Rats

Le protocole dépend du mode d'administration, de la fréquence et de la durée demandés par le donneur d'ordre: 600 rats, 120 porcs et 50 chiens vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester des formulations de médicaments contre le diabète et l'obésité. Les porcs portent un cathéter à demeure jusqu'à quatre mois, subissent des jeûnes et des anesthésies répétées, les chiens et les rats des prélèvements de sang à la jugulaire. Le porteur décrit un effet possible trop marqué des molécules, avec hypoglycémie et perte de poids. Les rats sont tués en fin d'étude, les porcs réutilisés puis tués quand leur poids gêne les manipulations, une partie des chiens réutilisée et le reste proposé à l'adoption.

Objectifs

L’obésité et le diabète constituent deux enjeux majeurs de santé publique à l’échelle mondiale. Selon l’Organisation mondiale de la santé, la prévalence de l’obésité a presque triplé depuis 1975 : plus d’un milliard de personnes vivent désormais avec une obésité, dont une proportion croissante d’enfants et d’adolescents. Cette progression s’accompagne d’une augmentation rapide du diabète de type 2, fortement associé au surpoids et à la sédentarité. D’après l’International Diabetes Federation, environ 537 millions d’adultes vivaient avec un diabète en 2021, et ce chiffre pourrait dépasser 640 millions d’ici 2030. En Europe, la prévalence du diabète avoisine 8 à 10 % chez l’adulte, avec un poids économique considérable pour les systèmes de santé en raison des complications associées. Les traitements de ces maladies reposent en grande partie sur l’utilisation de différents types de molécules actives agissant sur la glycémie ou le métabolisme. Cependant, l’efficacité d’un médicament ne dépend pas uniquement de la molécule active qu’il contient, mais aussi de la manière dont elle est formulée et présenté. La forme pharmaceutique, c’est-à-dire la manière dont un médicament est présenté (comprimé, gélule), joue un rôle essentiel dans son efficacité. Elle influence la vitesse à laquelle le principe actif est libéré dans l’organisme, son absorption et donc l’intensité et la durée de son action. Les excipients, souvent perçus comme de simples composants « inactifs », sont également déterminants : ils assurent la stabilité du médicament, facilitent sa dissolution et son absorption. Ainsi, le choix de la forme pharmaceutique et des excipients ne relève pas seulement de la fabrication, mais constitue un levier majeur pour optimiser l’efficacité des traitements. Le but du projet est de tester de nouveau excipient qui ont vocation à améliorer l’efficacité de molécules pour mettre à disposition des thérapeutes un large panel de médicaments à action rapide ou lente pour le traitement ces pathologies.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont les suivants : 1- Santé : Pour les patients, de nouveaux traitements plus efficaces, mieux tolérés et plus simples d’utilisation pourraient améliorer significativement leur qualité de vie. Des formes d’administration moins contraignantes, des effets secondaires réduits et une meilleure efficacité sur le poids ou la glycémie favoriseraient l’adhésion au traitement et l’autonomie des personnes malades. 2- Economique : ces innovations pourraient générer des économies pour les systèmes de santé en réduisant les hospitalisations, les complications coûteuses et les traitements lourds associés aux formes avancées de la maladie.

Procédures

Les porcs seront anesthésiés pour la mise en place du cathéters. Les injections d'anesthésiques se feront dans le muscle et seront très bref, quelques secondes. Les animaux seront ensuite maintenus anesthésiés grâce à une anesthésie gazeuse. Ils resteront anesthésiés (gazeuse) le temps de la pose du cathéter soit environ 45min. Les cathéters restent à demeure et sont remplacés s'il deviennent non fonctionnel au cour du projet. Les prélèvements sont réalisés sur animaux vigiles par l'intermédiaire des cathéters. Si les cathéters sont non fonctionnel et qu'il n'est pas possible dans reposer un pour le prochain prélèvement, celui-ci sera réalisé à la jugulaire sur animal anesthésié. La pose de cathéters chez les chien sera réalisée sur animal vigile, les cathéters seront implantés à une veine au niveau de la patte. La durée de l'intervention est de 5 min. Un cathéter est posé avant chaque session de prélèvement. Les prélèvements sont réalisés sur animaux vigiles par l'intermédiaire des cathéters pour les temps court. Pour les temps long ou si le cathéter est non fonctionnel, les prélèvements sont réalisés sur animal vigile à la jugulaire. Nous réaliserons 4 à 5 prélèvements de ce type pour une durée n'excédant pas 1 min par prélèvement. Pour les rats, les prélèvements seront réalisés sur animal aneshésié (anesthésie gazeuse), les prélèvements sont réalisés à la jugulaire, la durée est 5min pour l'anesthésie plus le prélèvement. Le nombre de prélèvements sanguins nécessaire par session sera le suivant : Porc entre 15 à 18 prélèvements, chien entre 10 à 15 prélèvements et rats entre 10 à 15 prélèvements.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances attendues peuvent être dus à un effet trop important des molécules testées. Il peut s’agir d’hypoglycémie, perte d’appétit, perte de poids survenant quelques jours après l’administration. Les élements suivants provoqueront du stress et un inconfort chez les animaux : 1- Toutes les anesthésies générales nécessaires aux prises de sang, aux administrations d'éléments d'essais ou aux poses de cathéter pour les porcs. 2- Les administrations d'élement d'essai sur animaux vigiles. Exemple administration orale chez le chien ou sous-cutané chez le rat. 3- L’isolement dû à la mise en place d’un cathéter, permanant chez le porc (maximum 4 mois) et transitoire chez le chien (max 4h). 4- Les mises a jeun nécessaire pour les administrations d'élements d'essais ou pour les anesthésies. La mise à jeun solide sera de 20H maximum pour les porcs et les chiens et de 6H pour les rats. La mise à jeun hydrique sera elle de 3H maximum pour les porcs, les chiens et les rats. 5-Pour les cohortes de porcs et de chiens la répétition des études peut engendrer des effets cumlatifs. Ces effets correspondent à l’ensemble des conséquences physiologiques (altération des paramètres sanguins), clinique (inflammation des sites de prélèvement) et comportementales (stress chronique) résultant de la répétition des procédures expérimentales.

Devenir

Pour les porcs, a l'issue de leur procédure et après une période de repos suffisante, les animaux peuvent être inclus dans une nouvelle session. Les animaux seront euthanasiés lorsque leur poids (85kg) ne permet plus un hébergement adapté ni des manipulations en toute sécurité. Pour les chiens, a l'issue de leur procédure et après une période de repos suffisante, les animaux peuvent être inclus dans une nouvelle session. Les animaux sont à terme réformés et entre dans un processus d'adoption ou peuvent être inclus dans d'autres projets. Pour les rats, la procédure présente des contraintes importantes (volume prélevé, anesthésies et prélèvements répétés), incompatible avec une reutilisation. Par conséquent ils seront euthanasiés en fin d'étude.

Remplacement

Les études in vitro sont utiles pour obtenir des premières informations sur le métabolisme ou la stabilité d’une molécule, mais elles ne peuvent pas reproduire la complexité d’un organisme vivant. La pharmacocinétique dépend en effet de nombreux processus intégrés : absorption digestive, distribution dans les tissus, passage des barrières biologiques, métabolisme hépatique et élimination rénale, qui interagissent entre eux et varient dans le temps. Ces phénomènes reposent sur des fonctions physiologiques complètes et complexes, impossibles à modéliser totalement in vitro. Ainsi, l’expérimentation animale reste aujourd’hui indispensable pour évaluer de façon fiable le devenir d’un médicament dans l’organisme avant son administration chez l’humain.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utiliserons des cohortes pour les pharmacocinétiques avec des porcs et des chiens. Ces cohortes permettront de réaliser plusieurs sessions jusqu’à ce que les animaux soient réformés. Chaque animal sera ainsi son propre témoin. Pour les rats le nombre d’animaux sera réduit au maximum afin d’avoir des données exploitatables. En général, les études font intervenir 6 groupes composés de 5 animaux chacun. 1 groupe par formulation. Aucun calcul statistique n’a été réalisé pour déterminer le nombre d’animaux. Celui-ci a été défini sur la base de l’expérience antérieure, de la variabilité attendue des paramètres étudiés et des objectifs de l’étude.

Raffinement

Les animaux feront l'objet d'un conditionnement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, ceci afin de permettre des manipulations avec un minimum de contraintes et de stress. Après administration des molécules testées, les animaux seront observés quotiennement et un examen clinique avec pesée sera réalisé une fois par semaine. Cathéter veineux percutané (porc) : Afin d’éviter la douleur et le stress lié aux prises de sang répétées, un cathéter per cutané sera placé au niveau de la jugulaire, 5 jour minimum avant la première pharmacocinétique. Ce cathéter sera laissé à demeure même entre les sessions. Cathtéter à la veine de la patte : Afin d’éviter de prélèver à la jugulaire, un cathéter sera posé avant la première prise de sang de la session. Ce cathéter sera laissé à demeure pour les premiers temps de la session (pas plus de 4H). Les chiens sont isolés tant qu’ils ont le cathéter. Hébergement individuel en raison du maintien permanent du cathéter : Les boxes sont ajourés, permettant au cochon de se voir,et se sentir. En outre, ils seront promenés tous les jours (fréquence qui pourra être augmenté si nécessaire) par un soigneur qu’il leur distibuera des récompenses. Afin d’atténuer le stress durant l’administration des éléments d’essai (chien et porc), les animaux seront habitués durant la période d’acclimatation à être manipulés et ils seront conditionnés à se coucher et à rester calmes quand le technicien doit réaliser les administrations (notament sous cutanée). Des anesthésiques locaux seront appliqués avant de réaliser les injections sous cutanée. Si cela est compatible avec l’étude, de la nourriture pourra être distribuée à J0 afin de faciliter les administrations. Des traitements locaux seront appliqués lors des sessions pour traiter les hématomes. Si nécessaire, suivi de la glycémie régulièr avec la mise en pace d’un arbre décisionnel. Pour les cohortes, la sucession des procédures est susceptible d’entraîner des effets cumulatifs liés aux prélèvements sanguins (volume et site prélevé) et aux manipulations répétées. Ces effets sont maîtrisés par un suivi clinique, comportemental et physiologique régulier (examen clinique, pesée, numération de formule, paramètres sanguins…), associé à des périodes de repos et aux respects des seuils limites de prélèvement. Tout signe d’altération du bien-être animal conduira à l’exclusion de l’animal et à sa réforme le cas échéant. Des points limites ont été définis.

Choix des espèces

Le rat sera pincipalement utilisé en phase précoce car il permet d’explorer rapidement l’absorption, la distribution et l’élimination d’une molécule, tout en nécessitant de faibles quantités de produit. Son métabolisme est bien caractérisé et il existe de nombreuses données historiques facilitant l’interprétation des résultats. Il est particulièrement utile pour comparer différentes formulations ou voies d’administration et orienter les choix de développement. Le chien présente une forte similarité avec l’humain en termes de physiologie digestive. De plus ce modèle présente une résistance au jeun plus importante que le porc ce qui permet de limiter le risque d’hypoglycémie lors des sessions de pharmacocinétique le necéssitant. Le porc présente une forte similarité avec l’humain en termes de physiologie digestive, d’épaisseur cutanée, de composition du tissu adipeux et de métabolisme. Il est donc particulièrement adapté pour prédire l’absorption orale et la diffusion après injection sous-cutanée. Les animaux utilisés en étude sont de jeunes adultes. Les Chiens en étude de pharmacocinétique sont de jeunes adultes finissant leur croissance pondérale. Ils présentent à ce stade un juste équilibre entre réponse physiologique et acclimatation en étude. Les Porcs utilisés en étude sont de jeunes animaux qui arrivent à maturité sexuelle, leur croissance n’est pas terminée mais leur taille permet un hébergement en animalerie conventionnelle dans de bonnes conditions. D’autre part, leur poids (50kg à l’arrivée en étude) est proche d’un poids humain et permet de travailler avec des doses humaines. Les Rongeurs sont quant à eux intégrés en étude à 10 semaines, ce qui permet d’avoir des animaux avec un volume de sang circulant compatible avec le nombre de prèlèvement.

Une ablation des ovaires ou des testicules, puis quinze jours plus tard une injection de cellules cancéreuses au cœur de l'hypophyse: 345 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à trente-cinq jours. S'y ajoutent quatre prises de sang et, pour certains, des implants hormonaux sous la peau. Le projet cherche à comprendre comment le sexe et les hormones stéroïdes influencent le développement des tumeurs de l'hypophyse. Le porteur en attend des traitements plus personnalisés selon le sexe et le statut hormonal des patients, perspective laissée au conditionnel.

Objectifs

Le projet a pour but d'explorer comment le sexe et les hormones stéroïdes sexuelles influencent le développement, la progression, le comportement invasif ; et les caractéristiques cliniques, histopathologiques et moléculaires des tumeurs hypophysaires.

Bénéfices attendus

Il s’agit d’un projet visant à approfondir les connaissances fondamentales sur les différences liées au sexe et le rôle des hormones stéroïdes sexuelles dans le développement et l'agressivité des tumeurs hypophysaires. Les stéroïdes sexuels pourraient favoriser l'invasivité tumorale par des mécanismes impliquant la prolifération cellulaire et les interactions avec le microenvironnement tumoral. En mettant l'accent sur le sexe comme variable biologique-clé en biologie tumorale, ce projet pourrait améliorer les traitements actuels et mener à des innovations thérapeutiques, offrant ainsi des solutions plus personnalisées aux patients en fonction de leur sexe et de leur statut hormonal. De nouvelles thérapies ciblées pourraient être développées pour moduler la synthèse et l'action des stéroïdes sexuels, notamment pour traiter les adénomes hypophysaires résistants aux traitements conventionnels chez l'homme et la femme.

Procédures

Procédures chirurgicales : Injection stéréotaxique de cellules tumorales hypophysaires dans l'hypophyse sous anesthésie générale gazeuse et sous analgésiques (durée 30 min). Chez certains rats femelles, l’injection de cellules cancéreuses sera précédée 15 jours avant du retrait des ovaires (sous anethésie générale gazeuse et sous analgésiques; durée 20 min). Chez certains rats mâles, l’injection de cellules hypophysaires sera précédée 15 jours avant du retrait des testicules (sous anesthésie générale gazeuse et sous analgésique, durée 15 min). Prélèvements sanguins: 4 prises de sang à J1, J14 , J28 et J35 post-chirurgie pour le suivi hormonal (10 min par prélèvement). Chez certains rats ,traitements pharmacologiques par insertion sous cutanée sous anésthésie d'implants à libération continue d'un anti-aromatase ou d'un antagoniste de srécepteurs des oestrogènes.

Impact sur les animaux

Le nuisances attendues sont : - douleurs modérés et stress liés au retrait des testicules/ovaires - douleurs et stress lié à l'intervention chirurgicale d'implantation tumorale - léger stress lié aux prélèvements sanguins, à la prise régulière de mesures du poids.

Devenir

Les animaux seront gardés vivants après l’ovariectomie des femelles et l’orchidectomie des mâles et seront soumis 15 jours après à une injection stéréotaxique de cellules hypophysaires pour induire une tumeur. Tous les animaux seront euthanasiés à 35 jours post-injection stéréotaxique des cellules hypophysaires ; le cerveau et les tumeurs hypophysaires seront prélevés pour faire des analyses biochimiques et moléculaires.

Remplacement

Les modèles animaux permettant d’étudier la progression tumorale chez l'être humain sont utiles à la compréhension des mécanismes moléculaires qui sous-tendent la pathogénicité tumorale et l’identification de possibles cibles thérapeutiques et/ou diagnostiques. Seule l’expérimentation utilisant un modèle in vivo mimant le plus fidèlement possible le microenvironnement tumoral permettra de répondre à nos questions. Le modèle in vivo permet notamment d’évaluer les interactions avec le système immunitaire ainsi que les régulations endocrines, ce qui est actuellement impossible avec des modèles in vitro ou in silico. Actuellement, il n’existe pas de modèle alternatif n’utilisant pas d’animaux qui permettrait de mimer fidèlement la pathologie telle qu’elle est observée chez l’humain.

Réduction

Le nombre d'animaux utilisés à été réduit au strict minimum afin d'avoir un nombre suffisant d’animaux pour réaliser une analyse statistique fiable. Ce nombre a été calculé à partir de données déjà publiées par notre laboratoire sur ce même modèle.

Raffinement

Les conditions d’hébergement des animaux seront appropriées pour réduire la douleur, la souffrance, l’angoisse ou les dommages que pourraient ressentir les animaux. Ils seront maintenus par trois dans chaque cage avec de l’enrichissement du milieu par copaux de bois et tunnel en carton. Dans le cadre de leur habituation à l’expérimentateur et afin d’améliorer leur bien-être, les rats reçoivent 3 jours d’affilé des chatouillis pour mimer leurs comportements sociaux de jeu. Ces chatouillis seront répétés juste avant d’opérer les animaux. Les animaux seront observés quotidiennement par les membres qualifiés de l’animalerie et les responsables du projet afin de ne pas méconnaitre tout signe de souffrance. La chirurgie est réalisée sous anesthésie gazeuse. Afin d’éviter toute hypothermie durant la chirurgie, l'animal est placé sur un tapis chauffant afin de maintenir sa température corporelle à 37°C. Pour minimiser les douleurs et stress potentiels de l’animal, des analgésiques sont administrés. Les rats sont pesés avant et quotidiennement après toute procédure pour évaluer la perte de poids. Les critères d’arrêt de la douleur, de la souffrance et de l’angoisse seront pris en compte. Si après la chirurgie, un dépassement des points limites précédemment fixés est constaté, l’animal sera mis à mort dans des conditions éthiques.

Choix des espèces

Actuellement, le rat est la seule espèce animale chez laquelle a été développé un modèle de tumeur hypophysaire reproduisant le microenvironnement tumoral des tumeurs hypophysaires humaines. Les animaux seront utilisés à 10-12 semaines, âge auquel ils sont sexuellement matures.

Exposés au fongicide in utero puis jusqu'au sevrage par l'alimentation de leur mère, à des doses dites réglementaires, 132 ratons subissent aussi six prélèvements sanguins hebdomadaires sous anesthésie, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le projet cherche à savoir si ce pesticide, autorisé aux doses en vigueur, altère les barrières protectrices du cerveau en développement. Le porteur présente les nuisances des prélèvements comme légères, un stress court et une hypothermie transitoire. Tous les ratons sont tués en fin de protocole pour prélever leurs tissus.

Objectifs

Des études récentes montrent que certains pesticides, largement utilisés actuellement en agriculture pourraient poser un problème de santé publique important. Parmi les différents composés sur le marché, certains pourraient avoir une activité sur la consommation d'oxygène par les cellules. Dans le contexte du développement cérébral précoce, les barrières protectrices du cerveau nécessitent beaucoup d’énergie pour fonctionner correctement. Ainsi, l’altération de la respiration de ces barrières, provoquée par une exposition précoce au pesticide étudié est un facteur de risque méconnu de développement de pathologies cérébrales. L'objectif de cette étude est l’étude des altérations du fonctionnement des barrières protectrices du cerveau et du cerveau lui-même, provoquées par une exposition lors de la période périnatale (depuis le développement in utero jusqu'au sevrage) à un pesticides aux doses réglementaires.

Bénéfices attendus

Ce projet produira des données nouvelles et originales qui permettront aux agences réglementaires d’affiner leur analyse de risque sur la santé environnementale des populations exposées au pesticide étudié.

Procédures

Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins hebdomadaires réalisés sous anesthésie générale. Nombre de prélèvements sanguins et durée : 6; 3 minutes chacun.

Impact sur les animaux

Les anesthésies gazeuses réalisées lors de prélèvement sanguins peuvent induire une légère hypothermie transitoire. La manipulation des animaux peut induire un stress léger de courte durée.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à la fin du protocole afin de collecter les tissus pour analyse.

Remplacement

Le projet envisage l'étude des barrières protectrices du cerveau en lien avec une exposition expérimentale à un pesticide. Les modèles in vitro de barrières sang-cerveau ne permettent pas d’étudier l'influence globale des différentes cellules cérébrales sur la perméabilité de ces interfaces, et ne permettent pas de mimer des intoxications périnatales. Ceci implique donc le recours à l’expérimentation animale.

Réduction

Nous avons calculé, sur la base des effet attendus, le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet.

Raffinement

Conformément aux exigences de raffinement, les animaux seront suivis quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie, et seront hébergés dans un environnement enrichi (bûchettes de bois, tunnel en plastique et éléments de nidification). Le suivi individuel consiste en une inspection visuelle du comportement et de l’apparence au quotidien. Des points limites spécifiques ont été définis et provoqueront la mise à mort des animaux si ils sont atteints. L'exposition au pesticide est réalisé par voie orale de façon naturelle via l'alimentation et sans manipulation des animaux. Les prélevement de sang sont réalisés sous anesthésie générale.

Choix des espèces

Le projet sera réalisé sur des rats Sprague Dawley qui est une espèce de référence pour l'étude du neurodéveloppement. Cette lignée a des portées nombreuses. Le projet prévoit d’utiliser des ratons jusqu'au sevrage afin d’étudier l’impact d'un pesticide sur l’intégrité des barrières protectrices du cerveau au cours du développement précoce.

288 rats génétiquement modifiés vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue, pour étudier le rôle du microbiote dans une forme de rhumatisme inflammatoire. Chaque animal reçoit six administrations orales de composés bactériens puis est suivi six mois, développant diarrhée, arthrites des pattes arrière et, spontanément, une inflammation des testicules. Le modèle transgénique est présenté comme le "seul" à reproduire l'ensemble des atteintes de la maladie. Le porteur juge son usage "indispensable" pour disséquer les mécanismes, en vue d'une application chez l'humain.

Objectifs

La Spondylarthrite (SpA) est un rhumatisme inflammatoire chronique fréquent au sein de la population adulte française. Le gène d’intérêt est fortement associé au développement de la maladie et constitue le facteur génétique principal multipliant le risque de développer cette maladie par 40. Malgré une association démontrée il y a plus de 50 ans, les raisons pour lesquelles ce gène confère cette prédisposition sont encore peu connues. L’identification des mécanismes impliqués dans l’association gène/maladie est importante car c’est une maladie fréquente, touchant 0,45% de la population adulte en France. De manière importante, il n’existe aucun traitement curatif, seulement des thérapies ralentissant la progression de l’état inflammatoire et de la maladie. Les modèles in vitro ne permettent pas d’identifier et de tester de nouvelles cibles thérapeutiques car ils ne récapitulent pas la complexité d’un organisme. Ainsi, l’étude du rat surexprimant le gène d’intérêt constitue le seul modèle récapitulant toutes les atteintes de la SpA.: une inflammation articulaire chronique, une inflammation intestinale et des atteintes inflammatoires de la peau et des griffes. Le développement de ces symptômes cliniques nécessite une un ensemble normal des microbes (bactéries surtout) vivant naturellement dans un organisme (par exemple dans l’intestin), ainsi ces rats élevés en condition stérile ne développent pas de SpA. Dans ce projet, notre objectif est de déterminer l’influence des constituants du microbiote intestinal sur l’activation des cellules du système immunitaire du rat conduisant au développement de la SpA et de tester de nouvelles cibles thérapeutiques. Une meilleure compréhension du rôle pathogène de ces microbes et de leurs constituants pourra conduire à proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Nos expériences consisteront d’abord à administrer des ces microbes à des rats puis à évaluer l’activation des cellules du système immunitaire et s’ils sont capables d’induire la SpA. L’ensemble de ces approches permettra de révéler les mécanismes par lesquels le microbiote intestinal et ses composants influencent l’activation des cellules immunitaires au cours de la SpA, dans l’objectif final d’identifier et tester de nouvelles cibles et stratégies thérapeutiques.

Bénéfices attendus

La spondylarthrite (SpA) est une maladie complexe qui résulte à la fois de facteurs héréditaires et de l’environnement. Elle provoque une inflammation anormale dans l’organisme, entraînant des douleurs importantes et un handicap, souvent chez de jeunes adultes. À ce jour, il n’existe pas de traitement permettant de guérir la maladie, seulement des traitements pour en atténuer les symptômes. Mieux comprendre comment le système immunitaire interagit avec les micro‑organismes vivant naturellement dans l’intestin (le microbiote) pourrait permettre de développer de nouvelles approches thérapeutiques. L’utilisation d’un modèle animal chez le rat est indispensable pour étudier ces mécanismes en détail et analyser des tissus touchés par la maladie, comme les articulations, qui ne peuvent pas être prélevés régulièrement chez l’être humain. De plus, les études visant à modifier le microbiote doivent d’abord être réalisées chez l’animal avant toute application chez l’Homme. De telles recherches ont déjà permis, par le passé, d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, dont certaines sont aujourd’hui utilisées avec succès en pratique clinique.

Procédures

Lors de la procédure, les rats recevront 6 administrations de composés bactériens par voie orale (durée 15 secondes). Les animaux seront suivis ensuite pendant 6 mois pour le développement de la SpA. Des prélèvements de selles fraîches seront effectuées au cours de l’expérimentation à raison de 1 fois toutes les 2 semaines.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues concernent les rats qui développent de manière spontanée une inflammation testiculaire en conditions stériles. À la suite de la colonisation par des bactéries les rats peuvent développer une SpA. Le premier symptôme est la survenue d’une inflammation intestinale se traduisant par une diarrhée qui sera accompagnée par des arthrites (inflammation au niveau des articulations) aux pattes arrière. Ces arthrites évoluent au cours du temps et certaines se résorbent complètement (environ 20% des cas). Les administrations par voie orale et la collection des selles présenteront un léger inconfort aux animaux le plus souvent associé à la contention de l’animal. En cas de douleur, un traitement antalgique par voie sous-cutanée sera mis en place.

Devenir

Tous les animaux issus de la procédure seront mis à mort à la fin de la procédure. Les organes et tissus seront ensuite collectés pour des analyses biologiques et histologies et ajoutés dès que possible à une biobanque limitant des ajouts futurs d’animaux

Remplacement

Les cultures cellulaires in vitro ne sont pas adaptées pour étudier l’interaction hôte–microbiote dans ce contexte, car la maladie étudiée est complexe et implique plusieurs organes (intestin et articulations). Ces modèles simplifiés risquent de ne pas reproduire les mécanismes biologiques pertinents et ne permettent pas de maintenir les conditions anaérobies nécessaires au microbiote. Il est donc nécessaire de recourir à un organisme vivant. Des tests in vitro sont néanmoins réalisés en amont pour vérifier l’absence de toxicité des substances testées.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe est strictement limité tout en garantissant que les conclusions tirées d’une étude sont fiables et peuvent être considérées avec confiance afin de respecter le principe de réduction. Plusieurs tests statistiques préalables nous permettent d’estimer le nombre minimal d’animaux nécessaire à la mise en évidence d’un effet réel, fiable et peu probable d’être dû au hasard. Des tests pour déterminer l’effet sur le développement et la sévérité de la SpA nécessitent des effectifs plus élevés (6 animaux par groupe) Ce projet s’inscrit dans une thématique importante avec des projets similaires menés dans d’autres établissements. Enfin, les analyses seront faites à la fin de chacune des expériences et permettront le cas échéant de ne pas effectuer une expérience supplémentaire si la significativité est atteinte

Raffinement

Plusieurs mesures de raffinement sont mises en œuvre pour garantir le bien-être des animaux tout au long du protocole. Pour l’administration par voie orale de composés du microbiote, nous utiliserons une canule en plastique adaptée à l’animal et à son poids, afin de diminuer la douleur liée à la procédure. Les changes des cages seront plus fréquents chez les animaux dont l'inflammation intestinale est présente. Les animaux font l’objet d’une surveillance quotidienne par le personnel compétent, permettant de détecter rapidement tout signe de douleur ou d’inconfort. Ces observations sont effectuées par le personnel de zootechnie, par le vétérinaire lors des contrôles réguliers et par les expérimentateurs. L'administration d'un médicament analgésique est prévue pour limiter les douleurs liées à la SpA. En cas de présence d’arthrites causant une difficulté de la mobilité des rats, l’alimentation humidifiée avec de l’eau sera mise à disposition dans la cage afin que les rats puissent s’alimenter correctement. Des points limites ont été définis et seront appliqués.

Choix des espèces

Le modèle animal choisi pour ce projet est le rat, en raison de sa pertinence préclinique et de son adéquation expérimentale mimant la SpA. Les rats surexprimant le gène d’intérêt permettent ainsi d’évaluer l’efficacité des traitements en fonction des atteintes cliniques. Les analyses cellulaires, moléculaires, histologiques et cliniques permettent d’appréhender le bénéfice fonctionnel global, tout en respectant les principes des 3R. Ainsi, l’utilisation des rats surexprimant le gène d’intérêt est essentielle afin de disséquer les mécanismes pathogéniques de la SpA. Par ailleurs, les expérimentations de modulation du microbiote doivent être réalisées chez le rat en vue d’une application chez l’Homme. Les animaux utilisés dans ce projet seront des rats à différents stades de développement allant de 3 semaines d’âge (correspondant au sevrage chez le rat : période de colonisation bactérienne) à l’adulte. Ce choix permet d’évaluer le rôle des composant du microbiote lors du développement de la SpA du rat.

Pour mettre au point des implants d'optogénétique sans fil, 70 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Une chirurgie de deux heures place un dispositif dans leur cerveau, suivie de séances de stimulation lumineuse à distance. Le projet met en avant un meilleur confort des animaux, grâce à la suppression des câbles. Les 70 rats sont malgré tout tués à la fin pour des analyses du cerveau.

Objectifs

Le cerveau fonctionne grâce à des milliards de neurones qui communiquent entre eux. Comprendre comment ces cellules contrôlent nos comportements (comme apprendre ou prendre des décisions) est essentiel pour mieux comprendre certaines maladies, notamment les troubles psychiatriques et neurologiques. L’optogénétique est une technique récente qui permet d’agir directement sur l’activité de certains neurones à l’aide de la lumière. Concrètement, des cellules du cerveau sont rendues sensibles à la lumière, ce qui permet de les activer ou de les désactiver de manière très précise. Les chercheurs peuvent ainsi observer comment ces modifications influencent le comportement de l’animal. Cette approche permet de mieux comprendre les liens de cause à effet entre l’activité du cerveau et les comportements. Pour réaliser ce type d’étude, il est nécessaire de travailler sur des animaux vivants, afin d’observer le comportement suite à la manipulation de l’activité des neurones. Cela implique généralement l’implantation d’un dispositif très fin dans le cerveau, permettant d’envoyer de la lumière dans une zone ciblée. Dans ce projet, nous utilisons un nouvel équipement innovant qui fonctionne sans fil. Il s’agit de très petits implants, légers et sans batterie, qui peuvent être activés à distance. Cette technologie présente un avantage important : elle évite l’utilisation de câbles, ce qui simplifie les expériences et améliore le confort des animaux. L’objectif de ce projet est de mettre en place la technique chirurgicale permettant d’installer ces implants et de vérifier que le système fonctionne correctement chez l’animal. À terme, cet outil permettra d’étudier plus précisément le rôle de certaines zones du cerveau dans des comportements complexes, notamment ceux liés à des troubles psychiatriques.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à valider un nouvel outil permettant de stimuler le cerveau sans fil, afin de faciliter les expériences et d’améliorer la liberté de mouvement des animaux. En supprimant les câbles, les animaux peuvent se déplacer plus librement, ce qui permet d’observer des comportements plus naturels et de réduire les contraintes techniques. Ce dispositif offrira de nouvelles possibilités pour mieux comprendre le rôle de certaines zones du cerveau, notamment dans les comportements liés à la récompense et à l’addiction. Enfin, cette technologie contribue à améliorer le bien-être des animaux en limitant le stress et les contraintes physiques, tout en permettant d’obtenir des données scientifiques de meilleure qualité.

Procédures

Sur animaux anesthésiés : - chirurgie d’implantation de dispositif d'activation cérébrale (durée : 2 heures par animal). Sur animaux vigiles : - 2 sessions de locomotion (1 session / jour, 1 heure par session,). - 7 sessions de stimulation cérébrale dans les cages de type 1 (1 session / jour, 1 heure par session). - 7 sessions de stimulation cérébrale dans les cages de type 2 (1 session / jour, 1 heure par session).

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues pour cette procédure sont : -Chirurgies : inconfort transitoire au réveil - implantation d'un dispositif à demeure : risques d’infection ou démangeaisons - Les injections peuvent engendrer une légère douleur au niveau du site d’injection

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’expérience afin de procéder à des analyses moléculaires sur le cerveau

Remplacement

L’utilisation d’animaux est indispensable pour ce projet, car il s’agit d’étudier la relation causale entre l’activité de circuits neuronaux spécifiques et des comportements (locomotion, comportement opérant) dans un organisme intact. Ces phénomènes ne peuvent être reproduits de manière fiable avec des modèles in vitro ou informatiques. Le projet permettra de valider le fonctionnement du dispositif optogénétique sans fil et son déclenchement contingent aux comportements, ce qui nécessite l’observation directe du comportement des animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux est limité au strict nécessaire. Chaque animal est étudié dans plusieurs conditions afin de maximiser les données obtenues, ce qui permet de réduire le nombre total d’animaux utilisés. Les effectifs sont calculés et optimisés de manière à utiliser un minimum d’animaux tout en conservant une grande puissance statistique. Ainsi, nous utiliserons un maximum de 70 animaux sur 5 ans pour répondre à nos objectifs.

Raffinement

Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape grâce à une surveillance régulière, basée sur une grille de suivi dédiée. Celle-ci permet d’évaluer des points limites gradés et de définir des critères d’intervention ou d’arrêt, notamment à partir d’indicateurs tels que la perte de poids, l’apparence générale et le comportement. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Le bien- être des animaux est pris en compte à chaque étape avec une évaluation basée sur la grille de suivi. Dès leur arrivée à l’animalerie et pour toute la durée du projet, les animaux seront hébergés à deux par cage en conditions normales (température et humidité contrôlées, cages ventilées) et en cycle inversé avec un enrichissement dans la cage fourni par l’animalerie (stick ou pièce de bois à ronger pour assouvir leur besoin naturel de ronger ; tunnel pour se cacher). Les procédures débuteront après une période d’acclimatation de 10 jours minimum, pendant laquelle les animaux seront manipulé par l’expérimentateur principal 3 fois par semaine.

Choix des espèces

Le rat est l’espèce la plus adaptée pour l’étude expérimentale des circuits neuronaux impliqués dans la motivation, la récompense et l’addiction. Les rats présentent des réponses comportementales et neuronales aux drogues et récompenses naturelles comparables à celles de l’Homme et peuvent apprendre à s’auto-administrer de manière fiable différentes substances, ainsi qu’à effectuer des réponses opérantes complexes. Leur taille et leur neuroanatomie permettent l’implantation d’équipements optogénétiques miniaturisés et la réalisation de chirurgies stéréotaxiques précises. Nous utiliserons des rats présentant une faible consanguinité. Cette variabilité génétique interindividuelle importante reflète mieux celle observée chez l’Homme, ce qui renforce la pertinence translational de nos résultats. Cette espèce permet donc de combiner de manière optimale les exigences de manipulations optogénétiques précises et l’évaluation de comportements complexes, dans un modèle pertinent pour l’étude des circuits neuronaux impliqués dans des troubles psychiatriques. Dans cette étude, nous utiliserons des rats « jeunes adultes » de 7-8 semaines au début du projet, ce qui correspond au stade de développement utilisé dans la vaste majorité de nos projets.

Pour comprendre comment le cerveau arbitre entre faim et soif, 520 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Leur accès à l'eau et à la nourriture est limité à huit heures par jour, et ils reçoivent des implants d'électrodes et de fibres optiques dans le cerveau, ce qui impose ensuite un isolement pour éviter que les congénères ne rongent le matériel. Tous sont tués pour vérifier la position des implants. Le porteur retient le rat parce que c'est l'espèce la mieux étudiée pour ce comportement.

Objectifs

Pour rester en vie et en bonne santé, un animal doit répondre à des besoins vitaux : manger, boire, se reproduire ou fuir un danger. Mais dans la nature, il ne peut pas tout faire en même temps. Il doit donc classer ses priorités en permanence. Si certains circuits du cerveau responsables de la faim ou de la soif sont déjà connus, on ignore encore comment le cerveau arbitre entre ces besoins. Par exemple : si un animal a faim ET soif en même temps, quel circuit neuronal permet de guider son choix ? L'objectif est d'étudier les circuits cérébraux qui reçoivent les signaux du corps (faim, soif) et les transforme en une décision d'agir. Pour comprendre ce mécanisme, nous allons observer des rats placés face à un choix : manger ou boire. Nous réaliserons deux approches : (1) des enregistrements électrophysiologiques qui permettent d’observer l'activité électrique des neurones en temps réel pendant que le rat choisit et (2) des manipulations optogénétiques qui permettent d’activer ou d’inactiver précisément certains neurones afin de voir si cela modifie la décision du rat.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des bénéfices scientifiques majeurs en éclairant les mécanismes cérébraux qui permettent aux animaux de hiérarchiser leurs besoins vitaux. Au cours des dernières décennies, la recherche a considérablement progressé dans la compréhension des processus permettant de sélectionner les actions les plus à même de maximiser la probabilité de satisfaire un besoin spécifique. Il a ainsi été mis en évidence que le striatum dorsal joue un rôle majeur dans la décision de l’action à réaliser. Cependant, très peu de travaux de neurosciences ont cherché à comprendre comment le cerveau choisit parmi différents besoins primaires. Ces travaux permettront de déterminer si le striatum ventral et ses connections participent à la sélection des besoins à l’image du rôle du striatum dorsal dans la sélection des actions.

Procédures

Chacun des animaux de ce projet sera soumis à une ou plusieurs sédation à l'aide d'un anesthésique gazeux afin de procéder à des injections intra-péritonéales et sous-cutanées, ainsi qu'à un acte chirurgical, réalisé sous anesthésie générale. Ces interventions permettront une injection intracérébrale ainsi que l'implantation de fibres optiques et d'électrodes.

Impact sur les animaux

En condition normale, les animaux mangent et boivent pendant la période nocturne de 12h. L’accès limité à 8h par jour dans la journée, pour l’eau et la nourriture, peut entraîner une perte de poids transitoire de quelques jours avant que le cycle des animaux ne se recale sur le nouveau rythme. Une seconde nuisance possible correspond aux conséquences à court terme des interventions chirurgicales. Durant les jours suivant l’opération, les animaux peuvent perdre un peu de poids, présenter une activité réduite. Dans le cas de l’implantation de fibres optiques, de même que celle des électrodes, les animaux peuvent ressentir une gêne due au poids du chapeau protecteur fait en ciment dentaire. Plus rarement, les animaux peuvent présenter un saignement au niveau des cicatrices. Une dernière nuisance concerne l’isolement des animaux après avoir été implantés avec des électrodes/fibres optiques qui est indispensable car en groupe, les animaux rongent le matériel implanté sur la tête de leurs congénères.

Devenir

Tous les animaux du projet seront mis à mort afin de vérifier que les injections virales, implantations de fibres optiques et d’électrodes d’enregistrement aient été correctement localisées. Cela est nécessaire afin de confirmer que les effets observés sur les comportements des rats soient liés aux structures cérébrales ciblées.

Remplacement

Les méthodes in vitro ne peuvent pas reproduire le fonctionnement d’un organe aussi complexe que le cerveau en raison de l’isolement des cellules du contexte physiologique.

Réduction

En maintenant notre animalerie dans le respect des bonnes pratiques, nous nous efforçons de minimiser la variabilité induite par le stress ou par la présence de pathogènes. Afin de limiter le nombre d’animaux au strict nécessaire, ne connaissant pas la taille de l’effet et la variabilité des mesures au préalable, nous ne pouvons pas utiliser un calcul de puissance pour déterminer l’effectif. L’expertise acquise dans l’équipe sur ce type d’expérience nous a permis de fixer a priori le nombre d’animaux nécessaires. Par expérience nous avons déterminé pour les expériences d’electrophysiologie que des effectifs comprenant 20 animaux (mâles et femelles) nous permettent de mettre en évidence des différences significatives entre les groupes expérimentaux et d’anticiper de possibles mauvais placements des fibres, électrodes et de sites d’injection. Ceci prend donc en compte les problèmes susceptibles de survenir aux différentes étapes de l’expérimentation et qui peuvent amener à écarter des animaux. Les analyses statistiques appropriées seront réalisées. Enfin, pour utiliser tous les animaux produits, l’étude porte sur les mâles et les femelles.

Raffinement

Les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation à l’animalerie ainsi qu’au contact des expérimentateurs avant le début des procédures expérimentales, afin de limiter autant que possible le stress lié à la manipulation. Leur environnement sera enrichi et cet enrichissement sera renouvelé régulièrement afin de diversifier les stimulations et de favoriser l’expression des comportements naturels. Lors des chirurgies, un anesthésique volatil sera utilisé en raison de sa rapidité d’induction et de réveil, ainsi que de la meilleure stabilité du niveau d’anesthésie qu’il procure par rapport aux anesthésiques injectables. Cette approche permet une récupération post-opératoire plus rapide et réduit la mortalité. La surveillance post-opératoire sera renforcée afin de s’assurer de la bonne récupération des animaux et de permettre une intervention rapide en cas de complication. L’évaluation de la douleur reposera sur une grille prenant en compte l’aspect général (pelage, posture, ouverture des yeux), le poids corporel, le comportement spontané et le comportement induit. Tout animal présentant des signes de douleur (pelage terne, poils hérissés, dos voussé, yeux mi-clos, apathie) recevra un traitement antalgique toutes les 24 heures et sera observé deux fois par jour. Si aucune amélioration n’est constatée, une nouvelle injection d’analgésique sera effectuée. En l’absence d’amélioration supplémentaire, l’animal sera euthanasié afin de prévenir toute souffrance prolongée.

Choix des espèces

L’utilisation du rat est justifiée par la richesse de données collectées par la communauté scientifique chez cette espèce, tant au niveau anatomique que comportemental. Au niveau anatomique, les afférences au noyau accumbens ont été mieux détaillées chez le rat que chez n’importe quelle autre espèce. Au niveau du comportement de prise alimentaire, le rat a également été l’espèce la mieux étudiée. Enfin, le récent développement de vecteurs viraux permet désormais de manipuler sélectivement des populations neuronales spécifiques chez cette espèce. Afin d'améliorer la précision de nos chirurgies, et donc de réduire le nombre d'animaux utilisés, nous réaliserons nos expériences chez des rats adultes (>7-8 semaines), un stade du développement cérébral en adéquation avec notre question scientifique.

Pour mesurer le devenir de molécules pharmaceutiques dans l'organisme, 7 200 souris et rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ils reçoivent les composés par injection ou gavage, ce dernier pouvant irriter l'œsophage, et subissent des prélèvements sanguins répétés sous anesthésie. Le volume de sang requis étant trop élevé pour les laisser en vie, ils sont tués juste après le prélèvement, puis leurs organes sont collectés. Le porteur décrit ce modèle comme "indispensable" et comme un prérequis réglementaire pour les dossiers soumis aux autorités.

Objectifs

Dans le cadre de nos programmes internes de maturation et de développement préclinique, nous testons au stade pré-clinique de nouvelles molécules pharmaceutiques, qu’il s’agisse de composés innovants ou de médicaments faisant l’objet d’un repositionnement thérapeutique. Pour chaque molécule intégrée dans notre pipeline de développement, des études de toxicologie, de pharmacocinétique et d’efficacité sont entreprises. La présente demande concerne spécifiquement la réalisation d’études de pharmacocinétique. La caractérisation du profil pharmacocinétique constitue une étape indispensable du développement d’un candidat-médicament. Elle permet notamment : (1) de documenter l’absorption, la distribution, le métabolisme et l’élimination du composé ; (2) de guider le choix de la voie d’administration la plus appropriée ; (3) de définir des schémas posologiques pertinents permettant une efficacité pharmacologique tout en limitant les risques de toxicité ; (4) d’identifier les principaux métabolites issus de la biotransformation, et d’évaluer leur contribution potentielle à l’efficacité ou à la toxicité. En phase de recherche préclinique, ces données ne peuvent être obtenues qu’au moyen de modèles animaux, avant toute administration du candidat-médicament chez l’Homme. Elles constituent par ailleurs un prérequis réglementaire majeur dans la constitution des dossiers soumis aux autorités compétentes, notamment dans la perspective d’une autorisation d’essai clinique ou d’une demande d’autorisation de mise sur le marché. Dans le cas du repositionnement de médicaments déjà autorisés, en particulier lorsqu’un changement de voie d’administration, de formulation ou d’indication est envisagé, l’établissement ou l’actualisation du profil pharmacocinétique est également nécessaire afin de garantir la sécurité et la pertinence du développement. Ce projet a donc pour objectif de déterminer le profil pharmacocinétique de différents composés, afin d’éclairer les décisions de poursuite, d’adaptation ou d’arrêt de leur développement préclinique. Cette évaluation s’appuiera sur deux modalités expérimentales complémentaires : une étude après administration unique, et une étude après administrations répétées, réalisées chez le rat ou la souris.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’évaluer le profil pharmacocinétique d’un composé avant son éventuelle administration à l'Homme dans un contexte physiologique et pertinent. Ces résultats permettront de conclure sur l’intérêt de continuer ou non l’étude préclinique de ces traitements, d’adapter le schéma posologique, et de répondre aux exigences des agences réglementaires, fournissant un préalable nécessaire à toute expérimentation ou commercialisation chez l’humain. À court terme, ce projet générera des données quantitatives sur l’absorption, la distribution, le métabolisme et l’élimination des composés étudiés. Ces informations permettront d’orienter rapidement les décisions internes concernant la sélection, l’optimisation ou l’arrêt du développement de candidats-médicaments, contribuant ainsi à une utilisation plus rationnelle des ressources scientifiques et animales. À plus long terme, les connaissances acquises participeront à l’amélioration des stratégies de développement des médicaments, notamment en optimisant la sélection des doses et des voies d’administration, et en réduisant les risques d’échec lors des phases cliniques. Ces avancées bénéficieront indirectement aux patients, en favorisant la mise à disposition de traitements plus sûrs et plus efficaces, ainsi qu’aux acteurs de la recherche biomédicale. Ce projet contribue également à l’avancement des connaissances scientifiques en pharmacocinétique, en générant des données sur des composés de nature variée (petites molécules, peptides, biomolécules), parfois encore peu caractérisés. Les bénéfices attendus pourront être obtenus directement dans le cadre de ce projet pour les composés étudiés. Toutefois, leur valorisation complète, notamment en termes de développement clinique ou de mise sur le marché, nécessitera des étapes complémentaires (toxicologie, essais cliniques). Enfin, les résultats obtenus, qu’ils soient positifs ou négatifs, seront exploités en interne pour orienter les programmes de recherche et pourront, lorsque cela est possible, être valorisés (publications, communications scientifiques), contribuant ainsi à la diffusion des connaissances et à l’amélioration des pratiques expérimentales.

Procédures

Les animaux pourront être soumis à des administrations de composés par injection ou gavage, de manière aiguë (une seule administration) ou répétée sur une durée allant de quelques minutes à environ 15 minutes par séance (temps nécessaire à la contention, l’injection et l’observation immédiate). Le nombre d’administration dépendra de la molécule et de la voie d’administration considérée, cela pourra être une fois par semaine jusqu’à deux fois par jour. Des prélèvements sanguins pourront être réalisés en utilisant un anesthésique au cours de l’étude afin de mesurer la concentration sanguine du candidat-médicament et/ou de ses métabolites, tout en respectant le volume maximal autorisé ainsi que le temps de récupération par animal. Chaque prélèvement dure environ 5 minutes. Pour les produits injectés présentant des caractéristiques fluorescentes ou bioluminescentes, des séances d’imagerie non invasive sous anesthésie gazeuse pourront être effectuées, avec un maximum de 5 par semaine. Chaque séance dure environ 5 à 10 minutes, incluant l’induction, la mesure et le réveil. En fonction du produit testé, de sa fréquence d’administration et de données scientifiques concernant son absorption, une mise à jeun pré- et/ou post-administration pourra être envisagée. La durée de jeûne sera limitée à la période la plus courte compatible avec l’objectif scientifique, généralement 12h chez la souris et 24h chez le rat, et l’eau restera accessible.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues dépendront du type d’administration employée. Ainsi, les injections peuvent provoquer une douleur transitoire ou une petite irritation au point de ponction. L’administration par gavage peut entraîner un inconfort, une irritation de l’œsophage et du stress lié à la contention. Les administrations répétées, quel que soit le mode, peuvent générer une appréhension de la manipulation et un stress accru. Une éventuelle mise à jeun pré- et/ou post-administration (bien que limitée à la période la plus courte compatible avec l’objectif scientifique) peut également être un vecteur de stress. Deux types de prélèvements sanguins pourront être effectués : d’une part des prélèvements intermédiaires réalisés sous anesthésie qui peuvent causer une douleur passagère, une petite hémorragie locale ou un stress lié à la contention ; d’autre part des prélèvements terminaux réalisés sous anesthésie et analgésie, en fin de procédure avant l’euthanasie des animaux. Les doses administrées seront choisies sur la base de la littérature et/ou des résultats d’études préalables de toxicité aigüe et/ou répétée conduites en interne de telle sorte qu’elles n’induisent pas d’effets délétères ou de souffrance chez l’animal. Cependant, selon la nature du composé testé et la fréquence d’administration, des effets indésirables systémiques modérés pourraient également apparaître, tels qu’une perte de poids, une modification du pelage ou une altération de l’état général (léthargie, diminution de l’activité, troubles digestifs).

Devenir

La quantité de sang nécessaire pour réaliser les études de pharmacocinétique est trop élevée pour laisser une souris en vie après prélèvement ; elles seront donc euthanasiées juste après prélèvement. De plus, l'euthanasie est nécessaire pour permettre une collecte des organes afin d'analyser plus avant les effets physiologiques et biochimiques ainsi que la répartition histologique du composé et/ou de ses métabolites.

Remplacement

Notre projet se focalise sur un modèle intégré d’étude de pharmacocinétique nécessitant l’utilisation d’un modèle animal. Ce système est indispensable pour reproduire la physiologie d’un organisme entier et est un prérequis réglementaire majeur dans la constitution des dossiers soumis aux autorités compétentes, notamment dans la perspective d’une autorisation d’essai clinique ou d’une demande d’autorisation de mise sur le marché. Il n'existe pas de modèle alternatif reproduisant nos procédures expérimentales.

Réduction

Pour nos expérimentations, nous avons prévu le nombre nécessaire et suffisant d’animaux pour garder une puissance statistique dans le traitement des résultats et pour avoir le nombre de contrôles internes suffisant, afin de pouvoir conclure sur la pharmacocinétique du traitement. Pour les études en traitement aigu, l’analyse des données entraînera la comparaison au maximum de 64 groupes de souris (groupe contrôle négatif et groupes traitement avec jusqu’à 3 doses de produit testées ; étude chez les 2 sexes ; 8 timepoints pour chaque groupe). Pour les études en traitement répété, l’analyse des données entrainera la comparaison de 80 groupes de souris (groupe contrôle négatif et groupes traités avec jusqu’à 4 cinétiques de traitements différentes ; étude sur les 2 sexes ; 8 timepoints pour chaque groupe). Pour la conduite de ces 2 procédures chez le rat, le nombre de groupes pourra être réduits à 16 et 20 respectivement, puisque chaque animal pourra être prélevé à 4 time-points différents. Une analyse statistique sera réalisée à l’aide d’un test non paramétrique. Un nombre de 4 animaux par groupe est requis pour obtenir une puissance statistique minimale et décrire précisément l’évolution de la disponibilité systémique du composé et/ou de ses métabolites en fonction du temps et du sexe.

Raffinement

Les conditions d’hébergement respecteront le respect de l’animal ; il y aura 2 à 3 rats ou 5 à 6 souris par cage selon le poids des animaux, avec nourriture et eau à disposition et présence d’un enrichissement. Pour les produits injectés présentant des caractéristiques fluorescentes ou bioluminescentes, de l’imagerie non-invasive pourra être effectuée pour suivre le profil de distribution du produit, permettant d’augmenter la quantité d’informations recueillies sans dégrader le bien-être animal. Lors de l’imagerie, comme lors des administrations du produit par les voies les plus invasives ou lors des prélèvements sanguins intermédiaires (sur rats uniquement), les animaux seront anesthésiés avec un inducteur chimique ou gazeux. Lors d’une anesthésie chimique, cette dernière sera antagonisée pour favoriser le réveil et la récupération des animaux. En revanche, aucune analgésie n’est possible au cours des études, puisqu’elle pourrait modifier le profil pharmacocinétique du composé étudié. A la fin des procédures, lors des prélèvements de sang avant euthanasie, une analgésie sera cependant réalisée par l’ajout d’un collyre analgésique en plus de l’anesthésie gazeuse. Un tableau de suivi a été mis en place permettant de définir les points limites adaptés.

Choix des espèces

La souris et le rat sont des modèles d'étude très développés et caractérisés, étant donné leurs tailles et leurs spécificités. Ce sont des espèces communément utilisées pour les études de pharmacocinétique en accord avec les recommandations internationales et la littérature. Notamment la souche de rat Sprague Dawley (SD) est un modèle de laboratoire bien connu, alimenté par de nombreuses données historiques. Chez la souris, les souches C57Bl/6 et Balb/c représentent les souches de choix. Le choix de l'espèce utilisée dépendra en particulier de la molécule utilisée, des objectifs et des besoins de l'étude. Elle pourra être éventuellement testée dans les 2 espèces afin de montrer documenter une pharmacocinétique espèce-indépendante. Les animaux seront âgés de 6 à 8 semaines au minimum, à un stade de jeune adulte pour permettre de déterminer le profil pharmacocinétique du traitement sur des animaux à maturité sexuelle dont les organes et le système immunitaire sont pleinement développés.