Rats

750 animaux, 500 souris et 250 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sur chaque animal, des apprenants s'exercent à la contention, aux injections sous-cutanée, intraveineuse et intrapéritonéale, aux prélèvements de sang et au gavage, non pour produire des connaissances mais pour former de futurs expérimentateurs. Le porteur reconnaît que l'inexpérience des apprenants est une source de stress et que la voie intrapéritonéale peut provoquer une perforation intestinale. Il présente cette formation comme un moyen de diffuser des gestes précis au service du bien-être des animaux non-humains, alors qu'elle se solde par leur mise à mort.

Objectifs

Les formations spécifiques pour les personnes appliquant/concevant des procédures expérimentales sont encadrées par l’arrêté du 1er février 2013 relatif à l’acquisition et à la validation des compétences des personnels des établissements utilisateurs, éleveurs et fournisseurs d’animaux utilisés à des fins scientifiques. Cet arrêté défini le programme de base et ce dernier doit comporter une partie : Procédure faiblement invasive : théorie et pratique. Ce projet décrit cette partie pratique.

Bénéfices attendus

Cette formation a pour objectif de former les futurs expérimentateurs. Dans cette formation leur sont enseigné les gestes précis, permettant de réduire au maximum le stress de l’animal. Par la formation aux bons gestes, cette formation participe au bien-être animal et permet la diffusion de gestes techniques précis et contrôlés.

Procédures

Durée des TP 4h, durée effective de manipulation 3h - la préhension / contention ( 10 min max) - une injection sous cutanée ( 2 minutes maximum) - une injection intraveineuse ( 10 min maximum)- une injection intrapéritonéale ( 2 minutes) - un prélèvement de sang submandibulaire ( 2 minutes) - une administration per-os (5 minutes)

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sur ses animaux peuvent être un stress généré par l’inexpérience des apprenants. Cette hésitation peut être source de stress pour l’animal. Le stress généré n’est cependant que transitoire et de courte durée. Par ailleurs les injections et les prélèvements peuvent entrainer une douleur notamment lors de l’effraction cutanée. La voie intrapéritonéale peut entrainer éventuellement dans de très rare cas des lésions digestives (perforation de l’intestin) dangereuses et douloureuses . Le gavage per-os peut également entrainer un inconfort pour l’animal et un risque de fausse route s’il n’est pas réalisé correctement. Le prélèvement submandibulaire peut entrainer éventuellement un risque d’hémorragie s’il n’est pas réalisé correctement

Devenir

Ils ne peuvent être réutilisés donc ils sont mis à mort

Remplacement

L’objectif de cette séance est d’une part de montrer aux stagiaires les bonnes pratiques en terme de contention et de prélèvements, puis de vérifier qu’ils mettent correctement en œuvre ces pratiques. Il est important pour cela, qu’ils soient confrontés à des animaux vivants, tout comme dans les futures procédures expérimentales qu’ils appliqueront.

Réduction

Le nombre d’animaux est choisi pour être réduit au minimum tout en gardant la possibilité à chaque apprenant de pouvoir effectuer les différents gestes techniques. Diminuer ce nombre ne ferait qu’augmenter les nuisances pour chaque animal, ainsi que le stress rendant les contentions plus difficiles et les apprentissages plus complexes.

Raffinement

Les manipulations se font sous le contrôle du/des responsables de groupe qui veille à l’exécution du bon geste pour le bien-être animal. La préhension des souris en évitant la prise par la queue sera enseignée (utilisation de tunnels et main en coupe). Avant chaque manipulation d'animal, les points limites seront vérifiés. Si un animal a atteind un point limite la procédure, il ne sera pas manipulé.

Choix des espèces

La souris reste le modèle le plus utilisé en recherche (60% des utilisations d’animaux), le rat, bien que moins utilisé (environ 10%) reste néanmoins très utilisé notamment dans le cadre des neurosciences, discipline très représentée au sein des chercheurs du CNRS. Les souris seront utilisées à 7 semaines de manière à n’être pas trop grosses afin de pouvoir entrer facilement dans la boite de contention pour l’IV. Les rats d’un poids de 250g et les souris de 7 semaines sont aussi utilisés à cet âge de manière à ne pas rendre trop compliquée la préhension et la contention pour les apprenants ayants de petites mains.

12 rats Wistar vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Quatre plaies cutanées sont créées sur chaque animal sous anesthésie, avec des changements de pansement tous les deux jours sous anesthésie et un écouvillonnage répété, avant la mise à mort pour prélever le tissu cicatriciel. Le projet compare le pouvoir cicatrisant de trois miels régionaux de La Réunion, et le porteur suit la douleur au moyen de la Rat Grimace Scale. Il indique avoir déjà mené des tests in vitro et ex vivo sur explants de peau mais affirme "avoir besoin" d'un animal vivant pour étudier la cicatrisation dans son ensemble.

Objectifs

L’objectif du projet est d’étudier l’amélioration du processus de cicatrisation par l’usage de miels de production régionale en application locale sur un modèle de plaies cutanée sur des rats Wistar. Le processus de cicatrisation comporte 4 étapes en condition physiologique : l’hémostase, l’inflammation, la prolifération et le remodelage. Ces étapes se succèdent grâce aux recrutements des cellules immunitaires et la migration de cellules résidentes qui vont sécréter des facteurs permettant d’aboutir à la complète réparation de la lésion cutanée. En situation pathologique, ce processus peut être altéré (infection, maladie métabolique, irradiation…) et entrainer un retard de la cicatrisation et/ou une cicatrisation de moins bonne qualité, avec un risque de réouverture récurrente des plaies qui deviennent alors chroniques. Il est donc important d’envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l’utilisation de ressources naturelles ayant des propriétés anti-inflammatoires, antioxydantes et anti-microbiennes. A ce titre les miels très utilisés en médecine traditionnelle pour leur potentiel cicatrisant présentent un intérêt croissant. Cependant il manque encore des données scientifiques pour étayer cela. Dans ce projet, les propriétés cicatrisantes de 3 miels appliqués localement ; avec une composition, des propriétés physico-chimiques et biologiques différentes en comparaison à un sucre analogue, à un miel commercial de référence et à un contrôle sans traitement (miel remplacé par de la vaseline) ; seront évaluées sur un modèle de plaies cutanées sur rat Wistar. Dans un premier temps, nous souhaitons évaluer les propriétés cicatrisantes des miels sur des plaies aigües en condition non pathologique. Nous pourrons ainsi étudier d’une part la potentielle amélioration de la qualité de la cicatrisation (composition du tissu cicatriciel, force, tension, contraction et résistance) et d’autre part la possible accélération du processus de cicatrisation.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus concernent principalement la santé humaine et vétérinaire. Les données scientifiques feront l’objet de publications dans des journaux internationaux permettant ainsi une valorisation de la biodiversité locale. De plus, cette étude participe au développement d’une nouvelle stratégie thérapeutique innovante, dans les cas de plaies chroniques retrouvées dans le cadre de complications associées à des pathologies comme l’obésité et le diabète, qui constitutent de véritables problèmes de santé publique sur le territoire réunionnais.

Procédures

Les différentes interventions réalisées sur les 12 rats de l'étude sont les suivantes : - Procédure chirurgicale sous anesthésie générale volatile (30 min) - Changement de pansement (tous les deux jours) sous anesthésie générale volatile (15 min) avec écouvillonnage des plaies (à J0, J+10, J+20) - Mise à mort des 12 rats à la fin de l'étude sous anesthésie générale volatile

Impact sur les animaux

Les principales nuisances sont celles imputables à la chirurgie à savoir : anesthésie, injections, réalisation des plaies, stress et douleurs. Le suivi des plaies se faisant tous les deux jours sous anesthésie, peut engendrer un stress lié à l’endormissement et au réveil de l’animal. De plus, le positionnement des pansements peut constituer une gène (risque de retrait du pansement, difficultés à se mouvoir). L’isolement des rats en cas d’atteintes de points limites peut également constituer une source de stress.

Devenir

Mise à mort pour récupération du tissu cicatriciel et analyses histologiques et biochimiques.

Remplacement

Des tests préliminaires in vitro de cytotoxicité ont été réalisés préalablement sur un modèle de cellules épithéliales humaines de la peau, afin d’extrapoler la concentration de miel à utiliser sur notre modèle animal. De même, les propriétés anti-inflammatoires et l’impact des miels sur la capacité de migration des cellules ont été évaluées in vitro. Par ailleurs, le potentiel anti-microbien des miels a été démontré sur des micro-organismes fréquemment retrouvés dans les plaies. Pour compléter cela et affiner les critères de séléction des miels, une étude ex vivo a été menée sur des explants de peau de rats, permettant de discriminer trois miels au potentiel cicatrisant remarquable. Afin de répondre à notre objectif scientifique, nous avons besoin d’évaluer les propriétés des miels sur un modèle animal vivant pour étudier le processus cicatriciel dans son ensemble, notamment des phases telles que l’angiogénèse et la réinnervation, avec les contraintes que peut subir la peau au quotidien à savoir étirement, relâchement, inflammation locale.

Réduction

Nous avons pu réduire le nombre de rats grâce à une revue systématique bibliographique et à l’utilisation de l’outil statistique R. De plus, la taille des plaies induites de 6 mm, ainsi que la taille des rats, permettront de réaliser 4 plaies par animal. Enfin, les analyses biochimiques et histologiques pourront être réalisées sur les mêmes plaies permettant de réduire encore le nombre d’animaux.

Raffinement

Notre protocole a été optimisé afin de minimiser au maximum les contraintes subies par les animaux. La procédure chirurgicale sera réalisée sous anesthésie avec une couverture analgésique en respectant strictement les règles d’asepsie. Le matériel chirurgical utilisé sera rigoureusement stérilisé au préalable. Les miels utilisés sur les plaies induites auront été soumis à un contrôle microbiologique. Les animaux seront surveillés plusieurs fois par jour et seront observés tous les jours pour détecter tout inconfort lié aux procédures, avec un suivi post-opératoire renforcé dans les premières 48h ainsi que dans les phases de réveil faites en chambre de réveil thermostatée. Nous effectuerons également un scoring de la douleur via l’outil du Rat Grimace Scale.

Choix des espèces

Le modèle du rat WISTAR a été selectionné dans cette étude. Le rat est un modèle largement utilisé dans la recherche pré-clinique en chirurgie. La souche de rat choisie est reputée robuste et elle est peu couteuse. Il s’agit d’un modèle de référence dans les études sur la réparation de lésions cutanées et le modèle expérimental est donc très bien référencé. Par ailleurs, ce modèle possède une architecture de la peau proche de celle retrouvée chez l’Homme ; présence d’épiderme, lame basale, derme, hypoderme et présence de follicules pileux. La taille de l’animal nous permettra de faire plusieurs plaies par rat et donc de réduire notre nombre total d’animaux. Nous travaillerons avec des rats mâles adultes de 8 semaines (300 g en moyenne). Les jeune râts adultes ont une meilleure récupération post-chirurgicale et nous n’ajouterons pas de biais de cicatrisation lié à l’âge de l’animal qui aura une peau plus souple à 8 semaines. Cela permettra d’avoir un processus de cicatrisation optimal.

96 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque rat subit une chirurgie du fémur pour y greffer un biomatériau imprimé en 3D, puis quatre séances d'imagerie X et IRM sous anesthésie sur huit semaines, avant la mise à mort pour analyser l'os. Le porteur indique une douleur modérée liée à la chirurgie et prévoit la mise à mort si la perte de poids dépasse le seuil fixé. Il présente cette étape sur le rat comme un préalable à des essais chez de "gros animaux" puis en clinique, l'issue conditionnant de futures demandes de financement.

Objectifs

En raison des changements de mode de vie et du vieillissement des nations industrialisées, les lésions osseuses traumatiques et les fractures fragiles induites par l'ostéoporose représentent un énorme défi médical et socio-économique. Ce projet vise à créer une nouvelle approche de régénération osseuse qui combine l'administration de gènes et l'impression 3D pour la création de matrices personnalisées qui permettraient d'aboutir à une meilleur réparation osseuse ainsi qu'une meilleure régénération des nerfs et des vaisseaux sanguins de la zone.

Bénéfices attendus

Les résultats des expériences menées sur ce modèle animal sont un préalable à la poursuite des travaux sur d'autres modèles, notamment chez les gros animaux. De mauvais résultats obtenus avec ce biomatériau conduiront à son abandon. En revanche, des résultats positifs (régénération osseuse au moins partielle, supérieure à celle observée avec le matériau de référence) permettent d'envisager le dépôt de demandes de financement pour la poursuite des études : tests chez le gros animal, puis essais cliniques.

Procédures

Chaque animal sera soumis à une chirurgie orthopédique (il s'agit d'un acte chirurgical unique d'une durée de 20 minutes), puis à 2 séances d'imagerie de rayons X (durée de l'examen: 15 minutes) et d'IRM (durée de l'examen: 30 minutes) à J1, J14, J28, J56. Toutes les séances d'imagerie se dérouleront sous anesthésie.

Impact sur les animaux

La chirurgie orthopédique peut entraîner une douleur modérée. La radiographie et l'IRM peuvent être considérées comme des actes expérimentaux de gravité légère , développées sous anesthésie générale.

Devenir

Ils sont tous euthanasiés à semaine 8 pour procéder à une analyse histologique des tissus dans la région opérée.

Remplacement

L'utilisation en clinique d'un nouveau procédé chirurgical avec un biomatériau nécessite impérativement une phase d'expérimentation pré-clinique. Des études in vitro ont été réalisées pour éliminer une éventuelle toxicité cellulaire du biomatériau et pour évaluer le potentiel de différenciation ostéoblastique de ce complexe. Aucune méthode in vitro actuelle (ex. organoïdes, sphéroïdes,...) n'a démontré la capacité ou ne présente de validation scientifique permettant d'étudier simultanément la formation osseuse, la vascularisation et l'innervation induites par les biomatériaux tout en tenant compte de la complexité d'un être vivant (système immunitaire, flux sanguin...).

Réduction

L'utilisation de systèmes d'imagerie non invasive (IRM et microtomographie de rayons X) permet de réduire considérablement le nombre d'animaux utilisés. En effet, le suivi de chaque animal permet d'obtenir des informations sur le processus de régénération et sur divers autres paramètres biologiques à différents temps, sans avoir besoin de euthanasier les animaux. Sans ces procédures, il faudrait envisager des groupes de rats pour chaque temps expérimental où une analyse est requise.

Raffinement

Toutes les interventions sont faites sous anesthésie générale et une analgésie adaptée sera appliquée en post-opératoire pour limiter la douleur. La chirurgie est faite dans les meilleures conditions d’asepsie, d’anesthésie, de prise en charge de la douleur. Surveillance accrue des animaux en post opératoire pour détecter tout signe de souffrance, et la soulager. L'itinéraire et les plans de voyage entre l'animalerie et les sites d'imagerie par rayons X et IRM seront optimisés afin de réduire la durée du voyage. Les animaux pourront s'acclimater après le transport afin de réduire leur détresse. Les conditions optimales d’hébergement sont garanties pour les animaux tout au long du projet. Toutes les modifications de comportement et d’aspect seront consignées dans un fichier informatique par les personnes impliquées directement dans ce projet. Les critères suivants seront prépondérants dans la détermination des points limites: en cas de isolement de l’animal, poil hérissé́, ou perte de poids hebdomadaire supérieure à 20 %, de la nourriture hydraté et de l’eau sera mise à disposition au fond de la cage, et un traitement antalgique par Buprénorphine sera également administré, cependant, en cas de persistance de un de ces points pendant plus de 3 jours, le vétérinaire ou le porteur de projet sera contacté pour prendre une décision sur la procédure à adopter (continuation/adaptation des soins ou mise à mort); la perte de poids pendant plus de 5 jours entraînera la mise à mort immédiate de l’animal; et la perte de poids pendant plus de 2 jours, associé à des problèmes de locomotion, et douleur évidente au niveau de la patte opéré, entraînera aussi la mise à mort immédiate de l’animal.

Choix des espèces

Le rat Sprague Dawley a été choisi à la suite de travaux réalisés dans notre laboratoire et par d'autres équipes portant sur l'analyse des propriétés histologiques et biologiques des membranes induites en site osseux fémoral chez le rat . Il est d'autre part décrit dans de nombreuses études dans le monde. Animaux adultes , poids 350-400 grammes. La croissance du squelette doit être arrivée à son terme. Il faut des animaux de poids suffisant pour supporter la procédure

300 rongeurs, 200 souris et 100 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ce sont des animaux sains, soumis à des examens d'IRM sous anesthésie pouvant durer jusqu'à trois heures avec injection d'un agent de contraste, uniquement pour mettre au point des séquences d'imagerie. Le porteur indique que l'anesthésie provoque hypothermie, dépression respiratoire et cardiovasculaire, et présente pourtant l'IRM comme "en parfaite adéquation avec les 3R". Ces animaux sains sont tués à l'issue, jugés non réutilisables du fait de leur âge et des anesthésies répétées.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de mettre au point, optimiser et développer de nouvelles méthodes d’imagerie par résonance magnétique (IRM) afin d'offrir le plus grand panel d'outil pour la caractérisation, la recherche de biomarqueurs de pathologies. L’IRM, technique d’imagerie biomédicale en perpétuelle évolution, est extrêmement attractive pour les études précliniques et cliniques. Elle est non invasive et non irradiante en parfaite adéquation avec les 3Rs. Elle permet : 1) de remplacer l’utilisation de techniques plus invasives pour l’obtention d’information similaire ; 2) d’avoir des informations anatomo-fonctionnelles complémentaires et/ou inaccessibles par d’autres techniques dans des conditions de bien-être animal sans comparaison. Ces nouvelles informations peuvent être intégrées dans une étude pour la raffiner comme nouveau critère d’inclusion ou d’exclusion. Cela permet d’obtenir une meilleure qualité des résultats qui n’auront pas besoins d’être répétés, réduisant ainsi le nombre d’animaux; 3) un suivi longitudinal individuel des modifications anatomo-fonctionnelles permettant ainsi de réduire très significativement le nombre d’animaux nécessaires ; 4) d’avoir accès à des informations déjà utilisées chez l’homme quotidiennement dans les services hospitaliers, permettant de développer des projets de recherche translationnelle.

Bénéfices attendus

L’IRM est une technique d’imagerie biomédicale non-invasive et non irradiante largement utilisée chez l’Homme. Son utilisation dans les projets précliniques permet de remplacer des techniques plus invasives, de réduire le nombre d’animaux avec des suivis longitudinaux, de raffiner en donnant accès à de nouveaux points limites précoces.

Procédures

Examen IRM sous anesthésie d'une durée maximum de 3h. Injection d'agent de contraste sous anesthésie (durée du geste 1 min max.).

Impact sur les animaux

L’anesthésie entraîne une hypothermie, une dépression respiratoire et cardiovasculaire.

Devenir

Dans la mesure du possible, afin de respecter la règle des 3Rs, les animaux de ce projet seront des animaux sains de réforme non au-préalable utilisés dans un autre projet. Ne pouvant pas être réutilisés au-delà de ce projet du fait souvent de leur âge (animaux de réforme), la répétition de l'anesthésie et surtout la présence d'agent de contraste, ils seront mis à mort à l'issue des procédures.

Remplacement

Des objets tests seront utilisés autant que possible pour limiter l’utilisation des animaux vivants. Malheureusement, à l’heure actuelle, aucun ne reproduit le tissu vivant et les contraintes pour l’IRM de ce dernier (mouvement respiratoire, cardiovasculaire, flux sanguin, hétérogénéité des tissus…). De ce fait, nous sommes contraints de valider nos paramètres sur des animaux vivants.

Réduction

Plusieurs stratégies vont être utilisées pour limiter au maximum le nombre d’animaux dans ce projet consistant à la mise au point de protocole : l’utilisation d’objet test, le passage à l’IRM à plusieurs reprises du même animal et, dans la mesure du possible, nous utiliserons des animaux de réformes.

Raffinement

Les animaux seront anesthésiés et monitorés durant les examens IRM et pour les injections limitant ainsi la douleur. Ils seront hébergés en groupe dans un milieu enrichi (tunnel, élément pour nidification, baton à ronger). A noter que le tunnel permettra la manipulation des animaux éveillés limitant ainsi le stress de la manipulation. Des points limites ont été définis et adaptés par procédure.

Choix des espèces

L’IRM préclinique est un appareil dédié aux études sur les rongeurs. Le rongeur (souris, rat) est depuis toujours le modèle de prédilection pour la recherche biomédicale, par sa taille, son coût, sa manipulation aisée et son taux élevé de reproduction. Il est utilisé comme modèle standard pour l’étude de la plupart des pathologies. Les organes ayant des tailles et des caractéristiques à l’IRM différentes au cours du développement, les animaux sains utilisés seront à différents stade de développement allant de quelques jours après la naissance à l’état adulte.

1 200 rongeurs, 1 080 souris et 120 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une greffe de cellules tumorales sous la peau, des injections de molécules et des prélèvements sanguins sous anesthésie, avant d'être tués pour analyser la distribution des produits dans leurs organes. Le porteur présente ces actes comme des prestations de service facturées à des clients, qui définissent eux-mêmes le protocole et l'espèce, la plateforme réalisant l'imagerie sur les modèles fournis. Il affirme que les études in vitro ne peuvent représenter à elles seules "la complexité du vivant" et justifie ainsi le recours à l'animal pour valider les molécules de ses partenaires.

Objectifs

De nos jours, de nombreux laboratoires de recherche publics et privés sont fortement intéressés par des prestations en imagerie chez le rongeur dans le domaine de l’oncologie afin de développer des nouveaux radiotraceurs pour l’imagerie in vivo qui permettraient d’améliorer le diagnostic ou le suivi de la réponse thérapeutique à terme chez des patients atteints de cancers. Notre plateforme spécialisée dans l’imagerie in vivo propose la réalisation de ce type prestations grâce à des équipements dédiés à l’imagerie du petit animal : scanner à rayons X, imageur optique (bioluminescence et fluorescence in vivo), imagerie radioactive en tomographie par émission de positions (TEP) et tomographie par émission mono-photonique (TEMP), ceci sur des animaux sains et des modèles animaux de diverses pathologies, dont les cancers.

Bénéfices attendus

La réalisation des prestations de service permet de faire avancer la recherche de nos partenaires et clients dans le domaine de l’imagerie et de l’oncologie. Il s’agit notamment de valider l’utilisation molécules capable de mettre en évidence, de façon non invasive par imagerie in vivo, certaines caractéristiques des tumeurs ; ceci dans le but de mieux identifier les cancers et pouvoir suivre leurs réponses à la thérapie.

Procédures

Les animaux seront soumis : - à une injection de cellules tumorales en sous-cutané réalisée sur animaux anesthésiés à l'Isoflurane (rats et souris) - durée environ 5 min. - à une injection d'une molécule d'intéret en imagerie in vivo en intraveineuse, intrapéritonéal ou intra-tumoral - réalisée sur animaux anesthésiés à l'Isoflurane (rats) ou sur animaux vigiles (souris) - durée environ 1-2min. Si besoin les injections pourront être répétées dans le temps à raison d'une injection/j maximum. - ou à une injection d'une molécule d'intéret en imagerie in vivo en intraveineuse via un cathéter inséré dans la veine caudale- réalisée sur animaux anesthésiés à l'Isoflurane (rats et souris) - durée environ 5 min. - éventuellement (si cela est nécessaire et demandé par le client) à un prélèvement de sang au niveau de la veine de la queue (rats) ou en rétro-orbitaire (souris) - réalisé sous anesthésie gazeuse - durée environ 1-2min.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont liées aux différentes séries d’injections et de prélèvement réalisées sur les animaux vigiles ainsi que le stress pouvant survenir lors de l'anesthésie pour les imageries.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des études de biodistribution ex vivo.

Remplacement

Les études ex vivo ou in vitro ne peuvent représenter à elles-seules la complexité du vivant. Pour l’étude du devenir de molécules à visées diagnostique et/ou thérapeutique, la physiologie globale de l’individu, son métabolisme entrent en jeu. La biodistribution de radiotraceurs ou d’agents de contraste requiert la détermination de paramètres pharmacocinétiques des molécules candidates sur des modèles animaux adaptés et l’imagerie fonctionnelle de tumeurs ou d’un organe particulier requiert leur fonctionnement à l’échelle de l’individu.

Réduction

Pour chaque projet, le design de l’étude est discuté et mis en place conjointement par le client et le personnel en charge en charge de la prestation dont plusieurs membres font partie du comité d’éthique local et de la Structure Bien Etre Animal de l’établissement et apportent un regard expert sur l’étude. Cet échange permet d’identifier les points pouvant être raffinés tels que le double emploi injustifié d’animaux, des procédures répétées injustifiées ou un nombre d’animaux inapproprié. Le nombre d’animaux par groupe est réduit au maximum tout en permettant l’exploitation des résultats. Leur nombre est calculé afin de garantir une signification statistique à l'étude menée. Les procédures d’imagerie présentent l’avantage de permettre le suivi d’un même animal dans le temps et donc de réduire le nombre d’animaux nécessaires à la validation d’une étude.

Raffinement

Les modèles animaux choisis par nos clients sont reconnus par la littérature pour reproduire les caractéristiques de la pathologie humaine ou pour l’expression d’une cible donnée. Des méthodes sont utilisées afin d’optimiser au maximum le bien-être des animaux inclus dans ce projet. Pour cela, les conditions d'hébergement seront optimisées (portoirs ventilés, température, hygrométrie, luminosité, densité animale, enrichissement de milieu avec coton pour la nidification, bâtonnet de bois pour ronger et cabane de cachette). De façon usuelle, les cages (litière, cage, grille, couvercle et biberon) sont changées toutes les semaines. Une surveillance quotidienne des animaux permettra de déceler les premiers signaux de stress, de douleur ou d'inconfort pour l'animal qui pourront être améliorés par l'administration d'antalgiques avant l'atteinte des points limites définis. Si aucune amélioration n’est observée, l’animal sera mis à mort.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce animale est déterminé par le client compétent dans le domaine et après une étude de la littérature scientifique sur le sujet afin de modéliser au mieux la pathologie à étudier. 90% des études réalisées sur notre plateforme sont réalisées sur des souris (modèles syngéniques ou xénogreffes de cellules cancéreuses). Les 10% restant sur des rats (modèles syngéniques). En accord avec la littérature scientifique dans le domaine, les animaux utilisés seront à l’âge adulte.

198 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Leur cerveau est irradié sous anesthésie sur une à cinq séances, avec trois prélèvements sanguins et une batterie de tests comportementaux répétés pendant six mois (open field, rotarod, reconnaissance d'objet, labyrinthe aquatique), pour comparer des schémas de radiothérapie FLASH. Le porteur indique que l'irradiation peut provoquer détresse, perte de poids et des dépilations, croûtes ou ulcérations au point d'irradiation. Les bénéfices affichés, des essais cliniques en oncologie pédiatrique et contre les gliomes, restent renvoyés à la suite du projet, tandis que le porteur juge "indispensable" le modèle animal pour étudier un "organisme vivant intégré".

Objectifs

La radiothérapie est l’une des méthodes les plus efficaces et les plus utilisées pour traiter les cancers. Pour certains types de tumeurs radiorésistantes comme les gliomes (tumeurs cérébrales), la radiothérapie ne peut être que palliative. Pour parvenir à une dose de radiation curative, le risque de dommages graves aux tissus sains est trop élevé pour pouvoir être considéré. Dans ce contexte, notre objectif principal s’inscrit dans l’amélioration des traitements de radiothérapie. Dans le cadre de ce projet, nous nous focaliserons sur des techniques innovantes qui ont montré un intérêt significatif dans la préservation des tissus sains (même à des doses très élevées) ainsi qu’un effet très efficace sur le contrôle de la croissance tumorale chez des rongeurs. Nous cherchons à améliorer encore l’indice thérapeutique (ratio entre l’efficacité du traitement et les effets indésirables) en essayant de réduire la toxicité de ces techniques innovatrices en explorant différents schémas temporels de délivrance de la dose. Par ailleurs, nous évaluerons l’impact sur les tissus sains des différents schémas temporels, son impact n’étant pas connu dans cette nouvelle technique de radiothérapie pour le moment.

Bénéfices attendus

Ce projet pionnier a un fort impact sociétal. Il explore des techniques novatrices en radiothérapie (RT), moins agressives pour les tissus sains. Le gain en matière d'épargne/récupération tissulaire contribuera à l'élimination du principal obstacle dans les traitements de cancer par RT : les doses de tolérance des tissus sains. A la fin du projet, nous disposerons d'études radiobiologiques d’évaluation de la toxicité qui nous permettront de procéder à des essais cliniques pouvant bénéficier à l'oncologie pédiatrique et pouvant également ouvrir une voie vers un traitement efficace des tumeurs très radiorésistantes, comme les gliomes. La preuve de concept de ces techniques innovantes existe déjà, le projet est sur la voie qui va de la conception de l'idée aux éventuels premiers essais cliniques.

Procédures

Dans la procédure visant à étudier l’influence du schéma de fractionnement temporel de la dose sur la préservation des tissus sains et des fonctions cognitives, émotionnelles et motrices, les animaux anesthésiés seront irradiés au niveau du cerveau (environ 20 minutes d’anesthésie). Ces irradiations seront réalisées 1 fois par jour pendant soit 1 ; 2 ; 3 ou 5 séances consécutives (espacées de 48 h). Trois prélèvements sanguins sur les animaux anesthésiés seront réalisés 24h avant la première irradiation, 24h après la dernière irradiation et 7 jours après la dernière irradiation. Tous les animaux seront ensuite évalués par les tests comportementaux suivants : Open Field : évaluation du niveau d’anxiété, de l’activité locomotrice et exploratrice des animaux. Les rats l’effectueront plusieurs fois (maximum 1 fois par mois pendant 6 mois), il se déroule en 1 session de 5 min, à partir d’une semaine avant la première irradiation. Rotarod : évaluation de la coordination motrice, quantification de l’équilibre, l’endurance et la force d’agrippement. Les rats l’effectueront plusieurs fois (maximum 1 fois par mois pendant 6 mois), à partir d’un mois après la première irradiation, il se déroule en 2 sessions de 5 min par jour pendant 4 jours. Reconnaissance d’objet : évaluation des capacités mnésiques des animaux. Les rats l’effectueront plusieurs fois (maximum 1 fois par mois pendant 6 mois), à partir d’une semaine avant la première irradiation, il se déroule en 3 phases : Phase d’habituation (Jour 1 : 2 fois 3 min d’exploration) ; Phase d’acquisition (Jour 2 : 5 min d’exploration) ; Phase de test (Jour 2 : 5 min d’exploration). Labyrinthe aquatique : évaluation d’une potentielle altération des capacités mnésiques par l’irradiation. Les rats l’effectueront 2 fois : à court terme (1 mois après la première irradiation) et à long terme (6 mois après la première irradiation). Ils réaliseront 4 essais par jour pendant 8 à 13 jours. Cage d’activité : cages de vie adaptées, équipées d’une roue de grand diamètre pour mesurer l’activité spontanée des rongeurs sur de longues périodes de stabulation, maximum 7 jours consécutifs. Ils l’effectueront plusieurs fois (maximum 1 fois par mois pendant 6 mois).

Impact sur les animaux

Suite à l’irradiation des signes de détresse ou de mal-être peuvent apparaître, suivis d’une perte de poids et d’une réduction de la mobilité pendant 3 à 5 jours. Les animaux peuvent également présenter des dépilations, croûtes et même ulcérations au site d’irradiation pendant 5 à 6 jours. Les nuisances liées aux prélèvements sanguins sont comparable à celles occasionnées par une coupure superficielle. Pendant les tests de comportement, une légère baisse de poids transitoire peut être observée due à l'augmentation de l’activité physique. Les animaux retrouvent leur poids quelques jours après l'arrêt des tests. L'exposition à un nouvel environnement peut générer un léger stress initial chez le rat, ils sont donc habitués progressivement aux salles de comportement et les tests sont répétés plusieurs fois.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue des procédures pour analyses histologiques post-mortem.

Remplacement

Nos critères d’évaluation pour l’efficacité de la technique vont porter sur la préservation des tissus sains (en particulier l’impact cognitif). De même, les mécanismes inflammatoires, d’infiltration immunitaire et vasculaires induits par l’irradiation ne pourront être étudiés que dans la globalité d’un organisme vivant intégré. C'est donc impossible de faire nos d’études avec des approches in vitro ou en utilisant des organoïdes. Aussi, le recours à des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans ce projet et il nous est indispensable de développer des modèles animaux.

Réduction

Nous avons déterminé le nombre d’animaux par groupe à l’aide d'outils statistiques. Les animaux seront suivis 6 mois maximum. Ce délai est considéré long-terme pour évaluer la possible apparition des effets secondaires sur le tissu sain chez les animaux survivants à long-terme et ainsi pouvoir évaluer l’augmentation de la fenêtre thérapeutique.

Raffinement

Un délai minimum d’une semaine est respecté entre la réception des animaux et la mise en place des procédures expérimentales pour leur permettre de s’adapter à leur nouvel environnement. Une étape de socialisation des rats sera mise en place avant toute expérimentation : les rats seront manipulés quotidiennement pour les habituer au manipulateur et à la préhension et permettre ainsi une réalisation plus aisée et moins stressante des procédures expérimentales par la suite. Dans un souci de raffinement, tout d’abord, nous veillerons régulièrement au bien-être des animaux (une grille de score est mise en place pour évaluer de façon objective l’état des animaux) pour permettre la détection de signes précoces de détresse ou de mal-être, puis nous utiliserons un enrichissement adapté avec des objets placés dans les cages d'accueil (des tunnels en carton). L’ensemble des procédures sera réalisé sous anesthésie générale adaptée aux interventions mises en place. Suite à l’irradiation des signes de détresse ou de mal-être peuvent apparaître, suivis d’une perte de poids et d’une réduction de la mobilité pendant quelques jours (3 à 5 jours) pour y remédier, des aliments appétants sont ajoutés dans la cage. Les animaux peuvent présenter des dépilations voire des croûtes et même des ulcérations sur le dessus de la tête, à l’endroit de l’irradiation pendant quelques jours (5 à 6 jours), une crème apaisante cicatrisante pendant au minimum une semaine. Une grille de score permettra d’évaluer de façon objective l’état des animaux. En cas d’atteinte d’un point limite conformément à la grille de score, les animaux seront mis à mort.

Choix des espèces

Les rongeurs sont particulièrement utilisés en cancérologie et dans les études de radiothérapie car il s’agit d’espèces génétiquement caractérisées et pour lesquelles les références bibliographiques sont très nombreuses dans la littérature ayant trait au domaine de la radiothérapie. Notre projet va nécessiter de travailler sur des rats chez lesquels la taille plus importante du cerveau va être plus adaptée aux types d’irradiation proposés dans le cadre des procédures expérimentales. Les animaux utilisés seront des adultes de 6-7 semaines, âge compatible avec un développement suffisant et la possibilité de garder les animaux assez longtemps pour permettre une étude des effets à long terme de l’irradiation.

48 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Deux trous sont percés dans la voûte crânienne de chaque animal sous anesthésie, puis la reconstruction est suivie par imagerie pendant douze semaines, pour tester des implants en titane destinés à la réparation du crâne. Le porteur annonce des douleurs post-opératoires, des infections locales et une ulcération de la plaie possibles, les rats étant tués pour analyser l'os reconstruit. Il retient le rat comme "l'espèce animale la moins évoluée" de taille suffisante pour la chirurgie et juge ces essais nécessaires avant tout passage chez l'humain.

Objectifs

L'objectif de ce projet est d'étudier le potentiel de nouveaux implants en titane pour aider à la reconstruction osseuse du crâne.

Bénéfices attendus

Les implants en titane permettent une reconstruction osseuse complète du defect, sans complications. Ils limiteront également les complications de reconstruction liées aux infections post-opératoires.

Procédures

Les animaux subiront une création de défauts osseux au niveau de la voûte crânienne (sous anesthésie chimique). La durée de l'intervention est estimée à 20-25 minutes. Il y aura deux defauts osseux par rat. La reconstruction osseuse sera suivie, par imagerie tomodensitométrique, pour tous ces animaux à 2, 4, 6, 8, 10 et 12 semaines après l'opération (sous anesthésie volatile). La durée de l'imagerie est estimée à 15 minutes.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables qui pourraient être observés sont : douleurs post-opératoires, infections locales de la zone opérée, ulcération de la plaie. L'intégrité de la dure-mère sera particlulièrement surveillée lors de l'intervention. A la moindre atteinte, l'animal sera écarté de l'étude. Si des effets non attendus surviennent, ils seront évalués et pris en charge par l'expérimentateur.

Devenir

Les animaux seront mis à mort en vue d'effectuer des analyses histologiques de l'os reconstruit et de la zone environnante.

Remplacement

Les tests in vitro permettront de réduire le nombre de structuration à tester et d'évaluer le risque potentiel d'inflammation post-implantation. Les informations de biocompatibilité et d'efficacité de reformation osseuse sont obtenues uniquement par l’emploi d’animaux. Ces études précliniques sont nécessaires avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n’existe pas de modèle non biologique ou in vitro permettant de réaliser ces travaux sans perte d’informations scientifiques.

Réduction

L'expérimentation se déroulera en 2 séries d'animaux successives. La première série comprendra 8 animaux de chaque configuration. Le nombre d’animaux total pourra être réduit si l’effet attendu est suffisamment important, pour obtenir des résultats statistiquement exploitables, après la première série. Les groupes expérimentaux sont constitués de n = 12 individus afin de disposer d’une puissance statistique suffisante pour l’évaluation des différentes structurations. Si la normalité est respectée (test de Shapiro), le test statistique utilisé sera soit un Test T soit une ANOVA. Si l’ANOVA est significative (p < 0,05), elle sera suivie d’un post hoc de Tukey. Si la normalité n’est pas respectée, un test de Mann-Whitney ou un test de Kruskal Wallis sera effectué.

Raffinement

Le rat est une espèce animale très proche de la physiopathologie humaine et de taille suffisante pour permettre des études de chirurgie. Les différentes étapes de chirurgie seront réalisées sous anesthésie chimique profonde. La douleur post-opératoire sera gérée par l’administration de substances antalgiques de façon systématique pendant les 48h suivant la chirurgie, puis de façon optionnelle en cas de signes de douleurs observés. Les animaux seront anesthésiés par anesthésie volatile pendant les sessions d'imagerie tomodensitométrique. Les points limites seront particulièrement surveillés dans les 48 à 72h qui suivront les expérimentations. Parmi ceux-ci le poids et le comportement seront les premiers contrôlés. Ceci permettra d’intervenir immédiatement en cas de souffrance (administration de substances antalgiques), et/ou d’appliquer les critères d’arrêt prédéfinis de l’étude le cas échéant. Tous les résultats obtenus lors de ces études seront exploités.

Choix des espèces

Le rat est l’espece animale la moins evoluee et de taille suffisante pour permettre des études de chirurgie. En effet, la physiologie de la reconstruction osseuse et des réactions inflammatoires chez le rat sont proches de celles de l’humain. Ce modele permet ainsi la realisation d’etudes precliniques de chirurgie reconstructrice avec evaluation radiologique et histologique. Rats matures, âgés de plus de 22 semaines pour exclure un effet potentiel de croissance.