Rats
Evaluation chez le rat, des effets initiateurs et promoteurs de la cancérogénèse colorectale d’additifs alimentaires identifiés au sein d’une cohorte humaine
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
840 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une injection d'azoxyméthane pour déclencher une cancérogénèse colorectale, puis les animaux ingèrent des additifs alimentaires et passent trois jours isolés en cage à métabolisme individuelle. Le porteur indique qu'aucune étude in vitro n'évalue les effets d'additifs sur le métabolisme et le microbiote d'un "organisme entier", et affirme que les agences de sécurité des aliments ont "besoin" de ces résultats. L'objet reste de tester des additifs déjà autorisés dans l'alimentation humaine.
Objectifs
Des données récentes de la littérature suggèrent que certains additifs alimentaires, retrouvés surtout dans les aliments ultra-transformés pourraient être reliés à des risques associés de cancers. Le but de ce présent projet consiste à analyser certains de ces additifs. Les résultats obtenus avec un seul additif, testé à plusieurs concentrations, sur plusieurs matrices (alimentation, eau de boisson) et sur l'initiation ou la promotion du cancer colorectal, permettra de fournir de nouvelles informations afin de guider les décisions des agences de santé publique et de contribuer à la prévention des cancers.
Bénéfices attendus
Les agences nationales de sécurité des aliments ont besoin de résultats mis à jour sur des molécules alimentaires pour pouvoir établir de nouvelles recommandations nutritionnelles en termes de prévention ou d'interdiction de certains additifs. Ce même type de recherche a déjà permis d'identifier un potentiel nouveau danger pour un additif ce qui a abouti à son interdiction suite à un avis de l’EFSA en 2020.
Procédures
Aucun prélèvement invasif n'est prévu sur les animaux, seulement la récupération des urines et des fèces. En tout début de procédure, certains groupes d'animaux seront injectés avec de l'AOM (azoxyméthane), dans le but d'induire une cancérogénèse. Cette injection unique (quelques centaines de microlitres) est réalisée en moins d'une minute par rat.
Impact sur les animaux
Les additifs testés étant déjà des molécules autorisées pour l'alimentation humaine, le risque lié à leur ingestion reste mineur. Les animaux pour lesquels la cancérogénèse aura été induite chimiquement ne sont gardés que 100 jours, ce qui correspond à un délai suffisant pour qu'il y ait une initiation de la cancérogénèse mais largement insuffisant pour qu'ils développent des tumeurs douloureuses. Les animaux sont gardés 3 jours en cage à métabolisme individuelles, ce qui induit un stress lié à la taille de la cage et à l'isolation. La durée d'hébergement dans ces cages est réduite au plus strict minimum, les cages transparentes permettent un contact visuel et olfactif des animaux et une attention très particulière est portée aux animaux lors de ce passage. Enfin l'injection d'AOM qui peut entrainer un stress pour les animaux est réalisée avec des aiguilles les plus fines possibles afin de minimiser l'impact sensoreil, les animaux seront manipulés la veille pour les habituer à la contention et réduire le stress.
Devenir
A l'issue de la procédure les animaux seront euthanasiés afin que le sang et plusieurs organes soient prélevés pour analyses biochimiques et histologiques.
Remplacement
Des études in vitro sur des cellules ont été réalisées en amont afin d'identifier les possibles effets toxiques des additifs qui seront testés. Cependant, aucune étude in vitro ne permet d'évaluer les répercussions de composés issus de l'alimentation comme les additifs alimentaires, sur la physiologie et le métabolisme et le microbiote d'un organisme entier.
Réduction
Dans l'objectif de réduire au strict minimum l'utilisation d'animaux de laboratoire, le nombre d'animaux a été évalué à son minimum afin d'obtenir des résultats interprétables et statistiquement fiables. Notre expérience sur le même type études nutritionnelles a montré qu'un nombre minimal de 12 animaux par groupe est nécessaire.
Raffinement
Le bien-être de l'animal est en permanence au centre de nos préoccupations. Les conditions d'expérimentation font l'objet d'une procédure de suivi du bien-être animal. Les conditions d’hébergement sont surveillées quotidiennement, la nourriture et l'eau de boisson sont fournies ad libitum, la litière changée de manière hebdomadaire. Les rats étant des animaux sociaux, ils seront maintenus à 2 par cage (paroi transparente) pour ne pas souffrir d'isolement, leur environnement enrichi. Avant chaque intervention expérimentale, les animaux seront habitués à être manipulés.
Choix des espèces
Depuis les années 80, l’étude de la relation entre l’alimentation et le cancer est basée sur les études épidémiologiques mais aussi des approches expérimentales in vivo qui reposent sur les modèles animaux. Le rat est l’animal dont la physiologie est la plus proche de la situation humaine, tant au niveau digestif que pour les processus de cancérogénèse. Pour éviter les effets hormonaux liés aux cycles des femelles, seuls les mâles seront utilisés. L'ensemble des études précédentes du laboratoire ont été menées sur des rats adultes, afin de pouvoir comparer avec nos précédentes données, il est important de ester au même stade de développement.
Caractérisation des fonctions musculaires, cardiaques et cognitive de modèles murins de dystrophies musculaires : évolution avec l’âge et effet du traitement, par transfert de gène à l’aide de vecteurs viraux
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Rats : 300
1 272 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent une injection de thérapie génique par voie intraveineuse, des prélèvements sanguins hebdomadaires sous anesthésie, une échocardiographie et une évaluation de la fonction musculaire sous anesthésie profonde, et courent sur un tapis stimulé par un léger courant électrique. Le porteur affirme qu'aucune méthode in silico ou in vitro ne reproduit la biodistribution d'un virus dans un "organisme entier" ni l'évolution sur plusieurs mois, et conclut au recours aux rongeurs. Les retombées annoncées pour les patients atteints de dystrophie musculaire restent renvoyées à de futures applications chez l'homme.
Objectifs
L'objectif de ce projet s’inscrit dans l’évaluation d’approches thérapeutiques pour des maladies génétiques rares, les dystrophies musculaires, pour lesquelles il n’existe, à l’heure actuelle, aucun traitement. Les dystrophies musculaires sont des maladies dégénératives du muscle qui conduisent à une perte progressive des fonctions motrices telle que la marche. L’évaluation de l’efficacité d’un traitement va nécessiter de pouvoir suivre l’effet de l’administration sur des modèles reproduisant le plus précisément la pathologie humaine. Aujourd’hui, la plupart de ces modèles sont des modèles de rongeurs, rat ou souris. Un prérequis avant toute évaluation thérapeutique est donc de bien connaitre les modèles. L’objectif de ce projet est de réaliser des études visant à mesurer différents paramètres aux niveaux musculaire, cardiaque et cérébral dans des modèles animaux de dystrophie et d’observer l’évolution de ces paramètres dans le temps et suite à un traitement de thérapie génique.
Bénéfices attendus
Dans ce projet, nous proposons de mieux caractériser des modèles murins de dystrophies musculaires afin de définir précisément des critères spécifiques à la pathologie et en particulier en condition d’exercice physique. L’identification de ces critères et les résultats liés à l’exercice permettront l’évaluation de l’effet thérapeutique de traitements pour de futures applications chez l'homme, et de proposer éventuellement une stratégie de physiothérapie pour améliorer la prise en charge des patients. Nous attendons que des résultats positifs sortent de ce projet sur au moins certains critères ou sur certaines évolutions. Les résultats négatifs permettront de mieux souligner les critères positifs spécifiques de la maladie et de comprendre de façon plus pertinente les conséquences des défauts génétiques entre les modèles animaux et l’homme.
Procédures
Le traitement par transfert de gène se fait par injection intraveineuse en une seule fois en moins de 5 minutes, soit sur animaux vigiles avec injection dans la veine caudale, soit sur animaux anesthésiés pour l’injection au sinus (cette technique n’est appliquée que chez la souris). Dans ce cas l’anesthésie est une anesthésie gazeuse de courte durée de moins de 5 minutes. Les prélèvements de sang se font au maximum une fois par semaine sur animaux sous anesthésie gazeuse de courte durée moins de 5 minutes. Les prélèvements de sang ne se font pas le même jour que les injections afin de ne pas induire de douleur supplémentaire. Pour certaines procédures permettant l’évaluation de la fonction du muscle en semi-isolé, les animaux sont analgésiés et anesthésiés. C’est une anesthésie par voie intrapéritonéale profonde de 15 à 30 minutes sans réveil de l’animal. Pour l’évaluation de la fonction cardiaque, les animaux sont soumis à une échocardiographie en fin de protocole. Les animaux sont anesthésiés et maintenus dans cet état tout au long de l’examen d'une durée de 20 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances (douleur ou stress) attendues sur les animaux sont liées en particulier à la nature des différents actes réalisés : douleur de piqûres pour administration d’anesthésique ou d’intraveineuse pour injection du traitement par transfert de gène. Certains actes qui seraient susceptibles d’entrainer des douleurs sont réalisés sous anesthésie gazeuse, la nuisance sera donc liée à l’acte d’anesthésie. Il y a une possibilité de sécheresse oculaire au cours des anesthésies. Lors de l’’exercice de course sur tapis, un stimulus électrique de faible intensité est nécessaire pour stimuler l’animal En ce qui concerne les modèles utilisés, même s’ils portent une anomalie génétique correspondant à une dystrophie musculaire progressive chez l’homme, ils présentent un phénotype moins important que les patients. Ils ne présentent donc pas de phénotype délétère à l’exception des modèles les plus sévères au stade avancé de la pathologie où l’on peut observer une scoliose ou une atrophie musculaire. Cependant, dans ce projet, nous utiliserons des animaux à des âges où aucune conséquence sur le comportement n’est observée. L’ensemble des animaux ne présentent donc pas de phénotype délétère. Il n’y a pas de nuisances attendues dans ce projet par rapport à l’effet des traitements, qui sont tous de nature bénéfique et sont utilisés à des doses correspondant à la fenêtre thérapeutique.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de réaliser le prélèvement des organes.
Remplacement
Aucun modèle alternatif ne nous permet d’étudier les symptômes de perte de la locomotion typiques des dystrophies musculaires, ni les conséquences de l’exercice, ou encore les fonctions cardiaque ou cérébrale. Théoriquement, les méthodes alternatives à l’expérimentation animale peuvent être de différentes natures : méthodes in silico ou in vitro. Les approches in silico utilisées en alternative à l’expérimentation animale à ce jour permettent uniquement des modélisations physico-chimiques comme la relation entre structure et activité biologique d’une molécule ou des modélisations toxico-cinétiques d’élimination de molécules. Des modèles in silico qui pourraient permettre de modéliser numériquement les expériences proposées dans ce projet à partir d’un ensemble de données n’existent donc pas à ce jour. Les méthodes in vitro les plus utilisées aujourd’hui comme alternative en expérimentation animale sont basées sur l’utilisation de cultures cellulaires. Elles présentent l’avantage d’offrir la possibilité d’utiliser des cellules humaines avec les considérations éthiques correspondantes bien sûr. Il est possible de réaliser des cultures cellulaires ou des organoïdes pour les organes considérés avec, même une certaine complexité, comme en co-culture avec certaines cellules additionnelles. Cependant, ces modèles ne permettent pas d’aborder les questions posées dans ce projet qui doivent prendre en compte des paramètres tels que les interactions avec le système immunitaire, l’évolution sur des périodes de plusieurs mois, la distribution du flux sanguin, la biodistribution d’un virus dans un organisme, les processus cognitifs, etc…
Réduction
Nous utiliserons les mêmes animaux contrôles pour des expériences différentes chaque fois que possible. Tous les modèles sont sur le même fond génétique, nous pouvons donc utiliser les mêmes souris de type sauvage comme contrôles pour tous les modèles. De plus, un maximum d’analyses sera réalisé sur organes prélevés après la mort des animaux pour éviter des doublons de procédures expérimentales. Le nombre d’animaux utilisés par groupe est optimisé pour obtenir des résultats statistiquement significatifs selon un critère défini pour chaque modèle.
Raffinement
Le format de cage pour les rats et le nombre d’animaux par cage sont adaptés en fonction du poids des animaux. Les tests d’évaluation fonctionnelle non invasifs sont réalisés dans une salle différente de celle de l’hébergement. Afin de diminuer l’angoisse de l’animal, une phase d’entrainement sur tapis de course est réalisée pendant plusieurs jours. Les animaux sont anesthésiés lorsque les procédures expérimentales sont jugées potentiellement douloureuses ou stressantes. Dans ce cas, les animaux reçoivent au préalable un traitement analgésique si nécessaire. Les prélèvements de sang sont effectués sous anesthésie de courte durée. Nous appliquons les points limites établis préalablement et utilisons les procédures d’euthanasies appropriées. Des mesures pour augmenter le confort des animaux sont également appliquées telles que l’utilisation d’une plaque thermostatée pour maintenir la température corporelle stable lors de la phase de réveil, ou l’application de gel oculaire pour éviter le dessèchement des tissus lors des anesthésies.
Choix des espèces
Pour ce projet, nous utiliserons les espèces souris et rat car les modèles existants des pathologies étudiées sont sur ces espèces. Les animaux seront utilisés au stade jeune adulte. Après le sevrage, les animaux présentent une taille de muscle et des conditions physiques suffisantes pour évaluer les fonctions musculaire, cardiaque ou cérébrale et présentent déjà des signes histologiques pour les modèles les plus sévères.
Rôle du glucose et du lactate en tant que substrat énergétique neuronal lors de l’activation cérébrale « BrainFuel2 »
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
36 rats vont être utilisés dans des procédures déclarées de niveau léger. Ils subissent une imagerie et une spectroscopie par résonance magnétique d'une heure sous anesthésie, avec stimulation des moustaches, une partie étant génétiquement modifiée pour bloquer l'entrée du glucose dans les neurones, afin de déterminer le carburant des neurones lors de l'activation cérébrale. Le porteur présente cette imagerie comme non invasive et indique qu'elle permet de réutiliser les mêmes animaux pour d'autres procédures, sans décrire de mise à mort à l'issue de ce protocole. Il affirme que des co-cultures de neurones et d'astrocytes existent mais ne reproduisent pas la physiologie de l'"organisme entier".
Objectifs
La consommation du glucose par le cerveau est un dogme, cependant, une des particularités de cet organe réside dans sa diversité cellulaire, marquée par des liens métaboliques et fonctionnels étroits entre les neurones et les cellules gliales, notamment les astrocytes, cellules de soutien du cerveau. Cette complexité structurale implique une complexité mécanistique qui reste encore à décrypter et mène au questionnement du type cellulaire consommant le glucose. Il a été proposé que lors de l’activation cérébrale, les astrocytes captent le glucose depuis la circulation sanguine, le transforment en lactate qui est transféré aux neurones. Dans les neurones, ce lactate pourrait servir de carburant. Les preuves de ce processus ont été mises en évidence sur des cultures de cellules ou à partir de prélèvement de cerveaux mais jamais chez l’animal vivant. La validation de ce processus sur l’animal vivant est primordiale puisqu’elle prend en compte l’ensemble des processus physiologiques. L'objectif du projet est d'étudier in vivo le métabolisme énergétique cérébral de rongeurs, lors de l'activation cérébrale. Ce projet vise à déterminer quel est le carburant préférentiel des neurones lors de l’activation cérébrale. Cette question sera appréhendée de manière intégrative sur des animaux vivants pour conserver le contexte physiologique. L’imagerie par résonance magnétique sera utilisée afin de détecter l’activité cérébrale des rats lors de la stimulation de leurs moustaches. La spectroscopie par résonnance magnétique complétera les données afin de mesurer les quantités de lactate dans le cerveau activé. Pour déterminer quel est le carburant des neurones, des rats contrôles et des rats génétiquement modifiés seront utilisés. Les rats seront génétiquement modifiés pour empêcher l’entrée du glucose provenant de la circulation sanguine dans les neurones et donc son utilisation directe. Le maintien ou non de l’activité cérébrale chez ces rats permettra de statuer sur l’importance de la consommation neuronale du glucose dans l’activation neuronale. Outre l’importance de ces résultats au niveau fondamental, la compréhension de ces mécanismes pourra ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour des maladies où le métabolisme énergétique est défaillant (hypoxie-ischémie néonatale, cancer, maladies neurodégénératives).
Bénéfices attendus
La compréhension des mécanismes impliqués dans le métabolisme énergétique cérébrale (répondre à la question du type de cellules qui consomme du glucose) et des interactions entre les différentes cellules qui constituent le cerveau est crucial d'un point de vue fondamental. De plus la compréhension de ces processus pourrait aussi permettre de développer des stratégies thérapeutiques pour certaines maladies dans lesquelles ce métabolisme énergétique est dérégulé (hypoxie-ischémie néonatale, accident vasculaire cérébral, maladie d'Alzheimer, …).
Procédures
Les animaux seront soumis à de l'imagerie par résonance magnétique et de la spectroscopie par résonance magnétique. Ces deux techniques sont non-invasives pour les animaux. Durant cet examen, les animaux seront anesthésiés. Tous les animaux du projet subiront cet examen, d'une durée de 1 heure.
Impact sur les animaux
Les modèles d'inhibition des transporteurs pour le glucose utilisés dans ce projet sont bien connus des membres de l’équipe. La modification génétique n’entraîne pas de modifications au niveau pondéral, qualité du poil, appétit des animaux, activité et mobilité. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique non invasive, cependant, l’utilisation d'IRM, un changement important du rythme cardiaque (rythme cardiaque supérieur à 200-400 battements par minute) et/ou respiratoire (30-60 battements par minute), mesurés grâce à un capteur placé sous l'animal, peut subvenir, du fait de la variabilité inter-animaux de la sensibilité aux anesthésiques. Cette nuisance entrainera l'arrêt de l'expérimentation.
Devenir
Ce protocole est rendu possible car l'imagerie par résonance magnétique est une méthode non-invasive qui permet d'utiliser les animaux pour d'autres procédures (réduction).
Remplacement
Des modèles de co-culture (lignées neuronales et astrocytaires) existent, cependant, ces modèles s’affranchissent de la physiologie de l’organisme entier. Le but final de notre projet de recherche a une envergure intégrative : décrypter le métabolisme énergétique cérébral. De ce fait, notre projet nécessitant le fonctionnement du cerveau dans son intégrité afin de définir quelle est la source énergétique qui permet l’activation neuronale (glucose ou lactate), il n'existe pas de remplacement disponible à notre modèle expérimental.
Réduction
Les études in vivo par imagerie de résonance magnétique seront privilégiées. Ces techniques sont non-invasives et non-ionisantes ; elles n’entraînent ni douleurs ni euthanasie. Les animaux pourront subir les examens plusieurs fois ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux nécessaires au projet. Nos précédentes études nous permettent de déterminer le nombre d'animaux nécessaire pour obtenir des différences significatives intergroupes. Ainsi, nos travaux précédant nous permettent de savoir qu’un nombre de 12 rats par groupe est suffisant pour lisser la variabilité interindividuelle et mettre en évidence les différences significatives entre les individus contrôles et ceux pour lesquels le glucose sanguin ne pourra plus entrer dans les neurones . Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Les modèles d'inhinibition des transporteurs pour le glucose utilisés dans ce projet sont bien connus des membres de l’équipe. La modification génétique n’entraîne pas de modifications au niveau pondéral, qualité du poil, appétit des animaux, activité et mobilité. L’IRM est une technique non invasive, cependant, l’utilisation d’anesthésique peut entraîner des nuisances et des effets indésirables pour les animaux. Afin de limiter les nuisances éventuelles au bien-être des animaux, durant les expérimentations de résonance magnétique nucléaire, un changement important du rythme cardiaque et/ou respiratoire au cours de l'expérience (augmentation du rytme cardiaque, supérieur à 400 battements par minute, pouvant être le signe du réveil de l'animal ou au contraire, diminution de la fréquence respiratoire et cardiaque de l'animal, pouvant être le signe d'une dépression cardio-respiratoire) sera retenu comme point limite. Après l'examen, les animaux seront réhydratés et la récupération post-imagerie sera réalisé sous lampe chauffante jusqu’au réveil complet des animaux. Après leur retour en cage collective, les animaux seront observés de façon journalière par le zootechnicien et ou la personne en charge de l'expérimentation. Lors de ces observations, la capacité de l’animal à s’alimenter, le comportement et sa vivacité et l’état du pelage seront vérifiés. Un échange quotidien entre le zootechnicien et l’expérimentateur permettra une intervention et une prise de décision rapide en cas de souffrance constatée. Les animaux seront pesés 1 fois/semaine détecter une perte de poids .
Choix des espèces
Le rat Wistar sont utilisés depuis plusieurs années pour les études du métabolisme dans notre laboratoire, ainsi nous disposons déjà de nombreux groupes témoins permettant les comparaisons et limitant ainsi le nombre d’animaux témoins à refaire. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte, le métabolisme énergétique cérébral étant différent à des stades plus précoces.
Mise au point de l’induction de l’expression d’une protéine dans le cerveau du rat pour comprendre l’influence d’hormones du métabolisme sur la reproduction
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
193 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une neurochirurgie pour induire dans l'hypothalamus l'expression d'une protéine, et 16 femelles reçoivent en plus un frottis vaginal quotidien pendant cinq semaines, afin d'étudier l'effet de l'hormone IGF1 sur le contrôle cérébral de l'ovulation. Le porteur indique que la chirurgie peut provoquer des hémorragies et une baisse de température, et que les animaux atteignant les points limites sont mis à mort. Il affirme que la reproduction, fonction intégrée, ne peut s'observer que sur un "organisme vivant", ce qui justifierait selon lui le recours au rat.
Objectifs
L'ovulation dépend de l'intégration de facteurs hormonaux, métaboliques, et environnementaux par le cerveau et plus particulièrement par les neurones hypothalamiques à kisspeptine (KP) qui vont orchestrer la sécrétion de la gonadolibérine ou GnRH permettant le pic de l'hormone lutéinisante (LH) à l'origine de l'ovulation. L'objectif est de développer et de mettre en oeuvre une technique permettant d'induire la synthèse d'une proteine dans une région cible du cerveau sur une période de temps étendue (supérieure à 3 semaines) afin d'étudier l'influence de cette proteine sur le contrôle central de l'ovulation.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont de deux ordres: le premier consiste en une meilleure compréhension des effets de l' Insulin Growth Factor 1 (IGF1), hormone périphérique, sur le fonctionnement dans le noyau arqué des neurones à KP et plus généralement sur la synchronisation du moment de l'ovulation par l'hypothalamus; le second est la mise au point d'une technique innovante, ne nécessitant pas la mise en oeuvre de bâtiments ayant un niveau de biosécurité élevé, pour induire une proteine dans une région délimitée du cerveau et à un âge déterminé de l'animal ce qui permettra de mieux comprendre sa fonction. Cette technique si elle est validée pourra être déployée chez des espèces animales (telles les espèces de rente) chez lesquelles les outils de génie génétique sont peu disponibles.
Procédures
Tous les animaux (n=193) seront soumis à une neurochirurgie d'une durée moyenne de 15 minutes par animal. Pour ce faire, les animaux seront anesthésiés et leur température corporelle sera maintenue grâce à un tapis chauffant. Parmi ces 193 animaux, 16 femelles auront un suivi de cyclicité par frottis vaginal réalisé pendant cinq semaines à raison d'un frottis quotidien (les femelles vigiles sont maintenues le temps du frottis).
Impact sur les animaux
Effets directs: Toute neurochirurgie peut entrainer des diminutions de la température corporelle et des hémorragies. L'incision de la peau du crâne peut induire une douleur localisée. Effets indirects: Mobilité et hygiène du pelage éventuellement réduites suite à la neurochirurgie, l'induction de la synthèse d'IGF1 pourrait avoir des effets sur le poids de l'animal (perte ou gain). Les effets directs sont de courte durée (
Devenir
Le projet porte sur le cerveau et sur l'analyse anatomique et fonctionnelle d'un traitement in situ constitué par un transfectant et un plasmide. De ce fait, il est nécessaire d'euthanasier tous les rats de ce projet en fin d'expérimentation afin de confirmer la zone d'injection, de mesurer son étendue et de caractériser d'éventuelles lésions tissulaires.
Remplacement
La fonction de reproduction étant une fonction intégrée sous contrôle de l'hypothalamus, elle ne peut s'observer que sur un organisme vivant. Les expériences s'appuieront néanmoins sur les données de la littérature pour choisir les critères expérimentaux les plus pertinents et réduire le nombre de tests.
Réduction
Le choix du nombre d’individus par lot s'appuie sur les données de la littérature et notre expérience antérieure montrant que des résultats exploitables et statistiquement fiables peuvent être obtenus avec des groupes compris entre 5 et 7 animaux selon les données à exploiter. La réalisation successive des expériences (et non en parallèle) permet de réduire le nombre de lots expérimentaux car chaque critère établi sera réutilisé dans l'expérience suivante. La taille des lots a été déterminée en nous basant sur notre expérience antérieure où selon les données quantifiées, la variabilité inter-animale et le test statistique utilisé il faut au minimum 7 animaux/groupe. Nous avons ajouté 1 animal par lot afin de prévenir tout risque lié à la chirurgie.
Raffinement
Les rats seront hébergés par trois en présence d'objets en carton (boites à oeufs, tube). Une semaine d'habituation à la manipulation par l'expérientateur sera prévue pour chaque lot de chaque série d'expérience. Les rats seront anesthésiés lors des chirurgies et recevront un traitement antalgique consécutivement à la neurochirurgie. Les rats recevront une pommade ophtalmique pour conserver une bonne lubrification de l'oeil pendant la chirurgie. La surveillance post-opératoire s'appuiera sur l'observation quotidienne du comportement, de l'apparence physique et du poids corporel. La molécule étudiée est une hormone endogène qui n'est pas connue pour avoir des effets nocifs sur la santé des animaux, de même l'absence de nocivité du transfectant a été établie. Néanmoins, une surveillance quotidienne des animaux sera effectuée tout au long de l'expérimentation ainsi qu'un suivi de poids bihebdomaire.
Choix des espèces
C’est une espèce de référence pour l'étude du contrôle central de la reproduction utilisée en routine par de nombreux laboratoires. L'intérêt de cette espèce dans le cadre de notre projet est la durée courte des cycles ovariens (4 jours) et la bonne reproductibilité/fiabilité des coordonnées stéréotaxiques pour les approches de neurochirurgie. Les animaux seront sexuellement matures afin d'avoir un axe gonadotrope activé et, dans le cas des femelles une activité de reproduction régulière facilement observable par la réalisation de frottis vaginaux. De plus, les coordonnées stéréotaxiques de l'atlas de référence s'appliquent pour des animaux dont le poids est proche de 280g.
Impacts neurobiologiques du stress hypoxique par apnée volontaire
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
368 rats sevrés depuis peu vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils sont entraînés à nager puis soumis à des séances d'apnée en immersion, avec des gavages répétés et des IRM sous anesthésie légère, pour étudier le stress lié au manque d'oxygène et l'effet d'un extrait de la plante Guiera senegalensis. Le porteur qualifie l'apnée de "volontaire" et écarte tout stress émotionnel, tout en indiquant que l'hypoxie peut détruire des neurones de l'hippocampe. Il affirme que l'analyse des structures cérébrales impose des animaux vivants et exclut les cellules isolées ou les invertébrés.
Objectifs
Le stress oxydant correspond à une agression des cellules de notre organisme par des radicaux libres. L’excès de radicaux libres non neutralisés par les défenses antioxydantes est très dommageable pour les macromolécules essentielles de nos cellules, entraînant des anomalies d’expression des gènes et des récepteurs membranaires, la prolifération ou mort cellulaire, les troubles immunitaires, la mutagenèse et les dépôts de protéines ou de lipofuscine dans les tissus. Le stress oxydant a été incriminé dans la physiopathologie de nombreuses affections humaines (par ex, maladie d’Alzheimer). L’apnée, un arrêt de la respiration pendant au moins 20 secondes, conduit à l’’hypoxie (déficit d’apport en oxygène dans les tissus de l’organisme). Au niveau cérébral, l’hypoxie génère des processus inflammatoires qui peuvent se solder par une destruction des neurones au niveau de l’hippocampe, structure très impliquée dans l’apprentissage et la mémoire. Lors de l’apnée volontaire, l’activité métabolique se poursuit de manière à maintenir les fonctions vitales. Elle repose sur les réserves d’oxygène engrangées lors des secondes précédant l’apnée. Cette propriété est utilisée par les apnéistes pour maintenir leur métabolisme au cours de l’apnée. Cependant, l’apnée, même si elle est volontaire, pourrait participer à la genèse d’un stress oxydant à travers l’hypoxie créée. Dans des conditions normales, les radicaux libres sont produits à de faibles concentrations et agissent comme des molécules de signalisation. Cependant, la situation d’hypoxie conduit à une production élevée de radicaux libres et induit des lésions tissulaires oxydatives. En Afrique, Guiera senegalensis (Combretaceae) est une plante utilisée en pharmacopée traditionnelle. Sur le plan phytochimique, les feuilles de cette plante possèdent de nombreux composés, notamment les flavonoïdes et les acides polyphenoliques, qui sont des antioxydants naturels. Par ailleurs, des études antérieures ont révélé ses propriétés antioxydantes. L’objectif général de ce projet est d’évaluer les effets bénéfiques de l’extrait hydroéthanolique des feuilles de Guiera senegalensis dans la gestion du stress et dans la prévention d’impacts neurobiologiques de l’hypoxie au niveau cérébral.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera une information précieuse sur le lien entre hypoxie sous apnée et les corrélats neurobiologiques dans l’hippocampe comme prédicteurs de désordres mnésiques, ainsi que le bénéfice potentiel de Guiera senegalensis dans le traitement des effets hypoxiques des phénomènes d’apnée naturelle. De plus, ce projet permettra d’entrevoir une applicabilité potentielle de cette plante dans des pathologies liées au stress. Autrement dit, Guiera senegalensis pourrait offrir un choix alternatif ou complémentaire dans la prévention et le traitement de ces pathologies. Il permettra également de collecter des données pilotes nécessaires pour un projet collaboratif plus large, d’études complémentaires chez l’Homme qui s’élargit à l’animal (projet ANR obtenu et projet FRC déposé).
Procédures
L’apnée étant volontaire, aucun stress émotionnel n'est envisagé. La pièce expérimentale est à température de 24°C, l'eau à 30°C et les animaux sont immédiatement séchés après leur passage dans la piscine (
Impact sur les animaux
L’apnée étant volontaire, aucun stress émotionnel n'est envisagé. Le modèle d'hypoxie pourrait induire des lésions cellulaires et des processus inflammatoires qui pourraient se solder par une destruction de certains neurones au niveau de l'hippocampe, mais cela ne devrait pas affecter le bien-être de l'animal. L’examen IRM étant une modalité de neuroimagerie totalement non-invasive et non-irradiante réalisé chez l’animal sous anesthésie légère, aucun effet indésirable n’est attendu. Il est cependant possible d’observer une légère perte de poids le lendemain de l’examen, suite au stress potentiellement induit par la combinaison transport/examen entre deux bâtiments se faisant face.
Devenir
A la fin des procédures, tous les animaux seront euthanasiés pour réaliser des dosages biochimiques ou des analyses de marqueurs moléculaires au niveau de différentes structures cérébrales.
Remplacement
Ce projet de recherche fondamentale s’inscrit dans le champ des Neurosciences comportementales. En effet, l’évaluation comportementale et neurobiologique en réponse à un stress hypoxique induit par apnée, nécessite l’utilisation des animaux vivants possédant les structures cérébrales requises. L'analyse cellulaire des différentes structures cérébrales ne peut être réalisée in silico ou en cellule isolée ou chez les invertébrés.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera minimisé autant que possible grâce à l’étude de plusieurs paramètres chez le même animal et de façon longitudinale avec des approches non-invasives comme l’IRM. Par ailleurs, les animaux de certaines procédures expérimentales pourront être extraits des autres procédures dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés: Des animaux d'une procédure pourraient être transférés vers une autre dans le cas où il y a plus d'animaux que nécessaire dans la cohorte de la procédure initiale. Les analyses statistiques seront celles classiquement utilisées dans la littérature.
Raffinement
Nous réduirons au maximum les techniques douloureuses ou stressantes, et utiliserons de l’anesthésie légère au cours de l’examen IRM et profonde durant la mise à mort des animaux. Les animaux seront hébergés par groupe (2 à 4) avec de l’enrichissement autant que possible (tunnel transparent de couleur rouge, bâton à ronger, papier à déchiqueter). Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance (mise en place de points limites) et déterminer si besoin l’arrêt de l’expérimentation en accord avec le SBEA et les conseils vétérinaires.
Choix des espèces
La littérature concernant le stress hypoxique est majoritairement basée sur des études chez le rat, fournissant une base de connaissances solide. De plus, la littérature sur les expériences d’apnée est plus importante chez le rat. Ce modèle animal est donc le plus approprié à la fois pour les études comportementales, biochimiques, immunohistochimiques et de neuroimagerie IRM. Des rats nouvellement sevrés (~23-26 jours) seront utilisés en accord avec les données de la littérature concernant la période adaptée à un bon apprentissage de la nage chez les rats.
Étude de l’efficacité d’un modèle d’épuration extra-rénale chez le rat
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
48 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Un régime riche en adénine leur provoque une insuffisance rénale, puis ils subissent une double pose de cathéter dans la cuisse et le cou sous anesthésie avant d'être tués, pour valider un modèle d'hémodialyse expérimentale. Le porteur indique une perte de poids liée au régime et des épisodes douloureux transitoires, et fixe un point limite à 20 % de perte de poids. Il présente ce modèle comme "nécessaire" pour confirmer une étude précédente et servir à d'autres projets du laboratoire.
Objectifs
L’objectif est de valider l’efficacité du modèle d’épuration extra-rénale sur des rats avec insuffisance rénale induite par une alimentation riche en Adénine. L’adénine est une base azotée de la famille des purines, présente normalement dans l’organisme. A forte dose, l’adénine n’est plus dégradée et s’accumule dans le rein, entrainant ainsi une inflammation et à terme une dégradation de la fonction rénale. Le modèle d'insuffisance rénale associée à un excès d'adénine présente l'avantage d'être assez rapide et d'entrainer une augmentation nette des paramètres de la fonction rénale. S’il s’avère être efficace, ce modèle d’épuration extra-rénale est nécessaire pour confirmer des résultats obtenus dans une précédente étude et servira à d'autres projets du laboratoire.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont : - la validation du modèle d’hémodialyse expérimental (bénéfice à court terme) afin d’étudier les lésions rénales induites par l’épuration extra-rénale (bénéfice à long terme) - la possibilité d'utiliser ce modèle dans d’autres protocoles de recherche étudiant l’épuration extra-rénale, notamment de substances exogènes.
Procédures
- Deux semaines après le régime riche en adénine, les animaux sont soumis à un prélèvement et une injection dans la veine caudale sous anesthésie gazeuse avec le même cathéter ce qui évite de multiplier les points d'injection. Cette étape dure deux heures environ dont 10 minutes d'anesthésie gazeuse et elle se fait sous analgésie. - Deux heures avant l'euthanasie, les rats subissent une double cathéterisation fémorale et carotidienne sous anesthésie gazeuse avec une double antalgie systémique et locale. Au cours de cette étape, des prélèvements sanguins sont effectués sur le cathéter fémoral veineux. - A la fin de cette étape de deux heures, les animaux sont euthanasiés par surdosage d'anesthésiques. Avant tout prélèvement de tissu, l'efficacité de l'euthanasie est vérifiée par l'absence de battements cardiaques, la paleur des membres et l'abscence de tout réflèxe.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont : - une perte de poids liée à l’alimentation et ses conséquences notamment l’hyperurémie induite par l’insuffisance rénale - un stress lié aux procédures pré-opératoires : pesée bihebdomadaire (semaines 1 et 2 ) , prélèvement sanguin et mesure du débit de filtration glomérulaire (semaine 2 ) - des épisodes douloureux transitoires liés à la mise en place des cathéters pendant la procédure qui seront limités par une double antalgie locale et systémique.
Devenir
Tous les animaux (48) sont euthanasiés à la fin de la procédure par surdosage en anesthésiques, afin de procéder à des prélèvements et analyses de tissus post mortem nécessaires pour évaluer l'efficacité de la dialyse.
Remplacement
Il n'est pas possible d’envisager des méthodes de remplacement pour notre projet, l’étude des effets de la dialyse ne pouvant être réalisée in vitro sur des lignées de cellules rénales ou au cours d’une étude clinique chez l’homme du fait des gestes invasifs engendrés.
Réduction
Le rationnel d’utiliser un modèle conduisant à de fortes insuffisances rénales permet de limiter le nombre de rongeurs à utiliser pour arriver à une différence significative. Nous avons également limité le nombre de groupes au strict minimum soit deux groupes. Nous prévoyons d’utiliser 12 rats dans chaque groupe (soit 2 fois 12) et de refaire deux fois l'expérience, donc un total de 48 rats. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance. L'interprétation des résultats est faite avec des tests statistiques.
Raffinement
Afin de garantir le bien-être animal et le respect du principe de raffinement, les animaux seront hébergés dans notre animalerie au sein de cages ventilées avec un enrichissement comprenant des morceaux de bois pour leur permettre de ronger et des billes de cellulose pour leur permettre de fabriquer des nids. Les animaux sont acclimatés au moins une semaine avant le début des expériences, ils sont deux par cage. Les expérimentations seront les plus courtes possibles. Une anesthésie ainsi qu’une antalgie locale et systémique seront prévues pour encadrer les étapes douloureuses pré et per opératoires. Les animaux sont opérés sur un plateau chauffant thermorégulé par une sonde de température. Une surveillance pluri-quotidienne du bien-être animal par les responsables du projet est aussi prévue pendant la phase de régime riche en adénine. Une pesée bihebdomadaire est effectuée pendant les deux semaines de régime en adénine. Des points limites ont été définis essentiellement par une perte de poids supérieure à 20 % par rapport au poids initial, avant le régime en adénine. Per opératoire, en cas de détresse respiratoire ou de chute de la pression artérielle dues à l'insuffisance rénale, l'anesthésie et la perfusion de sérum physiologique seront adaptés.En cas d'arrêt cardiaque, le rat sera exclu du protocole. Le projet est supervisé également par la structure du bien être animal du laboratoire.
Choix des espèces
Nous utiliserons des rats Sprague Dawley pour plusieurs raisons : - ils présentent une physiologie rénale comparable à celle de l’homme. - plusieurs études ont déjà montré l’efficacité du modèle à l’Adénine chez ces rats - ils présentent une taille et un poids plus importants que les souris et que les rats Lewis par exemple, permettant une mise en place plus adéquate du modèle d’hémodialyse. - ils présentent un volume sanguin total théoriquement suffisant pour éviter toute transfusion sanguine. Les rongeurs utilisés sont des rats âgés de 6 mois au moins car ils ont atteint leur taille maximale, afin de faciliter les manipulations liées au modèle d’épuration extra-rénale et ne sont pas trop âgés pour pouvoir tolérer l’insuffisance rénale induite par l’alimentation ainsi que la circulation extra-corporelle.
Développement de nanovecteurs pour des stratégies thérapeutiques contre les maladies neurodégénératives lysosomales.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Rats : 3120
3 120 rats et 1 680 souris subissent jusqu'à deux chirurgies de 30 minutes, des traitements par différentes voies d'administration et des recueils d'urine, puis sont tous tués pour une étude histologique du cerveau. Ces 4 800 rongeurs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et leurs organes doivent ensuite alimenter une banque de tissus de l'institut. Le projet teste des nanoparticules censées rétablir l'élimination des protéines qui s'agrègent dans les neurones, dans des protocoles destinés à reproduire la maladie de Parkinson. Le résumé ne dit ni comment cette pathologie est provoquée, ni à quoi servent les chirurgies, ni quels tests comportementaux sont pratiqués, et le porteur affirme que les rongeurs atteints ne présentent "pas de symptome marqué".
Objectifs
Actuellement, Les maladies neurodégénératives ne possèdent pas de traitement curatif, mais seulement des traitements symptomatiques ayant un effet limité, accompagné d’effets indésirables. Le but de ce projet est de développer un outil thérapeutique visant à restaurer la voie de « nettoyage » des neurones en permettant ainsi l’élimination de protéines qui s’agrègent et tuent les neurones. Les lysosomes sont des organites cellulaires impliqués dans la survie des cellules, en dégradant certaines molécules anormales qui s’accumulent provoquant ainsi des pathologies neurodégénératives. Or chez les patients atteints de certaines formes de ces pathologies, la fonction lysosomale est perturbée et ne permet donc plus le nettoyage cellulaire dans les neurones, entrainant leur mort. La stratégie de ce projet est donc de développer et tester via différents modes d’administration des nanoparticules contenant des molécules permettant de refonctionnaliser la voie de « nettoyage » des neurones dans différents modèles animaux de la Maladie de Parkinson.
Bénéfices attendus
Les synucléinopathies comme la maladie de Parkinson touchent plus de 100.000 personnes en France, dont 80% sont âgées de plus de 65 ans, au cours des années à venir nous allons observer une augmentation importante du nombre de cas en raison du vieillissement de la population et de l'amélioration de l'espérance de vie. De ce fait la découverte d’un traitement curatif utilisant des nanoparticules est un des grands axes de notre recherche. Ce projet s’inscrit dans une optique à long terme avec à terme une application clinique du composé utilisé.
Procédures
Chirurgie : au maximum deux chirurgie de 30 minutes. Traitements avec les différents modes d'administration. Récolte d'urine excrétée.
Impact sur les animaux
Effets liés à la chirurgie, mais bien encadrés au niveau analgésie et avec un suivi postopératoire sur 3 jours minimum. Le modèle neurodégénératif chez la souris ou le rat n'entraine pas de symptome marqué, en effet les désordres sont plutôt visibles à l'échelle moléculaire.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure afin de réaliser une étude histologique détaillée du cerveau.
Remplacement
Dans le respect du R de remplacer, dans l’état actuel des connaissances, nous ne pouvons pas nous passer d’animaux vivants, car il n’est pas possible de mimer le développement spatiotemporel des synucléinopathies dans des modèles in vitro.
Réduction
Le nombre d'animaux est calculé afin d'obtenir des résultats significatifs en réalisant une cohorte par groupe (test statistiques ANOVA). Nous utilisons des tests comportementaux qui sont non invasifs et permettent un suivi au long cours sur un même animal. Les organes étudiés en fin de procédure représenteront une banque de tissus utilisable pour d'autres analyses ultérieures au sein de notre Institut (cerveau en général et pour ce projet particulièrement reins, foie).
Raffinement
Acclimatation : une période de deux semaines d'acclimatation permet aux animaux de se familiariser avec leur nouvel environnement. Les animaux sont hébergés dans des cages transparentes placées sur portoirs ventilés et maintenues à 21°C et 55% d’humidité. L'enrichissement de leur milieu est représenté par des maisons en papier mâché que les animaux peuvent utiliser pour se cacher ou ronger. Des batonnets de bois sont aussi intégrés dans les cages pour permettre aux animaux de ronger. Anesthésie et analgésie : la douleur et l’inconfort générés par la chirurgie et les méthodes d’administration sont maitrisés par un recours à l’anesthésie (gazeuse) et l’utilisation d’analgésiques. Des points limites adaptés pour les deux espèces sont uivis : une mobilité réduite voir difficile suite à la chirurgie, une attitude de repli, une allure du poil terne et mal nettoyé (difficulté à récupérer le poids initial) dans les jours suivant la chirurgie. Un suivi post-opératoire est dans tous les cas réalisé grâce à une fiche de scorage qui évalue la perte de poids, la mobilité, les interactions avec les congénères, aspect du poil. Les animaux sont pesés de manière hebdomadaire pendant toute la durée de l’étude.
Choix des espèces
La souris et le rat sont des espèces de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L’organisation du système nerveux central de cette espèce est assez proche de celle de l’homme, ce qui permet une extrapolation des résultats obtenus chez cette espèce à l’espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes synaptiques à une échelle moléculaire. Cela rend les enseignements tirés de l'étude des tissus du rat largement transférables à l'homme. De plus, ces espèces permettent d’utiliser des animaux modifiés génétiquement.
Système Nerveux Central – Tests sur cultures primaires et tranches de cerveaux
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 360
720 rongeurs, souris et rats, vont être utilisés, majoritairement tués sous anesthésie sans réveil, le reste dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils sont anesthésiés puis tués pour prélever des cellules ou des tranches de cerveau, y compris par césarienne sur des femelles gestantes dont les embryons sont ensuite tués, afin de cribler des candidats médicaments contre des maladies neurologiques. Le porteur présente ces cultures et tranches comme des méthodes alternatives limitant le nombre d'animaux utilisés dans des études in vivo ultérieures. Il indique que certaines expériences recourent à des cellules souches humaines, mais que ces modèles restent réservés à l'évaluation de "modèles simples".
Objectifs
Les tests réalisés sur des cultures primaires (modèle in-vitro) ou sur des tranches de cerveau de rongeur (modèles ex-vivo) permettent d'obtenir des données préliminaires quant à la sécurité et l'efficacité de candidats traitements, avant de devoir réaliser des études plus poussées dans des modèles de pathologies in vivo. Plus précisément, les modèles de cultures primaires permettent d’évaluer la réponse physiologique de cellules du système nerveux central (cellules provenant du cerveau ou de la moelle épinière) suite à l’ajout d’une substance toxique (exemple d’agents neurotoxiques ou chimiothérapies). Les modèles ex-vivo sont utilisés pour mimer la transmission synaptique ou la présence de décharges épileptiques induites par des substances chimiques. Ces différents tests permettent d'étudier les effets de substances pharmacologiques pour lutter contre des maladies neurologiques telles que la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie ou la sclérose en plaques ou tester leur innocuité. Ces modèles sont utilisés pour évaluer les nouveaux traitements à un stade très précoce et sélectionner les substances les plus efficaces pour les tester sur des modèles plus complexes (modèles in-vivo).
Bénéfices attendus
La recherche de nouvelles thérapies est indispensable pour améliorer les conditions de vie ainsi que l’espérance de vie des patients atteints de cancers ou de maladies neurologiques. A l'heure actuelle, les traitements chimiothérapeutiques induisent des effets secondaires sur le Système Nerveux Central. Certains modèles in-vitro ont pour but d’évaluer de nouvelles substances permettant de limiter l’impact des traitements anti-cancéreux sur les cellules saines du Système Nerveux Central. D'autres modèles permettent d'évaluer l'efficacité de traitements anti-épileptiques, les actuels sur le marché n'étant pas efficaces chez tous les patients. Enfin, il n'existe pas de traitements curatifs pour lutter contre la sclérose en plaque ou la maladie d'Alzheimer ; la recherche de nouvelles substances reste donc une priorité.
Procédures
Pour la procédure 1: les animaux sont anesthésiés avec de l'isoflurane. Dans le cas des femelles gestantes, une césarienne est opérée avant euthanasie (sans retour à l’état conscient). Les embryons sont euthanasiés directement dès la césarienne. Pour la procédure 2: les animaux peuvent être administrés avec une substance par voie orale ou par voie systémique (dans la majorité des cas, 1 fois dans les 24 h précédant le test) puis sont anesthésiés avec de l'isoflurane. Les animaux sont euthanasiés sans retour à l'état conscient.
Impact sur les animaux
Pour ces modèles, les animaux sont anesthésiés puis euthanasiés avant le prélèvement des structures/organes nécessaires. Le seul risque concerne les cas où l'animal est traité avec un candidat médicament avant anesthésie (procédure 2) ; mais à ce stade, en général les effets des traitements ont déjà été étudiés et ne sont pas supposés entrainer d'effets secondaires sévères.
Devenir
Ces procédures sont des procédures terminales (prélèvement de structures cérébrales) ; les animaux sont donc tous euthanasiés dans le cadre des procédures.
Remplacement
Ces modèles constituent des méthodes alternatives permettant de tester un grand nombre de molécules sur des cultures primaires de neurones ou des tranches cérébrales afin de limiter le nombre d'animaux utilisés et de sélectionner les meilleurs candidats médicaments. Dans certains cas, des cellules souches différenciées humaines peuvent être utilisées. Ces modèles in-vitro ont l'avantage d'être translationnels mais ne peuvent être utilisés que pour évaluer des molécules sur des modèles simples (cellules).
Réduction
Dans ce projet, des modèles cellulaires ou sur tranches sont utilisés pour pouvoir sélectionner les meilleurs candidats médicaments et pouvoir limiter le nombre d'animaux à tester. L'utilisation de cellules issues de quelques animaux permet d'obtenir des données d'efficacité et de sécurité d'un nombre très important de composés et/ou de doses, permettant une réduction importante du nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Dans le cadre du projet, les mesures de raffinement qui s'intègrent dans la règle des 3Rs, vont consister en un suivi des points limites permettant de sacrifier précocement tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse (incluant une surveillance de l'aspect général). Les animaliers et les techniciens sont formés au suivi des animaux et attentifs. Il est également mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de litière, objet de nidification, objet à ronger ou à mastiquer, présence de congénères (sauf cas des femelles gestantes, pour éviter les agressions). Les animaux sont anesthésiés avant d'être sacrifiés.
Choix des espèces
Les études sont effectuées sur des cellules ou organes de rongeur car ces modèles sont translationnels. Le choix de l'espèce (souris ou rat) est souvent lié aux études à venir (modèles pathologiques reproduits chez la souris ou chez le rat). Pour mieux comprendre les mécanismes physio-pathologiques, ces modèles peuvent être également utilisés a posteriori. Le choix de l'espèce est dans ce cas lié aux études précédentes. Pour les cultures primaires réalisées à partir d'embryons, des mères gestantes seront utilisés (mères ayant 15 à 20 jours de gestation en fonction de la structure à prélever, pour des cultures de neurones embryonnaires). Pour les cultures primaires réalisées sur des animaux nés, des rongeurs âgés entre 1 et 10 jours seront utilisés. Le stade de développement choisi dépend du stade de maturation souhaité (les neurones post-nataux étant plus différenciés, et permettant d'étudier un réseau neuronal plus mature). Pour les modèles sur tranches, les rongeurs (souris, rats) sont testés une fois sevrés, l'âge peut varier entre 3 semaines et 2 ans conformément aux données historiques et à la bibliographie scientifique. Les procédures décrites dans ce projet peuvent être utilisées de façon longitudinale sur des rongeurs depuis la période de post-sevrage jusqu'à l'âge adulte.
Evaluation du travail du cœur par estimation ultrasonore de boucles élasticité déformation
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
180 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, la moitié opérée sans réveil et l'autre moitié dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Quarante-cinq subissent un infarctus provoqué par ligature d'une artère du cœur, suivi de huit à dix semaines de survie, avant une chirurgie finale d'insertion de cathéters sous anesthésie terminale, pour valider une méthode d'imagerie de l'insuffisance cardiaque. Le porteur indique que la thoracotomie peut provoquer infection et douleur, l'infarctus un risque de fibrillation mortelle, et que tous les animaux sont euthanasiés pendant l'anesthésie. Il affirme que le cœur battant ne peut être imité hors d'un "organisme vivant" et présente les résultats comme susceptibles de "révolutionner la pratique clinique".
Objectifs
En 2015, l'insuffisance cardiaque a touché 40 millions de personnes dans le monde. Le risque de décès après le diagnostic est similaire aux cancers les plus agressifs. L'insuffisance cardiaque survient lorsque le cœur ne pompe pas efficacement le sang. Malgré le besoin urgent, il n'existe aucune méthode disponible à l’hôpital pour la détecter avant l'apparition de symptômes aigus. Les principaux effets de l’insuffisance cardiaque sont une modification anormale de l'élasticité et de la déformation du cœur. L’élastographie par onde de cisaillement est une méthode d'échographie développée initialement au laboratoire qui permet d’évaluer l’élasticité. Cependant, le cœur étant un muscle qui se contracte et se relaxe périodiquement, l’altération de son fonctionnement peut survenir à n’importe quel moment du cycle cardiaque. Par conséquent, il est nécessaire de pouvoir mesurer l'élasticité et la déformation tout au long du cycle cardiaque. Lorsqu’on mesure l'élasticité et la déformation du cœur au cours du temps, on obtient une boucle similaire à une boucle pression-volume d’un moteur, qui nous renseigne sur le travail que le cœur fournit. Dans ce projet, nous souhaitons mesurer les boucles élasticité/déformation par ultrasons chez le rat pour évaluer le travail du cœur dans différentes conditions pathologiques et comparer ce nouveau biomarqueur à la méthode de référence qu’est le cathétérisme invasif. Il est crucial de pouvoir valider la méthode sur un système vivant en vue d’une application humaine. Le modèle de cœur de rat a une taille et une complexité suffisante pour permettre cette validation. L’étude s’articule autour de deux procédures : 1) L’imagerie des boucles élasticité/déformation par échographie validé par boucles pression-volume invasives. Des agents pharmacologiques sont injectés pour faire varier ces boucles pour valider notre système. 50 rats sains seront utilisés pour le développement et 40 rats sains seront utilisés dans l'étude des boucles. 2) Un modèle pathologique d’insuffisance cardiaque proche des pathologies humaines est induit en générant un infarctus par ligature d’une coronaire. Un suivi longitudinal des boucles élasticité/déformation sera réalisé sur 90 rats. Des développements complexes dus à la physiologie spécifique du cœur sont à prévoir ce qui implique une durée de 5 ans pour atteindre les objectifs fixés. Il est important de noter que le projet s'inscrit dans la démarche des 3R.
Bénéfices attendus
Malgré le besoin urgent, il n'existe tout simplement aucune méthode disponible à l’hôpital pour détecter suffisamment tôt l’insuffisance cardiaque avant l'apparition de symptômes aigus. Les principaux effets de l’insuffisance cardiaque sont une modification anormale de l'élasticité et de la déformation du cœur. De plus, le cœur étant un muscle qui se contracte et se relaxe périodiquement, l’altération de son fonctionnement peut survenir à n’importe quel moment du cycle cardiaque. Par conséquent, il est nécessaire de pouvoir mesurer l'élasticité et la déformation tout au long du cycle cardiaque pour caractériser l’état du cœur. Dans ce projet, nous souhaitons mesurer les boucles élasticité déformation par ultrasons chez le rat pour évaluer le travail du cœur dans différentes conditions pathologiques. Cette approche pourrait améliorer significativement le diagnostic des patients insuffisants cardiaques ainsi qu'une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à ces pathologies. De plus, en ayant accès à tous les paramètres définissant l'état du cœur, l'approche pourrait être étendue à plusieurs pathologies cardiaques. Au sein de l’insuffisance cardiaque, les patients atteints de coronaropathie, par exemple, sont classés en cinq catégories différentes décrivant différents ensembles de symptômes. Cependant, le manque de biomarqueurs objectifs rend cette classification très imprécise et entraîne souvent des erreurs de diagnostic altérant les soins et le traitement des patients. L'approche de la boucle pourrait fournir des paramètres objectifs pour le classement des patients. Les boucles ont le potentiel de révolutionner la pratique clinique en proposant pour la première fois un biomarqueur d'imagerie unique pour détecter précocement les insuffisances cardiaques, ainsi qu'en fournissant un biomarqueur pour permettre une évaluation objective des patients atteints de coronaropathie.
Procédures
Un premier groupe de 30 animaux pour la mise au point de la technique chirurgicale et 60 animaux subiront une thoracotomie c'est à dire au cours d'une anesthésie générale , un écartement de deux côtes afin d'intervenir sur le coeur. 45 d’entre eux auront un infarctus. L’opération durera 15 min. Ces animaux auront une réanimation avec des injections régulières d’antalgiques puis un hébergement avec une surveillance régulière en milieu enrichi pendant 8 à 10 semaines. Ce groupe et 90 autres rats auront une opération sous anesthésie générale avec trachéotomie c'est à dire l'introduction d'une canule à l'intérieur de la trachée. Un catheter Millar possèdant des capteurs de pression et de volume sera introduit dans l'artére carotide droite. Un autre catheter sera introduit dans la veine jugulaire gauche pour l'injection ; soit de sérum physiologique , soit d'agents pharmacologiques pendant 20-30 minutes. A la fin de l’opération, tous les animaux seront euthanasiés pendant l’anesthésie.
Impact sur les animaux
Après la thoracotomie, L’animal peut avoir une infection suite à l’opération chirurgicale ou des douleurs dues à la thoracotomie. Pendant le développement de l’insuffisance cardiaque, il y a un risque de fibrillation cardiaque entrainant la mort, et un risque de fatigue à l’effort due au manque d’oxygénation du corps. Pendant l’étude des boucles de la fonction cardiaque, l’anesthésie peut entrainer l’arrêt du coeur en particulier chez les insuffisants cardiaques.
Devenir
Dans la mesure où l'intervention chirurgicale effectuée est invasive et sans réveil ,tous les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures.
Remplacement
Avant d’utiliser les animaux, une grande partie de la mise au point des techniques de mesure de boucle élasticité/déformation sont faites en amont par des modélisations mathématiques et en pratique sur des dispositifs synthétiques (fantômes). Cela permet d’aborder l’expérimentation animale avec des techniques optimisées. Mais la complexité des paramètres étudiés ; volume sanguin et contraction cardiaque qui varient au cours du temps, ne peuvent pas être imités en dehors d’un organisme vivant.
Réduction
Pour réduire un maximum le nombre d’animaux nécessaire à l’étude, un premier lot mise au point de N=50 rats sera utilisé pour développer la méthode et nous assurer que le système fournira des résultats fiables et reproductibles. Pour estimer le nombre d’animaux nécessaire nous tenons compte de la sensibilité des deux techniques d’études ; Elastographie et mesure pression/volume ainsi que du rendement du modèle physiopathologique que nous allons utiliser. Sur la base de nos expériences antérieures au laboratoire sur certains modèles et avec les données de la littérature, nous avons effectué des tests de puissance pour déterminer le nombre d’animaux de chaque groupe. Les paramètres de la contractilité déterminés à la fois par élastographie et cathétérisme sur le même animal seront comparés par des tests t. L’effet des agents pharmacologiques sera quantifié par la différence des résultats avant, après injection sur le même animal par des tests t pairés.
Raffinement
Les animaux seront reçus au moins une semaine avant la procédure et seront manipulés régulièrement afin de les habituer et éviter le stress le jour de la procédure. Les animaux seront hébergés en groupe de 3 rats pour favoriser leurs comportements sociaux dans un environnement enrichi (tunnel en carton et bâton en bois) avec un accès illimité en eau et nourriture. Durant l’opération sous anesthésie générale, la température et les constantes de l’animal (température corporelle, fréquences respiratoire et cardiaque et saturation d’oxygène) seront contrôlés et toute anomalie conduirait à l’arrêt la procédure. En plus de l’anesthésie des antalgiques seront administrés avant et après la chirurgie. Après l’opération, Les animaux seront surveillés très régulièrement. Un barème de quantification de la douleur à partir du comportement et de l’aspect du rat sera utilisé pour estimer la douleur éventuelle de l’animal. En fonction du score établi, des doses supplémentaires d’antalgiques seraient administrés. Dans le cas où les douleurs persisteraient malgré les traitements, les animaux seraient euthanasiés.
Choix des espèces
Dans le cadre de ce projet, il est crucial de pouvoir valider la méthode d’évaluation du travail du cœur par mesure de courbe élasticité déformation sur un système vivant en vue d’une application clinique humaine. Ceci implique l’accès à un modèle de cœur de taille suffisante et dont la complexité est proche du système humain ce qui est le cas du cœur de rat. Dans toute cette étude, des rats adultes à partir de 4 semaines pour l’induction de l’infarctus du myocarde, puis 15 semaines pour l’étude foncionnelle seront utilisés, afin de s'assurer que l'imagerie sera effectuée sur des coeurs développés. Ils seront systématiquement pesés en début de procédure.
Evaluation des effets de composants alimentaires destinés aux animaux de compagnie seuls ou en mélange sur l’anxiété mesurée dans l’open-field et le labyrinthe en croix surélevée
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Maladies animales
122 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, puis réutilisés dans d'autres projets. Ils reçoivent par gavage des composants alimentaires destinés aux animaux de compagnie, puis passent des tests d'anxiété en open-field et en labyrinthe en croix surélevée, pour mesurer un éventuel effet apaisant en vue d'un brevet. Le porteur affirme n'attendre aucune nuisance générale ni toxique, le seul risque identifié étant une fausse route lors du gavage. Il indique que l'anxiété est une émotion que "seuls expriment les êtres vivants" et qu'aucun système alternatif ne reproduit la complexité de "l'organisme entier".
Objectifs
Malgré la volonté des propriétaires de garantir le bien-être de leurs animaux de compagnie , certaines situations peuvent se révéler source de stress, d’anxiété et de mal-être pour ces animaux. Les stratégies éducatives de l’animal et de son propriétaire ou le recours à des produits pharmacologiques (souvent source d’effets secondaires et mal adaptés à la prise en charge de ces animaux) ne sont pas toujours adaptés. Utiliser des aliments contenant des produits ayant des vertus contre l’anxiété et le stress pourrait faciliter la prise en charge du mal-être de l’animal. Un premier travail autorisé et réalisé a montré que l'administration quotidienne pendant 14 jours de deux produits servant de base à la production de compléments alimentaires destinés aux animaux de compagnie ainsi que du mélange des deux a diminué le niveau d'anxiété chez le rat dans un test visant à étudier les interactions sociales entre plusieurs animaux uniquement pour l'un des 2 produits et le mélange des deux, l'autre produit restant sans effet. Cette seconde étude a pour but de tester l'activité de ces deux produits seuls ainsi que du mélange des deux sur le niveau d'anxiété et d'activité de rats dans des tests comportementaux individuels de manière à conforter les résultats obtenus dans le test social. Les deux labyrinthes utilisés ont comme caractéristiques de permettre à l'animal d'explorer librement différentes zones dans les labyrinthes dont certaines sont plus génétrices d'anxiété que d'autres. Une expérimentation préalable sera réalisée visant à valider les conditions d'utilisation des 2 labyrinthes dans les conditions d'environnement de l'EU sous l'effet de l'administration par voie orale et à dose croissante d'un produit anxiolytique de référence couramment utilisé.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont d'une part la validation des conditions optimales d’utilisation des deux labyrinthes pour détecter les variations du niveau d'anxiété chez le rat dans le nouvel EU, et d'autre part la mise en évidence des effets sur le niveau d'anxiété de composés alimentaires visant à assurer la qualité du bien-être des animaux de compagnie et de la relation animal- homme. Les résultats ainsi obtenus compléteront ceux obtenus dans une précédente étude ayant mise en oeuvre un test d'anxiété sociale, et permettront de pouvoir breveter ces différents produits.
Procédures
Aucune contrainte de type prélèvements ou actes chirurgicaux n'est prévue dans cette étude. La seule intervention qu'auront à subir les animaux sera l'administration par gavage des produits objets de l'étude, de façon aiguë (3 administrations dans le cadre de la 1ère procédure expérimentale) ou répétée (14 administrations à raison d'une par jour dans le cadre de la 2ème procédure expérimentale). La durée du gavage de chaque animal est de quelques dizaines de secondes et sera réalisée par un opérateur entrainé.
Impact sur les animaux
Aucune nuisance d’ordre général ni toxicologique n'est attendue sous l'effet des produits à tester compte-tenu de leur innocuité sur le plan toxicologique. Cette absence de nuisance a été confirmée lors de la 1ère étude réalisée avec le test d'anxiété sociale durant laquelle aucun rat n'a montré de signes de mal-être sous l'effet de ces produits. Les seules nuisances identifiées sont celles liées à la technique d'administration des produits par gavage sur des animaux vigiles : risque de fausse route, minime car réalisée par des personnels expérimentés et qualifiés.
Devenir
L'ensemble des animaux inclus dans cette étude pourront être proposés pour être utilisés dans le cadre d'autres projets au sein de l'EU après une période d'une semaine minimum permettant l'élimination complète du produit reçu ou d'actions de formation.
Remplacement
L'objectif du projet étant d'étudier les propriétés de produits en développement sur l'anxiété, il n'est pas possible de procéder au remplacement des animaux par un système alternatif, l'anxiété étant une émotion que seuls expriment les êtres vivants. Aucun système alternatif ne permet de simuler le niveau de complexité de l'organisme entier nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Réduction
Le nombre total d'animaux est le nombre estimé juste et nécessaire pour pouvoir atteindre les objectifs du projet dans des conditions de réalisation acceptables garantissant ainsi le bon déroulement de l'expérimentation, la prise en charge adaptée des animaux de façon à garantir au mieux leur bien-être et une exploitation statistique satisfaisante des résultats déterminé pour un calcul de puissance statistique de 80%, avec des effectifs égaux dans les différents groupes expérimentaux (n=10/groupe dans le travail préalable de validation des tests individuels d’anxiété dans les conditions d'environnement de l'EU, et n=12/groupe dans le travail visant à étudier les propriétés des deux produits à tester et du mélange) et la variation estimée la plus sensible dans l'ensemble des mesures effectuées.
Raffinement
Les mesures de raffinement sont celles relatives à l'hébergement des animaux. Ceux-ci seront ainsi maintenus et élevés selon les conditions d’élevage habituelles en accord avec les contraintes fixées par la réglementation en vigueur. Les animaux seront placés à 2 par cage selon les dispositions réglementaires en terme de surface avec une feuille de papier absorbant et des buchettes comme dispositifs d'enrichissement du milieu. Leur comportement sera surveillé afin de s'assurer de l'absence de mal-être ou de comportement agressif entre les animaux. De même, l'ensemble des points limites définis pour ce projet sera relevé quotidiennement et annoté selon une grille de score de manière à évaluer au plus juste le bien-être des animaux. La croissance des animaux sera également surveillée quotidiennement à l'occasion de l'administration des différents traitements.
Choix des espèces
Le rat est largement utilisé dans le cadre des études comportementales du fait de ses propriétés physiologiques et comportementales bien connues. Sa taille et son coût peu élevés facilitent son élevage et son utilisation. cette espèce animale présente donc toutes les qualités requises par rapport aux exigences qui sont imposées par ce type d'étude. Les animaux seront utilisés au stade de jeune adulte âgées de 10 à 12 semaines à un âge où l'ensemble des registres comportementaux est établi et stable et les systèmes physiologiques matures.
Irradiation de modèles murins
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 500
2 500 rongeurs, 2 000 souris et 500 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sur une plateforme d'irradiation ouverte à d'autres équipes. Chaque animal reçoit une ou plusieurs séances d'irradiation sous anesthésie, puis retourne dans son animalerie d'origine, son sort final dépendant du projet qui l'utilise. Le porteur indique que l'irradiation d'une tumeur peut entraîner des nécroses et que l'irradiation du corps entier peut provoquer des douleurs à long terme. Il affirme que le recours à l'animal reste "essentiel" malgré des cultures cellulaires en 2D ou 3D, et justifie le nombre d'animaux par le seul "minimum nécessaire pour assurer une étude statistique".
Objectifs
La radiothérapie est un traitement localisé qui consiste à utiliser des radiations pour détruire les cellules cancéreuses. Les dommages induits par les rayonnements vont bloquer la prolifération cellulaire, tout en préservant le plus possible les zones périphériques saines. A l’heure actuelle, elle est utilisée seule ou en combinaison avec la chirurgie et/ou la chimiothérapie et concerne aujourd’hui 60% des traitements contre le cancer. Ainsi, la radiothérapie représente une technique nécessaire aux équipes de recherche travaillant dans le domaine de la cancérologie pour la compréhension des mécanismes biologiques en jeux et l’amélioration des traitements. Ce projet a pour objectif de permettre l’accès à un équipement de radiothérapie dédié au rongeurs à la communauté scientifique.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans la recherche thérapeutique utilisant l’irradiation pour mieux comprendre les mécanismes en jeux et/ou pour le développement de nouveaux traitements. Ce projet s’inscrit de ce fait dans une volonté de faire progresser les connaissances sur le développement tumoral ainsi que d’améliorer le traitement des patients en augmentant ainsi aussi bien la qualité de vie que leur survie.
Procédures
L’ensemble des animaux sera soumis à une ou plusieurs séances d’irradiation sous anesthésie générale. La durée de l’irradiation avec mise en place, irradiation et retour dans la cage prendra au maximum 30 minutes. L’anesthésie générale durera au maximum 20 minutes et l’irradiation au maximum 15 minutes. Chaque session aura une durée courte et pourra être réitérée au maximum deux fois par jour sur une durée de 1 jour à plusieurs semaines.
Impact sur les animaux
L’irradiation n’induit pas d’effets indésirables directs. Néanmoins, l’irradiation de tumeurs peut induire des nécroses suite à l’évolution de la croissance tumorale post-traitement et l’irradiation totale d’un animal peut aussi induire des douleurs à long terme.
Devenir
Après irradiation chaque animal retournera dans son animalerie d'appartenance. L'issue finale des animaux dépendra de chaque projet et sera détaillée dans chacune des procédures expérimentales présentées dans les demandes de projet.
Remplacement
Nous tacherons dans la mesure du possible d’utiliser des cultures cellulaires en 2D ou 3D (sphéroïdes et organoïdes). Néanmoins, il est nécessaire de valider les résultats obtenus in vivo afin de prendre en compte toute la complexité du vivant et avant de pouvoir faire l’objet d’essai clinique sur l’homme. Ainsi, le recours à l’animal s’avère essentiel pour avancer dans la validation de nouveaux traitements.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est établi afin de correspondre au minimum nécessaire pour assurer une étude statistique.
Raffinement
L’irradiation n’induit pas de souffrance ni de douleur à l’animal pendant et directement après. Les séances d’irradiation seront réalisées sous anesthésie générale de l’animal avec maintien de leur température corporelle. La durée de l’irradiation prendra de 5 à 30 minutes maximum. De l’onguent ophtalmique sera déposé sur les yeux pour éviter leur dessèchement. En cas d’irradiation ciblée, l’animal sera protégé par un bouclier adapté en fonction de la zone à irradier. La structure en charge du bien-être animal accompagnera chaque projet séparément dans sa mise en œuvre avec les conseils du vétérinaire désigné qui prendra les dispositions nécessaires au maintien du bien-être des animaux. Si un animal (rat ou souris) venait à montrer des signes de problèmes respiratoires, il pourrait être euthanasié sur site. Cette procédure ne sera réalisée qu’après accord du porteur du projet.
Choix des espèces
La souris représente l’espèce la plus utilisée en expérimentation en oncologie. La raison la plus importante du choix de la souris est sa similitude avec les organismes humains en ce qui concerne l’anatomie, la physiologie et la génétique. Sa petite taille, sa prolificité, les facilités zootechniques, les risques sanitaires moindres et une littérature abondante sont autant d’arguments complémentaires en faveur du choix de cette espèce. Le rat est une alternative à l’utilisation de la souris de par sa taille permettant d’atteindre une maturité de tumeur plus importante nécessaire dans certaines études. Nous utiliserons des rongeurs à différents stades de développement pour couvrir le plus largement les situations rencontrées dans les services cliniques.
Evaluation de molécules à visée thérapeutique dans un modèle mimant le syndrome du côlon irritable ou maladies inflammatoires chroniques de l’intestin induit par une administration intra-colique d’acide trinitrobenzène sulfonique (TNBS) chez le rat.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
1 580 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent de l'acide trinitrobenzène sulfonique dans le côlon pour provoquer une inflammation, puis subissent des distensions colorectales et le test de Von Frey, pour cribler des candidats médicaments contre le syndrome du côlon irritable à la demande de clients. Le porteur indique qu'aucun antalgique ni anti-inflammatoire ne sera administré pour ne pas interférer avec la douleur et l'inflammation recherchées, et que le modèle peut provoquer crampes abdominales, perte de poids et dégradation pouvant conduire à la mort. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la pathologie dans sa complexité, ce qui rendrait le recours aux animaux "incontournable".
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet de nouveaux candidats médicaments sur l’inflammation et la douleur dans un modèle d’IBS induit par administration de TNBS au niveau du côlon proximal ou distal chez le rat
Bénéfices attendus
Le projet permettra de tester de nouveaux candidats médicaments pour trouver de nouvelles molécules plus efficaces et avec moins d’effets secondaires que les molécules utilisées actuellement pour traiter les patients atteints du syndrome du côlon irritable (IBS) ou de MICI.
Procédures
Dans ce projet, les animaux ne subiront au maximum qu’une seule procédure chirurgicale qui sera réalisée sous anesthésie générale (durée de 10 minutes environ). Les animaux pourront avoir des administrations de candidats médicaments ou réactifs (durée de 5 minutes environ par geste). Selon la demande du client, un prélèvement sanguin pourra être réalisé au cours ou à la fin de la procédure expérimentale (durée de 5 minutes par prélèvement environ). La fréquence et le volume dépendront des demandes. Cependant, les prélèvements seront effectués en concertation avec le responsable éthique de l’entreprise et en total respect de la réglementation internationale et européenne. Un prélèvement sanguin plus important terminal pourra être réalisé sous anesthésie avant le sacrifice de l’animal. Lors des distensions colorectales, le rat sera placé dans une cage individuelle et son comportement en fonction de la pression exercée par le ballon sera observé pendant 45 minutes en tout (pallier de gonflement de 30 secondes avec des paliers de repos de 10 minutes).
Impact sur les animaux
Nous testoLe modèle d’hypersensibilité viscérale induit par le TNBS provoque des douleurs abdominales, une inflammation du colon provoquant une douleur importante pouvant s’accompagner d’une perte de poids, une diminution de l’état général et du comportement pouvant conduire à la mort de l’animal. Le test de Von Frey peut provoquer un stress du fait de la manipulation des animaux et une certaine douleur lors de l’application de filaments. La distension colorectale provoque une douleur viscérale caractérisée par des crampes abdominales et un changement de comportement de l’animal (arrêt de l’observation, prostration possible, posture avec le dos vouté…).Nous testons des molécules clients dont nous ne connaissons ni la nature ni les effets secondaires possibles, il nous est, pour cette raison, difficile d’anticiper les nuisances pour les animaux dûes au traitement pharmacologique.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront soit gardés en vie pour suivre une autre procédure, soit euthanasiés à la fin du projet.
Remplacement
Aujourd’hui il n’existe pas de thérapie pharmacologique efficace pour le traitement du syndrome du côlon irritable (IBS) ou MICI. Actuellement, aucun modèle in vitro ne peut mimer la pathologie dans son ensemble et dans sa complexité. Ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale pour tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments.
Réduction
Nous avons établi une stratégie d’expérimentation nous permettant dans la mesure du possible, de mesurer la valeur basale de chaque animal (l’animal est son propre contrôle). Cette stratégie permet donc de réduire sensiblement le nombre d’animaux par groupe. Ce modèle se faisant sous anesthésie, cela permet de réduire la douleur et le stress chez l’animal. La procédure du von Frey (procédure 1) est une méthode non invasive et avant toute expérimentation, les animaux sont habitués au set-up de von Frey pour limiter au maximum le stress. De par notre expérience sur les différentes techniques utilisées (Von Frey, TNBS, distension colorectale), un minimum de 10 animaux/groupe est nécessaire afin d’avoir des résultats statistiquement significatifs. De plus pour la distension colique, la distension est stoppée dès l’observation de la première crampe abdominale donc dès l’apparition de la douleur.
Raffinement
En accord avec la règle de raffinement, les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale avec maintien de la température corporelle via l’utilisation de plaque chauffante thermo-régulée. Dès leur arrivée dans la zone d’exploration fonctionnelle, les animaux seront hébergés (3/cage au maximum) dans des conditions définies par la directive européenne 2010/63/UE et un enrichissement sera introduit dans l’hébergement des animaux (tunel, aspen brick). L’état des animaux sera suivi quotidiennement par du personnel compétent afin de s’assurer de leur bien-être et de l’absence de point limite à savoir prostration, perte de poids, difficulté à se mouvoir, s’alimenter, boire, piloérection, présence de blessure, … . Après chaque intervention chirurgicale, une attention particulière sera apportée sur le réveil des animaux et l’absence d’agressivité vis-à-vis de ces congénères. Aucun antalgique ne sera utilisé lors de cette expérimentation car la procédure classée légère de suivi des fécès n’engendre pas une gêne telle qu’un antalgique soit nécessaire. Concernant la procédure de Von Frey (modèle de test comportemental de douleur), l’administration d’antalgique quel que soit son type pourrait interférer avec les résultats observés. Le modèle TNBS est un modèle inflammatoire provoquant une douleur viscérale donc durant ce projet aucun antalgique ou anti-inflammatoire ne sera utilisé pour ne pas interférer avec l’inflammation obtenue provoquant une douleur. L’administration de produit à tester se fait en parallèle des tests de Von Frey, des administrations de TNBS et de distension colorectale donc aucun antalgique ou anti-inflammatoire ne sera administré d’autant plus que ces derniers pourraient interférer avec l’effet du candidat médicament à tester. Si un animal présentait un point limite, il serait isolé dans un premier temps et hydraté et mis en présence de nourriture dans la litière si besoin. Si son état ne s’améliorait pas dans les 48h, les expérimentateurs compétents excluraient l’animal de l’étude et l’euthanasieraient.
Choix des espèces
Le modèle de TNBS ainsi que les études comportementales sont bien décrits et couramment utilisés chez le rat. Classiquement, les animaux utilisés seront âgés d’au moins 6-8 semaines afin d’avoir des animaux sexuellement matures permettant de mimer au mieux les conditions cliniques humaines. Cependant, selon les demandes des clients, l’âge des animaux pourrait être modifié.