Rats
Etude de l’environnement inflammatoire cérébral post-radiothérapie : suivi par microdialyse sur rat porteur de glioblastome (EU porteur; EU 1/2)
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- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
64 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une tumeur cérébrale humaine est implantée dans leur cerveau, puis une sonde de microdialyse qui ressort du crâne et y reste jusqu'à la mise à mort, des prélèvements de liquide cérébral étant réalisés sur l'animal conscient et maintenu en contention entre le 11e et le 17e jour. Ils subissent aussi radiothérapie et imagerie sous anesthésie, la mise à mort survenant dès un point limite ou au plus tard à 90 jours. Le porteur présente la microdialyse comme un moyen de réduire le nombre d'animaux et affirme que le remplacement n'est "clairement pas possible".
Objectifs
Les tumeurs cérébrales appelée glioblastomes sont les tumeurs du cerveau les plus fréquentes et sont généralement agressives. En clinique, actuellement le protocole de traitement de ces tumeurs cérébrales commence par une ablation chirurgicale, suivie de séances de radiothérapie et de chimiothérapie. En effet, dans la plupart des cas, l’ablation chirurgicale ne permet que de retirer partiellement la masse tumorale. Les cellules cancéreuses restantes après chirurgie sont ensuite traitées par radiothérapie et chimiothérapie. Ce projet se place dans le contexte clinique de traitement des tumeurs cérébrales, et plus particulièrement sur l’amélioration de l’efficacité du traitement par radiothérapie grâce à l’utilisation de nouvelles molécules. Dans ce projet nous chercherons à évaluer le potentiel thérapeutique d'un médicament innovant (en cours de développement clinique), en association avec la radiothérapie, sur un modèle de tumeur cérébrale humaine implantée chez l'animal. L’objectif du projet étant d'étudier la réponse immunitaire après traitement par ce médicament innovant en association avec la radiothérapie. Pour cela nous utiliserons une technique qui permet un dosage répété des molécules présentent dans l'environnement de la tumeur sans réaliser de biopsie du cerveau. Au cours d'une chirurgie nous plaçons une sonde dans la tumeur cérébrale de l'animal; celle-ci nous permettra de mesurer la réponse immunitaire durant plusieurs jours. Cette technique permet de réduire considérablement le nombre d'animaux comparé aux techniques traditionnellement utilisées qui necessiteraient la mise à mort de l'animal pour chaque point de mesure. Pour le suivi de l'évolution de la masse tumorale des différents traitements, nous utiliserons des techniques d’imagerie non invasive permettant notamment de réduire les souffrances de l’animal et de réitérer nos observations dans le temps sur un même animal.
Bénéfices attendus
Cette étude nous permettra de mieux appréhender les mécanismes d’action du médicament innovant pour le traitement du glioblastome. La technique de mesure utilisée permettra, par l'intermédiaire d'une sonde implantée dans le tissu cérébral, d'obtenir des échantillons de façon dynamique tout en gardant l’animal en vie. Ces échantillons nous permettront un suivi au cours du temps de la réponse immunitaire après traitement du médicament innovant et de la radiothérapie.
Procédures
Implantation dans le cerveau des animaux de tumeurs cérébrales humaines, cette chirurgie dure environ 1h. Implantation d'une sonde de microdialyse : durée de la chirurgie environ 1h30 ; présence de la sonde qui ressort au niveau du crâne et qui reste présente à partir du moment de son implantation jusqu'à la mise à mort de l'animal. Prélèvement de liquide cérébral sur animal vigile hébergé en cage individuelle spécifique au mode de prélèvement. Cette méthode de prélévement sera réalisée du jour 11 au jour 17 sur l'animal conscient; l'hébergement en cage individuelle spécifique au mode de prélèvement induit une restriction des déplacements de l'animal. Protocole de radiothérapie et imagerie pour le suivi de l'évolution de la tumeur sur animal anesthésié
Impact sur les animaux
Implantation au niveau du cerveau de cellules tumorales d'origine humaine : chirurgie classée modérée car seule l’incision de la peau du crane peut provoquer une souffrance à l’animal. Nous utiliserons un analgésique local pour limiter la souffrance des animaux. Implantation de la sonde : chirurgie opératoire classée sévère mais utilisation d'analgésiques pour limiter la souffrance des animaux. Hébergement en cage individuelle après l’implantation de la sonde (pour éviter que les animaux ne se rongent la partie visible de celle-ci) pouvant conduire à un stress des animaux (limitation des interactions sociales directes) mais atténuation de cet effet indésirable en accolant les cages les unes aux autres qui sont de surcroit transparentes. Cages d’hébergements adaptées au mode de prélèvement avec système de contention. Radiothérapie et imagerie sur l’animal : transport de l'animal jusqu’à la plateforme d'imagerie et de radiothérapie ; afin d’éviter toute nuisance à l’animal, le transport est réalisé en cages filtrées dans un sac de transport isotherme (pour le maintien d’une température optimale, des bouillottes chauffantes sont placées sous les cages si nécessaire). Les procédures de radiothérapie ou d’imagerie sont réalisées sur l’animal anesthésié. L'imagerie est un examen non invasif , il ne produit aucune forme de douleur.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin du projet. La mise à mort est réalisée dès l’apparition d’un point limite (altération des déplacements et/ou perte de poids) ou en cas d'efficacité du traiement au maximum 90 jours après le début des expérimentations.
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est dans ce contexte clairement pas possible puisque le développement de tumeurs cérébrales et les effets du traitement par radiothérapie avec ou sans médicament innovant, dépendent de phénomènes biologiques complexes. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé que sur un modèle animal.
Réduction
La technique utilisée est une méthode permettant le recueil du liquide cérébral et de ses composants sans avoir à mettre à mort les animaux. Elle offre donc l’opportunité d’utiliser un nombre plus restreint d’animaux dans la mesure où les prélèvements peuvent être réitérés au cours du temps. Nous n’avons pas de réelle idée des variations attendues entre les différents groupes d'animaux, il est donc compliqué de définir un nombre d’animaux précis nécessaire pour une obtenir une solide étude statistique mais 8 animaux par groupe semble tout à fait pertinent.
Raffinement
Les deux procèdures chirurgicales seront effectuées sous anesthésie gazeuse afin de limiter le stress de l'animal et de permettre un réveil rapide. Une attention toute particulière sera portée aux animaux d'une part après l'implantation de la tumeur (pesée quotidienne, observation quotidienne du comportement, vérification de l'alimentation et de l'hydratation, désinfection et vérification de la bonne cicatrisation de la plaie) mais d'autre part lors de la chirurgie d'implantation de la sonde (analgésie avec réitération, mise en cage individuelle, pesée quotidienne, observation quotidienne du comportement, vérification de l'alimentation et de l'hydratation, désinfection et vérification de la bonne cicatrisation de la plaie). Une vigilance accrue sera accordée au moment des prélèvements intracérébraux, en effet les animaux seront régulièrement observés pour vérifier que le comportement des animaux n’est pas altéré par le mode de prélèvement et les contraintes de contention. L'atteinte d'un point limite décrit précédemment dans le descriptif des procédures conduira à la mise à mort de l'animal. Une attention toute particulière sera également portée lors du transport des animaux sur le site d’imagerie, notamment par le maintien d'une température optimale (par l'intermédiaire de bouillottes chauffantes placées sous les cages). Ce transport se fera toujours sous conditions éveillées : l’anesthésie gazeuse étant rapidement réversible. Les animaux bénéficieront en permanence d'un enrichissement sous forme de feuilles de sopalins et de bâtonnets en bois à ronger.
Choix des espèces
Dans les études menées en cancérologie, les modèles animaux utilisés sont majoritairement les modèles murins (souris et rats). Les rats constituent l'espèce de référence compte tenu de leur accessibilité et de leur facilité de manipulation. En outre, le choix de cette espèce se justifie par la taille du cerveau plus importante permettant une implantation de la tumeur et de la sonde de prélèvement plus précise mais également par la nécessité d’obtenir de volumes de prélèvement suffisamment importants. De plus la taille du cerveau de rat offre une meilleur résolution pour l’imagerie. Des rats âgés de 6-8 semaines sont utilisés, à un stade où la taille et la forme du crâne correspond à celle d'un atlas permettant de cartographier le cerveau de rat.
Etude de l’effet du probénécide dans des modèles d’épilepsie
- Recherche appliquée
- Maladies animales
Rats : 14
98 rongeurs, 84 souris et 14 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Les souris reçoivent une injection de kaïnate dans l'hippocampe qui déclenche un état de mal épileptique parfois mortel puis des crises récurrentes, avec implantation d'électrodes cérébrales et gavages répétés du produit testé, avant prélèvement du cerveau. Le projet évalue le probénécide, un médicament déjà connu, comme piste de traitement des épilepsies résistantes et des crises d'absence. Le porteur affirme qu'il faut tester l'effet dans un "organisme entier représentatif" et présente les modèles souris kaïnate et rat GAERS comme les modèles de référence.
Objectifs
L’épilepsie est une pathologie neurologique concernant 0.8% de la population. Elle consiste en la récurrence spontanée de crises, reflétant un fonctionnement cérébral anormal sous forme de décharges neuronales excessives. Malgré l’existence de nombreux antiépileptiques, près d’1/3 des patients sont résistants à ces traitements, qui ont de nombreux effets secondaires du fait de leur action sur des cibles impliquées dans l’activité physiologique. Notre équipe a récemment montré que le canal pannexine 1 est une cible thérapeutique d’intérêt en épilepsie de par son rôle dans le déclenchement des crises. Cette démonstration s’est faite ex vivo avec un peptide connu pour agir sur le canal et un agent pharmacologique, le probénécide. Le probénécide est un médicament utilisé pour son action sur des canaux rénaux, mais qui est également actif sur la pannexine 1. Un premier test dans le modèle de souris kaïnate a confirmé l’intérêt du probénécide sur les crises épileptiques après administration unique. Nous cherchons à mieux caractériser son effet pour permettre son développement comme futur traitement. Pour cela, nous devons l’évaluer dans des modèles mammifères représentatifs de la pathologie, tel qu’un modèle de souris générant des crises épileptiques résistantes et un modèle de rat générant des crises épileptiques d’absence. Le modèle kaïnate est un bon modèle préclinique pour évaluer l’effet de potentiels traitements anti-épileptiques car il reproduit différents aspects cliniques et tissulaires des patients ayant une épilepsie focale. De plus il a été montré que notre cible, la pannexine 1, est surexprimée et activée dans ce modèle au moment des crises, comme ce qui est observé dans le tissu cérébral de patients épileptiques. Pour l’absence, il existe un modèle génétique bien caractérisé, le rat GAERS, et des études montrant l’intérêt de la pannexine dans ce type d’épilepsie. Ces deux modèles permettront de tester différentes doses de probénécide et d’évaluer leur effet sur les crises. La distribution du produit après administration orale dans le plasma et le cerveau sera étudiée, permettant de corréler un effet pharmacologique à une concentration spécifique. Enfin, pour mieux caractériser l’effet du traitement, nous évaluerons, l’effet du probénécide sur différents marqueurs tels que la mort neuronale, l’activation des cellules gliales et l’inflammation.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre l’effet du probénécide sur les crises épileptiques dans un modèle d’épilepsie. Nous voulons avec ce projet évaluer la dose efficace, le temps d’efficacité d’une administration et voir quel mode d’administration (unique et répétée) serait le plus pertinent. A long-terme, ce projet permettra d’évaluer la capacité du probénécide à être développé comme un traitement potentiel des crises épileptiques focales résistantes et/ou des crises d’absence.
Procédures
1) injection d’une molécule (0,1µl/mn) durant une chirurgie réalisée (anesthésie générale) sur l’ensemble des animaux de la procédure réalisée une fois sur chaque animal, l’intervention dure environ 20 minutes par animal. 2) Chirurgie pour implantation d’émetteurs pour enregistrements et mesures de l'activité du cerveau par électroencéphalogramme (EEG) sous anesthésie générale et analgésie sur l’ensemble des animaux (40minutes par animal). 3) Gavage unique (1fois) ou répété de solution (3 fois par jour durant 4 jours), sur animaux vigiles. L’intervention dure environ 1 minute par animal. 4) enregistrement continu d’EEG sur animaux vigiles dans leurs cages allant de 3 à 5 jours consécutifs. 5) Perfusion des animaux profondément sédatés. L’intervention dure environ 40min (injection d’analgésique 30min avant, puis environ 10min de perfusion)
Impact sur les animaux
L’administration de kaïnate intra-hippocampique provoque un état de mal épileptique parfois très important, pouvant entrainer la mort de l’animal. Une fois stabilisé, il entraine surtout des crises récurrentes. L’implantation des électrodes peut entraîner des effets secondaires tels qu’une infection, un œdème, et/ou de la douleur. Aux doses utilisées (doses pharmacologiques et non toxiques) les produits administrés par voie ne sont pas connus pour être irritant et entraîner de gêne lors de l’administration. Le principal risque vient de la voie d’administration (risque de fausse route).
Devenir
Pour toutes les procédures: Euthanasie. L’objectif est de pouvoir récupérer du plasma et le cerveau pour quantifier le produit administré ou de récupérer le tissu cérébral fixé pour effectuer des études histologiques et immunohistochimiques.
Remplacement
Le but majeur du présent projet est d’étudier l’effet du probénécide comme potentiel traitement des crises épileptiques: il est nécessaire d’évaluer cet effet dans un organisme entier représentatif, afin de tester si par la voie orale (voie clinique) le produit est capable d’assurer un effet pharmacologique au niveau du cerveau à des doses compatibles à celles administrables à l’Homme. La souris kaïnate est un modèle mammifère représentatif de l’épilepsie résistante et le rat GAERS de l’épilepsie absence.
Réduction
24 animaux seront utilisés pour étudier la pharmacocinétique aigue ou chronique. Un n de 3animaux/point/groupe. 56 animaux seront utilisés pour l’étude de pharmacologie de notre molécule soit 6 animaux par groupe. Enfin, les mêmes rats GAERS seront utilisés pour étudier tous les produits à toutes les doses, que ce soit de façon aigüe ou sub-chronique. De plus, les mêmes animaux seront utilisés en fin d’étude pour évaluer la pharmacocinétique du produit. Nous nous basons sur un groupe n=12 animaux par groupe. Un risque de perte de 15% a été pris en compte pour les trois parties du projet afin de palier aux aléas expérimentaux et de pouvoir réaliser des tests statistiques. Le nombre total d’animaux pour ce projet est donc de 98.
Raffinement
Après administration du kaïnate, les animaux seront surveillés quotidiennement. Tout animal montrant un problème de confort à la suite de l’opération sera mis sous surveillance accrue. Une attention particulière sera donnée si l’animal se gratte, présente une plaie, ou montre des signes de douleurs et un comportement adapté sera mis en place. Durant la procédure de chirurgie pour l’implantation des électrodes, l’asepsie sera maintenue via l’utilisation de matériel propre et stérilisé, un champ et des gants stériles, et la désinfection locale de la plaie afin de prévenir les risques d’infection. La plaie sera surveillée et nettoyée si besoin. Les animaux seront médicamentés durant et après la chirurgie pour assurer une analgésie adéquate, et le traitement sera adapté si besoin. Après l’opération, les animaux seront isolés 7 jours afin d’assurer qu’un congénère ne vienne pas altérer la suture. Tout animal montrant un problème de confort à la suite de l’opération sera mis sous surveillance accrue. Une attention particulière sera donnée si l’animal se gratte, présente une plaie, ou montre des signes de douleurs et un comportement adapté sera mis en place. L'aspect extérieur et le comportement de l'animal seront évalués après chaque administration : comportement général, niveau d'activité, déplacement et rythme respiratoire. Un animal pourra être sorti de l’étude et euthanasié s’il présente une souffrance (prostration, poil érectile, ...) ou s’il montre une souffrance respiratoire qui serait le signe d’une fausse route (administration du produit dans les poumons plutôt que par voie orale). Les points limites sont définis par des changements dans l'aspect physique/comportement ou si des blessures sont constatées. Les animaux seront euthanasiés si leur bien-être est compromis. Les animaux seront soumis à un rythme d’éclairage de 7h à 19h, avec nourriture et eau ad libitum. De plus, nous utiliserons la grille d'évaluation du bien-être animal validée par le comité éthique pour suivre quotidiennement les animaux.
Choix des espèces
Les rats et souris (rongeurs) sont des espèces mammifères qui donnent une bonne représentation des phénomènes biologiques humains. Les deux modèles utilisés ici sont des modèles reconnus de syndromes épileptiques humains et sont utilisés afin d’évaluer la pertinence d’un traitement avant que celui-ci puisse être testé chez l’Homme. L’un des objectifs du projet est d’évaluer l’effet d’un traitement dans un modèle d’épilepsie du lobe temporale pharmaco-résistante : le modèle souris kaïnate. Pour cela, les animaux seront utilisés à l’âge adulte, dès leur arrivée : 6semaines à réception dans notre laboratoire et seront gardées jusqu’à 12 ou 13 semaines en fonction des expérimentations. Ces souris étant validées comme étant un bon modèle d’épilepsie chez l’adulte, nous induisons cette épilepsie sur un cerveau mature sain, permettant d’obtenir un cerveau épileptique sans risque de remaniements lié à l’âge de l’animal Les rats GAERS sont élevés dans notre laboratoire et utilisés dès l'age de 3 mois. A cet âge, les crises généralisées qui caractérises l'épilepsie absence sont bien définies et le profil EEG bien dessiné. Il est également plus facile de faire l'experimentation sur un modèle adulte.
Validation des effets bénéfiques d’ILV01, un composant du sécrétome musculaire, sur la greffe d’îlots pancréatiques.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
1 167 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie subissant des prélèvements sous anesthésie sans réveil. Un diabète est induit par injection, des cellules pancréatiques sont prélevées chirurgicalement puis réimplantées dans le foie, et chaque animal subit jusqu'à 148 mesures de glycémie, 84 injections d'insuline, 84 injections du traitement testé et 22 prises de sang. Le porteur décrit des douleurs post-opératoires, des nécroses de la queue et des hémorragies liées aux prélèvements répétés. Le projet teste une myokine pour réduire le nombre de pancréas nécessaires à une greffe d'îlots, étape présentée comme 'indispensable' avant la clinique.
Objectifs
Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie auto-immune induisant une destruction des cellules β pancréatique (sécrétant l’insuline) et une hyperglycémie. L'une des thérapeutiques proposées pour les patients DT1 est l'injection dans le foie d'îlots pancréatiques. En effet, la greffe d'îlots est une approche prometteuse permettant une quasi-normalisation du contrôle glycémique, qui prévient des évènements hypoglycémiques sévères et qui améliore significativement la qualité de vie du patient DT1. Cependant, cette thérapie se heurte à de nombreux obstacles qui la rende encore difficilement proposable à un grand nombre de patients diabétiques. En effet, durant toute la procédure de greffe, c’est-à-dire du donneur de pancréas, à l’isolement des îlots pancréatiques et jusqu’à la période post transplantation, la quantité d’îlots fonctionnelle ne cesse de diminuer. Cette perte peut s’expliquer par l’induction de mécanismes de mort cellulaire, de la perte de fonction des îlots tout au long des étapes de la greffe, par les réactions inflammatoires, par les réactions de rejets et par la trop longue période de revascularisation des îlots post greffe. Il en résulte qu'en moyenne 4 pancréas sont nécessaires pour greffer un patient et améliorer sa régulation glycémique. Ainsi, il est important de développer de nouvelles stratégies pour améliorer cette approche thérapeutique et réduire ce trop grand nombre de pancréas à utiliser afin de la proposer à un plus grand nombre de patients DT1. Dans cet optique, nous nous sommes intéressés aux myokines, qui sont des molécules sécrétées par le muscle et régulées par l’exercice physique. Parmi celle-ci, nous avons identifié ILV01. Lors d'une étude précédente, nous avons montré que cette myokine représentait un candidat d’intérêt pour améliorer l’efficacité de la greffe d’îlots car, in vitro, elle améliore la survie et la fonction des îlots pancréatiques (Rat et humain) et in vivo (Rat), elle améliore la fonction du greffon, elle permet une prise rapide et durable dans le temps de la greffe. Ainsi pour la suite du projet, nous souhaitons, dans un premier temps, déterminer si ILV01 permet de diminuer la quantité d’îlots à greffer pour réverser le diabète. Dans un second temps, en fonction des données obtenues lors de l’étape précédente, nous souhaitons valider in vivo ILV01 dans le cadre d’une greffe d’îlots humain chez le Rat immunodéficient. Enfin, ce projet est indispensable avant de passer en essai clinique.
Bénéfices attendus
La transplantation d'îlots est un traitement prometteur pour le diabète de type 1 car elle assure la stabilisation du métabolisme du glucose, une diminution significative des épisodes hypoglycémiques sévères, la normalisation des niveaux d'hémoglobine glyquée et permet de retarder ou d’atténuer les complications du diabète. Par ailleurs, cette approche thérapeutique est déjà approuvée et remboursable via divers systèmes nationaux de santé dans plusieurs pays, dont le Canada, l'Australie, le Royaume-Uni, la Suisse, l'Italie et la France. Néanmoins, actuellement, en moyenne 4 pancréas sont nécessaires pour réverser le diabète dû à la grande perte de la masse fonctionnelle d'îlots au cours des différentes étapes du processus de la greffe. Au vue de la grande pénurie d'organe, cette approche est encore difficilement proposable à tous les patients diabétiques nécessitant un greffe (raison vitale). Nos premières études in vitro et in vivo ont démontré qu’ILV01 améliorait considérablement la survie et la fonction des îlots chez le rat. Ce nouveau projet a tout d'abord pour objectif de déterminer si le traitement avec ILV01 permet de réduire la quantité d'îlots à injecter pour normaliser la glycémie du rat diabétique. Au vu de nos premiers résultats, nous supposons qu'avec notre traitement nous pourrions transplanter plus de patient que ce qui est possible aujourd'hui et ce projet pourra répondre à cette hypothèse. Par ailleurs, cette étude permettra de valider in vivo l'efficacité de notre ILV01 sur les îlots humain grâce à un modèle de rat immunodéficient. Enfin, ce projet sera le tremplin vers une étude clinique.
Procédures
Le diabète sera induit par injection pharmacologique réalisée sur animal vigile (1 injection/animal, durée une minute). Les cellules pancréatiques seront prélevées par approche chirurgicale sous anesthésie/analgésie profonde sans réveil (durée 5 minutes) et seront ensuite réimplantés 24h plus tard dans le foie par approche chirurgicale sous anesthésie et analgésie profonde (durée 10 minutes par animal). Tout au long de l’étude, la glycémie sera mesurée sur animal vigile à l’aide d’un glucomètre (durée de quelques secondes) afin d’évaluer l’efficacité de la greffe (148 fois/animal). Une partie de l’évaluation de l’efficacité de la greffe nécessitera de réaliser une injection de glucose aux animaux (8 injections/animal sur 84 jours, durée 1 minute). De plus, les animaux recevront au maximum 84 injections d’insulines si la glycémie reste élevée après greffe (durée 1 minute). Par ailleurs, 296 animaux de l’étude recevront en plus de ce qui est décrit ci-avant 1 injection quotidienne de notre traitement soit 84 injections/animal (durée 1 minute). Enfin, afin d’évaluer l’efficacité de notre traitement sur la greffe, 22 prélèvements sanguins seront réalisées par animal sur l’ensemble de l’étude (sous anesthésie locale, 2 minutes par prélèvement).
Impact sur les animaux
Les principaux effets indésirables attendus sont : - Perte de poids lié au développement du diabète. - Stress lié aux injections quotidiennes de notre traitement et d'insuline. - Douleurs post-opératoires à la suite des chirurgies (laparotomie puis injection intraportale d'îlots pancréatiques). - Risque d’infection post-greffe. - Hyperglycémie lié au développement du diabète au cours de l’étude. - Détérioration (infection, nécrose) de l’extrémité de la queue suite aux prises de sang et aux mesures glycémiques répétées. - Hémorragie post section de la queue. - Inflammation au point d’injection due aux injections répétées. - Répétition des interventions durant toute la durée de l’étude (Mesures de glycémie, injections, prises de sang). - Périodes de mise à jeun.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour la collecte de sang/organes et analyses.
Remplacement
Nous souhaitons valider notre traitement sur la fonction d'une greffe d'îlots pancréatique chez un sujet diabétique. Or, la régulation glycémique est un mécanisme complexe faisant intervenir de nombreux organes tous interconnectés entre eux. Ainsi, afin d’étudier la fonction d'un greffon d'îlots, il ne suffit pas de s’intéresser uniquement à la cellule à insuline isolé mais il est impératif de l’évaluer dans un environnement complexe où tous les acteurs impliqués dans l’homéostasie du glucose sont présent. Le recours à une étude in vivo est alors indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum tout en permettant, grâce à des tests statistiques adaptés, de mettre en évidence des différences significatives au niveau des paramètres étudiés. Le nombre d’animaux nécessaire pour la réalisation des groupes que nous avons indiqué correspond au nombre nécessaire d’animaux à utiliser afin d’obtenir des résultats statistiques. De plus, ce nombre est basé sur les différences interindividuelles des animaux et des préparations d’îlots humains que nous isolerons mais aussi sur notre longue expérience obtenue au cours des nombreuses études métaboliques réalisées sur des rats rendus diabétiques dans le cadre de transplantation d’îlots pancréatiques. Cette étude nécessitera 1167 rats.
Raffinement
Le raffinement intervient au niveau de l’hébergement avec un enrichissement des cages à l’aide de cylindres en PVC rouge, qui servent de refuge aux animaux et permet ainsi de diminuer leur stress, ainsi qu’à l’aide de bâtons en bois qui leur permettent de reproduire leur comportement naturel de rongeurs. Concernant les animaux immunodéficients, ceux-ci seront hébergés en cage ventilée. Par ailleurs, la litière, les cages, les éléments d’enrichissement seront stérilisés avant utilisation. De même, il sera utilisé de la nourriture irradiée et de l’eau filtrée. Toute intervention sur ces animaux sera réalisée sous hotte stérile (changes et expérimentations), avec du matériel stérile et une surveillance augmentée par rapport à des animaux standards sera effectuée (au moins 2 fois par jour). Le raffinement est aussi présent dans le suivi des animaux réalisé quotidiennement durant toute la durée de l’étude, avec l’utilisation d’une grille d’évaluation adaptée aux procédures, qui permet de détecter rapidement la souffrance, la douleur chez les animaux et de mettre en place les traitements adaptés voir la mise à mort en cas d’atteinte de points limites. En accord avec cette grille, des points limites prédictifs ont été déterminé afin de soustraire les animaux aux procédures expérimentales en cours d’étude. Les actes chirurgicaux et les prélèvements terminaux seront réalisés sous anesthésie analgésie profonde. De plus, la chirurgie et les tests d’évaluation d’efficacité de notre traitement, ne seront effectués que 2h après avoir placé les animaux dans la salle où aura lieu l’expérimentation, afin de diminuer le stress. Enfin, tout acte sur l’animal sera réalisé par du personnel expérimenté afin de réduire au maximum la durée des interventions et le stress des animaux.
Choix des espèces
Le Rat est la principale espèce utilisée dans de nombreuses études sur le diabète et la transplantation d’îlots pancréatiques. En effet, les rats diabétiques partagent des caractéristiques similaires à la physiopathologie du diabète chez l’Homme. De plus, les rats ont été préférés aux souris à cause de leur taille permettant une aisance de manipulations et facilite les interventions chirurgicales. Les rats pour cette étude seront âgés de 8 semaines, coïncidant avec un poids d'environ 200g. Poids idéal pour le prélèvement des pancréas, la réalisation des chirurgies et de nos tests d’évaluation d’efficacité de notre traitement.
Etude sur la resistance de cables de telecommunication aux attaques de rats
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
48 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester la résistance de câbles de télécommunication à leurs morsures. Le protocole les prive de nourriture jusqu'à 72 heures, l'accès à la mangeoire étant bloqué par le câble qu'ils doivent ronger pour l'atteindre, une chute de poids de 15 % arrêtant l'essai pour la cage. Le porteur indique avoir allongé la privation de nourriture d'une étude à l'autre parce que les câbles étaient trop peu attaqués, et affirme qu'il n'existe aucune méthode alternative à la mise en situation avec l'espèce cible. Le devenir des rats n'est pas fixé, des démarches de replacement sont annoncées et les individus non placés seront tués à l'issue.
Objectifs
La justification du projet découle du fait que, placés dans un milieu naturel, les câbles à fibres optiques doivent être résistants aux attaques des rongeurs, en particulier celles des rats. Pour y remédier, les fournisseurs de câbles doivent développer des solutions dites « anti-rongeurs » et prouver leur efficacité par la mise en œuvre d’essais tels que ceux décrits dans ce projet. En effet, une mise en situation avec l’espèce cible est la plus adaptée pour tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles. De manière générale, les câbles optiques sont attaqués de préférence par rapport aux conducteurs d´énergie, par raison de leur manque de danger pour ces animaux. Il a d’ailleurs été démontré que le rat peut dans certaines conditions s’attaquer aux câbles à fibres optiques, notamment lorsque ces derniers sont placés comme un obstacle sur la trajectoire de son déplacement habituel, ou s’il lui obstrue l’accès à un point de nourriture. L’objectif de ce projet est de tester une conception de câbles qui a fait l'objet d'innovation technique afin de renforcer les matériaux qui recouvrent les fibres optiques. Ce projet a également pour objectif de compléter les résultats issus de deux études précédentes réalisées en 2021 et 2022. Les rats seront soumis à une privation alimentaire d’au maximum de 72 heures. L’accès à la nourriture sera obstrué par le câble. Les rats seront obligés de ronger le câble pour se frayer un chemin. Des projets similaires ont été réalisés en 2021 et 2022. Lors de l’étude de 2021, les rats ont été soumis à une motivation alimentaire pendant 96 heures (2 x 48 heures). Les câbles (y compris le câble témoin) ayant été peu attaqués, il a été décidé d’allonger la période de privation de nourriture pour inciter les rats à ronger davantage les câbles. Lors de l'étude de 2022, la mise à jeun a été prolongée à 72 heures. Lors de cette expérimentation, l’état de santé des rats a été surveillé quotidiennement : aucune perturbation n’a été notifiée. Les animaux n’ont pas présenté de signes d’agressivité inhabituel, ni de comportement de prostration ou de souffrance. Aucun retour négatif n’a été reporté de la part du personnel animalier qui était en charge des soins et du suivi quotidien des animaux.
Bénéfices attendus
Les installations des bâtiments comme les câblages optiques subissent régulièrement les agressions des rongeurs tels que les rats. Ces dégradations vont jusqu’à rendre inopérant le fonctionnement des réseaux optiques de l’opérateur téléphonique et peuvent non seulement générer des impacts économiques importants mais aussi fortement pénaliser la sécurité des biens et des personnes. D’un point de vue développement de l’innovation, si la conception testée permet de protéger efficacement l’attaque des rongeurs, elle sera déployée plus largement au niveau national à d’autres opérateurs téléphoniques. Afin d’approfondir les résultats, ce projet a été construit en tenant compte des données et observations des études précédentes qui ont permis d’une part d’optimiser les conditions expérimentales (durée de présentation des câbles pour des résultats exploitables) mais également d’améliorer les conceptions de câbles testées.
Procédures
Au cours de la période d’acclimation de 7 à 10 jours, aucune intervention ne sera réalisée sur les animaux. Pendant la période d'expérimentation et afin d'inciter les rats à ronger le câble, les échantillons de câble seront fixés de manière à empêcher l'accès à la mangeoire. Les rongeurs doivent donc se frayer un passage en sectionnant le câble obstructeur. Les câbles seront placés pendant une période de 72 heures au cours de laquelle les rats seront à jeûn. La durée de la mise à jeun (72 heures) a été définie suite à nos observations lors des études antérieures. Cette durée est nécessaire afin d'observer une réelle atteintes des câbles que nous voulons quantifier et caractériser. Lors de la période d'expérimentation, les seules interventions seront des pesées quotidiennes afin de suivre l'évolution de la chute de poids.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables seraient faim, malnutrition et une perte de poids (au niveau modéré) si le câble n'était pas rompu rapidement. En effet, afin d'inciter les rats à ronger le câble, les échantillons de câble seront fixés de manière à empêcher l'accès à la mangeoire. Les rongeurs doivent donc se frayer un passage en sectionnant le câble obstructeur. Les câbles seront placés pendant une période de 72 heures au cours de laquelle les rats seront à jeûn (l'accès à la boisson ne sera pas limité).
Devenir
Des démarches sont en cours pour replacer les animaux. Les animaux qui ne pourront pas être placés seront mis à mort à l’issue du projet.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative pour évaluer la résistance des câbles à l’attaque des rongeurs. Une mise en situation avec l’espèce cible est la plus adaptée pour tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles. Les conceptions de câbles testées ont été préalablement soumis à (1) des tests dimensionnels pour vérifier que les composants sont en quantité suffisante pour assurer leur rôle de protection, (2) tests mécaniques pour garantir que le câble reste fonctionnel après être contraint mécaniquement lors de la pose et pendant sa vie, (3) essais d’environnement permettant de tester leur étanchéité, leur résistance à la température.
Réduction
Avec l’accord du partenaire, il a été convenu de réutiliser les mêmes rats si une répétition se révélait nécessaire pour confirmer les résultats. Une période de repos serait mise en place pour qu’ils retrouvent leur poids initial. Ainsi la conception de ce projet permet de réduire de moitié le nombre d’animaux (48 au lieu de 96). En s’appuyant sur les résultats de la précédente étude, ces effectifs et répétitions sont suffisants pour déterminer qu’un des câbles est plus résistant que l’autre avec une différence de 1.5 dans la notation moyenne des dégradations (sur une échelle de 0 à 8).
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe de 4 dans des cages adaptées, dans des conditions environnementales (température et éclairage) contrôlées. Pendant la période de 72 heures, deux visites quotidiennes seront réalisées afin de surveiller l’état de santé des animaux et l’apparition des signes cliniques (prostration, absence de toilettage, diarrhée, amaigrissement). Les animaux seront pesés chaque jour afin de surveiller l’évolution de la chute de poids liée au jeûne. Une chute de poids de 15% conduira à l’arrêt immédiat de l’expérimentation pour la cage entière : le câble sera immédiatement retiré afin que les animaux accèdent à la nourriture.
Choix des espèces
Cette justification se trouve dans le cahier des charges du client qui spécifie que les câbles sont soumis aux attaques des rats. Une mise en situation avec l’espèce cible permet de tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles Le choix de la souche de rats réside dans le fait que cette dernière est la plus active en termes de dégradations observées lors de précédents essais. Adultes avec un poids d’au moins 200 g (spécification requise par le client).
Evaluation de l’effet de différents traitements dans des modèles d’epilepsie chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
1 008 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent l'implantation chirurgicale d'électrodes dans le cerveau, des gavages quotidiens pendant près d'un mois et des injections de substances qui déclenchent des crises, avec des états de mal épileptique pouvant durer deux heures et des isolements, avant mise à mort pour prélèvement d'organes. Le porteur reconnaît un stress et une douleur liés à la chirurgie, aux crises et aux administrations répétées, et prévoit d'administrer une benzodiazépine au-delà de deux heures de crise. Il affirme que les crises d'un cerveau entier ne se reproduisent pas in vitro et que la modélisation informatique manque encore de données.
Objectifs
Ce projet va permettre d’évaluer l’efficacité de traitements (pharmacologiques et probiotiques) sur 1) la prévention et 2) la terminaison de l’état de mal épileptique (status epilepticus) et des crises spontanées, induits chez l’animal. L’état de mal épileptique (status epilepticus) est défini par une crise prolongée (plus de 5 min) qui induit à long terme des altérations neurologiques graves. Bien que la plupart des patients répondent bien aux benzodiazépines (médicament donné en première intention), certains patients sont réfractaires (un tiers) et nécessitent d’autres traitements. L’état de mal épileptique est généralement accompagné par l’occurrence de crises spontanées après une période dite de latence. Nous proposons ici d’utiliser 2 modèles d’épilepsie présentant un état de mal épileptique et des crises spontanées, et de tester l’efficacité de traitements chroniques (administrés par voie orale) sur la prévention et ou la terminaison des crises induites.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer l’efficacité de traitements anti-épileptiques pharmacologiques et probiotiques nouveaux sur l’état de mal épileptique et les crises spontanées associées. Le but est de proposer ces traitements chez l’humain, soit pour prévenir de l’état de mal épileptique, présent dans de nombreux syndromes épileptiques, dont le syndrome de Dravet; soit pour terminer un état de mal épileptique afin d’éviter la survenue d’altérations neurologiques. L’état de mal épileptique prolongé (réfractaire aux traitements actuels) touche 1 tiers de patients épileptiques et peut avoir des conséquences délétères pour le cerveau, voire entrainer la mort des patients.
Procédures
- Chirurgie d’implantation d’électrodes EEG : anesthésie générale et analgésie, une fois par animal, 1008 animaux, durée de la chirurgie maximum 1h - Gavage oral : animaux vigile, une fois par jour pendant 27 à 35 jours selon les procédures (336 animaux par procédure) - Injection sous-cutanée : animal vigile, 12 fois pour 336 animaux, 2 fois pour les 672 autres - Injection intrapéritonéale : animal vigile, une fois pour 672 animaux et éventuellement une 2ème fois (pour stopper l’état de mal épileptique) pour 1008 animaux.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont : 1) Une survenue de crises épileptiques et un état de mal épileptique (d’une durée maximale de 2h) , qui peuvent entrainer à plus long terme des altérations neurologiques 2) un stress et une douleur dus à la chirurgie pour l’implantation d’électrodes et au suivi des crises 3) un stress dû à l’isolement (de 2h à 24h) pendant les périodes d’enregistrement des crises 4) un stress et une douleur dus à l’administration chronique sous cutanée des convulsivants 5) un stress et une douleur dus à l’administration chronique par gavage des traitements proposés Les traitements seront effectués par une personne expérimentée pour limiter le stress.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin d’effectuer des prélèvements d’organes, pour compléter cette étude.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est justifiée car: (1) Les modifications cérébrales induites par les crises ne peuvent être étudiées au niveau cellulaire chez l’humain. (2) Les méthodes expérimentales in vitro ne reproduisent pas l’ensemble des propriétés des crises d'épilepsie survenant dans un cerveau entier (et ceux malgré le développement de méthodes alternatives). (3) La modélisation in silico nécessite des données expérimentales encore insuffisantes pour produire des données applicables chez l’humain.
Réduction
Nous ferons une planification rigoureuse des expériences, en testant d’abord les traitements préventifs avant de tester les traitements curatifs. Selon le « Guidelines for the Design and Statistical Analysis of Experiments Using Laboratory Animals (Festing, Altman) », il nous faut au minimum 10 animaux par groupe. L’induction d’un état de mal et des crises pouvant entrainer une mortalité, nous envisageons d’utiliser au maximum 14 animaux/groupe afin d’atteindre un nombre minimum de 10 en cas de perte d’animaux.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des cages ventilées enrichies avec des tunnels en plastiques (ou des huttes en carton après implantation d’électrodes). La température est controlée. Le cycle jour/nuit est de 12h, changeant à 7h/19h. Une surveillance attentive et quotidienne des animaux est réalisée. Avant chirurgie, une dose d’analgésique est administrée (environ 45 min avant). Pendant la chirurgie, un gel est instillé au niveau de chaque oeil pour éviter le déssèchement de la cornée. Un spray d’anesthésique local est appliqué au niveau de la peau incisée pour limiter la douleur. De plus, l’animal est maintenu à une température de 37°C à l’aide d’un tapis chauffant avec rétrocontrôle. Puis, à la fin de la chirugie, une deuxième dose d’analgésique est administrée dans les 4h (soit 6h après la première) pour réduire la douleur postopératoire, puis un antalgique dans l’eau de boisson est donné pendant 48h. Une distribution d'aliment hydraté pourra être effectuée pour faciliter l'alimentation. Lors de l’induction d’un « état de mal » épileptique (status epilepticus), les animaux sont suivis par vidéo-EEG. Si cet état de mal dure plus de 2h, les animaux recevront une dose d’une benzodiazépine afin de stopper le phénomène épileptique, et ainsi limiter les conséquences. Les traitements que nous proposons de tester ont pour but de prévenir et/ou de terminer cet état de mal. Les administrations (intrapéritonéale, sous-cutanée ou par gavage oral) seront effectuées sur des animaux vigiles par du personnel expérimenté.
Choix des espèces
L’espèce que nous avons choisi (rat Sprague Dawley) est le modèle le plus décrit dans la littérature comme reproduisant au mieux l'épilepsie induit par les proconvulsivants utilisés dans cette étude. Les rongeurs ont un cerveau suffisamment élaboré pour générer des activités épileptiques dont les mécanismes pathologiques aux niveaux cellulaire et moléculaire sont similaires à l'humain. De plus, la lignée Sprague Dawley choisie montre un taux de survie élevé suite à l’induction des crises proposées. Pour toutes les procédures, des animaux adultes seront utilisés (à partir de P60). Les modèles proposés ont montré leur efficacité chez le rat adulte.
Perfusion in situ de foie de rat adulte à la collagénase
- Enseignement supérieur
30 rats vont être utilisés dans des travaux pratiques menés sous anesthésie générale, les animaux étant tués avant tout réveil par dislocation cervicale. Chacun subit une intervention de moins de deux heures, incision de l'abdomen et pose d'une canule dans la veine porte, non pour produire des connaissances mais pour que des étudiants s'entraînent à prélever un foie et en cultiver les cellules. Le porteur décrit un risque d'hémorragie et de détresse respiratoire pendant les gestes, et prévoit quatre rats par an plus deux de secours en cas d'échec de la canulation. Sur le remplacement, il affirme que la réalisation de cultures primaires impose de tuer un rat pour prélever son foie, sans mentionner d'alternative par don de tissus.
Objectifs
Le Bachelor Universitaire de Technologie Génie Biologique parcours Biologie médicale et Biotechnologie prépare en 6 semestres des techniciens supérieurs ou des assistants ingénieurs polyvalents dans le domaine de la santé humaine et du bien-être, de la santé animale, ainsi que dans celui des biotechnologies. Qu'il exerce dans un laboratoire ou dans une entreprise, le titulaire de ce diplôme possède les compétences techniques requises pour réaliser des examens ou des analyses biologiques, physico-chimiques ou biochimiques, effectuer des tests de contrôle des produits et intervenir en expérimentation animale in vivo et in vitro. Dans le cadre de la formation, une des « compétences ciblées » porte sur les études à l'échelle de l'organisme et de la cellule en biologie de la santé. Parmi les apprentissages critiques, des techniques alternatives et complémentaires à l'expérimentation animale sont mises en œuvre. Les effets de molécules toxiques sont mesurés. Dans le cadre de travaux pratiques du Bachelor Universitaire de Technologie Génie Biologique parcours Biologie Médicale et Biotechnologie, l'objectif est d'établir des cultures primaires d'hépatocytes obtenues en perfusant le foie du rat adulte à la collagénase (enzyme de dissociation tissulaire) in vivo. Ces cultures primaires sont largement utilisées pour les études toxicologiques et métaboliques et sont normalisées. Ce projet va permettre aux futurs actifs de mettre en place des cultures primaires d'hépatocytes afin de tester la cytotoxicité de molécules à différentes concentrations in vitro. Les hépatocytes sont isolés directement du foie de rat et sont ainsi utilisés comme modèles de l'état physiologique in vivo. Des lignées cellulaires immortelles de foie existe mais sont moins représentatives de cellule hépatique normale in vivo.
Bénéfices attendus
La formation professionnelle dispensée aux étudiants leur permet d'appréhender la réglementation relative à l'expérimentation animale et les techniques de dissociation tissulaire et de pouvoir établir ainsi une culture primaire de cellules in vitro.
Procédures
Dans la procédure, les rats sont soumis à une intervention de moins de 2 heures sous anesthésie générale avec antalgie préalable au moins 30 minutes avant de réaliser l'anesthésique. Une incision de la peau de la patte arrière droite puis une injection d'héparine dans la veine fémorale sont effectuées (1 minute). Une incision de la peau et des plans musculaires de l'abdomen est réalisée (quelques minutes). La veine porte est canulée (quelques minutes). A l'issue de la procédure, les animaux sont mis à mort réglementairement (dislocation des cervicales).
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont : 1- Le stress généré lors de la contention de l'animal au moment des injections de l'antalgie puis de l'anesthésie, durée une minute, de gravité légère. 2-Une hémorragie massive si la veine porte est sectionnée durant les gestes réalisés, durée de moins d’une minute et de gravité modérée. 3-Le stress lié à la détresse respiratoire malgré la trachéotomie, durée une minute et de gravité modérée.
Devenir
Après la perfusion le rat ne peut pas survivre. Par conséquent, à l'issue de la procédure, l'animal est mis à mort par dislocation des cervicales.
Remplacement
L'objectif de la séance de travaux pratiques est de réaliser des cultures primaire à partir de foie ; cela nécessite de mettre à mort un rat pour prélever son foie. L'utilisation d'animaux ne peut être substituée pour générer ces cultures.
Réduction
L'équipe enseignante est consciente de la nécessité de limiter le nombre d'animaux utilisés et s'efforce d'adapter le protocole dans cet optique. Nous avons mis en place les mesures suivantes permettant la réduction du nombre d'animaux : - Quatre rats sont utilisés par an (1rat par groupe de travaux pratiques de 14 étudiants) et deux rats supplémentaires par an sont prévus au cas où la canulation de la veine porte échoue. Dans environ 50 % des groupes de travaux pratiques, le rat supplémentaire est utilisé. Ce projet n'a pas pour objet d'études statistiques.
Raffinement
La raffinement est mis en place dans la pratique de l'antalgie et de l'anesthésie, nos procédures expérimentales étant sans réveil. 30 minutes avant la séance de travaux pratiques, chaque rat est analgésié puis anesthésié par le personnel habilté dans la pièce réservée aux anesthésies. Au cours de la procédure, les étudiants suivent la grille d'évaluation du suivi d'anesthésie et appellent l'enseignant dès qu'un signe de réveil apparait. L'enseignant évaluera la situation et mettra en place les gestes adéquats (réinjections ou mise à mort).
Choix des espèces
Le projet se propose d'utiliser le rat, modèle d'utilisation standardisée, dans les domaines de la recherche et du diagnostic. Les rats sont couramment utilisés pour des études en physiologie et pharmacologie. Le protocole (débit de perfusion et concentration enzymatique) a été élaboré pour des rats adultes d'environ 250g.
Validation d’un modèle de la maladie de Parkinson chez le rat par injection d’un vecteur viral
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
21 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ce dossier reprend le même protocole qu'une autre demande du lot, une injection virale dans le cerveau pour induire une maladie de type Parkinson, deux IRM de deux heures sous anesthésie, des gavages et des isolements de vingt-quatre heures, avant mise à mort et prélèvement du cerveau. Le porteur affirme que la chirurgie n'induit ni souffrance ni troubles hors de la maladie, tout en reconnaissant plus loin une douleur possible, une perte de poids et une hypothermie. Sur le remplacement, il affirme que l'étude du lien entre microbiote et système nerveux ne peut se faire que chez l'animal.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont : - de valider un modèle rat parkinsonien sur la souche axénique exclusivement employée dans notre établissement utilisateur, souche permettant de contrôler le microbiote des rats. - de caractériser finement les conséquences de la maladie tout au long de l’axe cerveau/intestin par différentes méthodes. - de connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie.
Bénéfices attendus
Les bénéfices sont : - de disposer d'un modèle rat parkinsonien sur la souche employée en conditions axéniques dans notre établissement utilisateur. - de caractériser finement les conséquences de la maladie par des méthodes multisytémiques. - choisir la technique d'IRM non invasive capable de détecter les signes de la maladie au niveau cérébral. - connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie. Si nous constatons une modification du microbiote en lien avec le développement de la maladie de Parkinson, nous proposerons de poursuivre cette étude en modifiant le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration du phénotype de la maladie (transplantation fécale issue de microbiotes de patients humains, introduction de prébiotiques dans l'alimentation). L’objectif à terme de ce projet serait de proposer de potentiels prébiotiques qui pourraient améliorer la qualité de vie des malades atteints de la maladie de Parkinson ou ralentir la progression de la maladie.
Procédures
- L’injection intracérébrale sera effectuée 1 fois pour chaque animal sous anesthésie, cette chirurgie dure environ 1h. - L’IRM du cerveau du rat est effectuée sur un équipement dédié aux investigations chez le rat sous anesthésie à l’isoflurane. Les rats sont placés dans un système permettant de les réchauffer et de suivre leurs constantes physiologiques (température, fréquence respiratoire) pendant les 2h que dure l’IRM. Les explorations IRM seront réalisées 2 fois pour chaque animal à 9 semaines d’intervalle. - Les prélèvements de fèces pour l'analyse du microbiote et la mesure du temps de transit sont effectués dans les cages, sans intervention sur les animaux. - Le test appréciant le comportement moteur des rats est effectué toutes les 2 semaines (de la semaine 4 à la semaine 14), il dure environ 20 min. - La mesure du temps de transit par gavage de spores sera réalisée 2 fois, en semaine 7 et semaine 13, il nécessite un isolement durant 24 h en cage individuelle.
Impact sur les animaux
L’intervention chirurgicale a pour but d’induire une maladie chronique. En dehors de ce dommage durable, le geste chirurgical n’induit ni souffrance, ni altérations comportementales (en dehors de celles directement en rapport avec la maladie de Parkinson). Cependant, les rats peuvent présenter des effets indésirables liés à cette intervention chirurgicale, douleur, perte de poids, hypothermie. L’hébergement individuel des rats pendant 24 h toutes les 7 semaines pour les mesures de temps de transit induit un stress.
Devenir
A la fin de la procédure tous les animaux seront mis à mort et leurs cerveaux prélevés afin de réaliser des analyses immunohistologiques participant à la validation du modèle de maladie de Parkinson chez cette souche de rat.
Remplacement
L’étude du système nerveux, de par sa complexité d’organisation, de développement, de plasticité et de fonctionnement, demande à être effectuée au sein de l’organisme entier. Seules des approches menées in vivo chez un modèle animal peuvent améliorer la connaissance du cerveau et de son fonctionnement, et ainsi aboutir au traitement de ses pathologies humaines comme la maladie de Parkinson. L'objectif de ce projet est de modifier le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration de la maladie, aussi l’étude du couplage microbiote/système nerveux ne peut être réalisé que chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum nécessaire pour apporter des résultats statistiques à l’étude. L’imagerie par IRM est un outil non invasif et indolore qui permet le suivi du développement d’une pathologie sur un même animal.
Raffinement
Les animaux seront acclimatés pendant 7 jours à leur arrivée et lors du transfert entre les 2 animaleries, de l’enrichissement sera mis à disposition dans les cages. Au préalable à chaque procédure, les animaux seront amenés pendant 60 min dans la pièce de l’intervention afin de s’acclimater à ce nouvel environnement. Après chaque anesthésie, que ce soit pour la chirurgie ou l’IRM, les animaux seront placés dans une cage de réveil réchauffée par une plaque chauffante. Ils seront surveillés régulièrement par l’expérimentateur pendant les heures qui suivent l’intervention jusqu’à ce que l’animal ait pleinement récupéré. Pour analyser le temps de transit chez l’animal, une suspension de spores est administrée par gavage orogastrique, technique pour laquelle la douleur et le stress sont limités pour l'animal lorsque le geste est réalisé par des intervenants formés et expérimentés (mise en place d'un conditionnement "pré-contention" avec manipulation régulière des animaux). Toutefois, une surveillance accrue est mise en place à la suite de l'exécution de la technique pour détecter d'éventuels signes de mal être suite à l'intervention.
Choix des espèces
La littérature scientifique montre que le rat est une espèce de choix pour l'étude du fonctionnement cérébral dans la Maladie de Parkinson. Nous pourrons ainsi confronter les données de la littérature utilisant les modèles classiques avec les résultats obtenus grâce à notre nouveau modèle dans le cadre de ce projet. Nous utiliserons des rats jeunes adultes (environ 200 g en début d'étude), afin de pouvoir utiliser les données de la littérature sur les coordonnées des différentes structures cérébrales dans l’espace.
Validation d’un modèle de la maladie de Parkinson chez le rat par injection d’un vecteur viral
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
21 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit une injection dans le cerveau sous anesthésie pour induire une maladie chronique de type Parkinson, puis deux séances d'IRM de deux heures et des gavages, avec des isolements de vingt-quatre heures, avant mise à mort et prélèvement du cerveau. Le porteur reconnaît des effets liés à la chirurgie, douleur, perte de poids et hypothermie, et un stress lié à l'isolement, tout en décrivant par ailleurs le geste comme sans souffrance en dehors de la maladie induite. Sur le remplacement, il affirme que l'étude du couplage entre microbiote et système nerveux ne peut se faire que chez l'animal.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont : - de valider un modèle rat parkinsonien sur la souche axénique exclusivement employée dans notre établissement utilisateur, souche permettant de contrôler le microbiote des rats. - de caractériser finement les conséquences de la maladie tout au long de l’axe cerveau/intestin par différentes méthodes. - de connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie.
Bénéfices attendus
Les bénéfices sont : - de disposer d'un modèle rat parkinsonien sur la souche employée en conditions axéniques dans notre établissement utilisateur. - de caractériser finement les conséquences de la maladie par des méthodes multisytémiques. - choisir la technique d'IRM non invasive capable de détecter les signes de la maladie au niveau cérébral. - connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie. Si nous constatons une modification du microbiote en lien avec le développement de la maladie de Parkinson, nous proposerons de poursuivre cette étude en modifiant le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration du phénotype de la maladie (transplantation fécale issue de microbiotes de patients humains, introduction de prébiotiques dans l'alimentation). L’objectif à terme de ce projet serait de proposer de potentiels prébiotiques qui pourraient améliorer la qualité de vie des malades atteints de la maladie de Parkinson ou ralentir la progression de la maladie.
Procédures
- L’injection intracérébrale sera effectuée 1 fois pour chaque animal sous anesthésie, cette chirurgie dure environ 1h. - L’IRM du cerveau du rat est effectuée sur un équipement dédié aux investigations chez le rat sous anesthésie à l’isoflurane. Les rats sont placés dans un système permettant de les réchauffer et de suivre leurs constantes physiologiques (température, fréquence respiratoire) pendant les 2h que dure l’IRM. Les explorations IRM seront réalisées 2 fois pour chaque animal à 9 semaines d’intervalle. - Les prélèvements de fèces pour l'analyse du microbiote et la mesure du temps de transit sont effectués dans les cages, sans intervention sur les animaux. - Le test appréciant le comportement moteur des rats est effectué toutes les 2 semaines (de la semaine 4 à la semaine 14), il dure environ 20 min. - - La mesure du temps de transit par gavage de spores sera réalisé 2 fois, en semaine et semaine 13, il nécessite un isolement durant 24 h en cage individuelle.
Impact sur les animaux
L’intervention chirurgicale a pour but d’induire une maladie chronique. En dehors de ce dommage durable, le geste chirurgical n’induit ni souffrance, ni altérations comportementales (en dehors de celles directement en rapport avec la maladie de Parkinson). Cependant, les rats peuvent présenter des effets indésirables liés à cette intervention chirurgicale, douleur, perte de poids, hypothermie. L’hébergement individuel des rats pendant 24 h toutes les 7 semaines pour les mesures de temps de transit induit un stress.
Devenir
A la fin de la procédure tous les animaux seront mis à mort et leurs cerveaux prélevés afin de réaliser des analyses immunohistologiques participant à la validation du modèle de maladie de Parkinson chez cette souche de rat.
Remplacement
L’étude du système nerveux, de par sa complexité d’organisation, de développement, de plasticité et de fonctionnement, demande à être effectuée au sein de l’organisme entier. Seules des approches menées in vivo chez un modèle animal peuvent améliorer la connaissance du cerveau et de son fonctionnement, et ainsi aboutir au traitement de ses pathologies humaines comme la maladie de Parkinson. L'objectif de ce projet est de modifier le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration de la maladie, aussi l’étude du couplage microbiote/système nerveux ne peut être réalisée que chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum nécessaire pour apporter des résultats statistiques à l’étude. L’imagerie par IRM est un outil non invasif et indolore qui permet le suivi du développement d’une pathologie sur un même animal.
Raffinement
Les animaux seront acclimatés pendant 7 jours à leur arrivée et lors du transfert entre les 2 animaleries, de l’enrichissement sera mis à disposition dans les cages. Au préalable à chaque procédure, les animaux seront amenés pendant 60 min dans la pièce de l’intervention afin de s’acclimater à ce nouvel environnement. Après chaque anesthésie, que ce soit pour la chirurgie ou l’IRM, les animaux seront placés dans une cage de réveil réchauffée par une plaque chauffante. Ils seront surveillés régulièrement par l’expérimentateur pendant les heures qui suivent l’intervention jusqu’à ce que l’animal ait pleinement récupéré. Pour analyser le temps de transit chez l’animal, une suspension de spores est administrée par gavage orogastrique, technique pour laquelle la douleur et le stress sont limités pour l'animal lorsque le geste est réalisé par des intervenants formés et expérimentés (mise en place d'un conditionnement "pré-contention" avec manipulation régulière des animaux). Toutefois, une surveillance accrue est mise en place à la suite de l'exécution de la technique pour détecter d'éventuels signes de mal être suite à l'intervention.
Choix des espèces
La littérature scientifique montre que le rat est une espèce de choix pour l'étude du fonctionnement cérébral dans la Maladie de Parkinson. Nous pourrons ainsi confronter les données de la littérature utilisant les modèles classiques avec les résultats obtenus grâce à notre nouveau modèle dans le cadre de ce projet. Nous utiliserons des rats jeunes adultes (environ 200 g en début d'étude), afin de pouvoir utiliser les données de la littérature sur les coordonnées des différentes structures cérébrales dans l’espace.
Rôle du stress oxydant mitochondrial et de la sénescence dans l’insuffisance cardiaque post-ischémique chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
180 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une chirurgie cardiaque de 70 minutes avec ligature d'une artère coronaire pendant 30 minutes pour provoquer un infarctus, puis un traitement pharmacologique et une échocardiographie à 28 jours. Le porteur indique des risques d'hypotension, de refroidissement et de douleurs postopératoires aux nerfs intercostaux, et prévoit la mise à mort pour prélever les tissus cardiaques. Il affirme qu'il n'existe "pas de méthode alternative ni de modélisation possible" pour l'ischémie-reperfusion myocardique et décrit un "besoin" urgent de nouveaux traitements.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont la seconde cause de mortalité en France (environ 150 000 morts/an). Elles ont le plus souvent pour origine une atteinte ischémique (déprivation en oxygène) du myocarde, pouvant évoluer à plus long terme vers une insuffisance cardiaque (IC), ou le cœur n’est plus capable d’assurer la perfusion des tissus. Alors que l'incidence de l’IC augmente continuellement du fait du vieillissement de la population, les traitements demeurent insuffisants. Une meilleure connaissance des mécanismes à l’origine du développement de l’IC pourrait ainsi permettre de proposer des nouvelles thérapies. La recherche dans ce domaine demeure un enjeu majeur de santé publique. Notre projet vise à identifier des nouvelles interventions pour contrer le développement de l’IC, dans des modèles murins expérimentaux mimant la pathologie humaine. L’équipe s’intéresse en particuliers au stress oxydant qui est augmenté suite à un infarctus du myocarde. Cela entraine des effets délétères sur le coeur, pouvant altérer sa fonction de contraction. Notre projet consistera donc à évaluer le rôle préventif de l’inhibition des voies du stress oxydant, sur un modèle d’IC induit de manière chirurgicale chez le rat mimant un infarctus du myocarde. Nous étudierons ainsi les effets protecteurs de plusieurs composé sur le développement de l’IC par échocardiographie et analyse des tissus.
Bénéfices attendus
Malgré les progrès réalisés ces dernières années dans la prise en charge de l’infarctus du myocarde, qui a permis de diminuer considérablement la mortalité grace à la revascularisation, il existe toujours un risque élevé pour les patients de développer une IC dans à long terme. L’arsenal thérapeutique disponible actuellement a permis des progrès cliniques mais la mortalité reste élevée (50 % de mortalité à 5 ans) et les traitements ne sont pas curatifs. A ce jour, l’IC post-infarctus constitue un problème majeur de santé publique en France et il apparait indispensable de développer de nouvelles approches thérapeutiques. Cela nécessite de mieux comprendre les mécanismes qui régissent l’altération de la fonction cardiaque à partir de modèles expérimentaux qui reproduisent les différentes composantes de la pathologie humaine. Ceci est un gage d’une meilleure transposition vers la clinique dont le besoin de nouveaux traitements est urgent.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’ischémie-reperfusion myocardiaque (ligature coronaire). La durée totale de l’intervention est de 70 min, dont 15 min entre l’intubation oro-trachéale et l’accès au coeur, 30 min de ligature coronaire et 15 min pour la fermeture du thorax. Pour les groupes traités, un traitement pharmacologique sera mis en place 24 h après la chirurgie. A l’issue des 28 jours, les rats seront soumis à une échocardiographie non invasive et non douloureuse.
Impact sur les animaux
Au cours de la procédure chirurgicale, les nuisances ou effets indésirables (qui seront surveillés) sont l’hypotension et le refroidissement corporel. Après la chirurgie thoracique, d’éventuelles douleurs post-opératoires au niveau des nerfs intercostaux pourront être réduites par injection d’analgésiques. A plus long terme, le développement d’une insuffisance cardiaque sera surveillé (au vu des points limites).
Devenir
Mise à mort de tous les animaux pour récupérer les tissus cardiaques pour analyser les effets bénéfiques des traitements sur le développement de l’insuffisance cardiaque.
Remplacement
Le développement des pathologies est un processus complexe et intégré qui est mieux reproduit dans un modèle animal. Par exemple, le développement de l’insuffisance cardiaque met en jeu, entre autres, des systèmes hormonaux, des adaptations des systèmes circulatoire, rénal, central si bien que seul un système intégré in vivo permet de reproduire toutes les composantes. Actuellement, il n’existe pas de méthode alternative ni de modélisation possible pour l’ischémie-reperfusion myocardique. De plus, les études in vivo répondent mieux au potentiel thérapeutique de la cible même si elles ne présagent pas des résultats qui vont être obtenus dans d’autres espèces ou en clinique.
Réduction
La stratégie d’expérimentation repose sur l’hypothèse d’une modification du développement de la pathologie par les interventions pharmacologiques. Pour calculer le nombre d’animaux utilisés pour chaque expérimentation nous utilisons nos résultats d’expériences préliminaires. D’après l’ensemble de nos estimations, chaque groupe (malade, sain, traité) comportera 15 rats. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, nous réaliserons toute une série de collecte de données sur un même rat: fonction cardiaque par échocardiographie, histologie, expression génique et protéique.
Raffinement
Notre objectif est d’offrir aux animaux la meilleure qualité de vie possible et de garantir que toute nuisance ou souffrance due aux procédures scientifiques soit détectée et réduite le plus rapidement possible. Une période d’acclimatation d’au moins 7 jours sera respectée après réception des animaux. Pour éviter tout stress, les animaux seront hébergés selon la réglementation en vigueur : - dans des cages aux normes suivant leur âge et leur poids - en groupe social au sein de l’animalerie - en leur mettant à disposition un enrichissement du milieu (cabannes, tunnels, papier, coton pour la confection de nids). Les animaux seront élevés avec une attention particulière (passage du personnel minimum 2 fois/jour et observation de l’état général). Les manipulations seront réduites au minimum afin de limiter le stress des animaux. La souffrance de l’animal sera réduite au maximum ou supprimée par l’utilisation d’anesthésiques avant la chirurgie et d’analgésique à différents temps (avant la chirurgie, après la chirurgie et si l'animal montre des signes de douleurs). Une grille d’évaluation des points limite sera mise en place pour évaluer l’état de l’animal après la chirurgie et mettre en évidence un éventuel point limite. La décision de garder en vie les rats sera prise par le responsable du projet en concertation avec la structure de bien-être animal (SBEA). La mise à mort sera réalisée par un protocole adapté en vue des prélèvements post-mortem.
Choix des espèces
Le modèle d’infarctus du myocarde chez le rat est bien maitrisé au laboratoire et mime le développement de la pathologie humaine. Il existe dans cette espèce une grande disponibilité d’outils d’étude biologiques nécessaires à l’évaluation de l’insuffisance cardiaque. Nous utiliserons des rats de 8-10 semaines pour réaliser les interventions chirurgicales de manière optimale chez des animaux matures et pour éviter la mortalité liée au vieillissement.
Étude d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle des impacts neurobiologiques du stress hypoxique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
80 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis gardés en vie et rendus à leur animalerie d'origine. Ils subissent un stress d'hypoxie et trois séances d'imagerie IRM sous anesthésie légère, pour mesurer les effets d'un déficit d'oxygène sur l'hippocampe et évaluer une plante, Guiera senegalensis, comme antioxydant. Le porteur indique que l'hypoxie pourrait détruire des neurones sans pour autant affecter le bien-être de l'animal, et surveille la respiration pendant l'anesthésie. Il affirme que cette étude comportementale et neurobiologique nécessite des animaux vivants dotés des structures cérébrales voulues.
Objectifs
Les radicaux libres sont connus pour être responsables d’un vieillissement cellulaire. Dans des conditions normales, les radicaux libres sont produits à de faibles concentrations et agissent comme des molécules de signalisation pour les cellules. Dans certaines situations, le nombre de radicaux libres présents dans les cellules est trop important. Ce stress oxydant conduit à un dysfonctionnement cellulaire, voire à la mort cellulaire. Il a été incriminé dans la physiopathologie de nombreuses affections humaines (par exemple la maladie d’Alzheimer). L’hypoxie (un déficit d’apport en oxygène dans les tissus de l’organisme) est l’une des causes de stress oxydant. Au niveau cérébral, l’hypoxie génère des processus inflammatoires qui peuvent se solder par une destruction des neurones au niveau de l’hippocampe, structure très impliquée dans l’apprentissage et la mémoire. L’apnée, c’est-à-dire un arrêt de la respiration pendant au moins 20 secondes, même si elle est volontaire, pourrait participer à la genèse d’un stress oxydant à travers l’hypoxie créée. En Afrique, Guiera senegalensis (Combretaceae) est une plante utilisée en pharmacopée traditionnelle. Ses feuilles possèdent de nombreux composés, notamment les flavonoïdes et les acides polyphenoliques, qui sont des antioxydants naturels. L’objectif général de ce projet est d’évaluer les effets bénéfiques de l’extrait hydroéthanolique des feuilles de Guiera senegalensis dans la gestion du stress oxydant et dans la prévention d’impacts neurobiologiques de l’hypoxie au niveau cérébral.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera une information précieuse sur le lien entre hypoxie sous apnée et les corrélats neurobiologiques dans l’hippocampe comme prédicteurs de désordres mnésiques, ainsi que le bénéfice potentiel de Guiera senegalensis dans le traitement des effets hypoxiques des phénomènes d’apnée naturelle. De plus, ce projet permettra d’entrevoir une applicabilité potentielle de cette plante dans des pathologies liées au stress oxydatif. Autrement dit, Guiera senegalensis pourrait offrir un choix alternatif ou complémentaire dans la prévention et le traitement de ces pathologies. Il permettra également de collecter des données pilotes nécessaires pour un projet collaboratif plus large, qui se propose de corréler les données acquises sur ce modèle d’apnée chez le rat avec des données acquises sur des apnéistes humains.
Procédures
Trois séances d’imagerie sont prévues pour caractériser le modèle d’hypoxie cérébrale à 1 jour, 7 jours et 15 jours post-induction. Chaque séance (d’une durée d’environ 1/2 journée) comprendra une session d’acquisition IRM (d’une durée maximale de 2 heures).
Impact sur les animaux
Le modèle d'hypoxie pourrait induire des lésions cellulaires et des processus inflammatoires qui pourraient se solder par une destruction de certains neurones au niveau de l'hippocampe, mais cela ne devrait pas affecter le bien-être de l'animal. L’examen IRM étant une modalité de neuroimagerie totalement non-invasive et non-irradiante, les potentiels effets indésirables sont liés au fait que l’examen est réalisé sous anesthésie légère. Pour éviter tout risque d’arrêt respiratoire, la fréquence respiratoire est surveillée en permanence tout au long de l’examen. Il est également possible d’observer une légère perte de poids le lendemain de l’examen, suite au stress potentiellement induit par la combinaison transport (~10min)/examen (~2h) entre les deux bâtiments d’expérimentation se faisant face.
Devenir
Après l’examen IRM les animaux seront gardés en vie et retourneront en hébergement dans leur animalerie d’origine.
Remplacement
L’évaluation comportementale et neurobiologique en réponse à un stress hypoxique induit par apnée, nécessite l’utilisation des animaux vivants possédant les structures cérébrales requises. L'analyse cellulaire des différentes structures cérébrales ne peut être réalisée in silico ou en cellule isolée, ni même chez les invertébrés.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera minimisé autant que possible grâce à l’étude de plusieurs paramètres chez le même animal et de façon longitudinale avec des approches non-invasives comme l’IRM. Les analyses statistiques seront celles classiquement utilisées dans la littérature.
Raffinement
Que ce soit durant leur transport ou lors de l’examen IRM, une grande attention est apportée au bien-être des animaux, et tout est mis en œuvre pour éviter les sources potentielles de stress. Transports : Les animaux sont transportés dans leur boîte habituelle (enrichie), avec leurs partenaires habituels et manipulés par les personnes assurant leur suivi quotidien. Les boîtes sont protégées du froid ou du chaud éventuel. Manipulations/anesthésie avant/après examen IRM : Ces actes sont réalisés par les personnes qualifiées assurant le suivi quotidien des animaux. Examen IRM : Il est réalisé sous anesthésie, dans un berceau chauffé uniquement dédié à ces animaux, avec contrôle de la respiration et de la température. Lors d’une acquisition IRM, si la respiration sort des limites prévues, l’examen est immédiatement interrompu et l’animal est mis sous surveillance accrue jusqu’à sa récupération. En dehors des sessions d’examen IRM, les animaux seront hébergés par groupe (2 à 4) avec de l’enrichissement autant que possible (tunnel transparent de couleur rouge, bâton à ronger, papier à déchiqueter). Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance (mise en place de points limites) et déterminer si besoin l’arrêt de l’expérimentation en accord avec la Structure bien être animale et les conseils vétérinaires.
Choix des espèces
La littérature concernant le stress hypoxique est majoritairement basée sur des études chez le rat, fournissant une base de connaissances solide. De plus, la littérature sur les expériences d’apnée est plus importante chez le rat. Ce modèle animal est donc le plus approprié à la fois pour les études comportementales, biochimiques, immunohistochimiques et de neuroimagerie par IRM. Des rats nouvellement sevrés (~23-26 jours) seront utilisés en accord avec les données de la littérature concernant la période adaptée à un bon apprentissage de la nage chez les rats.
Le rat Goto Kakizaki un modèle d’étude du syndrome des ovaires polykystiques
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
312 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. Ces rattes Goto-Kakizaki, présentées comme un modèle spontané du syndrome des ovaires polykystiques, subissent des frottis vaginaux, des injections d'un anticorps pendant la gestation et des prélèvements sanguins répétés, y compris des tests de tolérance au glucose, pour étudier le développement du syndrome et tester un traitement. Le porteur affirme n'attendre aucune souffrance des injections et met à mort tous les animaux pour analyser leurs tissus. Il affirme qu'aucun système in vitro ou in silico ne peut remplacer l'animal.
Objectifs
Le Syndrome des Ovaires polykystiques (SOPK) est la principale cause d’infertilité féminine et elle est associée à de nombreuses comorbidités telles que le diabète et les maladies cardiovasculaires. Les hommes apparentés aux femmes ayant ce syndrome présentent des taux d’androgènes élevés et des désordres métaboliques. Il s’agit de plus d’une maladie à fort caractère transmissible par les mères à leurs filles et fils, sans qu’aucun diagnostic puisse être établi précocément puisque l'origine de ce syndrome reste méconnu. Or nous avons mis en évidence récemment que les rattes Goto-Kakizaki, modèle de diabète de type 2 très connu, constituent le premier modèle rongeur spontané du syndrome des ovaires polykystiques. Notre projet est d'utiliser ce modèle de rattes GK afin de mieux comprendre l'éthiologie de ce syndrome en analysant le développement de ce syndrome dès le stade foetal. De plus, nous avons développé un anticorps bloquant les effets de l'hormone Anti-Müllérienne (AMH) qui est suspectée d'induire une hyperandrogénie et une anovulation chez les patientes présentant un syndrome des ovaires polykystiques. Nous proposons donc de traiter des rattes GK avec cet anticorps pendant la gestation pour comprendre le rôle de l'AMH dans le développement du phénotype et à l'âge adulte à des fins thérapeutiques pour normaliser les taux circulants d'androgènes et pour induire une ovulation.
Bénéfices attendus
Pouvoir analyser et comprendre les altérations developpementales chez la descendance de mères SOPK afin d'améliorer par la suite la possibilité de prise en charge des patientes SOPK au cours de la grossesse. Actuellement les patientes SOPK sont traitées de manière symptomatique : soit pour traiter leur infertilité, soit pour traiter l'hyperandrogénie, soit pour traiter les troubles du métabolisme en particulier le diabète. Le traitement que nous proposons de tester permettrait: - d'une part de corriger l'infertilité chez les 25% de patientes SOPK résistantes aux traitements actuels et d'éviter le risque d'hyperstimulation ovarienne induit par les traitements utilisés en PMA (procréation médicalement assistée) - d'autre part de corriger l'hyperandrogénie - d'autre part d'améliorer les anomalies métaboliques.
Procédures
Les animaux subiront des prélèvements de sang de 100 microlitres (environ 5 minutes par prélèvement). Pour l'ipGTT des prélèvements de sang de 30 microlitres (environ 1 minute par prélèvement) aux temps 0, 15, 30 et 90 minutes sont réalisés. Pour l’ipITT, une goutte de sang (10 microlitres, moins d'une minute par prélèvement) sera prélevée pour lecture de la glycémie sur lecteur Accuchek aux temps 0, 15, 30, 60, 90 et 120 minutes. Les 2 tests seront séparés d’au moins 3 jours pour permettre la récupération.
Impact sur les animaux
Pour le suivi du cycle ovarien par la méthode des frottis vaginaux ainsi que pour l'injection en sous cutanée, les femelles sont préalablement habituées à la contention par les expérimentateurs habilités. Pour les prélèvements sanguins qui seront nécessaires (100 microlitres/rat une fois par semaine sur 3 semaines pour les gestantes et les traitées et sur 5 semaines consécutives pour le lot étudié entre 4 et 8 semaines) le volume de sang prélevé à chaque prise de sang sera toujours en dessous du volume maximal autorisé (5% du volume sanguin total).
Devenir
Toutes les procédures conduiront à la mort des animaux afin d'effectuer les analyses histologiques de différents tissus.
Remplacement
Cette étude ne peut être réalisée que sur des animaux vivants et l'avantage du rat GK réside dans le fait que c'est un modèle de diabète de type 2 sans manipulation génétique et mimant certains aspects du syndrome SOPK humain. Ainsi sur le plan scientifique il est impossible de remplacer ces animaux par des systèmes ex vivo, in vitro ou in silico
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés est réduit au minimum grace à l'utilisation de tests statistiques appropriés.
Raffinement
Les animaux sont habitués à la manipulation de sorte à réduire le stress. Les prélèvements sanguins représentent moins de 5% du volume sanguin total et sont suffisamment espacés dans le temps pour ne pas induire une détresse chez l'animal. Les injections d'anticorps ne gènèrent pas de souffrance pour l'animal. Cependant, les animaux seront suivi toutes les 48h durant le traitement et si des signes de mal-être apparaissent tels que, prostration,poils hirsute et perte de poids, les animaux seront isolés et gardés en observation. Si la perte de poids est supérieure à 15% du poids de l'animal il sera eutahanasié.
Choix des espèces
Le rat GK est le seul model rongeur disponible developpant spontanémant le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK). Le rat une espèce animale pertinente dans le cas de notre étude parce que les processus physiologiques sont similaires chez le rat et chez l’Homme. De plus, le rat est suffisamment grand pour permettre des mesures physiologiques pratiques. Les stades foetal (18,5 jpc), post natal(5 jours), pubertère et adulte ont été choisis puisque l'environnement maternel SOPK est fortement suspecté de contribuer au dévéloppement de ce phénotype qui apparait progressivement depuis le stade foetal.
Crises épileptiques induites par un stimulus externe
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 2220
10 620 rongeurs, 8 400 souris et 2 220 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal reçoit un candidat médicament puis une stimulation électrique ou sonore déclenchant une crise d'épilepsie, certains après implantation d'une canule dans le cerveau sous anesthésie, pour tester des molécules antiépileptiques. Le porteur indique que la crise tonico-clonique provoquée peut aller jusqu'à l'arrêt respiratoire, les animaux étant tués juste après la convulsion ou en fin de test car les procédures ne permettent pas de les maintenir en vie dans de bonnes conditions. Il reconnaît des alternatives in vitro pour présélectionner les molécules mais affirme la nécessité du modèle animal pour l'étape finale.
Objectifs
L'objectif du projet consiste à évaluer de nouveaux candidats médicaments pour lutter contre les épilepsies généralisées ou partielles. A l'heure actuelle, il existe des traitements médicamenteux qui permettent de traiter une partie des patients épileptiques. Néanmoins, environ 30 % des patients épileptiques ne répondent pas aux traitements médicamenteux et sont dits "pharmaco-résistants". La recherche de nouvelles thérapies est donc nécessaire pour améliorer la qualité et l'espérance de vie des patients. Les crises généralisées correspondent à des décharges électriques anormales au niveau cérébral (les 2 hémisphères sont touchés), qui se traduisent par des convulsions tonico-cloniques. Les convulsions cloniques sont des secousses musculaires incontrôlées alors que les convulsions toniques correspondent à un raidissement et une contraction soudaine des muscles du corps et des membres inférieures et supérieurs accompagnés d'un arrêt respiratoire temporaire ou définitif. Des symptômes précurseurs sont parfois observés avant l'apparition d'une convulsion généralisée comme une hypersalivation ou une respiration bruyante. Les crises partielles sont liées à une décharge électrique anormale dans une région cérébrale spécifique. Les symptômes de la crise dépendent de la zone atteinte. Des fourmillements, picotements, sensation ou encore secousses musculaires incontrôlées au niveau d'un membre peuvent être observés chez l'Homme. Des mouvements de la tête ou des yeux ou encore des signes émotionnels (peur, rire..) peuvent également faire partie des symptômes. Le projet consiste en l'utilisation de tests basés sur l’induction de crises épileptiques par le moyen de stimulation électrique ou sonore permettant de tester l'innocuité et/ou l'efficacité de substances pharmacologiques en développement.
Bénéfices attendus
Les modèles de crises généralisées et partielles induits par une stimulation sont recommandés pour identifier et tester l’efficacité de nouveaux médicaments avant leur mise sur le marché. La recherche de nouveaux traitements est indispensable pour améliorer les conditions ainsi que l’espérance de vie des patients épileptiques. A l'heure actuelle, les traitements antiépileptiques existants sont uniquement symptomatiques. Néanmoins, 10 à 30% des patients interrompent leur traitement initial en raison des effets secondaires indésirables ou les traitements sont inefficaces (résistance aux traitements). En plus du développement de nouveaux antiépileptiques, un des enjeux majeurs de la recherche sur l’épilepsie est de découvrir des traitements prophylactiques contre cette pathologie, c’est-à-dire des traitements ayant un effet antiépileptogène. Il n’en existe aucun à ce jour alors qu'il est possible d’identifier les personnes présentant un risque de développer une épilepsie.
Procédures
Pour chaque procédure décrite, les candidats médicaments seront administrés par un bolus rapide qui dure quelques secondes ou par perfusion de quelques minutes. Les administrations peuvent être uniques ou répétées pendant plusieurs jours, en fonction des spécificités du candidat traitement. Si applicable, l'implantation d'un guide canule est réalisée sous anesthésie générale sur environ 60 minutes. Dans chacune des procédures décrites, le rongeur sera exposé à un stimulus, d'un durée maximale de 60 secondes chez la souris et de 3 secondes chez le rat. Des prélèvements sanguins peuvent également être envisagés avant le test (à minima 24 heures avant la stimulation, durée de l'ordre de la minute) pour compléter les données in vivo par des données biochimiques ou histologiques.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les tests modélisant des crises induisent un stress physique chez les rongeurs, également retrouvé chez les patients lors de la survenue d'une crise épileptique (avec l'apparition de mouvements involontaires saccadés ou un raidissement des membres/du corps). Des symptômes annonciateurs peuvent être également observés chez l'homme comme la nervosité, l'irritabilité ou une hypersalivation. Chez l'animal, ce stress est principalement lié à la stimulation appliquée sur une très courte durée et qui conduit à l'apparition de symptômes convulsifs. La survenue de crises tonico-cloniques peut conduire à la mort des patients épileptiques et peut donc dans certains cas provoquer une certaine souffrance chez l'animal. Des points limites prédictifs limitent cet impact. Lorsque les animaux sont implantés avec un guide canule, ils sont mis en cage de réveil et maintenus isolés pendant environ 7 jours à partir de la chirurgie afin de protéger le guide canule de leurs congénères. Le prélèvement de sang au cours d'une expérience peut également conduire à un léger stress chez l'animal vigile.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés immédiatement après la stimulation si une convulsion tonique est observée ou à la fin du test en l'absence de convulsion tonique car ces procédures ne permettent pas le maintien en vie des animaux dans de bonnes conditions.
Remplacement
Il existe des techniques alternatives in silico ou in vitro permettant d'évaluer les traitements sur des cultures primaires de neurones ou des tranches cérébrales afin de sélectionner les meilleurs candidats médicaments et donc de limiter le nombre d'animaux utilisés. Néanmoins, l'efficacité de nouveaux traitements doit également être démontrée sur des modèles plus complexes (modèles animaux) permettant ainsi l’observation des effets de substances pharmacologiques sur le comportement des animaux.
Réduction
Le nombre d'animaux est ajusté afin de pouvoir évaluer l'effet d'un composé en réalisant une seule étude et en fonction des analyses statistiques réalisées dépendant de la nature des données : variables dichotomiques, données paramétriques ou non paramétriques. Il est possible de tester plusieurs composés et doses dans une même expérience. Ceci permet de limiter le nombre d'animaux contrôles et le nombre d'animaux testés avec une substance connue.
Raffinement
Les procédures décrites ont été optimisées pour limiter la douleur chez l'animal. Une solution anesthésiante sera appliquée. Les animaux seront anesthésiés et/ou euthanasiés, immédiatement après l'apparition d'une convulsion tonique. Pour les études incluant une chirurgie pour administrer le composé par voie intracérébrale, une analgésie est assurée par l’administration d'un analgésique systémique et l'utilisation d'un analgésique local. Enfin, un gel ophtalmique est appliqué pendant la chirurgie pour éviter le dessèchement de l'oeil.
Choix des espèces
Les modèles de convulsions induites par une stimulation externe sont largement décrits dans la littérature chez le rongeur (souris et rat). Les procédures décrites dans ce projet sont recommandées pour évaluer de nouveaux candidats médicaments (efficacité) et/ou l'innocuité d'un composé dans le cadre de l'épilepsie. Les rongeurs utilisés sont testés une fois sevrés, l’âge peut varier entre 3 semaines et 2 ans, conformément aux données historiques et à la bibliographie scientifique .