème majeur de santé publique. Dans un contexte de faible développement d’antibiotiques réellement innovants et face à des infections qui deviennent non traitables, des alternatives sont nécessaires. Le développement de cocktails de phages pour décoloniser des patients du portage intestinal de Klebsiella pneumoniae multi-résistantes ou diminuer la charge bactérienne, ouvre une perspective intéressante et innovante: diminution du risque de transmissions croisées donc réduction des infections liées aux bactéries multi-résistantes et diminution de la morbidité-mortalité associées. Ce type de modèle est pertinent cliniquement : il permet de modéliser ce qui se produit chez des patients sous antibiothérapie et des personnes porteuses colonisées par des bactéries multi-résistantes. En effet, l’utilisation d’un modèle in vivo est ici indispensable et ne peut être remplacé car tout le microbiote intestinal est susceptible d’interagir avec les phages et il est nécessaire d’en apprécier les effets avant une possible extrapolation du traitement chez l’homme.
Procédures
Prélèvement de selles : la totalité des souris (3 000). Les selles sont récupérées dès émission chez les animaux tenus en contention manuelle. La procédure dure 20 secondes par animal, est effectuée 1 fois par jour pour un maximum de 14 jours. Gavage : (N=3 000 souris). Les animaux recevront des antibiotiques (clindamycine (8,6 mg/kg/jour), les bactéries K. pneumoniae, les bactériophages) dans un volume de 200 µl à l’aide d’une canule de gavage. L’animal est tenu en contention manuelle, sans anesthésie et la suspension lui est administrée à l’aide d’une canule de gavage. Aucune anesthésie n’est mise en place car la procédure consiste en une seule administration par voie orale et la mise en place d’une anesthésie serait plus traumatisante pour l’animal. Le geste de gavage dure en moyenne 15 secondes par animal. Selon les groupes, ce geste sera réalisé un minimum de 1 fois et un maximum de 19 fois sur 15 jours. Euthanasie : la totalité des souris (3000). L’animal est euthanasié par injection létale de pentobarbital à 150 mg/kg (100 μl d’Euthasol ou autre spécialité autorisée à base de pentobarbital dilué à 30 mg/mlpar souris de 20 gr) par voie intra-péritonéale (souris tenue en contention verticale ou légèrement inclinée sur le dos, injection avec une aiguille 25G). L’injection dure 5 secondes par animal. Contention manuelle : la totalité des souris (3 000)
Impact sur les animaux
Deux concentrations différentes de Kp seront inoculées aux animaux afin d’établir un modèle de colonisation stable du tractus digestif. De notre expérience et étude de la litérrature la colonisation par une souche de Kp, même hypervirulente, ne présente pas d’effet indésirable jusqu’à 28 jours post-colonisation (données isssues de la litérrature) voire 50 jours (communication personnelle d’un collaborateur). La deuxième étape de traitement par phages n’engendrera pas de préjudices aux animaux puisque le traitement est à visée décolonisante. Chaque animal de chaque groupe sera identifié par marquage au feutre au niveau de la queue.
Devenir
A l’issue de la période de colonisation par Kp ainsi qu’à l’issue du traitement par les phages, tous les animaux sont euthanasiés afin de procéder au prélèvement de leurs tubes digestifs pour une mise en culture et visualisation de la localisation des bactéries le long du tube digestif. Ces méthodes vont permettre de voir l’efficacité de la colonisation par Kp ainsi que l’efficacité du traitement par les phages, comparativement au groupe témoins non traités et nécessite l’euthanasie des animaux
Remplacement
L’utilisation d’un modèle in vivo est indispensable dans l’étude de l’efficacité du traitement par phages et ne peut être remplacé. En effet, tout le microbiote intestinal est susceptible d’interagir avec les phages et il est nécessaire d’en apprécier les effets avant une possible extrapolation du traitement chez l’homme.
Réduction
Les groupes d’animaux ont été réduits au minimum tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement significatifs, conduisant à un nombre total d’animaux de 3 000 pour ce projet. La taille des groupes a été estimée à partir de logiciel d’analyse statistique. L’utilisation de chaque animal sera optimisée en effectuant sur un même animal au cours du temps différents types d’analyses après prélèvement non invasifs des selles, suivi de coupes histologiques et microscopie en fin d’expérience.
Raffinement
Le projet a été construit en intégrant les mesures permettant de réduire le stress et si possible, la souffrance des animaux (raffinement). Il sera assuré par l'enrichissement mis à disposition des animaux (litière en copeaux de cellulose, maison en carton et/ou boule de papier kraft type carfil nesting permettant de faire des nids). Les animaux sont hébergés par groupe de 6 souris maximum (qui constituent les groupes expérimentaux) dans des cages de type IIL dont la surface répond aux normes de l’annexe II section B paragraphe 2.1 tableau 1.1 de l’arrêté du 1er février 2013 fixant les conditions d’agrément, d’aménagement et de fonctionnement des établissements utilisateurs éleveurs ou fournisseurs d’animaux utilisés à des fins scientifiques et leurs contrôles dans le cas de l’utilisation de souris. Une période d’acclimatation d’une semaine est observée à l’arrivée des animaux avant le début des expériences. Les traitements antibiotiques, la colonisation par les Kp et l’injection de bactériophages n’induisent pas de symptômes chez les animaux. Les gavages seront effectués par des personnes formées et compétentes. Lors du gavage, une surveillance accrue des animaux pendant 10 minutes permettra de détecter d’éventuels signes de souffrance. Si une difficulté respiratoire est observée, l’animal sera euthanasié par disclocation cervicale. La surveillance quotidienne des animaux permettra de détecter un changement de comportement pouvant indiquer une éventuelle souffrance (animal prostré, ne se nourrissant plus, poil piqué, ne se servant plus de l’enrichissement mis à sa disposition). Si un des paramètres cité précédemment est observé, l’animal est euthanasié par injection létale de pentobarbital à 150 mg/kg (100 μl d’Euthasol ou autre spécialité autorisée à base de pentobarbital dilué à 30 mg/ml par souris de 20 gr) par voie intra-péritonéale (souris tenue en contention verticale ou légèrement inclinée sur le dos, injection avec une aiguille 25G). La mort des animaux est confirmée par une vérification de l'arrêt respiratoire et de l'arrêt cardiaque. La vérification de ces paramètres est réalisée pendant une minute.
Choix des espèces
Nous avons choisi le modèle murin (souris SWISS) car celui-ci a prouvé son efficacité dans la mise en place de colonisation par des bactéries mais aussi dans la décolonisation par des phages. Nous avons choisi des souris femelles (afin d’éviter les conflits entre mâles) SWISS (souris immunocompétentes non consanguines). Les animaux seront utilisés à un âge de 7 -12 semaines ce qui permettra d’avoir une flore digestive mature. Chaque animal de chaque groupe sera identifié par marquage au feutre au niveau de la queue.