Rats
Modèles expérimentaux d’allergie oculaire.
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Rats : 1440
Sensibilisés à l'ovalbumine ou au pollen d'ambroisie puis exposés à l'allergène dans l'œil, 3 600 souris et rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Gonflement de la conjonctive, rougeur et larmoiement sont les effets attendus, auxquels s'ajoutent des nodules sous-cutanés au site d'immunisation, des injections péri-oculaires sous anesthésie légère et des prélèvements sanguins. Le porteur souligne que les examens ophtalmologiques employés se pratiquent chez l'être humain en cabinet et chez les autres animaux en clinique vétérinaire, sans anesthésie ni hospitalisation. Environ 360 animaux écartés du protocole pour un défaut anatomique de l'œil détecté avant l'induction de la maladie pourront être réutilisés ailleurs, les 3 240 autres sont tués pour analyses.
Objectifs
Comme l’allergie respiratoire, l’allergie oculaire est associée à une hypersensibilité allergique de type immédiat. Elle concerne essentiellement les conjonctivites allergiques bégnines c’est-à-dire la conjonctivite allergique saisonnière et la conjonctivite allergique péri-annuelle. Cette hypersensibilité concerne aussi pour partie les conjonctivites sévères compliquées de kératite comme la kératite conjonctivale vernale et la kératite conjonctivale atopique. Les allergènes responsables sont des pneumallergènes, aussi responsables de symptômes respiratoires, tels que les acariens ou les pollens ainsi que des trophallergènes comme l’arachide ou le blanc d’œuf. Ce projet a pour but de contribuer au développement de nouveaux traitements médicaux en permettant d’identifier et de tester l’efficacité de substances thérapeutiques visant à diminuer l’effet des allergènes dans la conjonctivite allergique. Dans ce cadre, nous proposons de mettre en place un protocole de sensibilisation à deux antigènes (l’ovalbumine et le pollen d’ambroisie) chez la souris ou le rat. Dans un second temps, nous testerons différents types de traitements.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu du projet est de proposer des modèles expérimentaux qui permettront d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements. La recherche de traitements est en constante évolution et nécessite de pouvoir les tester dans les meilleures conditions possibles et dans le plus grand respect du bien-être animal.
Procédures
Les nuisances attendues se manifesteront au niveau local après le challenge par un gonflement de la conjonctive accompagné d'une hyperémie et d'un larmoiement. Les procédures expérimentales nécessitent l'administration de différents produits par instillations (gouttes oculaires), par voie sous cutanée, intramusculaire ou intrapéritonéale (pour administrer les anesthésies également). Ces procédures ne durent que quelques secondes. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives (imagerie, observations au biomicroscope). Ces examens sont réalisés chez l’homme en cabinet médical par un ophtalmologiste sans anesthésie et sans hospitalisation. Ils le sont également chez l’animal en clinique vétérinaire. Ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles mais certains qui nécessitent l’immobilisation complète de l'animal seront pratiqués sous anesthésie légère, ce type d'examen ne dure que quelques minutes. Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours des procédures expérimentales afin de doser le principe actif ou tout autre marqueur d'intérêt. Ces prélèvements de sang se feront par ponction et dureront quelques minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues se manifesteront au niveau local après le challenge par un gonflement de la conjonctive accompagné d'une hyperémie et d'un larmoiement. Au niveau du site d'immunisation, une réaction inflammatoire avec potentiellement la présence de nodules sous-cutanés peut être observée. Les examens et administrations nécessitent une contention brève, pouvant induire un stress ponctuel de quelques minutes, puis l’animal est replacé dans sa cage d’hébergement. Des mesures spécifiques (habituation, manipulation douce, environnement calme) seront mises en place pour limiter cet impact. Les procédures plus invasives, telles que les injections péri-oculaires ou les examens nécessitant une immobilisation prolongée, seront réalisées sous anesthésie légère afin de garantir le confort de l’animal. Ces anesthésies peuvent occasionner une gêne transitoire mais ne présentent pas de risque significatif à long terme. En dehors de ces périodes d’examen ou d’administration de traitement, l’animal est libre de ses mouvements, avec un accès à l’eau et à la nourriture. Lors des prélèvements de sang, le volume sera adapté au minimum pour ne pas nuire à l’animal. Le stress dû au maintien de l'animal, à la piqûre de l'aiguille, une rougeur peut apparaitre au site de prélèvement, ne doit pas impacter le mode de vie de l'animal une fois l'action finie.
Devenir
À l’issue de la procédure expérimentale, tous les animaux seront euthanasiés de manière éthique et réglementée, pour réaliser des analyses ex vivo nécessaires à la validation des résultats (analyses histologiques, dosages biochimiques, études moléculaires, etc.). Cependant, les animaux n’ayant pas été inclus dans la totalité de la procédure — estimés à environ 10 %, hors exclusions liées aux points limites — pourront être réutilisés dans d’autres protocoles expérimentaux compatibles, sous réserve de l’avis favorable du vétérinaire responsable. Ces animaux sont généralement exclus en raison d’un défaut anatomique ou physiologique détecté lors des examens de baseline, notamment au niveau de l’œil, avant le début de l’induction de la pathologie. Ces individus n’auront reçu ni induction de l'allergie (immunisation et/ou challenge), ni administration de traitement, mais auront uniquement été soumis à des examens non invalidants, parfois réalisés sous anesthésie légère. Leur réutilisation, lorsqu’elle est possible, s’inscrit dans une démarche de réduction du nombre d’animaux utilisés, conformément aux principes des 3R, tout en garantissant le respect du bien-être animal et des exigences scientifiques.
Remplacement
L’œil est un organe complexe. Il est composé de plusieurs tissus anatomiquement et physiologiquement très différents. Il est de plus soumis à d'importantes variations environnementales mécaniques et physicochimiques, ainsi qu'à d’importantes interactions biologiques avec les tissus et organes voisins. A ce jour, aucune méthode alternative tels que les modèles in vitro (2D, 3D, organoïdes) ne permet de mimer l’œil dans sa globalité fonctionnelle et environnementale. L’allergie oculaire est une pathologie systémique impliquants plusieurs acteurs biologiques qui ne sont pas simultanément présents ou fonctionnels in vitro. C'est pour cela que l’utilisation d’animaux vivants dans ces procédures expérimentales sont nécessaires pour atteindre les objectifs de ce projet.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données bibliographiques et historiques de l'établissement, du nombre d'études estimées et tient compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à chaque moment à l'aide de tests statistiques; chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin. Un calcul de l’effectif sera réalisé avant chaque étape afin d’ajuster et de revoir à la baisse si possible le nombre d’animaux à inclure dans les procédures. De plus, dès que les procédures expérimentales le permettront, des évaluations non invasives seront choisies tout au long du projet pour améliorer la condition animale et éviter la mise à mort inutile des animaux. De même, l'analyse des deux yeux sera privilégiée autant que possible afin de réduire le nombre d'animaux utilisé.
Raffinement
Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les rongeurs seront placés en groupe dans des cages d’hébergement contenant nourriture et boisson ad libitum et enrichissement à ronger et un abri. Les examens non invasifs choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet ophtalmologique ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Les examens de l'œil qui requièrent l’immobilité de l'animal pourront être réalisés pour son confort sous anesthésie. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum.
Choix des espèces
Les espèces animales choisies ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la bibliographie scientifique. L’extrapolation à l’homme des effets sur l’œil en est d’autant plus facilitée. De plus, les modèles expérimentaux concernant cette pathologie sont largement utilisés et décrits sur ces espèces dont les publications de référence sur laquelle le projet est basé. Pour ce projet, des souris et des rats ont été retenus pour tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce afin d’augmenter les chances de mener ce projet à terme. Les rongeurs ont minimum 6 semaines au début de l’étude correspondant à de jeunes adultes conformément aux publications de référence qui servent de base aux modèles et qui correspond à la maturité visuelle chez ces animaux. Ils observeront ensuite une période d’acclimatation de 5 jours minimum avant leur entrée dans les procédures expérimentales.
TOLPREG : Etude de tolérance chez la ratte gestante.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
15 000 rattes gestantes vont être utilisées, chacune gavée quotidiennement pendant seize jours de gestation, avec jusqu'à six microprélèvements sanguins en 24 heures puis un prélèvement pouvant atteindre 15 % de son volume sanguin total. Les substances testées ne l'ont jamais été sur des animaux gestants, à des doses montant jusqu'à 1 000 mg/kg/jour, et le porteur prévient que les effets toxiques attendus sur les mères peuvent être sévères, avec convulsions, prostration, tremblements et pertes de poids. Sur ces 15 000 rattes, 800 relèvent d'un niveau de souffrance sévère, 800 d'un niveau modéré et 13 400 d'un niveau léger. Toutes sont tuées au vingt et unième jour de gestation pour prélèvement des organes et des fœtus, et les fœtus vivants sont tués aussi, le RNT indiquant qu'ils ne pourraient pas survivre sans leur mère.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de fournir les toutes premières informations in vivo sur le potentiel embryo-foeto-toxique d’une substance chimique au début de son développement, afin de : - Sélectionner au sein d’une famille chimique les molécules les moins risquées. - Identifier et abandonner rapidement les molécules à potentiel embryo-foeto-toxique pour éviter des tests inutiles à plus grande échelle. - Définir la dose maximale tolérée par la femelle gestante et sa progéniture afin de réaliser les études suivantes (études préliminaires et définitives) sans causer de souffrance excessive aux animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet dont le design est basé sur les lignes directrices des études qui seront réalisées par la suite lors du développement du produit mais sont allégées et utilisent un nombre inférieur d’animaux par groupe, permet de sélectionner au sein d’une famille chimique une molécule d’intérêt et de déterminer la dose maximale tolérée par la ratte gestante. Cette étude très précoce permet de mettre en évidence avec une procédure allégée le profil embryo-foeto-toxique du produit afin de pouvoir arrêter le développement de molécules qui pourraient présenter des alertes importantes de toxicité sur la reproduction et le développement et ainsi éviter des études plus importantes avec plus d'animaux.
Procédures
Les femelles gestantes vigiles seront gavées journalièrement à l’aide d’une sonde souple adaptée à leur taille et âge, pendant maximum 16 jours (généralement du jour 6 au jour 20 ou 21 de la gestation). Cette technique est réalisée en moins de 15 secondes. Durant la fin de la période de gestation (entre GD17 et GD21), des prélèvements sanguins, pourront être réalisés sur animaux vigiles et/ou animaux anesthésiés. Ce prélèvement peut être unique ou répété en respectant les durées de la récupération physiologique. Chaque femelle pourra faire l’objet d’un maximum de six micro-prélèvements sanguins (50 µL chacun) en 24h. Un prélèvement sanguin plus important, correspondant à un volume maximal de 15 % du volume sanguin total, pourra être réalisé au jour 20 ou 21 de la gestation. Tous ces prélèvements de sang seront réalisés sur une période d’une durée inférieure à 2 minutes. Pour les prélèvements d’organes et de fœtus, les femelles sont mises à mort (jour 21 de la gestation). Par la suite, les fœtus sont endormis puis à mort pour les examens ultérieurs.
Impact sur les animaux
Un stress léger peut se produire lors de la manipulation ou de la contention des femelles gestantes. Le gavage effectué à l’aide d’une sonde souple peut induire un léger inconfort et très rarement une irritation de l’œsophage. Plusieurs échantillons de sang peuvent être prélevés au cours d'une période de 24h sur animaux vigiles par ponction à la veine saphène. Des prélèvements peuvent aussi être faits en fin de gestation après anesthésie par ponction à la veine submentale ou à la veine sublinguale. Les prélèvements de sang peuvent induire une douleur légère et de légers hématomes au point de prélèvement. Les effets toxiques attendus sur les femelles gestantes peuvent être sévères car les molécules n’ont jamais été testées au préalable sur des animaux gestants et aux doses choisies (maximum requis par la législation 1000 mg/kg/jour). Les signes de toxicité pouvant apparaître en cours d'études incluent des pertes de poids, une diminution de la consommation de nourriture ou des signes cliniques de type augmentation de salivation, convulsion, prostration, augmentation ou diminution de la mobilité et de l'agressivité, tremblements ou impact sur la température corporelle.
Devenir
En raison du but de l’étude qui est d’évaluer les effets sur la gestation et le développement des fœtus, toutes les femelles gestantes sont mises à mort pour prélèvements d’organes et de fœtus. Les fœtus vivants sont également mis à mort car même s’ils sont viables ils ne pourraient pas survivre sans leur mère.
Remplacement
Avant de réaliser cette étude sur le modèle animal, de nombreux essais in vitro (C. Elegans reprotox assay, Cell line compendium, devTox quick Predict assay, Reprotracker) ou in silico sont utilisés pour prédire le potentiel embryo-foeto-toxiques d’une substance, mais ils ne permettent pas de reproduire la complexité tissulaire ou la composition biologique complète d’un organisme entier, conduisant ou pas à l’induction d’effets embryo-foeto-toxiques, ni la gravité des effets induits par l'exposition au produit. Différents paramètres doivent donc être mesurés chez l’animal. L’étude décrite dans ce projet sert à préparer la réalisation de l’étude préliminaire de choix de doses et l’étude règlementaire de toxicologie du développement, indispensable à l’homologation de substances.
Réduction
Ce projet est réalisé dans le respect des 3Rs avec un nombre minimal d'animaux basé sur l’expérience du laboratoire: 4 femelles accouplées par groupe, en comparaison 8 femelles gestantes par groupe sont utilisées dans les études préliminaires de choix de doses. Plusieurs substances sont testées au sein d’une même étude afin de n’avoir qu’un seul groupe témoin et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés. L’objectif reste également de ne tester chez l’animal que des molécules sélectionnées comme non dangereuses par des méthodes alternatives et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés dans le processus de recherche et développement. Cette étude n’est réalisée que sur certains types de molécules, en fonction des effets embryo-foeto toxiques connus ou suspectés de la famille chimique. Si la substance testée montre une capacité à induire de la mortalité intra utérine et/ou des malformations chez le fœtus, le développement de la substance est immédiatement suspendu afin de ne pas réaliser les études préliminaires de choix de doses et les études réglementaires réalisées avec plus de 20 femelles gestantes par groupe.
Raffinement
Les conditions d’hébergement enrichies et adaptées aux femelles rattes gestantes (matériel de nidifcation), le personnel formé ainsi que l’utilisation d’une manipulation douce des animaux permettent de réduire le stress pré-procédural au strict minimum. Les femelles gestantes sont observées quotidiennement y compris les week-ends, avec une attention plus particulière le 1er jour de traitement (au moins 4 observations dans la journée). Elles sont pesées à intervalles réguliers pendant la gestation pour vérifier leur croissance et leur bien-être. La consommation de nourriture est également mesurée à intervalle régulier. Des points limites suffisamment prédictifs et adaptés aux femelles gestantes seront appliqués. Des micro-prélèvements sanguins seront privilégiés. Lors des prises de sang, l’usage d’un tapis chauffant pourra être utilisé pour maintenir la température corporelle des animaux sous anesthésie. Le jour précédent leur mise à mort les femelles gestantes sont déplacées dans une salle proche de la salle de nécropsie pour éviter le stress du transfert le jour même. Les prélèvements de sang sont réalisés dans une salle séparée et différente de celle utilisée pour la mise à mort.
Choix des espèces
Le rat est le modèle expérimental choisi en raison de sa courte durée de gestation, de son utilisation fréquente dans les études de toxicologie du développement et de la disponibilité de souche suffisamment caractérisée. Les modèles rongeurs et notamment le rat sont recommandés par la communauté scientifique et les instances réglementaires. Des données historiques issues des études précédemment conduites sont disponibles dans le laboratoire avec l’espèce et la souche choisies (Rat Wistar). Ces caractéristiques permettent d'obtenir une grande quantité d'informations sur la physiologie et la pathologie de ces animaux. Des jeunes rattes accouplées (âgées de 8-12 semaines au début de l’étude) seront utilisées dans ce projet comme dans les futures études de toxicologie du développement conformément aux recommandations des guidelines internationales (OECD 414). Ces études visent à étudier le potentiel toxique d’une substance sur le développement et seront réalisées pendant la gestation puisque l’objet de l’étude porte sur le développement de l’embryon et du fœtus lors d’une exposition in utero.
Etude des effets cérébraux de l’induction de troubles du spectre autistique par exposition précoce à un polluant chez le rat (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Gavées quotidiennement pendant 42 jours avec un retardateur de flamme, ou injectées au douzième jour de gestation avec un médicament de référence, 30 rattes ouvrent ce projet qui utilise 362 rats au total, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Leurs 300 petits subissent des tests d'activité de 72 heures, d'anxiété de 10 minutes et d'interactions sociales de 30 minutes, puis une séance d'imagerie cérébrale sous anesthésie après injection d'un traceur radioactif, avant d'être tués à 10, 21 ou 80 jours pour prélèvement des tissus. Les portées de plus de dix ratons sont réduites, les surnuméraires étant tirés au sort puis placés dans une autre portée ou tués. Les 32 rats du test de sociabilité et les 30 mères restent en vie et pourront être réaffectés à d'autres projets.
Objectifs
Les Troubles du Spectre Autistique se caractérisent par des difficultés de communication et des comportements répétitifs. La génétique n'explique que 25 % des cas, ce qui suggère que des facteurs environnementaux, comme les polluants chimiques, jouent un rôle important. Les retardateurs de flamme sont identifiés comme substances préoccupantes en raison de leurs effets toxiques pour le cerveau. Des recherches précédentes ont montré que l'exposition à un de ces polluants pendant la gestation et la lactation provoque des comportements autistiques et des altérations cérébrales chez les jeunes rats, comparables à celles observées dans un modèle d’autisme induit par un médicament utilisé comme modèle de référence. Ces dommages comprennent une inflammation du cerveau et des changements dans la façon dont les cellules nerveuses communiquent entre elles. Pour étudier plus en détail ces effets, ce projet visera à utiliser une technique d'imagerie chez des jeunes rats exposés à ce polluant ou au médicament de référence. Un traceur sera utilisé pour mesurer l'activité métabolique du cerveau afin de mieux comprendre les mécanismes cérébraux associés à ces troubles. Des prélèvements seront effectués à plusieurs âges afin de suivre l’évolution de cette activité et de l’inflammation au cours de la maturation cérébrale et de l’installation des comportements de type autistique. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs, l’animalerie 1/2 sera en charge de la mise en place du modèle animal et l’animalerie 2/2 de l’imagerie cérébrale.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre les effets d’un polluant chimique sur le développement du cerveau. Il permettra d’identifier, à l’échelle du cerveau entier, les régions et les fonctions cérébrales pouvant être altérées après une exposition, ainsi que les liens possibles entre ces différentes modifications. Les connaissances obtenues contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans les Troubles du Spectre Autistique. À plus long terme, ces résultats pourront soutenir la mise en place de mesures de prévention adaptées, en particulier pour les populations les plus vulnérables telles que les femmes enceintes et les jeunes enfants.
Procédures
Femelles gestantes : Administration quotidienne par gavage (1 minute) du polluant ou de l’huile servant de contrôle pendant 42 jours, couvrant les périodes de gestation et de lactation. Injection (30 secondes) du médicament de référence induisant des troubles du spectre autistique ou du contrôle (eau injectable) une seule fois au 12ème jour de gestation. Descendants : La réalisation des tests comportementaux pour évaluer les niveaux d’activité (1 fois, 72 heures), d’anxiété (1 fois, 10 minutes) et d’interactions sociales (1 fois, 30 minutes). Imagerie cérébrale : Une séance d'imagerie cérébrale sous anesthésie (1 fois, 30 minutes) après administration d’un traceur radioactif (1 fois, 5 minutes d’anesthésie), pour mesurer l’activité métabolique cérébrale.
Impact sur les animaux
Les nuisances/effets indésirables attendus sont les suivants : Pour les femelles gestantes : La piqure d’aiguille pour l’injection intrapéritonéale du médicament de référence entraine un stress physique mineur et une douleur légère de courte durée (1 fois). L’administration du polluant par gavage (42 fois) et l’habituation à la technique (7 fois) entraine un stress physique mineur de courte durée. Pour les descendants : L’existence d’un phénotype comportemental de type autistique entraine un risque d’anxiété accru. - La réalisation des tests comportementaux (3 tests) entraine un stress physique mineur. - L’anesthésie entraine une stress physique mineur de courte durée et un risque léger d’hypothermie. - La mise à jeun des animaux avant les imageries entraine un risque d’hypoglycémie.
Devenir
En cas de portées trop nombreuses (supérieures à 10 ratons), celles-ci seront réduites en plaçant des ratons surnuméraires tirés au sort dans d’autres portées d’effectifs plus faibles (< 10) ou en les euthanasiant. Dans ce cas, les tissus seront prélevés pour des analyses. L’ensemble des rats nés dans cette étude (300) sera euthanasié à 10, 21 ou 80 jours de vie pour analyses des tissus. Enfin les 32 rats ayant participé aux tests de sociabilité ainsi que les femelles ayant servi à la reproduction (30) seront maintenus en vie et pourront être réaffectés à d’autres projets.
Remplacement
L'utilisation d'animaux est essentielle pour reproduire la complexité des Troubles du Spectre Autistique observés chez l'Homme. Le modèle d’autisme utilisé dans ce projet est reconnu et validé chez les rongeurs, il permet de créer des troubles comportementaux et cérébraux similaires à ceux observés chez l'Homme. Les deux modèles qui seront utilisés (celui exposé au polluant objet de l’étude et le modèle de référence des troubles du spectre autistique) permettront d’utiliser l'imagerie cérébrale pour étudier les effets d'un polluant et comprendre le lien avec le développement de l’autisme. Cette imagerie nécessite l'étude de l'activité cérébrale d'animaux vivants.
Réduction
Compte-tenu des objectifs de l’étude (développement de Troubles du Spectre Autistique chez la descendance par exposition maternelle à un polluant), la portée doit être considérée comme l’unité statistique. Le nombre d’animaux par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Ainsi, ce projet inclura un total de 30 rat femelles gestantes ainsi que leurs descendants. Chaque portée sera limitée à 10 ratons, soit 300 jeunes. À ce nombre il convient d’ajouter 32 rats (16 femelles et 16 mâles) qui seront utilisés dans le test de sociabilité. Ce protocole impliquera donc au total 362 animaux. Parmi ces animaux, 54 réaliseront des tests comportementaux puis 37 réaliseront les analyses d’imagerie. Les autres ratons des portées seront utilisés pour prélever des tissus et réaliser des analyses ultérieures.
Raffinement
Dans l’EU1/2, les femelles gestantes et allaitantes seront hébergées avec leurs petits jusqu'à 21 jours après la naissance. Ensuite, les jeunes rats resteront ensemble sans leur mère entre 21 et 28 jours pour maintenir leurs liens sociaux. À 28 jours, les rats seront séparés par sexe. Les tests comportementaux seront effectués durant la nuit, période d'activité naturelle des rats. Les animaux seront surveillés quotidiennement pour s'assurer de leur bien-être en accord avec une grille de score adaptée, et manipulés par un personnel entraîné afin de réduire le stress. À 50 jours, les rats seront transportés dans des cages prévues à cet effet vers l'animalerie de la plateforme d'imagerie EU2/2, et hébergés avec des conditions similaires à leur habitat précédent pour minimiser les perturbations. Les examens d’imagerie seront réalisés sous anesthésie générale, en suivant des protocoles rigoureux adaptés à chaque animal. Le radiotraceur sera injecté par du personnel qualifié, avec des doses précises. Pendant l’imagerie, l'anesthésie sera surveillée en temps réel pour assurer la sécurité des animaux. Après la procédure, les rats seront surveillés attentivement dans un environnement calme pour une récupération rapide et sans complications. Après la décroissance de la radioactivité, les animaux seront transportés dans des cages prévues à cet effet pour retourner dans l’EU1/2.
Choix des espèces
Les caractéristiques comportementales du rat, en particulier du point de vue du comportement social font que cette espèce est à privilégier pour l’étude du comportement et l’induction des modèles de Troubles du Spectre Autistique par le médicament de référence ou l’exposition au polluant. Les femelles pour la reproduction seront utilisées au même stade de maturité (11–12 semaines) que dans les études antérieures, afin d’assurer la comparabilité des résultats. Les descendants seront étudiés à différents stades : 10, 21 et 80 jours après la naissance. L’évaluation des modifications métaboliques au moyen de la technique d’imagerie cérébrale aura lieu à 60 jours de vie postnatale. Les âges postnataux de 10 et 21 jours ont été choisis car ils correspondent à une période clé du développement cérébral chez les rongeurs, marquée par une forte formation de connexions entre les neurones, juste avant leur réorganisation autour de 21 jours. La période de 60 à 80 jours correspond quant à elle à une période où les comportements de type autistique sont pleinement établis.
Evaluation des effets de candidats médicaments sur la fonction respiratoire mesurée par pléthysmographie de corps entier chez les rongeurs vigiles
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 1200
Cochons d'Inde : 200
Pour vérifier qu'un candidat médicament ne perturbe pas la respiration avant son administration à des personnes, 1 200 rats, 400 souris et 200 cobayes vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal passe six heures, jusqu'à dix, enfermé dans une chambre de plexiglas de dix-neuf centimètres de diamètre, et certains subissent d'abord une chirurgie de quinze à trente minutes pour l'implantation d'un cathéter dans la veine jugulaire, puis restent isolés jusqu'à soixante-douze heures pour que leurs congénères n'abîment pas le dispositif. Les administrations peuvent se répéter deux fois par jour pendant un mois. 270 animaux pourront être réutilisés dans d'autres projets, notamment de formation, si la souffrance réelle est restée légère ou modérée, les autres seront tués pour des prélèvements terminaux ou après des effets marqués du produit testé.
Objectifs
Le projet a pour but d’évaluer les effets de différents candidat-médicaments sur les paramètres respiratoires en utilisant la pléthysmographie de corps entier chez le rongeur vigile. Cette technique permet d'évaluer la fonction respiratoire des animaux sans les contraindre (pas d'anesthésie ni contention pendant la réalisation des mesures). Dans la majorité des cas, ce test sera utilisé dans le cadre de la pharmacologie de sécurité pour vérifier que les candidats-médicaments n'ont pas d'impact sur la fonction respiratoire.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont la découverte de nouveaux médicaments présentant un minimum d'effets secondaires. Ce projet permettra de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules.
Procédures
Si le candidat médicament doit être administré par voie intraveineuse, les animaux subiront au préalable une chirugie sous anesthésie générale afin d'implanter un cathéter dans la veine jugulaire (durée 15-30min). Les animaux seront tenus afin de pouvoir leur administrer des produits anesthésiques et analgésiques (durée: environ 1-2minutes). Et ces animaux seront ensuite hebergés seuls après la chirurgie afin que leur congénère ne puisse pas altérer le cathéter (maximum 72h). Dans tous les cas, les animaux de ce projet devront séjourner plusieurs heures (généralement 6h, maximum 10h) dans un pléthysmographe (c'est à dire une chambre en plexiglass transparent, de 19cm de diamètre pour 11cm de hauteur) afin de mesurer leurs paramètres respiratoires. Le candidat médicament et le placebo seront administrés aux animaux par différentes voies. Dans la grande majorité des cas, le candidat médicament sera administré une seule fois. S'il doit être administré plusieurs fois, l'administration aura lieu au maximum 2 fois par jour pendant 1 mois. Cette administration nécessitera une contention légère d'environ 1 minutes (non-nécessaire en cas d'administration iv via le cathéter). Des prélèvements sanguins pourront être effectués durant les phases expérimentales sur animal vigile ou anesthésié (durée des prélèvements: moins de 3min, maximum 2 prélèvements par 24h, sur 5 jours d'affilée maximum).
Impact sur les animaux
Certains animaux pourront subir une chirurgie d'implantation de cathéter veineux qui peut induire des douleurs, qui seront réduites au maximum grâce à une anesthésie et un traitement analgésique. Le séjour dans un espace restraint pendant plusieurs heures peut engendrer un stress léger, qui sera réduit par une habituation préalable aux conditions expérimentales. Par ailleurs, les contentions des animaux vigiles pour administrer le candidat-médicament peuvent engendrer un stress mineur. Enfin, peuvent être envisagés en cours d'expérience des prélèvements de sang, qui induisent chez l'animal une douleur de l'ordre d'une piqure d'aiguille.
Devenir
Les animaux seront mis à mort si réalisation de prélèvements terminaux, suite à des effets marqués des produits testés, si non-utilisés pour d’autres projets. Certains animaux (ex: témoins, animaux ne présentant pas d'effets marqués après traitement) pourront être réutilisés pour d'autres projets (ex: formation) si la gravité réelle a été de contrainte légère ou modérée et si les volumes sanguins prélevés et la période de récupération sont respectés.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rongeur car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur la respiration; ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. En effet, l’objectif principal de ce projet est d'évaluer l'impact sur la fonction respiratoire, ce qu'il n’est pas possible de faire sur des cellules en culture ou organes isolés et qui nécessite un organisme entier dont la physiologie est fonctionnelle. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, le rat, la souris et occasionnellement le cobaye sont les espèces rongeur qui sont les plus adaptées à ce type de modèle d’étude.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques (i.e. 8 par groupe).
Raffinement
Dans ce projet, le raffinement est obtenu principalement pas le recours à une procédure non-invasive sans contrainte de l'animal (pléthysmographie corps-entier). De plus, les animaux sont habitués préalablement aux conditions expérimentales. En cas de chirurgie (nécessaire pour une administration intraveineuse), le raffinement sera mis en place par un protocole anesthésique et analgésique adapté. Des points limites adpatés sont définis et le recours à l'euthanasie se fera lorsque cela s'averera nécessaire.
Choix des espèces
Le rat, la souris et occasionnellement le cobaye sont les espèces animales les plus adaptées et les plus couramment utilisées dans le modèle animal de pléthysmographie sur corps entier. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.
Huile essentielle, respiration et stress : du comportement au mode d’action cellulaire chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour tester si l'odeur de lavande apaise le stress, 108 rats vont être exposés à un bruit destiné à les faire sursauter, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque rat respire une odeur pendant vingt minutes par jour, cinq jours de suite, puis subit une session de trente minutes de réflexe de sursaut acoustique, seul effet indésirable que le porteur reconnaît. Il affirme que ce stress se limite à une seule session et n'entraîne pas de douleur, et que les organoïdes ne reproduisent ni les connexions cérébrales ni la respiration. Tous les rats seront tués pour le prélèvement de leur cerveau ou de leur liquide céphalo-rachidien, afin de chercher le passage des composés de l'huile essentielle du nez vers le cerveau.
Objectifs
Le système olfactif joue un rôle important dans la régulation des émotions et du système nerveux autonome (qui contrôle notamment la respiration et le rythme cardiaque). Cela s’explique par ses interactions étroites avec la respiration, ses connexions avec des régions du cerveau impliquées dans les émotions, ainsi que par l’activation de voies nerveuses sensibles à certaines odeurs, qui peuvent aussi influencer ces fonctions. Les odeurs, et en particulier les huiles essentielles, pourraient avoir des effets apaisants sur la respiration, la variabilité de la fréquence cardiaque et l’activité cérébrale. Ce projet vise à étudier, chez le rat, l’effet spécifique de l’huile essentielle de lavande sur la réponse au stress et sur les régions cérébrales impliquées, en comparaison avec une odeur contrôle et une condition sans odeur. Il vise également à explorer le passage éventuel de certains composés de cette huile du nez vers le cerveau, notamment dans le liquide céphalo-rachidien. Le premier objectif est de tester l’hypothèse selon laquelle l’exposition à l’huile essentielle de lavande diminue le stress, en s’accompagnant d’une respiration plus lente et plus profonde, ce qui refléterait une modulation du système nerveux autonome. Pour cela, des groupes distincts de rats seront exposés de manière répétée soit à l’huile essentielle de lavande, soit à une odeur contrôle, soit à l’absence d’odeur. Une tâche de réflexe de sursaut acoustique sera ensuite utilisée pour évaluer leur niveau de stress. Les résultats attendus incluent une adaptation plus rapide à la stimulation sonore (traduite par une diminution du réflexe de sursaut), ainsi qu’une respiration plus lente et plus profonde chez les animaux exposés à l’huile essentielle. Nous attendons également une activation plus importante de certaines régions du cerveau impliquées dans la perception des sensations internes et le contrôle de la respiration, mise en évidence par un marquage de l’activité des cellules cérébrales. Le second objectif est d’évaluer le passage éventuel de composés de l’huile essentielle dans le liquide céphalo-rachidien. Les résultats attendus incluent la détection d’au moins un des principaux composants de l’huile dans le liquide céphalo-rachidien. Ce projet permettra d’évaluer de manière rigoureuse les effets et les mécanismes d’action des huiles essentielles, et pourrait contribuer au développement de nouvelles approches pour la prise en charge de l’anxiété et du stress.
Bénéfices attendus
Développer des approches nouvelles, scientifiquement validées, pour soulager l’anxiété et le stress constitue un enjeu majeur pour la santé et le bien-être. En combinant un protocole comportemental bien contrôlé à des enregistrements de la respiration, de l’analyse des réseaux neuronaux activés et enfin du mode d’action possible par le passage nez-cerveau, ce projet permettra d’évaluer de manière rigoureuse l’effet et le mécanisme d’action des huiles essentielles. À court terme, le projet apportera des données fondamentales sur l’effet et le mode d’action des huiles essentielles pour soulager le stress. À long terme, ce projet a des applications translationnelles fortes. Il est d’utilité publique d’élaborer, de valider et de combiner des approches pharmacologiques et non-pharmacologiques qui visent à soulager l’anxiété. L’utilisation d’huile essentielle, si elle est démontrée comme effective, serait une option supplémentaire simple et peu coûteuse pour les patients atteints d’anxiété dans le but d’améliorer, en adjonction avec des traitements médicamenteux, la prise en charge des patients.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une exposition à une odeur de 20 min répétée quotidiennement pendant 5 jours. Les animaux seront soumis à une tâche de réflexe de sursaut acoustique qui durera 30min en une seule session
Impact sur les animaux
Le principal effet indésirable attendu dans ce projet est lié au protocole de réflexe de sursaut acoustique qui induit un stress. Cela étant dit ce stress sera réduit à 1 seule session et il n’y a pas de douleurs associées.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour chaque procédure afin de recueillir leur cerveau ou leur liquide céphalo-rachidien.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale pour ce projet. En effet, ce projet combine une étude du comportement avec des expositions répétées aux odeurs chez le rat, un protocole de réflexe de sursaut acoustique et une analyse des régions cérébrales activées. De plus, ce projet s’intéresse au mode d’action et au passage nez-cerveau des huiles essentielles. Il est à ce jour impossible de réaliser ces expériences sur les organoïdes qui de plus ne sont pas encore assez aboutis pour reproduire les connexions cérébrales mais aussi les données physiologiques telles que la respiration.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au minimum grâce à une stratégie expérimentale optimisée. Chaque animal est suivi à plusieurs reprises au cours de l’étude, ce qui permet de recueillir davantage d’informations sans augmenter le nombre total d’animaux. De plus, différentes mesures sont réalisées sur un même animal (respiration, comportement et activité de certaines zones du cerveau), ce qui maximise les données obtenues. Enfin, les méthodes d’analyse utilisées permettent d’exploiter efficacement l’ensemble des données, même si certaines mesures sont manquantes, contribuant ainsi à limiter le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Nous ajouterons des enrichissement dans les cages des rats (tunnels, bouts de bois à ronger et lamelles de carton). Les animaux seront toujours par deux dans les cages. Les animaux sont habitués progressivement à l’expérimentateur, à la salle d’expérience et au pléthysmographe. Ils seront aussi quotidiennement manipulés par l’expérimentateur réduisant ainsi leur stress. Des points limites clairs et objectifs ont été définis afin de limiter au maximum tout stress.
Choix des espèces
Le rat est un modèle couramment utilisé pour étudier les liens entre le cerveau, le comportement et les réponses au stress. Chez cette espèce, le réflexe de sursaut acoustique est une méthode bien établie et fiable pour évaluer les réactions émotionnelles. Les mécanismes cérébraux impliqués dans ce réflexe sont bien connus, ce qui permet d’interpréter les résultats de manière robuste et pertinente. Le rat est également adapté pour l’étude du liquide céphalo-rachidien, car le volume accessible permet de réaliser des analyses sensibles dans de bonnes conditions expérimentales. Les méthodes alternatives, telles que les modèles in vitro (en culture cellulaire) ou in silico (modélisation informatique), ne permettent pas de reproduire l’ensemble des phénomènes étudiés ici, notamment les interactions entre les odeurs, le comportement, la respiration et l’activité cérébrale. L’utilisation du rat constitue donc l’approche la plus adaptée pour répondre aux objectifs du projet, tout en respectant les principes des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). Les animaux utilisés seront de jeunes adultes : ils arriveront à l’âge de 8 semaines, puis bénéficieront d’une période d’habituation avant les expériences. Les tests seront réalisés lorsqu’ils auront environ 11 semaines. Ce choix permet d’étudier des animaux à un stade de développement stable, sans les effets liés au vieillissement.
Quel régime témoin pour étudier les effets sur le cancer colorectal des régimes alimentaires carnés ?
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
384 rats passent cent jours sous un régime expérimental, avec deux séjours de vingt-trois heures en cage individuelle pour recueillir urines et fèces, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une injection leur déclenche les premiers stades d'un cancer du côlon, que le porteur décrit comme non douloureux. Le projet sert à choisir le régime témoin des futures comparaisons entre alimentations carnées et végétalisées, une étape préalable aux expériences elles-mêmes. Tous sont tués à l'issue pour analyser le côlon et d'autres organes.
Objectifs
Les études épidémiologiques réalisées chez l’Homme montrent une association forte entre la consommation d’aliments carnés et le développement du cancer colorectal. De plus dans le cadre de la végétalisation de l’alimentation vers quoi les consommateurs tendent, nous proposons de comparer les effets de ces aliments et leur association avec le cancer colorectal. Ce projet chez le rat vise à optimiser le choix du régime alimentaire témoin, dont la composition est déterminante pour bien analyser des futurs résultats avec des régimes plus végétalisés en comparaison des régimes plus carnés. Sur la base de notre expérience et de la littérature récente en la matière, les nutriments dont nous devrons ajuster la composition seront des composés glucidiques et protéiques.
Bénéfices attendus
L’alimentation joue un rôle important en apportant des éléments protecteurs ou à l’inverse en favorisant le développement de certains cancers, comme le cancer colorectal. Lors d’expérimentation impliquant les régimes alimentaires, le choix judicieux et raisonné du régime témoin permet de mettre en évidence ces effets protecteurs ou promoteurs des aliments sur ce cancer. L'objectif sur le long terme est de comprendre les mécanismes impliqués pour proposer des solutions nutritionnelles permettant de prévenir la survenue de cancer colorectal chez l'Homme.
Procédures
Tous les rats recevront un régime expérimental pendant 100 jours. Au cours de l'étude nutritionnelle, ils seront hébergés individuellement à deux reprises pendant 23h en cage à métabolisme après avoir été habitués 3 heures en amont. Tous les rats recevront en amont une injection d’une durée de moins d'une minute (préhension, injection) d'une solution pour induire les premiers stades non douloureux du cancer du côlon.
Impact sur les animaux
L’hébergement en cage individuelle peut générer un stress transitoire mais il disparait dès le retour en hébergement conventionnel. Hormis les stress attendus lors de l’injection, seule une légère douleur passagère peut se produire au site d’injection en raison de la nature du produit. La formation progressive des phases précoces du cancer du côlon pendant cette étude n’induit aucune douleur ou effets secondaires délétères.
Devenir
A l'issue de la procédure, les rats seront mis à mort et divers prélèvements seront effectués post-mortem pour des analyses destinées à caractériser l’effet des régimes sur le côlon et autres organes du rongeur.
Remplacement
Bien que nous menions des études in vitro, aucun des modèles de cellule du côlon en culture ne permet d’évaluer l’ensemble des répercussions induites par un régime alimentaire sur la sphère digestive. En effet, outre la formation éventuelle de composés toxiques, la consommation d’un régime alimentaire en comparaison avec un autre va fortement modifier l’ensemble des composantes du côlon comme le microbiote par exemple. Seule une approche in vivo nous permettra de prendre en compte la complexité du côlon et de l’impact de l’alimentation sur cet organe.
Réduction
Les études antérieures associées à ce projet ont permis d’améliorer les procédures sur le plan technique et sur le bien-être de l’animal, contribuant ainsi à minimiser le nombre d’animaux nécessaire pour mettre en évidence l’effet des régimes chez le rat. De plus, afin d’assurer la fiabilité des résultats, les études et analyses des échantillons issus de l’étude seront conduites en aveugle. Le traitement des données sera réalisé grâce à des tests statistiques appropriés permettant d'exploiter au maximum l'ensemble des données générées.
Raffinement
La durée d’hébergement individuel en cage individuelle sera limitée au minimum nécessaire (maximum 23h) pour obtenir les quantités suffisantes d’urine et de fèces. Des phases d’habituation à ce type d’hébergement ont été mises en place afin de minimiser le stress. Quel que soit le type de cages, elles seront transparentes, alignées pour maximiser les échanges visuels, olfactifs et auditifs. Lors de l’injection pour induire les premiers stades du cancer du côlon, l’acidité de la solution sera corrigée pour éviter une douleur au moment de l’injection, une habituation au geste de la piqure sera réalisée les jours précédents. Une observation des rats à l’occasion notamment de la distribution quotidienne des régimes permettra, grâce à l’utilisation de fiches individuelles de suivi, de détecter à temps toute anomalie éventuelle. Enfin, toutes les mesures susceptibles de réduire la douleur sans affecter l’objectif scientifique seront mises en application.
Choix des espèces
Depuis les années 80, l’étude de la relation entre l’alimentation et le cancer est basée sur les études chez l’Homme mais aussi des approches qui reposent sur les modèles animaux. Le modèle le plus approprié à notre projet est le rat qui a l’avantage de présenter un développement de la maladie comparable à celui chez l’Homme. De plus, ce modèle rat permet d’obtenir des résultats fiables dès les stades précoces du cancer, sans qu’il soit nécessaire de poursuivre l’étude aux stades avancées de la maladie (tumeurs, métastases), qui sont des stades davantage susceptibles d’engendrer des dommages et des douleurs. Le projet se fera sur des rats de 5 semaines à leur arrivée. A cet âge, le système digestif est suffisamment mature et fonctionnel et la composition du microbiote bien stabilisée. Afin de se placer dans les conditions pour lesquelles le modèle est maitrisé au laboratoire, il est important de rester au même stade de développement
Etude de l’efficacité de candidats médicaments dans un modèle préclinique d’insuffisance cardiaque induite par l’isoprotérénol chez le rongeur.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Rats : 1225
Un produit qui stimule fortement le cœur leur est injecté jusqu'à ce que le muscle s'épaississe et perde sa souplesse. 2 450 rongeurs vont être utilisés à parts égales, 1 225 souris et 1 225 rats, dont 2 250 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent un traitement quotidien, parfois par une pompe implantée sous la peau, des prélèvements de sang sur animal éveillé et plusieurs séances d'imagerie cardiaque sous anesthésie, avant une chirurgie finale de mesure des pressions dans l'artère et le cœur. Le porteur indique que ces mesures sont trop invasives pour permettre le réveil de l'animal et qu'il est "indispensable" de récupérer le cœur en fin d'expérience.
Objectifs
Ce projet utilise l’isoprotérénol, une substance qui stimule fortement le cœur. Administré plusieurs jours chez le rat ou la souris, il entraîne une atteinte cardiaque progressive similaire à certaines formes d’insuffisance cardiaque humaine. Le cœur s’épaissit, devient moins souple et sa fonction diminue. L’objectif est d’évaluer de nouveaux traitements capables de prévenir ou d’améliorer cette atteinte cardiaque. Les médicaments seront testés soit avant l’apparition des signes, soit une fois la maladie installée. Les évaluations porteront sur la fonction cardiaque, le remodelage, la fibrose, l’inflammation et différents marqueurs biologiques. Ce modèle permet d’obtenir des informations essentielles pour développer de nouvelles thérapies contre l’insuffisance cardiaque. Toutes les procédures seront réalisées en limitant au maximum la douleur et le stress des animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes de l’insuffisance cardiaque et à tester de nouvelles approches thérapeutiques. Le modèle utilisé reproduit plusieurs anomalies observées chez les patients, comme l’épaississement du muscle cardiaque, la fibrose, l’inflammation et la diminution progressive de la fonction de pompage du cœur. Cela permet d’étudier l’évolution de la maladie et d’évaluer l’effet de différents traitements. Les travaux devraient aider à identifier des médicaments ou stratégies capables de ralentir ou d’améliorer ces altérations cardiaques, et à mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. À terme, ces recherches pourraient contribuer au développement de nouvelles options thérapeutiques pour une maladie fréquente et grave. Les bénéfices attendus concernent donc à la fois l’avancée des connaissances et l’amélioration future de la prise en charge médicale.
Procédures
Lors de l’administration de l’isoprotérénol, les animaux sont endormis et l’injection est réalisée rapidement (6 à 8 minutes). Pendant le protocole, ils reçoivent tous les jours un traitement, administré par plusieurs voies possibles, chaque administration durant 1 à 6 minutes. Des prélèvements sanguins sont effectués sur animaux éveillés : au niveau d’une veine de la mâchoire ou de la patte chez la souris, et de la veine de la queue chez le rat. Les animaux sont également anesthésiés à plusieurs reprises pour réaliser des imageries cardiaques intermédiaires (environ 20 minutes), permettant de suivre l’évolution de la pathologie et l’effet des traitements. Une imagerie finale est réalisée en fin de protocole. Une chirurgie terminale est ensuite réalisée sur animal endormi aec prise en charge de la douleur pour mesurer les pressions dans une artère et le cœur, suivie d’un prélèvement de sang par prélèvement cardiaque avant la mise à mort (environ 15 minutes). Certains animaux peuvent aussi subir un prélèvement sanguin supplémentaire sous anesthésie par ponction de la veine du cou (5 à 10 minutes). Enfin, une intervention peut être réalisée sur animal endormi pour implanter une pompe sous‑cutanée permettant l’administration continue d’un traitement (15 à 25min).
Impact sur les animaux
Les animaux reçoivent un produit qui rend leur cœur malade pour permettre d’étudier l’insuffisance cardiaque. Cette injection se fait sous anesthésie générale et peut parfois irriter la peau. Avec le temps, le produit peut aussi provoquer une fatigue générale, une baisse d’appétit et une perte de poids. Une petite chirurgie peut être réalisée pour placer une pompe sous la peau afin d’administrer un traitement. Cela peut causer une gêne ou une douleur temporaire. Les traitements sont donnés régulièrement, ce qui nécessite de tenir l’animal quelques instants. Cela peut être stressant pour lui et provoquer une légère inflammation au point d’injection. Certains médicaments peuvent aussi avoir des effets secondaires. Des prises de sang sont faites soit sous anesthésie (ponction dans la veine du cou), soit sur animal éveillé maintenu en douceur. Cela peut provoquer une douleur brève, un peu de stress et un léger saignement. Pour suivre l’évolution de la maladie, des imageries cardiaques sont réalisées sous anesthésie à plusieurs moments du protocole. À la fin de l’étude, les animaux sont anesthésiés profondément pour mesurer la circulation du sang dans une artère et le cœur, puis un dernier prélèvement sanguin est effectué.
Devenir
Afin de caractériser l'effet des traitements testés, notamment l'effet biologique, nous devons faire des mesures qui sont trop invasives pour permettre le réveil de l’animal, et il est indispensable de récupérer le cœur en fin d'expérience pour évaluer l’efficacité des traitements.
Remplacement
L’objectif du projet est d’obtenir une preuve de concept d’efficacité́ de nouveaux composés in vivo. Le modèle animal est nécessaire afin d’évaluer l’effet de candidat médicament sur les mesures d'imagerie, de pression sanguine et d'analyse des tissus cardiaques. En effet, le modèle cellulaire ne permet pas d’induire et d’étudier les répercussions intégrées au niveau cardiaque et de la pression corporelle, ni d’évaluer le devenir du candidat médicament dans l’organisme ainsi que l’évolution des biomarqueurs de la pathologie.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire en utilisant les données préliminaires. Afin de limiter le nombre d'animaux utilisés, de l'imagerie est utilisée pour permettre de suivre plusieurs paramètres dans le temps sur le même animal.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation d’au moins 5 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations. Une grille de score est établie afin de faire un suivi clinique des animaux, avec la mise en place de mesures adaptées en fonction du score et des critères d’arrêt de souffrance. Des enrichissements multiples leur sont proposes en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalises sous anesthésie et/ou analgésie. Lorsqu’une chirurgue avec réveil sera nécessaire, elle sera réalisée en conditions stériles et les animaux auront un suivi post-opératoire intensif pendant au moins 3 jours. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation et à la contention ainsi qu’aux environnements nouveaux afin de réduire le stress.
Choix des espèces
Le rongeur est le modèle animal le plus approprié pour cette étude car la maladie peut y être reproduite de façon fiable et ses effets sur le coeur sont comparables à ceux observés chez les patients. Ce modèle permet également de réaliser des prises de sang répétées pour mieux suivre l’action du médicament dans l’organisme. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes d'au moins 6 semaines, car avant cet âge leur système cardiovasculaire est encore en développement.
Effet de candidats médicaments sur la fibrose rénale dans un modèle d’obstruction urétérale unilatérale (UUO) CHEZ LE RONGEUR MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Rats : 648
1 728 rongeurs vont être utilisés, 1 080 souris et 648 rats, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un uretère leur est ligaturé sous anesthésie pour provoquer une fibrose du rein, puis ils reçoivent pendant 28 jours au maximum des candidats médicaments dont le porteur écrit ne connaître ni la nature ni les effets secondaires possibles, parce qu'ils viennent de ses clients. Cette version du projet ajoute 648 rats au protocole initial. Le porteur indique qu'aucun test statistique n'a servi à calculer les effectifs par groupe, et retient 12 animaux par groupe sur la base de son expérience et de la littérature.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet de nouveaux candidats médicaments sur la fibrose rénale dans un modèle d’obstruction urétérale unilatérale (UUO) chez LE RONGEUR. AJOUT DE CE PROTOCOLE CHEZ LE RAT (AJOUT DE 648 RATS)
Bénéfices attendus
Le projet permettra de tester de nouveaux candidats médicaments pour trouver de nouvelles molécules plus efficaces et avec moins d’effets secondaires que les molécules utilisées actuellement pour traiter les patients atteints de fibrose rénale.
Procédures
Les animaux vont subir une chirurgie très rapide (5 min) sous anesthésie pour induire le modèle pathologique d’insuffisance rénale (ligature urétérale). Ils vont également être traités par des candidats médicaments pendant 28 jours maximum (voie, fréquence dépendantes de chaque protocole expérimental). Ces gestes étant réalisés par du personnel qualifié seront très rapides (30 sec-1 min). Les animaux pourront avoir des prélèvements de sang intermédiaires sur animal vigile ou non et un prélèvement plus important terminal sur animal anesthésie.
Impact sur les animaux
Nous testons des molécules clients dont nous ne connaissons ni la nature ni les effets secondaires possibles, il nous est, pour cette raison, difficile d’anticiper les nuisances pour les animaux dues aux candidats médicaments. Toutefois, des manipulations, administrations répétées, prélèvements de sang, anesthésies sur les animaux peuvent provoquer du stress, une légère douleur (douleur de l’aiguille). Les animaux vont subir une chirurgie qui peut provoquer des nuisances à ces derniers (douleurs, gène dans les mouvements…). De plus, nous induisons une fibrose rénale aux animaux donc ces derniers vont ressentir les symptômes de cette pathologie à savoir perte de la fonction rénale sur un rein et compensation de la filtration par l’autre.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés et des prélèvements tissulaires seront réalisés.
Remplacement
Aujourd’hui il n’existe pas de thérapie pharmacologique efficace pour le traitement de la fibrose rénale. Actuellement, aucun modèle in silico, in vitro ou ex vivo ne peuvent mimer la pathologie dans son ensemble et dans sa complexité. Ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale pour tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments.
Réduction
Ce modèle se faisant sous anesthésie, cela permet de réduire la douleur et le stress chez l’animal. Aucun test statistique sera utilisé pour calculer le nombre d’animaux par groupe mais de par notre forte expérience en expérimentation animale, les publications scientifiques publiées, un nombre minimum de 12 animaux par groupe sera utilisé pour avoir des résultats statistiquement différents et fiables. Des tests seront réalisés pour évaluer la différence statistique entre les groupes.
Raffinement
En accord avec la règle de raffinement, les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale avec maintien de la température corporelle via l’utilisation de plaque chauffante thermo-régulée. Dès leur arrivée dans la zone d’exploration fonctionnelle, les animaux seront hébergés dans des conditions définies par la directive européenne 2010/63/UE et auront une phase d’acclimatation de 3-4 jours minimum avant d’être manipulés. Un enrichissement (type igloo, aspen brick, carré de coton…) sera introduit dans l’hébergement des animaux. L’état des animaux sera suivi quotidiennement par du personnel compétent afin de s’assurer de leur bien-être et de l’absence de point limite à savoir prostration, perte de poids, difficulté à se mouvoir, s’alimenter, boire, piloérection, présence de blessure, … . Après chaque intervention chirurgicale, une attention particulière sera apportée sur le réveil des animaux et l’absence d’agressivité vis-à-vis de ces congénères et un antalgique sera administré avant toute chirurgie ainsi que l’utilisation d’un gel oculaire pour éviter la sécheresse des yeux pendant les anesthésies. De plus, après la chirurgie, des croquettes seront directement mises dans la cage des animaux afin de faciliter leur alimentation. Si un animal présentait un point limite, il serait isolé dans un premier temps et hydraté et mis en présence de nourriture dans la litière si besoin. Si son état ne s’améliorait pas dans les 72h, les expérimentateurs compétents excluraient l’animal de l’étude et l’euthanasieraient.
Choix des espèces
Ce modèle expérimental chez la souris ET LE RAT est largement décrit dans la littérature et est considéré comme un bon modèle expérimental de fibrose rénale. Des ANIMAUX adultes entre 7 et 12 semaines seront utilisées. Si les ANIMAUX sont utilisées trop jeunes le développement des néphrons n’étant pas achevé le développement de la pathologie UUO serait différente et ne correspondrait plus au timing que nous recherchons.
Recherche préclinique de nouvelles molécules thérapeutiques contre la calcification vasculaire chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
900 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 750 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une alimentation supplémentée en adénine et en phosphate leur provoque une insuffisance rénale, condition pour obtenir la calcification des artères que le porteur veut étudier, et les composés testés sont administrés par gavage jusqu'à deux fois par jour, ou par voie intrapéritonéale, ou sous la peau, pendant douze semaines. S'y ajoutent six prélèvements de sang, trois séjours de huit heures en cage à métabolisme, trois poses de capteur sur un dos rasé et épilé, et trois injections dans la veine derrière l'œil. Le porteur annonce une douleur pouvant être persistante et modérée, décrit une formation au "tickling" pour améliorer le contact avec les rats, et qualifie d'"indispensable" le recours à l'animal faute de méthode alternative reproduisant l'ensemble des mécanismes.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires représentent une cause majeure de morbidité et de mortalité dans le monde. Parmi elles, la calcification vasculaire est une complication fréquente du vieillissement, de l’insuffisance rénale chronique, du diabète et de l’hypertension artérielle. Elle se caractérise par un dépôt pathologique de calcium dans la paroi des vaisseaux, entraînant une augmentation de la rigidité artérielle et du risque d’événements cardiovasculaires graves. Malgré une meilleure compréhension des mécanismes impliqués, il n’existe actuellement aucun traitement spécifique capable de prévenir ou de limiter efficacement la progression de cette pathologie. L’objectif de ce projet est de développer et caractériser des modèles expérimentaux de calcification aortique chez le rat par induction nutritionnelle à la caséine/adénine et au phosphate, afin de reproduire les principales caractéristiques de la pathologie humaine. Le principe du modèle est d’induire une insuffisance rénale avec la supplémentation en adénine dans la diète. L’insuffisance rénale entraine un déséquilibre de la balance ionique et une perte de masse osseuse, ce qui a pour conséquence une augmentation des taux de phosphate et calcium circulant. Ce sont ces taux élevés qui à terme favorisent la calcification vasculaire. Ce modèle permettra ensuite d’évaluer l’efficacité de nouveaux composés thérapeutiques susceptibles de prévenir ou limiter la calcification vasculaire. Seules les molécules ayant démontré un potentiel thérapeutique prometteur lors des études in vitro préalables et ayant de bonnes propriétés phamaco-cinétiques seront évaluées dans ce modèle.
Bénéfices attendus
Actuellement, il n’existe pas de traitement spécifique pour la calcification vasculaire. Le bénéfice de ce projet sera de caractériser de nouvelles molécules pour élargir l’offre thérapeutique et permettre de proposer des nouvelles approches thérapeutiques aux patients atteints de cette pathologie.
Procédures
Prélèvement sanguin : un prélèvement sanguin pourra être réalisé au niveau de la veine saphène médiale ou caudale en moins d’une minute au maximum une fois toutes les 2 semaines (soit maximum 6 prélèvements). Un micro prélèvement pourra être réalisé en quelques seconde sur rat vigile (1 à 3 ponction sur 24h) une seule fois dans l’étude. Prélèvement d’urine après mise en diurèse en cage à métabolisme pendant 8 heures (eau de boisson ad libitum), maximum 3 fois pendant l’étude. Pose du dispositif de mesure de la filtration rénale sur la peau (méthode non invasive) pendant 1h, les animaux sont rasés et épilés, mise en place d’un petit capteur (1 cm2) sur la peau du dos, maximum 3 fois pendant l’étude. Injection par voie veineuse rétro-orbitaire en moins de 5 secondes sous anesthésie gazeuse maximum 3 fois pendant l’étude. Les composés et leurs solvants seront administrés soit par gavage (maximum deux fois par jour), par voie intrapéritonéale (maximum trois fois par semaine) ou injection sous cutanée (maximum deux fois par jour) pendant 12 semaines maximum: moins d’une minute à chaque administration, sur animal vigile.
Impact sur les animaux
Ce modèle de calcification vasculaire est basé sur le modèle de fibrose tubulo-interstitiel et d’atrophie tubulaire rénale induit par diète supplémentée en caséine/adénine et en phosphate. La calcification vasculaire étant une maladie silencieuse, les effets indésirables sont principalement ceux induits par l’insuffisance rénale. On peut observer une perte de poids et une baisse de l’état général, une diminution de la prise alimentaire / anorexie partielle ainsi qu’une douleur pouvant être persistante et modérée. En plus de la mise sous diète spécifique, la mise en cage métabolique pour les diurèses, les prélèvements sanguins répétés ainsi que la pose sur la peau du dos du système non invasif de mesure de la fonction rénale peuvent engendrer un inconfort et un stress passager chez l’animal. Les traitements et prélèvements pourront être également susceptibles de créer de l’inconfort passager.
Devenir
En fin de procédure expérimentale ou en cas d’atteinte des points limites éthiques, les animaux seront mis à mort de façon éthique et des analyses sur les organes, nécessaires pour mesurer l’efficacité des molécules testées, seront réalisées.
Remplacement
Les composés candidats seront d’abord sélectionnés sur la base de données bibliographiques, d’études in vitro et d’évaluations pharmacologiques préalables. Les modèles cellulaires permettent notamment d’étudier certains mécanismes impliqués dans la calcification vasculaire, tels que la transdifférenciation des cellules musculaires lisses vasculaires. Seules les molécules présentant un potentiel thérapeutique prometteur seront ensuite évaluées chez l’animal. Le recours à l’animal reste néanmoins indispensable, car la calcification vasculaire résulte d’interactions complexes entre les systèmes cardiovasculaire, rénal et métabolique qui ne peuvent pas être reproduites de manière satisfaisante par des méthodes alternatives. Les modèles animaux permettent d’étudier de manière intégrée l’altération de la fonction rénale, le développement de la calcification vasculaire et l’efficacité des traitements testés. À ce jour, aucune méthode alternative ne permet de reproduire l’ensemble de ces mécanismes physiopathologiques.
Réduction
Le nombre de rats utilisés par groupe sera réduit au minimum tout en permettant une bonne analyse statistique. Une analyse statistique rétrospective permettra de calculer le nombre nécessaire et suffisant d'animaux par groupe afin d’obtenir pour chaque paramètre étudié une puissance de 80% et alpha=0.05.
Raffinement
Afin de minimiser le stress des animaux tout au long de l’étude, une période d’acclimatation d’au minimum 4 jours sera mise en place. Les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé en continu, avec une régulation stricte de la température, de l’humidité, de la pression, du renouvellement d’air et une alternance jour/nuit conforme aux recommandations. Ce système sera relié à une alarme pour garantir un suivi constant. Les conditions d’hébergement, y compris la qualité de la nourriture et de l’eau de boisson, feront l’objet d’une surveillance quotidienne. La densité animale en cage respectera les normes en vigueur, et les groupes formés lors de l’acclimatation resteront stables durant toute l’étude pour limiter le stress social. L’environnement des cages sera enrichi dès l’arrivée des animaux et durant toute la durée de l’expérience (igloos, matériaux à ronger, tunnels, sizzle pads), favorisant ainsi un comportement naturel. Une manipulation low stress (main ou tunnel) sera privilégiée lors de la manipulation des animaux pour réduire l’anxiété liée aux manipulations. De plus, les techniciens travaillant chez le rat auront tous reçu une formation « tickling » visant à améliorer le contact avec l’animal. Enfin, des critères d’arrêt stricts sont établis : si les signes de détresse ou de souffrance atteignent les limites prédéfinies, les animaux seront mis à mort de manière anticipée pour éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée dans le cadre de ces recherches est le rat. Le modèle a été sélectionné sur la base de la littérature existante et de notre expertise. Les animaux seront utilisés au stade adulte afin de travailler sur des organes parfaitement développés pour évaluer les composés d’intérêt.
Plasticité cérébrale induite par l’entrainement en endurance et cognitif chez le rat sain jeune et âgé
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Trois séances de tapis roulant par semaine pendant six semaines, des tests d'effort, et pour une partie des animaux une chirurgie du crâne avec pose d'implants permanents, lentilles d'imagerie ou électrodes. 806 rats jeunes et vieillissants vont être utilisés ainsi, dont 662 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue. Le porteur veut établir que le lactate produit par les muscles pendant l'effort agit sur la mémoire et l'apprentissage, qu'il mesure notamment au labyrinthe de Barnes. Il décrit les lésions des pattes et des ongles avec saignements comme "légers, réversibles et de courte durée" et qualifie les tests comportementaux de non aversifs, dans un projet où il classe quatre animaux sur cinq en souffrance sévère.
Objectifs
La relation entre l’exercice physique et les fonctions cognitives suscite un intérêt croissant au sein de la population générale. La pratique régulière d’une activité physique est associée à une amélioration des capacités de mémoire et d’apprentissage tout au long de la vie. Elle est aujourd’hui considérée comme un moyen de prévention des troubles cognitifs liés au vieillissement et de certaines maladies neurologiques. Dans un contexte marqué par l’augmentation de la sédentarité et des maladies chroniques, il est essentiel de mieux comprendre comment l’exercice agit sur le cerveau. Parmi les mécanismes impliqués, le lactate, une molécule produite par les muscles pendant l’effort, pourrait jouer un rôle important dans le fonctionnement cérébral. Ce projet vise à mieux comprendre comment le lactate influence l’activité du cerveau et les capacités cognitives. Pour cela, nous étudierons les effets de deux types d’entraînement physique : un entraînement continu d’intensité modérée et un entraînement par intervalles de haute intensité. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre les effets bénéfiques de l’exercice sur le cerveau et pourraient contribuer à l’amélioration des stratégies de prévention des troubles cognitifs liés à l’âge.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à apporter des preuves directes mécanistiques des bénéfices induit par l’exercice au travers du lactate libéré pendant l’exercice ce qui manque encore de preuves directes. L’idée est de préciser les bénéfices préventifs de l’exercice sur le fonctionnement cérébrale selon l’âge et le sexe des animaux. Pour cela, les mécanismes de plasticité cérébrale induit par ces exercices physiques seront étudiés du niveau comportemental au niveau fonctionnel (étage cellulaire) en passant par les mesures moléculaires post mortem.
Procédures
Les animaux seront soumis : - à des séances d’entraînement sur tapis roulant réalisées 3 fois par semaine pendant 6 semaines, pour une durée d’environ 30 à 60 minutes par séance selon le protocole ; - à des tests d’effort réalisés avant, pendant et après la période d’entraînement ; - à des tests comportementaux évaluant les capacités de mémoire et d’apprentissage au cours des deux dernières semaines du protocole ; - à des prélèvements sanguins de faible volume réalisés à différents temps expérimentaux ; - pour certains animaux, à une chirurgie réalisée sous anesthésie générale afin de permettre l’étude de l’activité cérébrale. - À l’issue du protocole, les animaux seront anesthésiés profondément avant la réalisation des prélèvements biologiques terminaux.
Impact sur les animaux
Les animaux inclus dans ce projet pourront présenter différents effets indésirables liés aux procédures expérimentales. Pour les animaux soumis à une chirurgie intracrânienne, les effets attendus incluent principalement une douleur post-opératoire transitoire, une gêne locale liée à l’incision et à la présence de l’implant, ainsi qu’un risque limité d’inflammation ou d’infection locale. Ces effets sont principalement observés dans les jours suivant l’intervention chirurgicale. Les séances d’entraînement et les tests d’effort peuvent induire une fatigue musculaire transitoire. De manière occasionnelle, de légères lésions superficielles au niveau des pattes ou des ongles peuvent apparaître et s’accompagner de petits saignements. Ces effets restent généralement légers, réversibles et de courte durée. Les prélèvements sanguins peuvent entraîner un stress transitoire lié à la contention ainsi qu’une douleur brève liée à la ponction. Dans de rares cas, une mauvaise tolérance au prélèvement sanguin peut être observée. Les tests comportementaux utilisés dans ce projet sont non aversifs et n’induisent pas de douleur. Ils peuvent néanmoins être associés à un stress léger et transitoire lié à la nouveauté de l’environnement ou aux manipulations. En fin de protocole, les animaux seront placés sous anesthésie générale profonde avant la réalisation des prélèvements terminaux, sans perception de douleur.
Devenir
À l’issue des procédures expérimentales, les animaux ne seront pas réutilisés dans d’autres projets et seront mis à mort de manière réglementaire. Pour les animaux inclus dans la procédure 1 (tests comportementaux, entraînement, prélèvements sanguins), la mise à mort est justifiée par la nécessité de réaliser des prélèvements biologiques terminaux (cerveau, sang intracardiaque, muscles squelettiques), indispensables aux analyses prévues dans le cadre du projet et ne pouvant être obtenus chez des animaux vivants. Pour les animaux inclus dans la procédure 2, ayant subi des interventions chirurgicales intracrâniennes avec implantation (injection d’AAV, lentilles d’imagerie ou électrodes), la mise à mort est justifiée par le caractère invasif et irréversible de ces procédures, par la présence d’implants intracrâniens permanents, ainsi que par la nécessité de réaliser des prélèvements terminaux du tissu cérébral pour des analyses histologiques et moléculaires post-mortem. La réutilisation ou la remise en vie des animaux n’est pas envisagée, car elle serait incompatible avec les exigences scientifiques du projet et pourrait compromettre le bien-être animal. Dans tous les cas, la mise à mort sera réalisée conformément à la réglementation en vigueur, sous anesthésie générale profonde, et selon des méthodes visant à éviter toute douleur ou souffrance. Les animaux atteignant un point limite au cours des procédures seront euthanasiés sans délai, conformément aux critères prédéfinis.
Remplacement
Le principe de remplacement a été soigneusement évalué lors de la conception de ce projet. À ce jour, il n’existe aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière intégrée les effets de l’entraînement physique sur les fonctions cognitives et la plasticité cérébrale dans un organisme vivant. Les approches in vitro, ex vivo ou in silico ne permettent pas de reproduire la complexité des interactions entre l’exercice physique, le métabolisme systémique (notamment le lactate), l’activité cérébrale et les performances cognitives. En particulier, l’étude conjointe des adaptations comportementales, métaboliques et neurophysiologiques induites par différents types d’entraînement nécessite un modèle intégrant à la fois les systèmes musculaire, cardiovasculaire et nerveux central. Le rat constitue à ce titre un modèle biologique pertinent et largement validé pour l’étude des mécanismes de neuroplasticité dépendants de l’exercice, en raison de la similarité de ses réponses physiologiques et cognitives avec celles observées chez l’humain, ainsi que de la possibilité d’y réaliser des mesures fonctionnelles in vivo longitudinales. En l’absence de modèle de substitution permettant de répondre aux objectifs scientifiques du projet, le recours à l’animal est donc scientifiquement et méthodologiquement justifié.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été strictement limité au minimum nécessaire pour répondre aux objectifs scientifiques, tout en garantissant la robustesse statistique des analyses. La taille des effectifs a été définie afin de prendre en compte les variables biologiques majeures que sont le sexe, l’âge et le type d’entraînement, sans multiplier artificiellement les groupes expérimentaux. Les animaux sont répartis en deux procédures regroupant l’ensemble des manipulations réalisées sur un même individu. Cette organisation permet d’éviter le double comptage des animaux et de limiter le nombre total d’animaux utilisés. Le protocole expérimental repose sur une approche longitudinale, permettant la réalisation de plusieurs mesures comportementales, physiologiques et biologiques chez un même animal au cours du temps, incluant des mesures intermédiaires et terminales. Cette stratégie réduit significativement le nombre d’animaux nécessaires par rapport à des plans expérimentaux indépendants à chaque temps. Les animaux sont randomisés entre les différentes conditions expérimentales afin d’homogénéiser les groupes et de limiter la variabilité interindividuelle. Les comparaisons statistiques sont réalisées en utilisant des méthodes adaptées à la structure des données, incluant des analyses à mesures répétées pour les suivis longitudinaux, ainsi que des comparaisons intergroupes lorsque cela est pertinent. Enfin, les différentes modalités expérimentales in vivo (stratégies virales ou électrophysiologie) reposent sur des principes techniques communs et sont regroupées au sein des mêmes procédures, ce qui permet de maximiser l’information obtenue par animal et de limiter le recours à des groupes supplémentaires.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation de 7 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations (cf. plus bas les points limites détaillés). Les animaux seront hébergés par 2 ou 3 par cage selon leur poids (jamais seuls, pas d’isolement social). Des enrichissements multiples leur sont proposés (Tunnel buchette diamond twist), en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation par les expérimentateurs ainsi qu’aux environnements nouveaux (outils de mesure, donc tapis roulant, comportement, plateforme du Barnes Maze). afin de réduire le stress. Après les poses de fenêtres intracraniennes et électrodes d’enregistrement d’électrophysiologie, les animaux seront surveillés (1 à 2 fois par jour) en phase post-opératoire durant les 4 premiers jours par les expérimentateurs et animaliers. La nourriture sera à disposition de l'animal directement dans la cage. Concernant les points limites, si le rat est prostré ou en retrait, si ses poils sont hérissés (voir plus bas les points limites détaillés), il sera euthanasié par le responsable du projet. Avant les prélèvements du cortex et de l’hippocampe, les rats seront anesthésiés sous isoflurane (induction uniquement 4-5 %) avant d’être anesthésié avec de la Zoletil (tiletamine + zolazépam) 40 mg/kg + Domitor (médétomidine) 0,3-0,4 mg/kg. Les tissus cérébraux seront prélevés après décapitation. Les prélèvements sanguins ainsi que les doses et volumes d’injection d’analgésiques, de sérum physiologique, seront réalisés selon les recommandations éthiques [doses et volume adaptées en fonction des voies d’administration, i.e., voie intrapéritonéale (i.p.), voie sous-cutanée (s.c.) ou voie intraveineuse (i.v.)]. Toutes les interventions chirurgicales se feront également sous analgésie systémique (buprénorphine : 0,05 mg/kg max), y compris avant la perfusion intracardique. Pour chaque anesthésie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant retro-contrôlé et seront maintenus à une température comprise entre 36,5 et 37,5°C, et du gel ophtalmique sera déposé sur les yeux.
Choix des espèces
Afin d’étudier les conséquences cérébrales de l'entrainement d'endurance, il est nécessaire d'utiliser des animaux qui soient capables de réaliser ces tâches locomotrices et cognitives. Pour étudier les effets d'une stratégie d'entrainement, le recours à l'animal est donc incontournable, surtout lorsque l’on veut proposer des entrainements transférables à l’Homme. Pour cela, nous allons nous baser sur des repères physiologiques (commun à l’humain et le rat tel que le seuil lactique) pour déterminer les vitesses d’entrainement. Les procédures expérimentales décrites plus bas ne pourront pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d’information. Les mesures utilisées (moléculaires et in vivo à l’étage cellulaire) ne trouvent pas d’équivalent chez l’humain. Des rats âgés de P60 (entre 180-300g) à 12 mois seront utilisés dans ce projet car la grande majorité des résultats de la littérature concernant ce modèle a été obtenue sur des rats appartenant à cette gamme de poids (du jeune adulte à l’animal vieillissant).
Etude de l’efficacité de candidats médicaments dans un modèle préclinique d’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Tués à l'issue de mesures que le porteur décrit comme trop invasives pour permettre un réveil, 1 960 rats vont être utilisés dans ce projet, dont 1 800 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent sous anesthésie une substance qui provoque une hypertension pulmonaire, puis un traitement quotidien pendant cinq semaines, parfois par pompe implantée sous la peau, deux séances d'imagerie cardiaque et une chirurgie de mesure de pression dans le cœur et l'artère pulmonaire. Le porteur indique que la maladie induite peut réduire l'activité, l'appétit et la prise de boisson jusqu'à une perte de poids. Il affirme que les tests sur cellules isolées ne permettent pas d'étudier les effets d'un médicament sur le cœur et les poumons, qualifie de "nécessaire" le recours au rat, et précise que l'âge des animaux sera choisi selon la sévérité recherchée du modèle.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de tester de nouveaux médicaments destinés au traitement d’une maladie grave des poumons appelée hypertension pulmonaire artérielle. Cette maladie entraîne une augmentation de la pression dans les vaisseaux des poumons, ce qui fatigue progressivement le cœur et peut conduire à une insuffisance cardiaque. Elle peut apparaître sans cause connue, être liée à des facteurs familiaux, ou être associée à d’autres maladies ou à certains médicaments. Bien que des traitements existent déjà pour soulager les symptômes, leur efficacité reste limitée et variable selon les patients. Le but de cette étude est donc d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques dans un modèle animal, afin de mieux comprendre leur potentiel avant une éventuelle utilisation chez l’être humain.
Bénéfices attendus
Le modèle utilisé dans ce projet reproduit de manière fiable les principales caractéristiques de la maladie étudiée, en particulier les atteintes des vaisseaux des poumons et du cœur. Chez les animaux, l’augmentation progressive de la pression dans les poumons entraîne des modifications du cœur similaires à celles observées chez les patients atteints de cette maladie. L’utilisation de ce modèle permet de mieux comprendre les mécanismes de la maladie et d’évaluer l’effet de nouveaux médicaments dans des conditions proches de celles rencontrées chez l’être humain. Les résultats obtenus permettront d’identifier les futurs molécules thérapeutiques les plus prometteuses, qui pourraient ensuite être étudiés chez l’homme dans le cadre d’essais cliniques, avec pour objectif d’améliorer la prise en charge future des patients.
Procédures
Les animaux sont anesthésiés afin d’injecter la substance induisant une augmentation de la pression artérielle dans les petits vaisseaux sanguins localisés dans les poumons c'est-à-dire l'hypertension artérielle pulmonaire (durée de l’intervention : 6-8 min). Durant les 5 semaines suivantes, les animaux seront traités quotidiennement avec plusieurs composés par différentes voies d'administration selon les objectifs de l’étude (durée de 1 à 5 minutes selon la voie choisie). Le traitement pourra également être administré via des pompes diffusant les composés, implantées sous anesthésie et analgésie. Au cours du protocole, les animaux seront à nouveau anesthésiés afin de réaliser une imagerie cardiaque (environ 20 min) pour contrôler les répercussions de l'induction de la pathologie et l'effet potentiel des nouvelles molécules thérapeutiques à tester. Une autre imagerie cardiaque sera effectuée en fin de protocole (environ 20 min), puis une chirurgie sera effectuée sous anesthésie et analgésie afin de réaliser des mesures de pression dans le cœur et dans l'artère pulmonaire (environ 20 min). Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours du protocole sur animaux vigiles ou anesthésiés (environ 5 minutes par prélèvement), ou en fin de protocole après les mesures de pression et avant leur mise à mort.
Impact sur les animaux
Les animaux recevront une substance destinée à provoquer la maladie étudiée. Cette administration est réalisée sous anesthésie générale et peut entraîner une gêne passagère, notamment au niveau respiratoire ainsi qu'une gêne au niveau du site d'injection (démangeaisons, sensation de brûlure). Avec le développement de la maladie, les animaux peuvent présenter une diminution de l’activité, une baisse de l’appétit et de la prise de boisson, pouvant conduire à une perte de poids. Une intervention chirurgicale pourra être réalisée pour implanter un dispositif diffusant le traitement. Cette intervention implique une ouverture de la peau et peut entraîner une douleur ou une gêne temporaire liée à la présence du dispositif. L’administration répétée de médicaments peut générer du stress, car elle nécessite une manipulation et une contention des animaux. Certains effets indésirables liés aux médicaments testés ou aux gestes techniques peuvent survenir, en particulier avec de nouvelles molécules. Des prises de sang et des examens d’imagerie cardiaque seront réalisés sous anesthésie ou avec contention, ce qui peut entraîner un inconfort temporaire, du stress ou une douleur légère. En fin de protocole, des mesures complémentaires seront effectuées sous anesthésie générale.
Devenir
Afin de caractériser l'effet des traitements testés, notamment l'effet biologique, nous devons faire des mesures qui sont trop invasives pour permettre le réveil de l’animal, et il est indispensable de récupérer le cœur et les poumons en fin d'expérience pour évaluer l’efficacité des traitements
Remplacement
Ce projet vise à évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments dans un organisme vivant. Les tests réalisés sur des cellules ou des tissus isolés ne permettent pas d’étudier les effets globaux du médicament sur le cœur et les poumons. L’utilisation d’un modèle animal est nécessaire pour mieux comprendre ces effets et le comportement du médicament dans le corps.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire en utilisant les données précédemment acquises dans notre laboratoire. Afin de limiter le nombre d'animaux utilisés, de l'imagerie est utilisée pour permettre de suivre plusieurs paramètres dans le temps sur le même animal.
Raffinement
A l’arrivée des animaux, une période d'acclimatation d’au moins 5 jours est respectée. Une importance particulière est portée au suivi des animaux pour prévenir et remédier à l’apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites sont fixés avant le début des expérimentations. Une grille de score est établie afin de faire un suivi clinique des animaux, avec la mise en place de mesures adaptées en fonction du score et des critères d’arrêt de souffrance. Des enrichissements multiples leur sont proposés en alternance, pour limiter l’habituation et l’ennui. Les actes pouvant générer de la douleur seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Lorsqu’une chirurgie avec réveil sera nécessaire, elle sera réalisée en conditions propres (sans microbes) et les animaux auront un suivi post-opératoire intensif pendant au moins 3 jours. Par ailleurs, les animaux seront habitués à la manipulation et à la contention ainsi qu’aux environnements nouveaux afin de réduire le stress.
Choix des espèces
Le rat est le modèle animal le plus approprié pour cette étude car la maladie peut y être reproduite de façon fiable et ses effets sur le cœur sont comparables à ceux observés chez les patients. Sa taille permet également de réaliser des prises de sang répétées pour mieux suivre l’action du médicament dans l’organisme. Des rats entre 4 et 8 semaines au moment où ils arrivent en acclimatation dans nos locaux sont utilisés dans ce modèle. L’âge des animaux impactant la sévérité du modèle, ces paramètres seront choisis selon les objectifs de l’étude.
Recherche préclinique de nouvelles molécules thérapeutiques contre les maladies rénales chroniques
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Rats : 1800
3 600 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chaque animal porte une maladie rénale induite par un régime particulier, avec des cristaux dans les reins soupçonnés de provoquer des douleurs, et passe par des prélèvements de sang, des cages à métabolisme et un capteur collé sur le dos rasé. Le projet teste de nouvelles molécules contre l'insuffisance rénale chronique. Le porteur repère la douleur à des signes comme une posture anormale et une baisse de l'activité, et met à mort les animaux qui atteignent les points limites.
Objectifs
Les maladies rénales chroniques (MRC) touchent environ 7 à 10% de la population en France. La MRC est une menace silencieuse due à une diminution progressive et irréversible du fonctionnement des reins qui ne filtrent plus correctement le sang de l'organisme. Au stade terminal (un patient sur 1000), les patients devront subir des dialyses ou une transplantation. Plusieurs options thérapeutiques existent en fonction du stade de la pathologie. Toutefois, malgré les avancées récentes, il existe un besoin persistant de davantage d'options thérapeutiques pour les MRC, car les traitements actuels ne stoppent pas toujours la progression vers l'insuffisance rénale terminale et ne conviennent pas à tous les patients. Le principal objectif de notre projet est d’évaluer de nouvelles approches thérapeutiques pour les maladies rénales chroniques dans un modèle bien documenté dans la littérature conduisant à des atteintes rénales similaires à celles observées chez les patients.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à tester, développer et valider des cibles thérapeutiques innovantes capables de modifier le cours de la maladie rénale, permettant d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients atteints de maladie rénale chronique en offrant une alternative aux traitements symptomatiques actuels.
Procédures
Prélèvement sanguin : - Afin de suivre l’urémie et la créatininémie : un prélèvement sanguin pourra être fait (excepté la semaine de l’étude pharmacocinétique) au maximum une fois par semaine si l’étude dure moins de 4 semaine (soit 3 prélèvements) ou une fois toutes les 2 semaines si l’étude dure entre 5 et 10 semaines (souris), 12 semaines (rat) (soit maximum 4 ou 5 prélèvements). • Souris : veine submentale ou à la veine saphène, volume max 100μL • Rat : veine saphène médiale ou caudale, volume max 200μL. - Afin de relier l’efficacité des composés à leurs taux sériques, une étude de pharmacocinétique pourra être effectuée une fois au cours de l’étude. Ainsi, au maximum 3 prélèvements, chez la souris de maximum 30μL (veine submentale ou veine saphène) et chez le rat 30µL, maximum 150µL (veine saphène médiale ou caudale), de sang seront réalisés pendant la même journée ou étalés sur 2 journées. Le volume total de ces prélèvements n’excédera pas 10% du volume sanguin de la souris ou du rat et les prélèvements seront effectués sur animaux vigiles. Prélèvement d’urine après mise en diurèse individuellement en cage à métabolisme pendant 6 à 8 heures (nourriture et eau de boisson ad libitum), maximum 2 fois pendant l’étude. Pose du dispositif du Médibeacon mesure de la filtration glomérulaire (méthode non invasive), les animaux sont rasés et épilés, mise en place d’un petit capteur (1 cm2) sur le dos, fixé par du sparadrap, placement vigile en cage individuelle pendant 1h puis retour dans sa cage d’origine, maximum 2 fois pendant l’étude. Injection par voie veineuse rétro-orbitaire d’une sonde fluorescente (2mL/kg) sous anesthésie gazeuse (isoflurane, induction : 2.5-5% / Maintien : 1-3%), la même anesthésie ayant servis à la pose du dispositif du Médibeacon, maximum 2 fois pendant l’étude.
Impact sur les animaux
Les MRC entraînent une diminution du fonctionnement des reins qui ne filtrent plus correctement le sang de l'organisme. De ce fait, dans ce modèle nous suspectons une douleur induite par la présence de cristaux dans les reins et des pertes de poids transitoires à la suite des changements de diète (caséine/adénine). Les signes de douleur chez les animaux se manifesteront par une posture anormale, diminution de l’activité spontanée, diminution du soin du pelage. La pose du dispositif de Médibeacon sur la peau du dos pourra entrainer une irritation temporaire de la peau. Les traitements sont susceptibles de créer de l’inconfort physique passager.
Devenir
En fin de procédure expérimentale ou en cas d’atteinte des points limites éthiques, les animaux seront mis à mort de façon humaine et des analyses sur les organes, nécessaires pour mesurer l’efficacité des molécules testées, seront réalisées.
Remplacement
Les modèles animaux représentent un outil incontournable dans l’étude des mécanismes immuno-pathologiques et fibrotiques. Aucun modèle alternatif in vitro n’est disponible pour étudier les mécanismes cellulaires complexes intervenant dans la physiopathologie de la MRC. La supplémentation de la nourriture en adénine pour les souris et le rat mâle constitue un modèle robuste documenté dans la littérature. Étant donné que le paramètre principal étudié dans ce projet est la survenue d’une maladie résultant d’un ensemble complexe d’acteurs cellulaires et de médiateurs solubles, l’utilisation de modèles animaux (rat et souris) est incontournable. Seules les molécules présentant les caractéristiques les plus prometteuses seront évaluées dans ce projet.
Réduction
Nous utiliserons un modèle bien établi dans la littérature afin de limiter la phase de mise au point et ainsi de réduire le nombre d’animaux. Le nombre d’animaux utilisés par groupe sera réduit au minimum tout en permettant une bonne analyse statistique.
Raffinement
Les points finaux pour chaque procédure ont été établis afin d’éviter toute souffrance indésirable des animaux. Les animaux sont hébergés dans des cages adaptées, pour préserver leurs interactions sociales et limiter les phénomènes de disputes ou de stress engendrés par une surpopulation. L’environnement est enrichi par des objets adaptés à l’espèce. Les animaux sont observés quotidiennement par le personnel de l'animalerie formé au bien-être des animaux et par les expérimentateurs.
Choix des espèces
Les espèces animales utilisées dans le cadre de ces recherches sont la souris et le rat. Le modèle a été sélectionné et mis au point, sur la base de la littérature existante et de notre expertise (procédure incluse dans une DAP précédemment autorisée). Les animaux seront utilisés au stade adulte afin de travailler sur des organes parfaitement développés pour évaluer les composés d’intérêt.