Rats
Evaluation de molécules à visée thérapeutique dans des modèles de cystite interstitielle (chronique ou aigu) chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
8 500 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 1 410 d'entre eux et sévère pour 7 090. Une cystite interstitielle leur est induite par injection de cyclophosphamide, avant l'administration de molécules candidates, l'application répétée de filaments de force croissante sur l'abdomen pour mesurer la douleur, un placement en cage à métabolisme et, pour certains, une chirurgie d'implantation de cathéters vésicaux pouvant provoquer saignements et hémorragies. Le porteur indique que les rats ressentiront douleurs abdominales, brûlures vésicales et mictions fréquentes, et qu'il ne peut pas anticiper les effets des molécules testées, dont il ignore la nature. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in silico, in vitro ou ex vivo ne reproduit la maladie et conclut que le recours aux rats est "incontournable".
Objectifs
Actuellement, le modèle expérimental de cystite interstitielle le plus utilisé au sein de la communauté scientifique internationale est le modèle cyclophosphamide (CYP) aigu ou chronique de par son induction aisée (injection i.p. de CYP) et de ses symptômes proches de la clinique humaine. Ce modèle est donc particulièrement adapté pour tester des candidats médicaments ciblant cette pathologie pour laquelle il n’existe toujours pas de traitement efficace. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques dans des modèles de cystite interstitielle aiguë ou chronique induits par le CYP chez le rat (évaluation nociceptive et / ou de la fonction vésicale).
Bénéfices attendus
Le projet permettra de tester de nouveaux candidats médicaments pour trouver de nouvelles molécules plus efficaces et avec moins d’effets secondaires que les molécules utilisées actuellement pour traiter les patients atteints de cystite interstitielle.
Procédures
Les animaux recevront une ou plusieurs administrations intrapéritonéales de cyp pour induire la pathologie. En parallèle, ils seront administrés avec des candidats médicaments (voies d’administration dépendantes de chaque protocole expérimental). De plus, les animaux subiront plusieurs fois un test comportemental qui consiste en l’application de filaments de force croissante sur l’abdomen des animaux et d’observer leur comportement. Tous ces gestes sont très rapides mais peuvent procurer un stress à l’animal du fait de la contention, de la douleur de l’aiguille. En parallèle du test de comportement, les animaux pourront être mis dans des cages à métabolisme pendant 24 H maximum pour évaluer leur profil mictionnel. Ils pourront également subir une chirurgie pour l’implantation de cathéters extériorisés afin de réaliser une cystométrie. Cette chirurgie assez rapide (environ 20 minutes) peut induire des douleurs post-opératoires (même avec l’utilisation d’antalgiques), des saignements voire des hémorragies… Des prélèvements sanguins durant l’expérimentation ou en terminal juste avant la mise à mort pourront être réalisés sur animal vigil ou anesthésié (geste rapide).
Impact sur les animaux
Nous testons des molécules clients dont nous ne connaissons ni la nature ni les effets secondaires possibles, il nous est, pour cette raison, difficile d’anticiper les nuisances pour les animaux dues aux candidats médicaments. Toutefois, des manipulations, administrations répétées, prélèvements de sang, anesthésies sur les animaux peuvent provoquer du stress, une légère douleur (douleur de l’aiguille). Nous allons induire une cystite interstitielle aux animaux, par conséquent ces derniers vont ressentir les symptômes de cette pathologie telles que des douleurs abdominales, une augmentation de la fréquence des mictions, des sensations de brûlures vésicales, une perte de poids possible.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés et des prélèvements de tissus pourront être réalisés.
Remplacement
Aujourd’hui il n’existe pas de thérapie pharmacologique efficace pour le traitement de la cystite interstitielle. Actuellement, aucun modèle in silico, in vitro ou ex vivo ne peuvent mimer la pathologie dans son ensemble et dans sa complexité. Ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale pour tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments.
Réduction
Ce modèle est très bien établi dans notre laboratoire et nous le réalisons en routine. De par notre expérience et en accord avec la littérature, un nombre de 10 animaux par groupes expérimentaux est le minimum nécessaire afin d’obtenir des résultats statistiquement différents et interprétables. Des t-tests seront réalisés pour évaluer la différence statistique entre deux groupes et des tests ANOVA pour évaluer la différence entre plusieurs groupes (tests paramétriques ou non-paramétriques selon la normalité des groupes). De plus, étant donné que nous souhaitons modifier les doses de cyp dans le modèle chronique suite à une demande de l’un de nos clients, une étude pilote sera réalisée afin de redéfinir les doses efficaces et de limiter le nombre d’animaux utilisés (utilisation d’animaux d’un autre protocole possible). Dans cette procédure, des méthodes non invasives pour l’évaluation de nos paramètres expérimentaux seront utilisées (cages métaboliques, Von Frey) réduisant le stress des animaux. De plus, nous avons établi une stratégie d’expérimentation nous permettant dans la mesure du possible, de mesurer la valeur basale de chaque animal (l’animal est son propre contrôle). Cette stratégie permet donc de réduire sensiblement le nombre d’animaux par groupe.
Raffinement
En accord avec la règle de raffinement, les procédures nécessitant une anesthésie générale seront réalisées en maintenant la température corporelle via l’utilisation de plaque chauffante thermo-régulée. Les procédures chirurgicales (implantation de cathéters) seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse ou fixe avec utilisation d’analgésiques afin de limiter les douleurs post-opératoires. Après chaque intervention chirurgicale, une attention particulière sera apportée sur le réveil des animaux et l’absence d’agressivité vis-à-vis de ses congénères. Dès leur arrivée dans la zone d’exploration fonctionnelle, les animaux seront hébergés dans des conditions définies par la directive européenne 2010/63/UE et un enrichissement (tunnel, aspen brick à ronger) sera introduit dans l’hébergement des animaux. L’état des animaux sera suivi quotidiennement par du personnel compétent afin de s’assurer de leur bien-être et de l’absence de symptômes comme prostration, perte de poids, difficulté à se mouvoir, s’alimenter, boire, piloérection, présence de blessure… pouvant amener à des points limite. Si un animal présentait des symptômes de douleur, prostration, plaies… il sera soigné (désinfection de la plaie par exemple), isolé si nécessaire, hydraté et mis en présence de nourriture dans la litière si besoin. Si son état ne s’améliorait pas dans les 72h, et qu’un des points limite était atteint, les expérimentateurs compétents excluraient l’animal de l’étude et l’euthanasieraient.
Choix des espèces
Le modèle de cystite induite par l’administration de CYP est un modèle expérimental classiquement développé chez le rat. De plus, l’exploration de la fonction vésicale chez l’animal éveillé (quel que soit la pathologie) est largement décrite chez le rat. Les animaux utilisés seront au moins âgés de 7 semaines afin d’avoir des animaux adultes sexuellement matures permettant de mimer au mieux les conditions cliniques humaines.
Rôle de l’homéostasie chlorure spinale dans l’hypersensibilité nociceptive induite par une séparation maternelle néonatale
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
176 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en gravité modérée, pour étudier l'hypersensibilité à la douleur induite par une séparation maternelle précoce. La moitié des nouveau-nés est séparée de leur mère, puis soumise à des tests de douleur et à des injections dans la moelle épinière, l'autre moitié subit une chirurgie sans réveil avec ablation d'une vertèbre pour enregistrer la moelle jusqu'à huit heures. Le porteur indique aussi que toutes les mères sont mises à mort après le sevrage, au motif que la séparation altère leur système nerveux. Il affirme que la nociception est un processus intégré, impossible à étudier sans sujets vivants dotés d'un cortex développé.
Objectifs
Pendant très longtemps, la douleur du nouveau-né a été ignorée et négligée lors de sa prise en charge. Ce n’est qu’au début des années 90 que ce problème a commencé à être pris en compte en clinique humaine et de nombreux progrès restent à faire. Les nouveaux nés ressentent non seulement la douleur mais sont extrêmement sensibles aux stimulations aversives. Ceci est d’autant plus vrai pour les enfants nés prématurés dont la prévalence mondiale était de 9.6 % en 2005. La prématurité conduit ces enfants à développer parfois des troubles moteurs et comportementaux et une hypersensibilité douloureuse pouvant perdurer à l’âge adulte. La séparation maternelle néonatale (SMN) est un modèle reflétant la prématurité humaine et des études ont montré que les animaux exposés à la SMN présentent des déficit de comportements et une hypersensibilité douloureuse. Des études récentes suggèrent également un déréglement de l'expression de certaines molécules pouvant ainsi contribuer aux altérations comportementales observées suite à la SMN. Dans ce contexte, nous chercherons à évaluer le rôle de certaines de ces molécules exprimées par les neurones de la moelle épinière impliqués dans la transmission de l'information douloureuse. L’objectif du projet sera d’étudier l’effet du bumétanide (BTD), qui pourrait rétablir a) les seuils de douleur chez l’animal SMN adulte et b) la transmission de la douleur par des neurones dans la moelle épinière d'animaux SMN.
Bénéfices attendus
Le modèle de séparation maternelle a permis de décrypter nombre des mécanismes d’altération du système nerveux qui sont retrouvés chez les enfants prématurés humains. Dans ce cadre, l’étude permettra de mieux comprendre les voies et mécanismes impliqués dans la douleur qui sont altérés lors d’un stress néonatal non douloureux, et plus particulièrement une séparation précoce avec la mère. Ce projet vise aussi à caractériser l’action potentiellement bénéfique du bumétanide sur le comportement modifié des animaux séparés et sur les modifications moléculaires observées dans ce modèle.
Procédures
La moitié des animaux seront soumis au protocole de séparation maternelle néonatale, tandis que l'autre moitié des nouveau-nés resteront avec leur mère. Des tests d'évaluation de la douleur (durée 10min/animal), n'induisant pas de stress accru chez les animaux seront effectués une fois chacun du jour 30 au jour 60 postnatal pour la moitié des animaux. Ceux-ci recevront un total de 4 injections sous anesthésie générale 30 minutes avant chaque test comportemental. Une chirurgie durant 45 minutes sera effectuée sur l'autre groupe d'animaux puis des enregistrements de la moelle épinière seront effectués. Ces enregistrements dureront 8 heures maximum.
Impact sur les animaux
Le modèle de séparation maternelle néonatale chez le rat est un modèle de stress psycho-social et a donc des conséquences sur le comportement des animaux. Après sevrage, la mère ne réintègrera pas le processus de reproduction mais sera euthanasiée puisque la séparation altère le fonctionnement de son système nerveux, induisant potentiellement une anxiété accrue au niveau comportemental. Les nuisances possibles liées à l'injection intrathécale seront le stress lié à l’anesthésie ainsi qu'une inflammation ou infection potentielle du site d’injection. Les tests comportementaux induisent un changement d’environnement pour les animaux et donc un stress.
Devenir
Toutes les mères de cette étude seront mises à mort après sevrage de leurs petits (P21) puisque la séparation altère le fonctionnement de son système nerveux, induisant potentiellement une anxiété accrue au niveau comportemental. En fin d’expérience, tous les animaux seront aussi mis à mort. Pour la moitié des animaux, la chirurgie subie est sans réveil puisqu'une vertèbre est ôtée lors de celle-ci et que leur moelle épinière est manipulée. Les animaux y prenant part seront mis à mort par excès d'anesthésie.
Remplacement
La nociception étant un processus intégré, ce projet nécessite l’étude d’un système intégré et mature. De plus, l’étude vise à caractériser les propriétés et le mode d’action d’une molécule d’intérêt dans notre modèle, et il est donc impossible de se passer de sujets vivants dotés d’un cortex développé. Il n’existe pas encore de modèles alternatifs in silico ou in vitro capable de restaurer les réseaux neuronaux impliqués dans les comportements observés.
Réduction
Chaque groupe de rats requiert 2 portées différentes (comportant chacune minimum 10 animaux) pour une bonne analyse statistique et confirmation des tests comportementaux. L’intégralité des animaux de chaque portée sera analysée à chaque fois, permettant également de préciser les différences mâles-femelles si elles sont observées. Les résultats obtenus sont alors statistiquement robustes et exploitables.
Raffinement
Durant la SMN, les ratons sont placés sous lampes chauffantes afin d’éviter toute hypothermie. Leur prise de poids sera contrôlée 2 fois par semaine. Les animaux sont hébergés en cages collectives afin de préserver les interactions sociales avec leurs congénères et ont constamment à disposition de la frisure pour un nid, un bâton à ronger et un tunnel. Les animaux sont suivis quotidiennement par les zootechniciens de l’animalerie et par les expérimentateurs afin d’être alertés dès les premiers signes de dégradation du bien être animal en portant une attention particulière à tout changement de l’état général ainsi qu’à l’état comportemental. Si des changements sont observés, le vétérinaire sera contacté pour décider de la procédure. Pour l’appréciation de la perte de poids, si lors d’une pesée hebdomadaire, il est observé qu’un animal ne prend pas de poids ou en perd par rapport à la pesée précédente, des aliments humides seront mis à disposition dans les cages pour faciliter la prise alimentaire. Si l’un de ces changements persiste plus de trois jours et est observé par un zootechnicien ou l’expérimentateur, le vétérinaire sera contacté et l’animal sera retiré de l’étude. Les injections seront effectuée sous anesthésie générale profonde (isoflurane 3%) pour limiter le stress des animaux. Les tests comportementaux sont realisés après une semaine d’habituation (manipulation par l'expérimentateur 5 minutes par animal chaque jour) afin de réduire le stress.
Choix des espèces
Le rat est un standart en tant que modèle expérimental pour ce type d’expérience impliquant des processus intégrés. Nos précédentes études étant réalisées sur le rat, nous conserverons ce modèle bien caractérisé sur le plan comportemental. Le modèle de SMN a déjà été bien caractérisé chez cette espèce, permettant de confirmer la robustesse des résultats obtenus. De plus, ce modèle chez le rat nous permet de modéliser l’état de développement d’un fœtus lors du 3ème trimestre de gestation, puisqu’à la naissance le système nerveux du rat est au même niveau de maturation que celui du fœtus au début du 3ème trimestre de gestation. Les évènements de maturation ayant lieu lors du 3ème trimestre de gestation chez l’Homme, correspondent à ceux qui ont lieu lors des 2 à 3 premières semaines de vie postnatales chez le rat. Le protocole de SMN intervient au stade nouveau-né, entre le jour 2 et le jour 12 postnatal. Cependant, les conséquences de ce stress seront observées à l’âge adulte (45 jours postnatal).
Apprentissage des techniques de cathétérismes vasculaires dans le cadre de la formation qualifiante réglementaire « Initiation à la chirurgie expérimentale ».
- Enseignement supérieur
160 rats vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Le porteur les fait opérer par des binômes d'étudiants qui posent des cathéters fémoraux et jugulaires et repèrent la carotide et le nerf vague, pendant une intervention pouvant durer jusqu'à deux heures trente. Ces gestes servent à valider une qualification à la chirurgie expérimentale, non à produire des connaissances. Le porteur indique compléter la formation par des vidéos, des mannequins en plastique et des cadavres, tout en jugeant la pratique sur animal vivant "nécessaire" et conforme à l'agrément de la formation.
Objectifs
Nous formons des techniciens dans le domaine de la santé humaine et animale avec un objectif d’insertion rapide de 50% de la promotion en analyse et recherche biomédicale et dans des secteurs ayant recours à l’expérimentation animale, (EA). Dans le programme national de notre formation, des compétences sont exigées, Niveau 1 : « l’acquisition des gestes expérimentaux basiques sur l’animal de laboratoire » ; Niveau 2, « l’expérimentation dans le cadre d’études précliniques en évaluant l’effet de xénobiotiques en pharmacologie notamment sur l’animal de laboratoire. Parmi les missions futures de nos diplômés, il est clairement indiqué, qu’ils devront « participer à des activités mettant en œuvre de l’expérimentation sur les animaux de laboratoire au cours d’études précliniques ». Notre responsabilité en tant que formateur est de répondre au mieux à ces exigences pour envoyer sur le marché du travail des diplômés compétents, qualifiés et capables de réaliser des procédures dans les conditions les plus respectueuses de l’animal et de son environnement avec une connaissance approfondie des lois et de l’éthique. A propos de l’utilisation des animaux à des fins d’enseignement supérieur, la CNEA (22/05/2019), recommande « d’inciter les filières techniques et les filières générales de l’enseignement supérieur à proposer précocement aux étudiants qui seraient amenés à utiliser des animaux à des fins scientifiques, de suivre une formation réglementaire adaptée à minima de niveau applicateur ». C’est pourquoi nous organisons pour nos étudiants en 1ère et en 2ème année, la formation applicateur niveau 2/A spécifique aux modèles rongeurs. En 3ème année, nous leurs proposons de poursuivre ces apprentissages en suivant la formation réglementaire « Initiation à la chirurgie expérimentale » inscrite dans le programme de notre enseignement. Et pour évaluer et valider leurs compétences acquises en EA au cours de leur cursus, nos étudiants auront une épreuve technique finale de pose de cathéters vasculaires veineux chez le rat. Au préalable, ils assisteront à une démonstration de la chirurgie puis ils rédigeront un protocole étape par étape corrigé par l’enseignant. Ils s’entraineront sur supports non vivants puis sur cadavres de rats avant de passer in vivo. Le quota d'encadrement sera d'1 encadrant pour 4 étudiants et nous demandons ici, l'autorisation de réaliser ces séances dans notre établissement.
Bénéfices attendus
À l’issue de cette formation, les étudiants de troisième année obtiendront la qualification à la formation réglementaire "Initiation à la chirurgie expérimentale". Ils auront appris à définir le cadre réglementaire et technique de la chirurgie expérimentale, à conduire un protocole chirurgical dans des conditions d’asepsie et acquis un certain nombre de gestes techniques. L'accent est mis sur l'amélioration des compétences éthiques en matière de bien-être animal et d'éthique de l'expérimentation animale. L'objectif est de former des étudiants capables de travailler avec respect envers les animaux et de mettre en pratique ces compétences éthiques dans leur future carrière. Cette formation réglementaire répond également à l'obligation d'enseigner l'éthique et les bonnes pratiques en matière d'expérimentation animale, ainsi qu'aux objectifs du programme national de notre formation visant à impliquer les diplômés dans des activités expérimentales sur des animaux de laboratoire lors d'études précliniques. L'objectif est de former des techniciens compétents et qualifiés, capables de réaliser des procédures expérimentales sur des animaux dans le plus grand respect de l'animal et de son environnement, tout en ayant une connaissance approfondie des lois et de l'éthique relative à l'expérimentation animale. En offrant cette formation, l'institution permet aux étudiants d'améliorer leurs perspectives de stages, d'alternances et d'emplois, tout en garantissant une formation de qualité répondant aux besoins du secteur de l'expérimentation animale. Nous tenons à souligner l'importance de maintenir les formations réglementaires de niveau 2/A et d'Initiation à la chirurgie expérimentale en raison de la forte demande pour les techniciens qualifiés en expérimentation animale sur le marché de l'emploi local. Les employeurs, notamment les industries pharmaceutiques et les sociétés d'expérimentation animale, apprécient grandement ces formations, comme en témoignent les nombreux étudiants diplômés qui sont embauchés sans expérience professionnelle préalable. Un partenariat privilégié avec ces entreprises locales permet également de proposer des opportunités de stages, d'alternances et d'emplois aux étudiants qualifiés.
Procédures
Seule une injection de buprénorphine en s/c d’une durée de 5 à 10 secondes sera faite sur le rat vigile puis il sera déposé 30 min après, dans la boite à induction du poste d'anesthésie gazeuse. Apres induction de l'anesthésie par voie gazeuse, le rat endormi recevra une injection intrapéritonéale de mélange anesthésique chimique. La réalisation du cathétérismes fémoral et jugulaire se fera sur animal anesthésié ainsi que la recherche exploratrice pour le repérage anatomique de la carotide et du nerf vague. Un prélèvement d'1 ml de sang par voie jugulaire sera réalisé pour congélation en vue de la réalisation d’un test des comètes sur cellules sanguines de rat (TP de génotoxicité que nous réalisons avec les étudiants dans le cadre du module d’enseignement sur les méthodes alternatives). Les procédures sont sans réveil, les animaux anesthésiés seront ensuite euthanasiés. La durée maximale de l'intervention sur l’animal anesthésié sera de 2h30 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou les effets potentiellement indésirables sur les animaux sont minimisés au maximum. Toutefois, en tout début de protocole, l’administration sous cutanée de l’analgésique pratiquée sur l’animal vigile peut potentiellement être une source de douleur et de stress, bien qu’elle soit de très courte durée. La plupart des actes pratiqués ensuite se font sur un animal analgésié puis anesthésié d’abord par voie gazeuse suivi d’une injection du mélange anesthésique et la procédure est sans réveil. Il reste cependant un point important au cours de cette procédure qui est la surveillance et la gestion du niveau d’anesthésie de l’animal par le binôme d’étudiant et l’encadrant et ce jusqu’à l’euthanasie finale. Si malgré tout, des complications survenaient durant cette période avec un réveil partiel de l’animal et qu’il s’avérait impossible pour les étudiants et l’encadrant de le maintenir au stade chirurgical de l’anesthésie avec les moyens décrits dans la procédure alors une euthanasie serait immédiatement pratiquée.
Devenir
Les animaux anesthésiés sont euthanasiés en fin de procédure selon les méthodes réglementaires. La chirurgie effectuée ne permet pas le réveil de l'animal à l'issue de la procédure. C'est une procédure sans réveil.
Remplacement
Le recours à la pratique sur animal pour les cathétérismes vasculaires est nécessaire à la formation des personnes qui réalisent des actes de chirurgie sur animaux. Elle fait partie intégrante et est conforme à l’agrément de cette formation réglementaire « Initiation à la chirurgie expérimentale ». Pour limiter l’utilisation de l’animal : -Nous passons des vidéos d'entrainement à la préparation du matériel et à la réalisation des différents actes de cathétérismes afin que les étudiants mentalisent les procédures. -Les étudiants s’entrainent sur supports non vivants : rats mannequins en plastique équipés de tubes transparents changeables au niveau jugulaire, carotidien pour évaluer l’importance du sens de l’introduction du cathéter, des ligatures (nombre, serrage) et de leurs emplacements par rapport au biseau du cathéter et également sur cadavres de rats. -Nous mettons en place des TP virtuels également pour les entrainer à la pose de cathéters. Actuellement, nous travaillons également à l’utilisation de la réalité virtuelle et de la réalité augmentée pour former nos étudiants à l’apprentissage de certains gestes de chirurgie. Un TP de réalisation d’une trachéotomie et d’une pose de cathéter jugulaire virtuelle sur le rat est déjà fonctionnel et fait par nos étudiants de 1ère année. -Nous travaillons aux remplacements des enseignements par des méthodes in silico au moyen de logiciels comme Cardiolab, Ileum et de Virtual Physiology que nous venons d’acquérir. -Pour les 4 séances de démonstration de pose de cathéters, nous envisageons d’ici 2024-25, de recourir progressivement à la vidéo étape par étape pour éviter l’utilisation d’un rat et ainsi réduire le nombre de rats utilisés à 28 par an. Néanmoins les gestes de chirurgie, l’anesthésie, la préparation du champ opératoire stérile se doivent d’être pratiqués sur les rongeurs pour cette formation réglementaire et pour ces futurs techniciens en expérimentation animale.
Réduction
Cet enseignement est mis en place pour au maximum 56 étudiants soit 28 binômes en 3ème année, ce nombre peut être inférieur selon les années. Nous aurons ainsi 4 groupes de TP de 14 étudiants au maximum plus 4 démonstrations de pose de cathéters sur rat par l’enseignant. A raison d’un rat par binôme, cela conduira à utiliser au maximum 32 rats par an. Pour les 4 séances de démonstration de pose de cathéters, nous envisageons de recourir progressivement à la vidéo étape par étape d’ici 2024-25, pour éviter l’utilisation d’un rat et ainsi réduire le nombre de rats utilisés à 28 par an. Nous avons fait le choix d’un rat par binôme pour limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en permettant malgré tout, à chaque étudiant de poser un cathéter veineux et d’être à tour de rôle soit chirurgien, soit assistant avec les tâches spécifiques associées. Les étudiants sont ainsi tous mis en condition pour réaliser le travail de chirurgie en conditions stériles, pour gérer une anesthésie, pour mettre en œuvre les gestes de chirurgie. Ceci permet d’éviter d’utiliser un nombre trop important d’animaux, une expérimentation trop longue et les complications inhérentes à la gestion d’une anesthésie prolongée afin que les procédures expérimentales se déroulent dans les conditions les plus respectueuses de l’animal et de son environnement. Ce nombre est calculé au plus juste et limité au strict nécessaire pour que les étudiants soient en mesure de réaliser les procédures et d’acquérir les gestes techniques des cathétérismes vasculaires dans le cadre réglementaire.
Raffinement
Les animaux sont systématiquement amenés en salle d’expérimentation, une heure avant le début de la séance, afin de s’acclimater. Des recommandations sont rappelées aux étudiants à chaque séance afin que les manipulations aient lieu dans le calme. Les étudiants ont été formés lors de procédures classe légère à l'évaluation du bien-être animal et à compléter à chaque séance des fiches de suivi individuel des animaux (prenant en compte leur poids, leur comportement, leur aspect). La pesée, l’anesthésie des rats, la tonte et la désinfection des zones opératoires sont pratiquées dans une pièce annexe à la salle d’expérimentation. Une analgésie préalable est réalisée 30 min avant l’induction de l’anesthésie pratiquée par voie gazeuse de limiter le stress de l’animal et éviter toute douleur due à l’injection consécutive du mélange anesthésique. L’animal anesthésié, tondu et désinfecté est ramené en salle d’expérimentation puis disposé sur une table d’opération. Sa température corporelle est maintenue à l’aide d’un tapis chauffant équipé d’une sonde rectale, ses yeux sont hydratés. Une analgésie locale avec un anesthésique en spray est également pratiquée après chaque incision et avant de procéder à la pose des cathéters. Nous avons fait le choix de permettre à chaque étudiant de poser un cathéter veineux et d’être à tour de rôle soit chirurgien, soit assistant avec les tâches spécifiques associées. Les étudiants sont ainsi tous mis en condition pour réaliser le travail de chirurgie en conditions stériles, pour gérer une anesthésie, pour mettre en œuvre les gestes de chirurgie. Cela permet d’éviter une expérimentation trop longue et les complications inhérentes à la gestion d’une anesthésie prolongée pour que les procédures expérimentales se déroulent dans les conditions les plus respectueuses de l’animal et de son environnement. Conformément à la réglementation, 4 étudiants seront encadrés par un enseignant ou un technicien qualifié. Le respect du bien-être animal est au cœur de l’approche pédagogique employée pendant la séance et les encadrants sont qualifiés à l’expérimentation animale et à la chirurgie. Ils veillent ainsi à enseigner les bonnes pratiques pour la réalisation des gestes techniques dans un cadre éthique et réglementaire.
Choix des espèces
Le rat est le modèle préconisé pour la réalisation des cathétérismes vasculaires dans la formation réglementaire « Initiation à la chirurgie expérimentale ». La taille de ce modèle animal est adaptée pour la pose des cathéters et l’apprentissage de ces techniques. C’est par ailleurs un animal docile, ce qui facilite la manipulation par les étudiants et les rassure. Par ailleurs dans le monde professionnel dans lequel exerceront nos futurs diplômés, le rat est le modèle utilisé en recherche préclinique. Ainsi est-il utilisé en recherche fondamentale et dans la plupart des tests de toxicité décrits par les normes OCDE ainsi que dans beaucoup d’essais précliniques. Nous utilisons des rats adultes de taille suffisante (300 à 350 g), pour faciliter la pose de cathéters par les étudiants. Ces animaux possèdent moins de tissu adipeux que des rats plus âgés. L'anesthésie est ainsi moins risquée car le tissu adipeux piège l’anesthésique, ce qui expose l’animal à un surdosage. Ils ont de plus des veines souples et des artères non cassantes et plus faciles à dégager (moins de tissu adipeux) pour la pose de cathéters. Nous aurons recours à des rats de réforme autant que possible.
Etude de la cinétique de délivrance d’un immunosuppresseur pour la régénération des nerfs périphériques chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
240 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur expose chirurgicalement leur nerf sciatique pour y poser un implant libérant un immunosuppresseur, avec des mesures de l'activité électrique du nerf avant et après et un suivi pouvant aller jusqu'à douze mois. Il décrit une douleur post-opératoire transitoire liée à l'exposition du nerf, atténuée selon lui par l'anesthésie et l'analgésie. Ce projet valide un dispositif destiné à être implanté chez l'humain, et le porteur affirme qu'aucune méthode in vitro ne reproduit les propriétés des "organes entiers".
Objectifs
Pour la réparation des nerfs périphériques, notre laboratoire développe de nouveaux systèmes, combinant des implants et des médicaments. Le développement de ces systèmes de réparation nécessite de caractériser la libération du médicament formulé. Ce projet permettra donc de caractériser in vivo la vitesse de libération d'un immunosuppresseur (molécule limitant l’action du système immunitaire, avec de potentielles propriétés de régénération des nerfs), pour des projets sur la régénération des nerfs périphériques. L'objectif est d'évaluer le profil de libération de cette molécule d’intérêt au niveau du nerf sciatique, depuis des implants, chez le rat. Cette évaluation sera réalisée pendant une période maximale de 12 mois (période de suivi des animaux après chirurgie), et permettra de caractériser nos implants contenant l'immunosuppresseur.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de valider au niveau préclinique la cinétique de libération locale d'un immunosuppresseur pour la régénération des nerfs périphériques. Ce projet fait partie de l’étape de recherche et validation de produits qui seront implantés dans le corps humain, qui permettra de réduire le risque pour le patient. Il nous est impossible de substituer ces travaux par d’autres méthodes n’utilisant pas d’animaux. Ce projet a donc pour but de mettre en évidence l’intérêt du développement d’un traitement local pour la régénération des nerfs.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure : Une mesure de l’activité électrique du nerf sciatique (électrophysiologie) sera effectuée en pré-opératoire au plus tôt 7 jours avant la chirurgie sous anesthésie de l’animal (durée de 20 à 40 minutes). Le jour de la chirurgie, après anesthésie et analgésie de l'animal, le nerf sciatique sera exposé. Ensuite, chaque animal recevra une application locale d’un implant contenant un immunosuppresseur. Certains animaux pourront recevoir un implant sans molécule thérapeutique sur le nerf sciatique de la patte arrière controlatérale. La durée de la procédure chirurgicale sera d’environ 20 à 40 minutes par animal. Des prélèvements sanguins et urinaires pourront être effectués le jour après la chirurgie et des prélèvements réguliers pourront être faits en fonction de la vitesse de relarguage de la molécule thérapeutique depuis l’implant (la durée de chaque geste est d’environ 1 minute). Le jour de l’euthanasie de l’animal, l’activité électrique du nerf sciatique sera mesurée au préalable sous anesthésie de l’animal (durée de 20 à 40 minutes).
Impact sur les animaux
Les risques anesthésiques sont les suivants : hypothermie (stress thermique) et assèchement de la cornée. Les risques infectieux sont, quant à eux, peu probables, compte tenu que la chirurgie est réalisée en conditions stériles. Concernant le risque hémorragique, celui-ci est également très limité, du fait qu’aucun vaisseau sanguin majeur ne sera sectionné. L’acte chirurgical engendrera une douleur transitoire en post-opératoire liée à l’exposition du nerf sciatique (qui ne sera pas sectionné) ainsi qu’à la pose de l’implant. L’acte chirurgical étant réalisé sous anesthésie générale, après injection sous-cutanée d’un analgésique et application locale (sur les muscles puis le nerf sciatique) d’un anesthésiant, cette douleur ne devrait pas être ressentie par l’animal pendant la chirurgie. Compte tenu de la forte activité de l'immunosuppresseur, les animaux pourraient manifester des signes de perte de poids, malaise, léthargie et/ou perte de poils, typiquement associés à l'administration systémique de cette molécule thérapeutique. De plus, les animaux seront surveillés pour tout signe de diarrhée et de déshydratation.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure car des prélèvements et analyses sont nécessaires post-mortem.
Remplacement
Des études in vitro ont déjà été réalisées. Malheureusement, ces études ne permettent pas de mimer les propriétés biologiques et mécaniques des organes entiers. Par conséquent, ce projet in vivo a pour but de valider la cinétique de libération d'un immunosuppresseur depuis nos implants et permettra son développement optimal pour la régénération du nerf sciatique.
Réduction
Le nombre d’animaux (240) a été défini sur la base des études précédemment conduites en interne, pour lesquelles jusqu’à 10 animaux par groupe ont été considérés pour la chirurgie du nerf sciatique. Considérant que le nerf sciatique ne sera pas sectionné et que des analyses statistiques seront réalisées, il nous est indispensable de considérer un minimum de 5 animaux par groupe.
Raffinement
Le nombre d’animaux par cage (2 animaux) respectera la législation sur la protection des animaux de laboratoire. Les rats seront acclimatés au minimum 5 jours avant la chirurgie au sein de l’animalerie. Les rongeurs disposeront à volonté d’eau et d’aliments. Tous les animaux seront hébergés en portoirs ventilés et enrichis avec des maisons, des bâtons, du papier, des boules et/ou des os en plastique. La totalité des gestes expérimentaux sera pratiquée par du personnel qualifié. Les animaux recevront un traitement analgésique avant toute procédure chirurgicale qui se fera sous anesthésie générale. À la suite de la procédure chirurgicale, un traitement analgésique systématique sera administré. Les animaux seront observés au minimum une fois par jour afin d’évaluer de potentiels signes de mal-être. Un vétérinaire est joignable tous les jours si besoin. En cas d’atteinte des points limites : variation relative persistante du poids corporel supérieure ou égale à 20 pour cent par rapport au poids mesuré avant chirurgie (pesée quotidienne pendant 3 jours après chirurgie au maximum deux fois par semaine pour tous les animaux jusqu’à leur euthanasie. Une étiquette signalétique sera apposée sur les cages pour indiquer que le suivi du poids est assuré pour l’ensemble des animaux) ou dégradation de l’état général de l’animal), l’euthanasie de l’animal sera effectuée.
Choix des espèces
L'utilisation d'un modèle mammifère est, selon nous, essentielle à cause des différences structurales existantes entre les organes des espèces mammifères et non-mammifères. Les rats sont des modèles animaux classiquement utilisés en expérimentation animale pour évaluer la réparation des nerfs périphériques. De plus, la composition des tissus des humains et rongeurs est très similaire pour plusieurs organes. Les animaux qui seront utilisés auront entre 6 et 12 semaines au début de l'étude. Ils seront donc adultes et arrivés à maturité sexuelle. Les animaux seront bagués sur l'oreille dès leur arrivée dans l'animalerie.
Etude des circuits thalamocorticaux permettant la prise de décision.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
484 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur implante des fibres optiques ou des électrodes dans leur cerveau lors d'une chirurgie d'une heure et demie, puis les soumet à une restriction alimentaire les maintenant à 90-95 % de leur poids pendant jusqu'à quatre mois pour les motiver à une tâche comportementale. Il présente cette faim imposée comme n'affectant que "très peu" le bien-être des animaux non-humains, tout en la décrivant comme le ressort de leur motivation. Ce projet fondamental cartographie des circuits de la prise de décision, avec une "perspective translationnelle" vers les pathologies mentales, et le porteur affirme que seuls des "organismes entiers" permettent d'en étudier les bases neuronales.
Objectifs
La prise de décision est un processus essentiel du comportement humain. Ce processus complexe nécessite d’apprendre de son environnement afin d’emmagasiner des connaissances mais également de s’adapter aux changements. Une prise de décision adaptée nécessite ainsi un équilibre entre les comportements d’exploitation (utilisation des connaissances acquises) et d’exploration (recherche d’options plus favorables) qui peuvent être fidèlement modélisés chez le rat afin d’en établir les bases neurales. Le projet vise à étudier les circuits cérébraux qui permettent une prise de décision adaptée dans un environnement changeant chez le rat. Nous souhaitons dans ce projet étudier la connectivité de plusieurs régions connues pour être impliquées dans la prise de décision mais dont le rôle précis n’est pas connu. Dans un premier temps nous réaliserons une étude descriptive de la connectivité entre ces différentes régions, puis nous testerons leur implication fonctionnelle en procédant à une déconnexion ou une activation réversible, afin de déterminer leur rôle précis.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de préciser la connectivité des différentes régions impliquées dans la prise de décision ainsi que de préciser leur rôle . Une hypothèse majeure actuelle est que la prise de décision maladaptive qui caractérise un grand nombre de pathologies mentales est associée à un syndrôme de dysconnectivité de ces régions, ce projet fondamental a donc une claire perspective translationnelle.
Procédures
Les animaux subiront une chirurgie d’injection intra cérébrale de composés et d’implantation à demeure de fibre optique ou d’électrode d’enregistrement d’une durée maximale d’une heure et demie. Ils seront soumis également à une restriction légère d’accès à la nourriture (rationnement afin de conserver 90-95% de leur poids initial) qui durera maximum 4 mois ainsi qu'à une tâche comportementale dont les sessions durent entre 20mn et 1h15 par jour pour une durée maximale de 4 mois.
Impact sur les animaux
Les chirurgies d’injection intra cérébrale de composés et d’implantation de fibres ou d’électrodes présentent un risque de diminution du bien-être animal dans les moments/jours qui suivent la chirurgie (inconfort, fatigue et parfois douleur). Afin de garantir la motivation des animaux pour la tâche comportementale ils seront mis en restriction alimentaire légère (90-95% de poids corporel) ce qui impacte très peu leur bien-être (légère sensation de faim garantissant la motivation des animaux à obtenir une récompense alimentaire).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Elucider les bases neuronales de fonctions cognitives ne peut, par définition, s’étudier que chez des organismes entiers. L’approche cognitive chez l’homme n’autorise pas la manipulation fine des circuits neuronaux qui est nécessaire à la compréhension de leur fonctionnement. De même, l’approche neurocomputationnelle faisant appel à la modélisation est utile mais reste complémentaire des approches interventionnelles in vivo qui permettent de valider la véracité des modèles prédictifs.
Réduction
Nous cherchons à utiliser le nombre minimal d’animaux permettant d’obtenir des données exploitables lors de l'utilisation des tests statistiques. Le recours à des méthodes réversibles permet de diminuer le nombre d’animaux nécessaire. De plus, nous effectuerons les différentes procédures dans un ordre logique permettant de ne pas réaliser les expérimentations sur les voies n’ayant pas été validées par les procédures précédentes, ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Le bien-être animal étant essentiel pour garantir des données comportementales exploitables, toute souffrance sera évitée. Les animaux bénéficieront d’un enrichissement adapté (matériel de nidification, tunnel et barre à ronger) et seront hébergés en cage collective, même après les chirurgies. Les protocoles de chirurgie ont été optimisés afin de garantir des conditions optimales (analgésie centrale, locale, gel oculaire, tapis chauffant, scoring post-opératoire). Des points limites généraux et spécifiques ont été identifiés afin de permettre une prise en charge optimale de la douleur et de l’inconfort.
Choix des espèces
D’une façon générale les rongeurs sont un bon modèle d’étude du système nerveux. Les principes fonctionnels à l’œuvre dans ces circuits sont transposables à l'homme. De plus de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rat des aptitudes cognitives complexes. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes âgés d’environ 3 mois au début des expériences afin de limiter la variabilité de taille.
Etude des effets anti-hyperalgésiques d’un ou plusieurs composés dans un modèle d’arthrite induit avec de la carragénine chez le rat.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
690 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur provoque une inflammation articulaire par injection de carragénine, censée reproduire une crise de goutte, puis applique des stimulations douloureuses thermiques et mécaniques répétées sur les pattes arrière, jusqu'à six mesures par jour. Il indique que l'inflammation peut conduire les rats à se mutiler et à développer des lésions ulcéreuses, et prévoit de les tuer parce qu'ils restent douloureux. Ce modèle sert à tester des candidats-médicaments analgésiques, et le porteur affirme que seul l'animal vigile permet d'étudier la douleur, et non la seule nociception mesurable in vitro.
Objectifs
La douleur altère gravement la qualité de vie des patients atteints de la maladie de la goutte. La douleur inflammatoire peut être due à une action directe des cytokines inflammatoires sur les neurones nociceptifs, abaissant leur seuil d'excitabilité et provoquant ainsi une hyperalgésie. Le but de ce projet est d’offrir la possibilité de tester des candidats-médicaments dans un modèle de douleur inflammatoire et pour différent type de douleur (mécanique, thermique). Cela est couramment décrit dans la littérature. La carragénine (CAR) est actuellement utilisée comme déclencheur d'une inflammation aiguë dans différents tissus. L'arthrite induite par la carragénine chez les rongeurs a été largement utilisée comme modèle d'arthrite aiguë. La physiopathologie de l'arthrite induite par la CAR implique des cytokines inflammatoires. Elle imite la crise de goutte telle qu'elle peut se produire chez l'homme. Elle a été largement étudiée pour tester des composés anti-goutteux et des molécules anti-inflammatoires en tant que modèle animal. En revanche, de nombreux patients ne peuvent pas utiliser de médicaments anti-inflammatoires en raison de leurs comorbidités. Il existe donc un réel besoin de traitement local efficace et rapidement actif de l'inflammation et de la douleur qui sont intenses lors d'une crise de goutte.
Bénéfices attendus
Les molécules de référence dans le traitement de la douleur sont soit peu efficaces, soit avec de nombreux effets secondaires (Opiacés : Impact sur le transit, tolérance/ Antiinflammatoires : ulcères …). Le but de ce projet est de tester de nouveaux candidats médicaments dans un modèle de douleur reconnu. Ils seront comparés aux molécules de références testées en cliniques. A long terme, l’objectif est de pouvoir développer de nouvelles stratégiques thérapeutiques pour lutter contre les pathologies arthritiques.
Procédures
Les animaux peuvent développer des paralysies ou s’automutiler. Les animaux reçoivent des injections par voie intra-articulaire (site d’injection à surveiller). Ils peuvent également présenter une perte de poids, une perte de tonus, un stress. De plus selon les tests, les animaux sont soumis à la contention, isolés dans des compartiments (durée de 3minutes à maximum 2h30 selon le test) et une stimulation douloureuse thermique ou mécanique des pattes arrière est réalisée (durée de 1minute à 1.5 minutes selon le test). Les tests peuvent être réalisés sur plusieurs jours et peuvent être répétés plusieurs fois sur une même journée dans limite de 6 points de mesures. Les animaux pourront également subir des nuisances liées à l’administrations de composés (durée de quelques secondes à 3 minutes maximum). Ils pourront être réalisés une seule fois ou plusieurs fois par jour. Les administrations répétées peuvent causer des lésions superficielles. Les composés administrés peuvent induire des effets secondaires listés dans les points limites. Enfin, les animaux peuvent subir des prélèvements de sang en répétés ou unique afin de suivre la pharmacocinétique du composé. Les prélèvements durent maximum 3 minutes et les animaux peuvent être sous anesthésie pendant 5 minutes.
Impact sur les animaux
L’injection de l’agent inflammatoire (carragénine) est faite au niveau d’une articulation : Ceci peut entrainer une douleur articulaire ainsi que les symptômes d’une inflammation locale : rougeur, gonflement, chaleur. Quand l’inflammation est trop importante, les animaux peuvent se mutiler ou créer des zones ulcéreuses. - Nuisances liées aux tests, les animaux sont isolés en compartiments plexiglas, et leurs pattes arrière sont stimulées à plusieurs reprises. Les tests peuvent être répétés plusieurs fois sur une même journée dans la limité de 6 points de cinétique par jour. Ils peuvent être réalisés sur plusieurs jours. - Nuisances liées à l’administration de composés clients. Les composés administrés peuvent induire des effets secondaires qui sont listés dans les points limites. De plus, les animaux pourront subir des prélèvements de sang en répétés ou en prélèvement unique afin de suivre la pharmacocinétique.
Devenir
Le modèle d’arthrite est un modèle sévère et stable. Les animaux restent donc douloureux. De plus, le réactif injecté est un agent inflammatoire. Il n’est donc pas concevable de les replacer. De ce fait, dès la fin de la phase expérimentale, les animaux sont mis à mort par le personnel habilité.
Remplacement
L’objectif de ce projet est le développement de modèles permettant de tester l’efficacité de candidats médicaments analgésique. Les modèles in silico et in vitro permettent seulement d’étudier les effets de ces molécules sur la nociception, c’est-à-dire les mécanismes biologiques encodant les stimuli endommageant, ou susceptibles d’endommager les tissus. Selon sa définition par IASP (International Association for the Study of Pain), la douleur est une « expérience sensorielle et émotionnelle ». L’étude de potentiels traitements analgésiques doit donc être conduite dans des modèles restituant à la fois la composante sensorielle et émotionnelle et permettant l’analyse du comportement en plus de la physiologie ; faute de quoi c’est la nociception et non la douleur qui est étudiée. L’étude des candidats médicaments analgésiques chez l’animal vigile reste la seule option pour démontrer l’efficacité sur la douleur avant le passage chez l’homme.
Réduction
Pour chaque étude, le nombre d'animaux utilisé est réduit au minimum nécessaire pour l’obtention d’informations robustes et statistiquement pertinentes. Le nombre d’animaux par groupe de traitement a été fixé à n=10 en se basant sur les données bibliographiques disponibles et sur des approches statistiques.
Raffinement
Les animaux ont de l’enrichissement (briquettes en bois, tunnel en polycarbonate rouge transparent) et sont habitués à la salle d’expérimentation et aux tests (contention, enceinte…) afin de limiter leur stress. Lors des tests, des valeurs dites de cut-off sont fixées et correspondent à la stimulation maximale que peut subir l’animal. Ceci permet d’éviter les lésions dues au test ou les stimulus plus douloureux que nécessaire. Dans le cadre d’immersion de la patte ou de mVF, le choix des températures ou de la gamme de filaments est fait afin de limiter la douleur et de mesurer une allodynie (stimulus non douloureux pouvant être ressentie comme douloureux par des animaux pathologiques). Des points limites strictes sont mis en place en association avec une grille de scoring afin de limiter la douleur des animaux. Une anesthésie est appliquée avant chaque acte le nécessitant/le permettant : chirurgie, prélèvements, traitements particuliers, … Une surveillance accrue des animaux est mise en place au vu de la thématique de la recherche. Des points limites sont clairement établis et des mesures sont mise en place suite aux inductions des modèles : soins post opératoires, aliments placés dans la cage de l’animal si difficultés à se nourrir, sous cutanée de NaCl ou de Glucose en cas de déshydratation.
Choix des espèces
La question du remplacement des rongeurs est critique et suivie avec attention au laboratoire. Chez ces espèces la démonstration la capacité à ressentir la douleur telle que définie par l’IASP (International Association for the Study of Pain) est récenteet les modèles d’étude de la pharmacologie de la douleur à visée clinique ne sont pas encore développés. LE rat a été sélectionnée pour ce projet en se basant sur plusieurs critères : a) sensibilité aux stimuli nociceptifs utilisés dans ce projet ; b) large caractérisation du comportement et des modèles dans la littérature ; c) efficacité dans cette espèce des médicaments utilisés chez l’homme sont efficaces pour soulager une douleur équivalente (suggérant l’existence de mécanismes biologiques communs. es animaux utilisés pour l’ensemble des procédures sont des animaux juvénils/ pré-adolescents. (5-7semaines ; 190-240g le jour d’induction du modèle) Ce stade a été choisi car il est adapté au développement des modèles, il permet un suivi sur plusieurs semaines des animaux, évitant d’avoir des animaux âgés pour lesquels des pathologies liées à l’âge pourraient interférer avec nos résultats. Ce stade de développement permet aussi d’avoir des animaux dans une gamme de poids adaptée aux tests réalisés ce qui limite le stress engendré par la contention.
Diminution de concentration plasmatique en testostérone chez le rat, après implantation d’hydrogel chargé en leuprolide
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
96 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le porteur leur pose un implant d'hydrogel chargé de leuprolide, une hormone qui supprime la production de testostérone, puis réalise onze ponctions de sang dans la veine caudale sur 56 jours sous anesthésie. Il indique surveiller un érythème et des démangeaisons au site d'implantation comme principaux effets indésirables. Ce test vise une libération prolongée du médicament chez l'humain, notamment dans le cancer de la prostate et l'endométriose, et le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne fournit ces données sans "perte d'informations".
Objectifs
Le leuprolide est utilisé chez l’homme pour moduler les niveaux hormonaux, en particulier dans le traitement de diverses maladies. En agissant sur le système endocrinien, le leuprolide permet de supprimer la production de certaines hormones, comme la testostérone, dans le but de traiter des maladies telles que le cancer de la prostate chez l’homme ou l'endométriose et les fibromes utérins chez la femme. L'utilisation clinique du leuprolide permet une régulation précise des niveaux hormonaux et contribue à améliorer la qualité de vie des patients souffrant de ces pathologies. A ce jour, le traitement nécessite une injection toutes les quatre semaines. Les implants en hydrogel offrent une méthode pratique et précise pour administrer des médicaments et/ou moduler les niveaux de substances biologiques. Leur capacité à libérer de manière contrôlée et prolongée des composés actifs les rend particulièrement efficaces pour étudier les effets de ces substances sur des modèles biologiques. L’objectif de ce projet est de tester l’efficacité d’implants d’hydrogel, chargés en leuprolide, à réduire la production de testostérone chez le rat.
Bénéfices attendus
L'administration de leuprolide sous forme d'implants d'hydrogel chez l'homme, permettrait une libération prolongée du médicament, réduisant la fréquence des administrations et améliorant ainsi la qualité de vie du patient.
Procédures
Les animaux seront soumis à une ponction de 200 uL de sang complet dans la veine caudale (11 fois réparties sur 56 jours) sous anesthésie volatile (durée environ 2min, 104 animaux). Les animaux seront soumis à une injection sous-cutanée (1 fois) sous anesthésie volatile (environ 3 min, 104 animaux). Les animaux seront soumis à une anesthésie volatile pour l'imagerie par échographie (envrion 5 min, 11 fois réparties sur 56 jours).
Impact sur les animaux
Toute forme de nuisance ou effets indésirables des procédures expérimentales seront attentivement surveillées lors de l'observation des animaux. Ces effets indésirables sont listés parmi les points limites de chaque procédure. Les effets indésirables qui pourraient être observés sont : erythème de différents grades en fonction de la réponse, démangeaisons.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à 56 jours post implantation afin de prélever le site d'injection qui sera étudié lors d'analyses anatomopathologiques.
Remplacement
Les tests in vitro ont permis de réduire le nombre de composés à tester. Les informations de biocompatibilité et de réduction de la production de testostérone sont obtenues uniquement par l’emploi d’animaux. Ces études précliniques sont nécessaires avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n’existe pas de modèle non biologique ou in vitro permettant de réaliser ces travaux sans perte d’informations scientifiques.
Réduction
Afin de limiter le nombre de lots expérimentaux et compte tenu que les expériences ne sont pas de classe sévère, des cohortes d’animaux pourront être utilisées pour répondre à plusieurs objectifs (informations sur la biocompatibilité, informations sur l’efficacité de réduction de production de téstostérone). Dans chaque procédure le nombre d’animaux pourra être réduit jusqu’à 50% si l’effet attendu est suffisamment important pour obtenir des résultats statistiquement fiables avec la première moitié d’animaux ou si les données se révèlent non pertinentes (arrêt alors des expérimentations). Si la normalité est respectée (test de Shapiro), le test statistique utilisé sera soit un Test t soit une ANOVA. Si l’ANOVA est significative (p < 0,05), elle sera suivie d’un post hoc de Tukey. Si la normalité n’est pas respectée, un test de Mann-Whitney ou un test de Kruskal Wallis sera effectué.
Raffinement
Le rat est une espèce animale très proche de la physiopathologie humaine et de taille suffisante pour permettre de prélever le minimum de sang pour réaliser les dosages de testostérone et de leuprolide circulant. Les injections des implants d’hydrogel, l'imagerie ultrasonore et les ponctions de sang seront réalisées sous anesthésie générale (anesthésie volatile). Les points limites seront particulièrement surveillés dans les 48 à 72h qui suivront les injections. Parmi ceux-ci l’aspect de la peau, le poids et le comportement seront les premiers contrôlés. Ceci permettra d’intervenir immédiatement en cas de souffrance (analgésique, application de crème hydratante sur la peau), et/ou d’appliquer les critères d’arrêt prédéfinis de l’étude le cas échéant. Tous les résultats obtenus lors de ces études seront exploités.
Choix des espèces
Le rat est l’espece animale la moins evoluée et de taille suffisante pour permettre l'injection d'implants d'hydrogel et de prélever suffisement de sang afin de réaliser les dosages de testostérone et de leuprolide. Les animaux seront utilisés au stade de jeune adulte (3 mois), afin que la production de testostérone soit maximale.
ONCO-BLA : Évaluation des composés diagnostiques ou thérapeutiques sur des animaux porteurs de tumeurs de vessie localisées
- Recherche appliquée
- Cancers
Rats : 3000
6 000 rongeurs, 3 000 souris et 3 000 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ce prestataire de services précliniques implante des tumeurs, par abrasion chimique ou injection dans la paroi de la vessie, puis administre des composés de clients par de multiples voies et parfois de la radiothérapie. Le porteur décrit une hématurie et des douleurs modérées liées à l'induction tumorale et une privation d'eau imposée quatre heures avant certaines injections. Il met en avant un large "panel de modèles in vivo" pour transposer des candidats-médicaments à l'humain et affirme que les méthodes alternatives restent "marginales".
Objectifs
Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, quelque 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Parmi les cancers, le cancer colorectal est le deuxième plus mortels (plus de 900 000 décès en 2020 pour environ 1,93 million nouveaux cas). Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints. Bien que possédant des caractéristiques communes, différents types de cancers ont des causes très éloignées et répondent de façon extrêmement différente à un traitement. L’objectif de ce projet est d’utiliser des modèles de cancer coliques déjà mis en place dans notre établissement ou bien d’en développer de nouveaux chez les rongeurs (rats ou souris), les plus prédictifs possible afin de refléter la pathologie cancéreuse humaine et de pouvoir évaluer des nouveaux médicaments pour traiter ces tumeurs viscérales coliques chez l’homme. Pour cela, nous étudierons ces nouveaux médicaments, seuls ou en combinaison, dans un contexte pathologique le plus proche possible de l’homme et d’arriver, avant les essais cliniques chez l’homme, à établir une évaluation de l’efficacité des molécules destinées à traiter les cancers chez l’homme. Grace à ces modèles de cancer, une évaluation de la pharmacocinétique et de la biodistribution des traitements pourra aussi être réalisée en plus de l’évaluation de l’efficacité antitumorale.
Bénéfices attendus
Notre société, prestataire de services en recherche préclinique propose un large panel de modèles in vivo nécessaires à l’évaluation de nouveau composés thérapeutiques pour la recherche contre le cancer. Ce projet a pour finalité de sélectionner des molécules thérapeutiques grâce à des modèles précliniques les plus prédictifs possibles afin de pouvoir transposer l’utilisation de ces molécules chez l’homme lors d’essais dans différentes phases cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, qui représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent d’évaluer l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de nouveaux composés afin d’éviter ces essais directement chez l’homme. Au cours des expériences réalisées, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme, d’étudier les mécanismes de résistance après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression tels que la formation de métastases. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme les moyens de se défendre contre le cancer.
Procédures
L’implantation de transpondeur pour identifier l’animal est réalisée sous anesthésie générale 0-3 jours avant la greffe (inférieur à15min). L’induction tumorale est réalisée sous anesthésie générale (inférieur à 1h30). Avant les traitements, les animaux sont sélectionnés pour former des groupes homogènes en poids et/ou volume tumoral. Au cours des études, des méthodes d’imagerie non invasives peuvent être réalisée, potentiellement après un transport (inférieur à 2h). Des méthodes d’imagerie non invasives peuvent être réalisée sous anesthésie générale (inférieur à 1h). Les animaux sont traités par voie : - - intra-veineuse, intrapéritonéale, sous cutanée avec (inférieur à 15min) ou sans anesthésie générale (3min) - intra-musculaire ou intra-dermique sous anesthésie générale avec analgésie (
Impact sur les animaux
Différentes méthodes d’induction pourront être réalisées : induction tumorale dans la vessie après abrasion chimique ou injection des cellules directement sur la face interne de la paroi de la vessie. Cela pourra engendrer une douleur modérée sur 1-2j et un stress modéré. L’induction de tumeur dans la vessie pourra engendrer une gêne, une hématurie pouvant engendrer une douleur modérée. Les animaux recevront des traitements par voie intramusculaire, intradermique, sous cutanée, intraveineuse, orale, intrapéritonéale, intra-vésicale et / ou seront exposés à des rayons ionisants à visée thérapeutique. Ces traitements pourront entrainer un stress léger et une douleur légère compte tenu de l’analgésie adaptée mise en place. L’imagerie, induira un stress léger. Le jour de la constitution des nouveaux groupes, les animaux seront potentiellement mis avec de nouveaux congénères. Cela pourra engendrer un stress léger de 1-2j. Au cours d’une étude, les animaux seront manipulés. Les mesures de poids et de volume tumoral entraînent un stress que l’on peut considérer comme faible, et qui diminue avec l’habituation. L’apport d’eau des animaux sera supprimé 4h avant injection, Cela pourra engendrer une douleur modérée sur 1-2j et un stress modéré.
Devenir
Du fait que les animaux sont porteurs de tumeurs, ils seront tous mis à mort en fin de procédure
Remplacement
Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments, car les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte global ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D sont utilisées mais sont toutefois marginales.
Réduction
Dans chaque étude, les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s) (volume tumoral et/ou poids). Le nombre de groupes contrôles sera ajusté à la question scientifique posée et des paramètres étudiés. Les variations de ces paramètres et de la mortalité entre les groupes contrôles et traités seront comparées pour évaluer les composés testés. La validité scientifique nécessite d’utiliser un nombre minimum d’animaux par groupe pour que les tests statistiques soient valides et représentatifs d’éventuelles variations inter-individus. Une étude peut être composée de 2 à 10 groupes (au minimum un groupe avec tumeur, non traité et un groupe avec tumeur, traité; plusieurs groupes traités possibles pour évaluer différents traitements, doses etc). Le nombre d’animaux par groupe variera généralement entre 3 (biodistribution) à 15 (dans le cas de multiples paramètres d’efficacité à évaluer) par dose de produit. Jusqu’à 10% d’animaux excédentaires pourront être inclus initialement (avant sélection) afin de plus facilement constituer des groupes homogènes. Pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans ces procédures, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie chez le petit animal.
Raffinement
Dans le cadre de l’abrasion chimique, la greffe est réalisée sous anesthésie générale avec couverture analgésique par opiacé (30 minutes avant l’acte, 3h et 7h post-op, le lendemain matin et soir). L’injection dans la paroi vésicale sera réalisée après une administration sous-cutanée d’anesthésique local, sous anesthésie générale avec couverture analgésique par opiacé (a 30 minutes avant l’acte, 3h et 7h post-op, le lendemain matin et soir). Dans les deux cas, un AINS sera administré avant la chirurgie puis le lendemain et le surlendemain de la chirurgie. La chirurgie sera réalisée de façon aseptique, avec maintien de la température corporelle, et surveillance post-op jusqu’au réveil puis toutes les 2h sur 6h au total. Les chirurgies seront systématiquement effectuées le matin pour mieux surveiller les animaux. Les injections/prélèvements seront effectués en suivant les recommandations vétérinaire en termes d’anesthésie, de volume, fréquence et antalgie. Ces actes seront réalisés sous anesthésie (sauf administration orale) avec l’analgésie appropriée pour les injections en intramusculaire/intradermique (opiacés) et intra-vésicale par cathéter urétrale enduit de gel de xylocaïne (AINS). Les traitements par radiothérapie seront effectués sous anesthésie générale. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître les signes de souffrances et les points limites. Les personnes en charge du bien-être et du soin des animaux veillent au respect des points limites. Pour raffiner, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et de l’imagerie faiblement invasives permettant d’atteindre l’objectif plus tôt et de sortir l’animal de la procédure. De l’enrichissement est utilisé.
Choix des espèces
Les petits rongeurs, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation présentant un statut immunodéprimé (avec des mutations spontanées ou génétiquement modifiées) indispensable à l’implantation de cellules tumorales humaines dans le cadre de la recherche en oncologie. De plus, diverses souches de souris et rats immunocompétents sont également disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques. De plus, les rats et les souris autorisent une variété de techniques d’administration, de prélèvement et de chirurgie présentant des analogies avec ce qui peut être réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7-8 semaines lors de leur première manipulation). Des animaux adultes sont utilisés afin qu’ils aient leur poids et leur morphologie adulte pour faciliter l’injection des cellules tumorales. Les animaux adultes pourront mieux supporter les effets secondaires des composés à tester. Les effets du développement tumoral sera plus facilement supporté par des animaux adultes.
Evaluer la biocompatibilité et l’efficacité de biomatériaux implantés in vivo chez le rat dans un défaut généré dans la calvaria
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
250 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit la création d'un trou dans l'os du crâne sous anesthésie, le comblement par un biomatériau maintenu vingt semaines, des prélèvements de sang hebdomadaires sur animal vigile et des radiographies répétées. Le porteur relie ce test à l'obtention du marquage CE d'un substitut osseux, prévu par la directive européenne sur les dispositifs médicaux. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne reproduit le remodelage osseux et que le recours à l'animal est "indispensable".
Objectifs
Les objectifs du présent projet sont : - De caractériser in vivo la biocompatibilité d’un biomatériau (substitut osseux) dans un environnement osseux. - D’évaluer la capacité du biomatériau étudié à induire une formation osseuse suite à la création d’un défaut dans la calvaria (os du crâne)
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet se mesurent à plusieurs niveaux : - Court terme (3 mois): chaque protocole, permettra de générer des informations sur la biocompatibilité du biomatériau étudié telles que l’évolution de l’inflammation des tissus post-chirurgie ainsi que la cicatrisation initiale autour du biomatériau. - Long terme (5 mois) : ce projet permettra d’obtenir des informations sur l’évaluation, la détection, le contrôle ou les modalités de reconstruction osseuse (ex : mesure du taux de calcification, intégration du biomatériau) chez les animaux après implantation du biomatériau.
Procédures
La création d’un défaut osseux est prévue pour chaque animal. Cette procédure durera environ 20 min et se fera sur animal anesthésié. Le biomatériau de comblement sera ensuite appliqué et maintenu en place pendant 20 semaines. Des prélèvements sanguins sont prévus 1x/semaine sur animal vigile pendant toute la durée de l’étude. Chaque prélèvement durera moins de 5 min. Des radiographies sont prévues 2x/mois sur animal anesthésié pendant toute la durée de l’étude. Chaque radio durera moins de 5 min.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables susceptibles d’être observés seront anticipés au plus juste en fonction des informations obtenues au cours des études d’efficacité préalablement réalisées et appuyées d’une veille bibliographique inhérente au biomatériau. Plus précisément, nous surveillerons quotidiennement l’apparition d’effets délétères qui pourraient survenir, comme un comportement anormal de l’animal, une perte de poids, difficulté à se déplacer…. Ces effets délétères ont préalablement été anticipés et listés au même titre que leurs actions correctives afférentes. Les nuisances attendues sur les animaux sont : - Traumatisme et inflammation transitoire au niveau du site d’implantation du biomatériau. Cette procédure étant douloureuse à court terme, une anesthésie, une analgésie, et un suivi spécifique sont prévus. - Traumatisme et douleur transitoire au niveau du site de prélèvement de sang. Cette procédure étant douloureuse à court terme, une analgésie, et un suivi spécifique sont prévus.
Devenir
A l’issue du protocole tous les animaux seront humainement euthanasiés et autopsiés minutieusement. Les organes d'intérêts, dont les pièces osseuses, seront prélevés. Les prélèvements sanguins seront utilisés pour évaluer la toxicité éventuelle du biomatériau et/ou évaluer les modifications induites par son implantation. Les organes seront également utilisés pour réaliser des analyses histopathologiques et d’imagerie.
Remplacement
De manière systématique, les biomatériaux que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro mais le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer de potentielles interactions avec l’organisme. En effet, les tests in vitro actuels permettent de prévoir le devenir des biomatériaux testés, mais ne renseignent pas sur leurs effets sur l’ensemble des organes/tissus d’un organisme. Aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité. De plus, le tissu osseux est un tissu en perpétuel remodelage avec une activité de résorption et de formation osseuse. Cet équilibre repose sur des mécanismes de régulations systémiques et locaux grâce à une communication étroite entre les différentes cellules osseuses afin de maintenir l’homéostasie du tissu. Ce mécanisme complexe ne peut être mimé par un modèle simple de culture in vitro. Il n'existe donc pas de méthode alternative à l'expérimentation animale pour évaluer le remodelage osseux. L'utilisation d'animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs de ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’avoir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. Etant donné la variabilité probable des réponses aux biomatériaux testés, 10 animaux par groupe au maximum sont prévus afin d’assurer un nombre minimum d’animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le bien-être animal. Ce nombre d’animaux a été déterminé par approche statistique (calcul de puissance), sur nos données historiques et l’utilisation de chaque animal a été optimisée (analyses et recueil de données longitudinales, études pilotes…) tout en limitant les contraintes au maximum. Cet effectif sera revu à la baisse dans le cas où le biomatériau évalué est connu, et après analyse des résultats d’études précliniques préliminaires d’efficacité, afin de donner des résultats reproductibles et similaires d’un animal à l’autre. Pour chacune des procédures, des tests statistiques seront réalisés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes sociaux dans des locaux adaptés permettant leur maintien dans un environnement adéquat, n'induisant pas de stress. Nous mettrons en place des mesures spécifiques et adaptées aux douleurs éventuelles occasionnées par les différents biomatériaux pour éviter toute souffrance inutile et prolongée : les conditions d’hébergement seront optimisées (litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilité d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente), nous utiliserons un analgésique lors des prélèvements sanguins à la jugulaire et des traitements antalgiques dès l’apparition de premiers signes cliniques. Un suivi quotidien des animaux sera effectué et un suivi approfondi avec prise de poids et observations sur des caractéristiques spécifiques (gonflement, locomotion, sensibilité mécanique, ...) sera effectué deux fois par semaine minimum. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs des points limites (repérés le plus précocement possible grâce à un suivi quotidien et à l’appui des grilles du bien-être animal adaptées) sera euthanasié.
Choix des espèces
Le rat a été choisi pour ce projet car cette espèce mammifère (à l’identique de la souris) présente des caractéristiques physiopathologiques et réponses tissulaires notamment en termes de remodelage osseux, proches de celles observables chez l'homme. Le rat, étant fréquemment utilisé à des fins de recherche, l’étude des effets de composés chez cet animal de laboratoire, permet de transposer assez facilement les résultats à l'homme, par simples approches/méthodes statistiques. Par ailleurs, la taille de cet animal permet d’obtenir un volume suffisant de liquides biologiques parfaitement analysables. Enfin, les données obtenues chez ce rongeur permettront de confirmer la biocompatibilité du biomatériau et de faciliter la transposition à l’homme dans le cadre des premiers essais cliniques nécessaires au développement de nouveaux biomatériaux. De plus, une analyse in vivo de la biocompatibilité de biomatériaux est requise par la loi afin de pouvoir être marqué CE au titre de la directive européenne 93/42/CEE. Sous le couvert de la réglementation française (article R. 214-87 du Code rural et de la pêche maritime), le stade de développement des animaux sera défini avant chaque protocole et sera adapté en fonction des données préliminaires du client et de l’analyse de la littérature par rapport au biomatériau étudié.
Formations réglementaires concepteur, applicateur et chirurgie expérimentale sur rongeurs
- Enseignement supérieur
Rats : 1080
2 280 souris et rats vont être utilisés, tués à l'issue, dans des procédures classées sans réveil ou légères. Chaque stagiaire manipule et contentionne les animaux, pratique des injections et des gavages, puis réalise des castrations d'une heure ou des ovariectomies de deux heures sous anesthésie, pour la formation réglementaire des personnels d'expérimentation. Le porteur indique qu'un apprentissage sur mannequins et vidéos précède les gestes, mais présente le passage sur animal vivant comme "indispensable" pour appréhender ses réactions. Il compte trois souris et un rat par stagiaire et par séquence.
Objectifs
Il s'agit de réaliser la formation réglementaire (obligation réglementaire pour les personnels du domaine de l’expérimentation animale) dans l'année de prise de fonction des nouveaux personnels.
Bénéfices attendus
Les formations concepteur et applicateur doivent permettre : - la mise en œuvre de l'approche, de la manipulation, de la contention des rats et des souris selon les bonnes pratiques dans le respect du bien-être animal - une mise en œuvre de procédures expérimentales simples d'administration sous-cutanée, intrapéritonéale, de prélèvements sanguins et d'anesthésie-analgésie. La formation chirurgie expérimentale doit permettre : - de mettre en pratique les notions d'asepsie, de tenue d'instruments - de gérer l'anesthésie, l'analgésie et les bonnes pratiques chirurgicales - de réaliser de la chirurgie sur animal vivant à partir d'interventions simples.
Procédures
Manipulation, contention, administrations sous-cutanée, intrapéritonéale, intraveineuse et orale (gavage avec sonde souple) des animaux. Chaque animal sera soumis à deux manipulations consécutives (contention puis injection intraveineuse sous anesthésie par exemple) d'une durée d'une à deux minutes. Réalisation d'interventions chirurgicales de castration (durée de 1h) ou d'ovariectomie (durée de 2h) sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Pour les formations concepteur et applicateur, les animaux subiront des manipulations, des contentions, des administrations et des anesthésies qui peuvent être à l'origine de réactions de stress. Pour la formation chirurgie expérimentale, les animaux subiront des interventions chirurgicales sous anesthésie.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés en fin de session de formation, sauf lorsqu'une session de formation de chirurgie expérimentale suit une session de formation concepteur et applicateur, où les rats servent dans cette session de chirurgie expérimentale.
Remplacement
Pour les formations concepteur et applicateur, une première approche avec vidéos et entraînement sur mannequins inertes permet de s'exercer sans contrainte. Toutefois, un apprentissage sur animal vivant constitue une étape indispensable pour appréhender et maîtriser les réactions de l'animal vivant. Pour la formation chirurgie expérimentale, des matériaux inertes sont utilisés pour remplacer l'animal dans l'apprentissage préalable de la réalisation des sutures et de la tenue des instruments. L'apprentissage sur animal vivant est indispensable pour appréhender la gestion de l'anesthésie et analgésie et les réponses tissulaires aux lésions chirurgicales.
Réduction
Le nombre d'animaux est réduit au minimum en comptant trois souris et un rat par stagiaire à chaque séquence pédagogique de chaque session.
Raffinement
Pour les formations concepteur et applicateur, certains actes, comme les prélèvements de sang sont effectués sur animal anesthésié, de façon à réduire le nombre d'animaux et à réduire les risques de souffrance ou d'angoisse dus à une mauvaise manipulation. Pour la formation chirurgie expérimentale, l'anesthésie repose sur l'utilisation de plusieurs médicaments, hypnotique et analgésique, afin de supprimer toute douleur chirurgicale pendant les interventions.
Choix des espèces
Il s'agit des espèces animales les plus utilisées dans les projets de recherche et les activités pédagogiques nécessitant une autorisation de projet. Pour les formations concepteur et applicateur : Souris SWISS adultes jeunes et Rats Wistar ou Sprague Dawley adultes jeunes pour une manipulation aisée des animaux et représentaifs des animaux habituellement utilisés dans les projets. Pour la formation chirurgie expérimentale : Rats adultes jeunes ( 2 séances d'ovariectomie) et rats de réformes (séance de castration et de pose de cathéters vasculaires)
Etude de la relation entre les différents carburants énergétiques clefs du cerveau chez le raton
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
2 189 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, les ratons tués à l'issue et les mères réutilisées pour d'autres protocoles. Les ratons sont séparés de leur mère avant le sevrage, soumis à une nutrition artificielle de trois jours puis à une procédure terminale de trois heures associant anesthésie, prélèvement de sang, imagerie et provocation d'une hypoglycémie ou d'une hyperglycémie. Le porteur décrit ces manipulations comme un moyen d'étudier le métabolisme cérébral pour mieux nourrir les bébés prématurés humains, retombée renvoyée au long terme. Il affirme qu'aucune préparation in vitro ne peut reproduire la relation entre les carburants énergétiques du cerveau, l'oxygénation et le débit sanguin.
Objectifs
L’objectif est d'obtenir un cadre pour une nutrition personnalisée axée sur le cerveau des bébés prématurés, sur la base d’une surveillance en temps réel du flux sanguin et de l’oxygénation cérébrales d'un côté et des métabolites sanguins de l'autre. En effet, les connaissances actuelles ne portent que chez l'adulte. Pour atteindre ce but, nous étudierons la relation entre les différents carburants énergétiques clefs du cerveau, le débit sanguin cérébral et l'oxygénation cérébrale sur la base de données obtenues chez le raton, dans différentes conditions physiologiques.
Bénéfices attendus
L'objectif de l'expérimention animale est de fournir des connaissances sur l'effet de la nutrition sur le métabolisme cérébral, ce qui permettra de mieux prendre en charge des bébés prématurés chez l'homme et éviter ainsi certains retards de développement cérébral.
Procédures
Pour les ratons : nutrition artificielle de ratons séparés de leur mère avant le sevrage complet pendant 3 jours puis une procédure terminale de 3h comprenant anesthésie, analyse de sang, imagerie médicale, hypoglycémie ou hyperglycémie, euthanasie. Pour les rates : 1 euthanasie au bout de quatre portées.
Impact sur les animaux
L'étude implique un sevrage précoce des ratons, une modification du régime alimentaire des animaux (variation du niveau de protéine et du niveau de graisse) pendant une semaine, et la réalisation d'une anesthésie sans réveil (avec analyse de sang, imagerie médicale, hypoglycémie ou hyperglycémie), suivi d'une euthanasie.
Devenir
Tous les ratons seront mis à mort pour l'étude du sang et du cerveau par des méthodes biologiques. Toutes les rates seront gardées en vie et proposées pour d'autres protocoles.
Remplacement
Aucune préparation in vitro ne permet de reproduire la relation entre les différents carburants énergétiques clefs du cerveau (oxygénation, débit sanguin), notamment sa réaction en fonction de l'alimentation et de la glycémie.
Réduction
Le nombre de rats nécessaire à nos travaux a été réduit au minimum sans compromettre l'interprétation statistique de nos résultats. Pour chiffrer nos effectifs et obtenir un nombre suffisant de données interprétables, nous avons pris en compte les problèmes techniques qui surviennent lors de la réalisation du modèle animal d'une part et lors de l'imagerie médicale d'autre part.
Raffinement
Une semaine d'acclimatation est prévue à l'arrivée des animaux avant toute expérience. Les animaux sont hébergés dans des cages enrichies, selon le protocole mis en place à l'animalerie. L’état de santé des rates et des ratons sera surveillé tout au long de l’expérience. Avant la naissance, un matériau de nidification à base de papier sera disposé dans la cage. Pour les rates gestantes puis allaitantes, nous surveillerons les critères suivants : prostration, renfoncement des yeux, arrêt du nettoyage du pelage. Cela nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance (notamment, suppression de la douleur grâce à l’administration d’antalgiques). Pour les ratons, pendant la phase d'allaitement (de la naissance à quinze jours après la naissance), nous surveillerons la prise de poids et l'éventuel rejet du nid par la mère. Pour les ratons après la séparation de leur mère, la portée sera conservée (tous les animaux ensemble) ainsi que le matériel de nidification, imprégnée de l'odeur de la mère. Le matériau de nidification facilitera la régulation de la température des animaux et le matériau de nidification imprégné de l'odeur de la mère limitera le stress. De la nourriture humidifiée sera placée dans la cage ainsi qu'un biberon d'eau plein, gouttant, afin de faciliter le repérage de la source d'eau par les ratons. Le ventre des ratons, lorsqu'il est encore assez transparent, sera surveillé pour s'assurer que les ratons s'alimentent correctement. Le ventre des ratons sera massé deux fois par jour pour favoriser la défécation. Pour toutes les expériences d'analyse de sang et d'imagerie, les animaux seront anesthésiés et sous analgésiques. Une grille de cotation adaptée permet d'identifier et d'utiliser des points limites précoces et adaptés et de définir des critères d'arrêt de souffrance.
Choix des espèces
Notre projet repose sur l'utilisation de petits animaux (rat). Les rats sont très couramment utilisés en recherche, notamment pour les recherches en imagerie du cerveau. Nous allons utiliser des rats utilisés en routine en laboratoire. Les animaux seront évalués entre 13 et 22 jours, pour travailler sur un cerveau non mature et jeune afin d'avoir des conditions de métabolisme énergétique proches du bébé chez l'homme.
Evaluation de la biodisponibilité d’un candidat médicament après administration unique chez l’animal rongeur
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 615
Cochons d'Inde : 210
16 575 animaux non-humains, 15 750 souris, 615 rats et 210 cobayes, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une administration unique d'un candidat médicament, par voie orale ou par injection, puis un prélèvement de sang sous anesthésie profonde avant la mise à mort et le prélèvement d'organes. L'objet, pour une entreprise pharmaceutique, est de mesurer la distribution du produit dans l'organisme. Le porteur affirme que des cellules isolées ne représentent pas assez finement l'ensemble des mécanismes d'un "organisme entier".
Objectifs
L'entreprise développe des médicaments pour l'homme qui ciblent certains récepteurs, en particulier ceux du cerveau. Il est donc important de connaître la distribution du produit dans le corps entier, en particulier dans les organes cibles et pour cela, il faut faire des études pour voir comment le médicament se distribue après administration (orale ou injection). Ainsi, l'objectif de ce projet est de déterminer l'exposition dans le temps d'un futur médicament et de ses produits dans les divers organes chez différentes espèces animales rongeurs (rat, souris, cobaye) après un traitement unique. Les dosages dans les tissus et dans le sang nous donneront alors une bonne indication quant à l'exposition au composé dans le temps et nous aideront à relier les expositions aux effets bénéfiques et toxiques de la molécule en développement. Ce projet d'utilisation des animaux s'intègre dans un projet de recherche plus global de la molécule au profit de la santé humaine qui sera en complément d'autres études au laboratoire.
Bénéfices attendus
L'implication des animaux dans ce projet va permettre d'avoir une meilleure connaissance du devenir du médicament dans un organisme proche de l'homme et d'obtenir les expositions du médicament dans les tissus et le sang.
Procédures
Prélèvement sanguin (environ pendant 2 minutes) sous anesthésie générale profonde après administration du produit (administration orale ou injection d'une durée d'environ 1-3 minutes) puis, prélèvement de divers organes après mise à mort.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues lors de ce protocole sont celles liées à la contention pouvant induire un stress chez l'animal, l'administration du produit à tester et aux effets indésirables du produit.
Devenir
Le cerveau et le cœur au minimum étant récupéré pour être analysés, chaque animal est donc mis à mort.
Remplacement
L'utilisation d'animaux pour des évaluations de distribution d'un médicament est justifiée par la nécessité de pouvoir déterminer les effets de la molécule à tester sur un organisme entier reflétant l'humain. La complexité et des interactions organes-médicament ne nous permettent pas d'utiliser des modèles avec des cellules isolées car ils ne représentent pas assez finement l'ensemble des mécanismes biologiques.
Réduction
Le nombre d'animaux par temps est de minimum 3 à maximum 5 individus pour avoir une fiabilité de résultats. 5 à 9 points de temps nécessaire pour avoir assez de points pour le calculs des paramètres d'exposition.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en animalerie et sont acclimatés au minimum 5 jours avant toute expérimentation pour s'habituer au nouvel environnement. Pour le bien-être de l'animal et lui éviter un stress, chaque cage dispose d'un bloc de lanières de papier pour aider à la nidation et d'un enrichissement (igloo ou tunnel). Tout mal être identifié aboutira à une surveillance accrue de l'animal et à des soins si besoin (exemple : désinfection d'une plaie). Le personnel zootechnicien est sensibilisé pour remonter tout comportement suspect d'un animal anxieux soit durant le temps d'acclimatation, soit le jour même de l'expérimentation au moment de sa manipulation pour la sortie. Les traitements se feront par du personnel formé avec du matériel adéquat pour chaque animal.
Choix des espèces
Les espèces rongeurs sont des espèces relativement proches de l'homme, les données obtenues seront pertinentes afin d'extrapoler les résultats à l'homme. Les animaux sont utilisés au stade adulte, cela permet de refléter un organisme mature et développé (en particulier au niveau du foie).