Rats
Détermination préliminaire de la cinétique et/ou du métabolisme d’un candidat médicament chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Le protocole dépend des molécules qu'un développeur veut faire avancer: 1 155 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués à l'issue pour analyses de sang et d'organes. Chaque animal reçoit un candidat médicament par voie orale ou injection, subit jusqu'à six prélèvements sanguins sur 24 heures et un passage en cage à métabolisme avec restriction d'eau. Ces études caractérisent le devenir des molécules dans l'organisme pour préparer les dossiers réglementaires de futurs médicaments. Le porteur retient le rat comme l'espèce "la plus prédictive" en toxicologie.
Objectifs
Ce projet vise à caractériser le profil ADME (Absorption, Distribution, Métabolisme, Élimination) de candidats médicaments pouvant appartenir à toutes les aires thérapeutiques étudiées en interne chez le rat. Ces études, intervenant après les premières études de sécurité et d’efficacité et avant les études complètes de toxicologie, permettent de sélectionner les molécules aux propriétés les plus favorables en terme d’ADME, d'évaluer l'impact des formulations sur l'exposition plasmatique du produit et de définir les conditions optimales (doses et schémas) pour les futurs essais de sécurité et d'efficacité. Elles facilitent également l'interprétation des données en corrélant les concentrations sanguines du produit aux effets observés. Bien que l’étude sur organisme entier demeure indispensable, ce projet intervient après une sélection screening des molécules rigoureuse par des méthodes alternatives (in vitro et in silico). La stratégie s'appuie sur : • l’utilisation de protocoles peu contraignants et de doses uniques (déterminées par des études de dose maximale tolérée préalables) et définies pour ne pas présenter d’effets indésirables. • le recours à des effectifs restreints pour limiter, par une sélection précoce, le nombre de molécules et d'animaux utilisés dans les phases de développement ultérieures. Les études consistent en une administration, le plus souvent unique chez le rat, (espèce rongeur communément utilisée dans les études de sécurité non clinique) suivie de prélèvements de sang à différents temps. Des collectes d’urines et analyses sur les organes permettant d’obtenir des paramètres de cinétique d’élimination du candidat médicament testé et d’évaluer la biodistribution peuvent également être prévues. Ces études se déroulent sur une durée de 24h (cas standard) à 4 semaines.
Bénéfices attendus
A travers ce projet, nous allons pouvoir déterminer les paramètres d’Administration/Distribution/Métabolisme/Elimination (ADME) des candidats médicaments. A court terme, ces paramètres permettront d’affiner le choix du design des études de sécurité non clinique intervenant juste après les études incluses dans ce projet comme la voie d’administration, le schéma expérimental et le choix de doses. A long terme, Il sera possible d’une part de connaitre le taux dans le sang des différents composés et d’autre part d’établir des relations pharmacocinétiques/ pharmacodynamie (PK/PD), le tout pour sélectionner le meilleur candidat et diminuer le nombre d’études ultérieures. En effet, les candidats médicaments qui présentent des paramètres ADME permettant d’être actifs (bonne absorption et/ou distribution sans être métabolisés ou excrétés trop rapidement) pourront continuer le développement et potentiellement servir dans le traitement de différentes pathologies.
Procédures
- Administration par voie orale ou par injections (unique à réitérée 1 à 3 fois par jour pendant 1 jour à 4 semaines) de composés à évaluer, contention de quelques secondes à 5 minutes maximum (incluant le passage dans une enceinte thermorégulée), administration de 10 secondes à 2 minutes maximum - Prélèvements de sang de faible volume : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 2 fois maximum durant l’étude sur animal vigile, contention de 2 minutes maximum, durée du prélèvement de quelques secondes - Recueils urinaires d’une durée comprise entre 6h (cas standard-approximativement 90% des cas) et 16 heures (cas exceptionnel justifié scientifiquement si besoin d’un volume plus élevé d’urines pour le dosage d’un paramètre à de très faibles niveaux - approximativement 10% des cas) en cage à métabolisme (1 fois par étude au maximum) avec diète hydrique d’une durée correspondant à celle du recueil (6h en standard et 16h maximum) - Prélèvement unique de sang réalisé sous anesthésie et analgésie avant l’euthanasie
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, des nuisances ou douleurs peuvent survenir lors des : ⦁ administrations des composés à évaluer : administration unique à réitérée 1 à 3 fois par jour pendant 1 jour à 4 semaines) : selon les voies utilisées, -contention d’une durée de moins de 15 sec et administration du composé (moins de 10 sec) peuvent générer du stress chez l’animal (maximum 3 administrations par jour) : degré de sévérité léger à modéré selon la voie et le nombre d’administrations -passage dans une enceinte thermorégulée (nécessaire pour dilater les veines et réaliser le geste dans de bonnes conditions) d’une durée maximale de 5min, la contention dans une boite adaptée à l’espèce utilisée (2min maximum) peuvent générer du stress et l’injection de la douleur (maximum 2 fois par jour) : degré de sévérité léger. ⦁ Prélèvements de sang : la contention d’une durée maximale de 2min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer du stress et de la douleur (maximum 6 points de prélèvement sur 24h) (Degré de sévérité léger à modéré en fonction du volume total prélevé) ⦁ Recueil urinaire (cages à métabolisme) : le changement d’environnement et l’hébergement individuel de courte durée (6h en standard, et n’excédant pas 16h) peuvent générer un inconfort et un stress pour l’animal (Degré de sévérité léger). ⦁ Administration sous-cutanée (analgésique) : la contention d’une durée maximale de 15s peut générer du stress et l’injection (moins de 10s) de la douleur (degré de sévérité léger). ⦁ Induction de l’anesthésie gazeuse préalable à l’euthanasie : l’induction qui est rapide peut générer du stress. La molécule administrée peut induire en elle-même des effets indésirables (perte de poids par exemple)
Devenir
Des analyses sur le sang (nécessitant un prélèvement de volume important) et/ou tissus post mortem sont effectuées à l’issue des études incluses dans ce projet pour compléter les données collectées in vivo, ne permettant pas la réutilisation des animaux à l’issue de la procédure expérimentale.
Remplacement
Le développement d'un candidat médicament nécessite une approche multidisciplinaire pour évaluer ses propriétés pharmacocinétiques et métaboliques. Si les modélisations informatiques et les tests in vitro (perméabilité, stabilité microsomale, interactions enzymatiques) sont essentiels à la sélection initiale des molécules, ils restent insuffisants pour modéliser la complexité d'un organisme entier. Les études in vivo demeurent indispensables pour caractériser précisément le devenir du candidat médicament. En retour, ces données permettent d'optimiser le choix des modèles in vitro afin d'améliorer la corrélation et la prédictibilité des futurs essais.
Réduction
Pour ces études, en tenant compte des variabilités inter et intra individuelles et en fonction de la question posée, on utilise en standard 3 animaux/sexe, soit le nombre minimum d’animaux pour obtenir des résultats scientifiques fiables et interprétables. Ce chiffre est basé sur l’expérience acquise en interne (reproductibilité des données, variabilité inter-individuelle inhérente au vivo) et sur les pratiques de la communauté scientifique. Exceptionnellement, jusqu’à 12 animaux/sexe par dose, voie d’administration ou formulation différentes peuvent être utilisés (cas d’un candidat médicament ayant une cinétique très compliquée à suivre, c’est-à-dire ayant une cinétique détectable à de très faibles niveaux, ou avec une variabilité inter-individuelle importante nécessitant un nombre de prélèvements importants). Ce nombre d’animaux, ne représentant que 5 à 10% des études intégrées dans ce projet, peut être anticipé grâce à des modélisations informatiques réalisées sur le candidat médicament. Pour optimiser le nombre d’animaux utilisé et le nombre de prélèvements sanguins ou d’organes effectués, les responsables scientifiques utilisent des modèles informatiques basés sur des méthodes mathématiques pour analyser au mieux les données. Le nombre de rongeurs utilisé a également pu être considérablement réduit grâce à la méthode de prélèvement sanguin par microsampling. Cette méthode permet de ne prélever qu’un faible volume de sang et ainsi d’effectuer différents temps de prélèvement sur un même animal tout en respectant les volémies physiologiques pour le rat et en réduisant douleur/angoisse (moins de contention et réduction du temps du geste technique) chez l’animal.
Raffinement
Les doses de candidat médicament à administrer à l’animal sont sélectionnées préalablement in vivo (objet d’un autre projet) afin d’éviter les risques d’une potentielle toxicité des composés testés. Des observations cliniques approfondies sont réalisées chaque jour. Même si les doses utilisées dans les études de ce projet ne doivent pas entraîner de toxicité, si des signes cliniques étaient observés, une décision rapide sera prise en concertation entre le vétérinaire, le responsable scientifique, la Structure chargée du Bien Être des Animaux (SBEA) et les équipes en charge des animaux. Selon les signes, soins, arrêt de traitement, diminution de doses ou euthanasie seront réalisés. Cette décision se base si besoin sur le score d’une grille de points limites spécifique au rat mise en place avant l’apparition des points limites. Les animaux sont manipulés quotidiennement et peuvent être entrainés si l’étude nécessite un geste technique particulier (exemple : contention pour administration par injection). Tous les animaux sont hébergés en groupes, sauf cas exceptionnel justifié scientifiquement (signes cliniques nécessitant l’hébergement individuel ou phase de recueil urinaire par exemple), avec de l’enrichissement adapté (matériel de nidification, matériel à ronger). Au cas par cas, on peut mettre en place des modifications des conditions d’hébergement pour raffinement (ex : chauffage en cas d’hypothermie transitoire). Pour les études d’une durée supérieure à 1 semaine, une puce électronique d’identification couplée à un capteur de température pourra permettre le suivi de la température corporelle de manière non invasive. Lorsque les prélèvements de sang n’excèdent pas 50µL par prélèvement, la technique du microsampling est mise en place. Cette technique, rapide, peu invasive et peu stressante, permet de limiter l’impact d’une cinétique et de respecter les limites de volémie physiologiques du rat. La durée du recueil urinaire est limitée, réalisée en journée sur une durée de 6h ou exceptionnellement en période nocturne
Choix des espèces
Le rat est l’espèce rongeur la plus utilisée dans toutes les études de sécurité non cliniques réalisées après les études incluses dans ce projet (études de sécurité réglementaires notamment), car considéré comme le plus prédictif en toxicologie, ce qui permet de mieux comprendre et caractériser la molécule dans un modèle pertinent sur le plan pharmacologique. Ici les rats utilisés sont de jeunes adultes et des adultes, d’âge équivalent aux études ultérieures à ce projet et conformément aux requis règlementaires. Exceptionnellement, des animaux juvéniles (post-sevrage) pourront être utilisés, lorsque le candidat médicament a pour visée le traitement de pathologie chez de jeunes patients.
Multifonctionnalité de la surface de la tête prothétique – une innovation dans l’implantologie dentaire : Etude pilot de raffinement
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Extraction des molaires puis pose immédiate d'implants dentaires, suivie pour 15 rats d'injections destinées à provoquer une infection autour de l'implant : 27 rats vont être utilisés, tous tués, dont 15 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Ces gestes servent à valider des conditions d'imagerie et un modèle d'infection avant une étude plus large sur des surfaces d'implants nanotexturées. Le porteur reconnaît que "la douleur est inévitable" après la chirurgie buccale. Présentée comme une "étude pilote de raffinement", cette phase inflige à plus de la moitié des rats le niveau de souffrance le plus élevé, et justifie l'effectif par la seule puissance statistique.
Objectifs
Nous souhaitons dans le cadre d'un projet de developpement de nouveaux implants nous voulons vérifier les propriétés adhésives et anti bactériennes de surfaces nanotexturées de mini-implants adaptés pour les rats. Pour réaliser cet objectif, nous devons dans un premier temps valider les poses d’implants chez le rat par des imageries au scanner rayons X et nous souhaitons mimer les conditions infectieuses en injectant de faibles doses de molécules infectantes proche de la zone implantée. C’est pour vérifier les conditions optimales d’imagerie et d’infections que nous sollicitons cette étude pilote de raffinement avant la procédure complète de tests de diverses combinaisons de surface nano texturées. Les objectifs sont : 1. Réaliser l’implantation dentaire immédiatement après l’extraction d’une molaire chez le rat selon le concept "One abutment-one time", Les mini-implants (la dimension est réduite afin adapter à l'anatomie de rat) consistent en une tête prothétique intégrée avec la tige de l'implant, qui se met en place lors de la première intervention chirurgical et à ne plus changer par la suite. 2. Etablir le modèle infectieux péri-implantaire (mucositite péri-implantaire et péri-implantitite) chez le rat en injectant des solutions infectantes. 3. Valider des techniques d'imagerie in vivo et ex vivo pour la détection des tissus mous et durs à l’aide du microscanner à rayons X et l’imagerie photonique (microscopie confocale et light sheet).
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet pilote établissent les conditions d’imageries pour une vérification optimale de la position des implants ; les conditions doses et durée du modèle infectieux péri-implantaire chez le rat, et les modalités pour les imageries longitudinales et ex vivo innovantes. Toutes ces conditions seront reprises pour l'étude finale de performance osseuses et gingivales des nanotextures.
Procédures
1. Extraction bilatérale des premières molaires dans le maxillaire et implanter les implants dentaires immédiatement dans les avéoles, qui reproduit l'osséointégration et la cicatrisation des tissus mous autour de l'implant: 30 min/ rat sous l’anesthésie chimique, appliquer sur 27 rats divisent en 2 procédures. 2. Etude longitudinale appliquée à 27 rats par microscanner à rayon X sur l'osséointégration suite à l'implantation dentaire (12 rats – procédure 1) et le déclenchement de maladies péri-implantaires suite à l'infection (15 rats – procédure 2) sous l’anesthésie gazeuse. Durée 20 min/ fois, à J0, 14, 28 jours pour les 12 rats dans procédure 1. Durée 20 min/ fois, à J28, 35, 42, 49, 56, 63, 70 pour les 15 rats dans procédure 2 sous anesthésie gazeuse. 3. Etablissement des maladies/inflammation péri-implantaire : injection sur 15 rats de procédure 2 sous l’anesthésie gazeuse rapide. 4. Evaluation des attaches et des étanchéités fonctionnelles de l'épithélium jonctionnel et du tissu connectif péri-implantaires, appliquer sur 27 rats à la fin de procédure (avant la mise à mort).
Impact sur les animaux
1. Les rats subiront la chirurgie d'extraction dentaire bilatérale et la pose d'implant immédiate. La douleur est inévitable, mais nous veillerons à combiner tous les mesures médicamenteuses (analgésie, anesthésie, myorelaxant), physiques (environnement d'hébergement confortable adapté pour les animaux post-opératoire et nourriture molle), et humaines (soins et surveillance rigoureusement par les personnels habilités) pendant l'étude afin de détecter toutes anomalies à résoudre de suite. La consommation de nourriture et d'eau seront mesurées régulièrement. 2. En plus, les rats passeront par des anesthésies gazeuses répétées lors des sessions d'imagerie qui ne donne pas de douleur particulière et non invasive. Nous utiliserons la couette de survie pour assurer la température corporelle. Après les manipulations, les rats seront posés sur une plaque chauffante et surveillés jusqu'à leur réveil. 3. L'administration de molécule infectante sous l'anesthésie rapide donne de douleur très peu, nous ferons très attention à l'hypothermie des animaux en utilisant le tapis chauffant pendant la manipulation. Après les manipulations, les rats seront posés sur une plaque chauffante et surveillés jusqu'à leur réveil.
Devenir
Les mises à mort seront réalisées sur tous les rats (27) par une personne habilitée à la fin de chaque procédure. Nous devons mettre à mort tous les animaux afin de collecter les hemi-maxillaires avec implants pour les expérimences ex vivo d'imageries multimodales et innovantes incluant le microscannaire à haute résolution avec produits contrastants, l'imagerie photonique et l'immunohistochimie. Ces techniques permettent de visualiser et quantifier l'attache péri-implantaire et parodontale et l'étanchéité que les examens cliniques n'arrivent pas à évaluer.
Remplacement
Nos questions scientifiques sont centrées sur l'effet de la nano-texturation de la surface des têtes prothétiques sur l'attache des tissus péri-implantaires dans les conditions physiologiques incluant métabolisme osseux, vascularisation, système immunitaire que les modèles in vitro ne peuvent pas mimer. Les expérimentations animales avec une physiologie intégrée sont donc primordiaux. De nombreuses combinaisons de topographie de surface peuvent être efficaces in vitro sur l'adhérence de l'épithélium jonctionnel, par contre il est impossible de toutes les tester dans des modèles « de plus gros animaux tels que beagles ou mini-pigs » qui sont les gold-standard en préclinique implantaire à cause de leur cout. Il nous semble donc essentiel de proposer un modèle chez le rongeur pour tester 2 ou 3 nano-texturations et choisir la plus performante à valider en phase en phase clinique.
Réduction
Nous avons estimé la taille des échantillons afin d'assurer la puissance statistique lors du traitement des données.
Raffinement
Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité, par du personnel qualifié, pendant les interventions mais aussi en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal tout au long de l’étude. La douleur est rigoureusement contrôlée grâce à des points limites évalués en amont, et gérés grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (myorelaxant/anesthésie/analgésie). Par ailleurs, les animaux sont hébergés en groupes harmonieux (minimum de 2); dans un environnement enrichi (copeaux, matériel de nidification). Afin d’éviter de fragiliser les implants au cours de la cicatrisation à cause de batônnet à ronger, mais afin de respecter les activités chez le ronger, nous utiliserons en alternative des batônnets très fins et les rouler en coton pendant 4 semaines post-op. Enfin, l'eau et la nourriture sont mises à disposition "ad libitum". Lors des procédures, nous devons utiliser l'anesthésie car ce sont des manipulations qui doivent être faites in vivo afin de surveiller la cinétique de cicatrisation dans les conditions physiologiques.
Choix des espèces
Les rats constituent un bon point de départ pour tester la faisabilité des nouveaux implants dentaires dans la recherche préclinique en raison de sa similarité avec l'homme en termes de structure osseuse, d'anatomie buccale. En plus, les rats sont privilégiés pour le coût, la facilité de logement et la manipulation. Les rats Wistar sont encore considérés comme l'un des meilleurs modèles. A l'âge adulte (16 semaines), les rats arrivent à la maturité squelettique et dentaire et atteignent environ 400 g, ce qui rend la facilité des manipulations chirurgicales (extraction dentaire et implantation immédiate). La taille de fabrication des implants est adapté pour l’os maxillaire du rat. Ce sont des mini-implants qui ne transpercent pas les sinus lors de la pose, principale cause de rejet ou de problèmes sanitaires pour les animaux.
Evaluation d’une solution destinée à la conservation du greffon cardiaque avec un modèle de cœur isolé perfusé de rat : modification
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Le projet sert à mettre au point une solution de conservation d'organe inventée et brevetée par l'équipe. 480 rats vont être utilisés, opérés du thorax sous anesthésie et tués avant tout réveil, dans des procédures menées sans réveil. Chaque animal reçoit une chirurgie de cinq minutes puis une injection d'anticoagulant avant la mise à mort et le prélèvement du cœur, qui sert de greffon pour tester la solution. Le porteur affirme que les modèles cellulaires restent "très insuffisants" pour représenter la complexité de l'organisme entier et juge l'expérimentation animale indispensable à la validation de sa solution.
Objectifs
L’objectif du projet est l’évaluation d’une nouvelle solution de préservation destinée au greffon cardiaque ainsi que la détermination des conditions optimales de survie du greffon cardiaque. CONTEXTE La transplantation d’organes, en particulier cardiaque, est face à une crise récurrente : la pénurie de greffons. Le manque crucial d'organes est en effet responsable de la première cause de mortalité en transplantation cardiaque. Afin d'optimiser le nombre de prélèvements et d'assurer une protection optimale des greffons cardiaques, notre équipe a inventé et breveté une nouvelle solution de conservation, permettant d’améliorer la préservation du cœur. OBJECTIF Notre objectif général est d'optimiser la survie du greffon cardiaque grâce à cette nouvelle solution. Les études expérimentales proposées seront menées chez le rat. Nos objectifs opérationnels sont les suivants : 1- Apprentissage et validation des techniques de prélèvement-conservation-réanimation des cœurs. 2- Comparaison de la nouvelle solution de conservation versus les autres solutions utilisées en clinique. 3- Détermination de la température optimale de conservation des greffons cardiaques. 4- Optimisation de la composition de la solution retenue en perfusion, en particulier par l’ajout d’un nouveau transporteur d'oxygène. 5- Élaboration du cycle optimal de perfusion. 6- Évaluation de l’efficacité des paramètres retenus, dans le cas des greffons prélevés à cœur arrêté. 7- [Modification : Validation des paramètres retenus dans un modèle de rat femelle]
Bénéfices attendus
Partout dans le monde, la transplantation d’organes fait face à une pénurie de greffons qui croît constamment. Pour optimiser la protection de ces greffons, disposer d’une solution de préservation adaptée et protectrice est essentiel car à l’heure actuelle, différentes solutions (expérimentales et cliniques) ont été identifiées pour la conservation des greffons mais aucune ne fait le consensus. En utilisant une méthodologie inédite notre équipe a conçu une nouvelle solution de conservation. L’objectif général du projet est donc d’évaluer et d’optimiser l’utilisation de cette solution en vue d’une future utilisation clinique. Nous utiliserons le rat comme modèle animal pour réaliser les études précliniques.
Procédures
Première partie du projet : Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’une durée de 5 minutes, sous anesthésie générale et couverture analgésique adéquates, suivi d’une injection intraveineuse d’une molécule anticoagulante (moins d’1 minute). L’animal est mis à mort dans les 5 minutes suivant l’injection, sous anesthésie (durée totale de l’anesthésie : 30 minutes maximum). Deuxième partie du projet : Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’une durée de 5 minutes, sous anesthésie générale et couverture analgésique adéquates, suivie d’une injection intraveineuse de molécules anticoagulante, anesthésiante et curarisante (moins de 3 minutes). L’animal est mis à mort dans les 30 minutes suivant la dernière injection, sous anesthésie (durée totale de l’anesthésie : 45 minutes maximum).
Impact sur les animaux
Le protocole expérimental consiste à placer l’animal sous anesthésie générale, complétée par des antalgiques puis réaliser une chirurgie thoracique permettant le prélèvement du cœur. Il s’agit donc de procédures sans réveil.
Devenir
Ce projet consiste à étudier les paramètres de conservation de greffons cardiaques. L’ensemble des animaux sont donc mis à mort pour permettre le prélèvement du cœur (greffon cardiaque).
Remplacement
La nouvelle solution de conservation a déjà été testé sur modèles cellulaires et a donné de bons résultats. Toutefois, les protocoles de conservation sur cellules restent très insuffisants pour représenter la complexité des phénomènes physiopathologiques survenant au niveau de l’organisme entier et du greffon cardiaque. L’évaluation des effets protecteurs de la nouvelle solution nécessite ainsi une expérimentation impliquant l’animal. L’utilisation du modèle animal adéquat, permet de mimer les situations cliniques (conservation du greffon suivie de transplantation), et conditionne la validité de l’évaluation de la nouvelle solution.
Réduction
Sur la base de notre expérience passée, nous avons réduit au maximum le nombre d’animaux utilisés par groupe. Par ailleurs, les animaux de la première étape du projet seront intégrés aux groupes contrôles du projet. Le projet est organisé par étape de validation successives et seuls les paramètres optimaux sont appliqués d’une étape à l’autre. Les dates et nature des expérimentations sont communiquées aux autres porteurs de projets locaux (par le biais de la cellule bien-être animale), potentiellement intéressés pour prélever post-mortem d’autres tissus sur l’animal. [Modification : dans le but de tester les différents paramètres sur un modèle de cœur femelle, nous proposons de ne pas réaliser les tests pour chaque condition mais seulement ce qui nous permettra de comparer les optimaux, soit dans les procédures 2, 3 et 6)
Raffinement
Les animaux seront habitués à la manipulation afin de diminuer le stress le jour de l’expérimentation.
Choix des espèces
Le rat (souche « Wistar ») est utilisé en première intention car c’est sur cette espèce qu’ont été décrits les résultats historiques de fonction de cœur isolés perfusés. De plus, nos méthodes d’évaluation fonctionnelles sont bien validées entre nos mains chez le rat et pour cette souche en particulier. Nous utiliserons de jeunes adultes, âgés de quelques mois (poids compris entre 250-350g). Cela correspond, en clinique humaine, aux patients jeunes et jeunes adultes éligibles qui sont prélevés lors des prélèvements d’organes chez l’homme.
Rôle de l’anticorps Procizumab dans un modèle murin de choc septique
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une chute trop forte de la pression artérielle déclenche la mise à mort de l'animal. 44 rats vont être utilisés, tous tués, dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Chaque rat reçoit une chirurgie provoquant une infection, deux cathéters posés au cou et des échographies cardiaques répétées sous anesthésie pendant 4 à 16 heures, jusqu'à l'installation d'un choc septique. Le projet teste si une protéine, l'anticorps Procizumab, protège les vaisseaux sanguins, les organes étant prélevés après la mort.
Objectifs
En cas d’infection, certains patients présentent une inflammation excessive qui met en jeu leur pronostic vital. Quand les systèmes de régulation physiologique sont débordés, on dit que le patient est en choc septique. Il s’agit d’une infection sévère qui nécessite le transfert des patients en réanimation. C’est une pathologie grave avec une mortalité élevée. Le choc septique est marqué par une hypotension sévère liée à une dysfonction des vaisseaux sanguins qui deviennent trop dilatés et laissent fuir une partie du contenu des vaisseaux. Les patients présentent également une atteinte du cœur qui se contracte trop faiblement. Ces 2 processus entrainent une baisse majeure de l’apport de sang aux organes. Les organes ne reçoivent alors plus assez d’oxygène. Cela entraine un état de défaillance de l’ensemble des organes induisant le décès du patient. Les médicaments actuellement utilisés (antibiotiques, médicament pour augmenter la tension artérielle) ne jouent pas sur l’atteinte des vaisseaux sanguins. Notre équipe étudie le rôle d’une protéine qui joue un rôle dans le maintien de la stabilité des vaisseaux. L’objectif de ce projet est de savoir si cette protéine permet de diminuer l’atteinte des vaisseaux dans un modèle de choc septique chez le rat. Nous voulons déterminer si la supplémentation de cette protéine protègerait de l’inflammation, puis nous évaluerons si cette protéine peut servir comme traitement dans le choc septique.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux définir le rôle de la protéine d’intérêt dans le choc septique et potentiellement être utilisée comme un nouveau médicament dans l’infection grave.
Procédures
44 animaux auront une chirurgie sous anesthésie générale. 24 animaux subiront une chirurgie pour provoquer une infection (durée 20min) et 24 subiront une chirurgie contrôle (durée 15 min). Tous les animaux auront la mise en place de 2 cathéters en regard du cou, réalisé sous anesthésie générale (durée 20min). Les animaux auront des échographies cardiaques toutes les 30 minutes pendant la durée de l’étude (4 heures ou 16h). L’animal est laissé durant toute cette période sous anesthésie générale. Les animaux auront des prélèvements sanguins répétés, via l’un des cathéters mis dans le cou, les prélèvements sont réalisés sous anesthésie générale, sans nécessité de ponction spécifique (durée 1 min par prélèvement). Tous les animaux auront des prises de pressions artérielle, celle-ci est mesurée en continu via l’un des cathéters du cou, sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
L’injection intrapéritonéale (anesthésie et analgésie) entrainent une douleur légère. Par ailleurs, l’anesthésie générale provoque un état confusionnel durant environ 2h. La chirurgie réalisée pour entrainer l’infection est responsable, à court terme de douleur en regard de la cicatrice et à moyen terme d’une infection responsable d’une diminution de la mobilité et une diminution des interactions sociales. Pendant les 16 premières heures, l’animal présente des signes d’infections non sévère puis après 16 h, il rentre dans un état de choc septique avec une infection grave, avec notamment une diminution de la contraction du cœur.
Devenir
Pour l’ensemble des procédures, la mises à mort est suivie de prélèvements d’organes (cerveaux, cœur, poumons, reins, foie, rate, peau) nécessaire pour des analyses ultérieures.
Remplacement
L’infection et ses conséquences sont des phénomènes complexes résultants de l’interaction de différents types cellulaires soumis à de multiples interactions encore partiellement connues. L’approche in vitro ne permet pas de rendre compte de façon fiable de ces différentes interactions entre les organes. Le modèle utilisé sera celui le plus validé à l’heure actuelle pour l’étude du sepsis. Il permet d’étudier de façon optimale la réponse de l’organisme à l’infection.
Réduction
Les procédures d’exploration physiologiques permettent un suivi longitudinal, sur la durée, ce qui permet de diminuer le nombre d’animaux utilisé et augmente la puissance statistique. Le calcul du nombre d'animaux par groupe prend en compte la variabilité inter individuelle des animaux par rapport à la sévérité de l’infection et la dysfonction du cœur. Cette variabilité a été diminuée par la standardisation de la chirurgie entrainant l’infection via l’utilisation d’outil calibré permettant une chirurgie reproductible. Cela diminue le nombre d’animaux qui ne sont pas inclus dans l’étude, car il ne présente pas de signe d’infection. En post mortem, l’ensemble des organes sont prélevé et pourront être utilisé pour des recherches futur
Raffinement
45 minutes avant la chirurgie, l’animal est traité par un analgésique puissant. L‘ensemble des manipulations invasives sont réalisées sous anesthésie générale. L’analgésie est balancée avec l’utilisation d’anesthésique local en fin de procédure. Durant l’anesthésie, les animaux sont placés sur une table chauffante. En post-opératoire, les animaux sont réchauffés (couveuse réglée à 30.0°) et réhydratés. Après leur réveil, les animaux sont replacés en cage individuelle, avec accès libre à l’eau et à la nourriture. La douleur est surveillée et si besoin l’analgésie sera renforcée. Des points limite précoces ont été définis et seront appliqués, notamment durant le monitorage de l’animal, si la pression artérielle est trop basse, l’animal sera euthanasié.
Choix des espèces
L’étude de la pression artérielle et de la fonction cardiaque est plus aisée chez le rat que la souris. La mise en place des cathéters artériels et veineux est plus facile (taille des vaisseaux supérieur) chez le rat et l’échographie cardiaque est plus facile (taille du cœur supérieur). Nous utiliserons une souche de rat non consanguine permettant de plus facilement généraliser les résultats. Des rats mâles de 10-12 semaines, pesant entre 300 à 500g seront utilisés. Le stade de développement des animaux correspond à de jeunes adultes afin de mimer au mieux les conditions de pathologies chez l'Humain
Étude anatomo-fonctionnelle des circuits assurant la représentation de la direction de la tête chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une restriction alimentaire maintenant le poids à 90 % de la normale, une immobilisation de la tête et des chirurgies cérébrales de deux à quatre heures avec implant de fibre optique : 288 rats Long Evans vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ces gestes visent à cartographier la "boussole neuronale" qui indique la direction de la tête et à en tester le rôle dans une tâche de navigation. Les retombées médicales évoquées, rééducation ou prothèses vestibulaires pour les personnes âgées, restent hypothétiques et lointaines. Le porteur présente le rat Long Evans comme l'"expert de la navigation" reconnu partout, argument qui tient surtout aux décennies de travaux déjà accumulés sur cette souche.
Objectifs
Pour nous orienter dans l’espace, notre cerveau doit savoir en permanence dans quelle direction notre tête est tournée. De nombreux animaux, et en particulier les mammifères, possèdent ainsi une « boussole neuronale » localisée dans la partie antérieure du cerveau. Cette boussole est tenue informée des changements d’orientation de notre tête grâce aux détecteurs de mouvements de l’oreille interne, appelés organes vestibulaires, et qui sont classiquement associés au contrôle de l’équilibre. Notre objectif est de comprendre comment ces signaux sont utilisés pour synchroniser notre boussole neuronale avec les mouvements de notre tête. Ce projet comporte trois étapes : 1) Cartographier les connexions neuronales au sein du circuit reliant les organes vestibulaires et la boussole neuronale. 2) Observer comment les neurones de ce circuit s'activent en temps réel lorsque l'animal bouge la tête. 3) Tester le rôle de ce circuit en modifiant son activité chez des animaux réalisant une tâche de navigation spatiale.
Bénéfices attendus
En permettant de mieux comprendre comment les informations vestibulaires (relatives aux mouvements de la tête) sont utilisées par le cerveau pour s’orienter dans l’espace, les résultats de ce projet pourraient inspirer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les patients souffrant de déficits vestibulaires et de troubles de l’orientation, en particulier chez les personnes âgées. Par exemple, la présbyvestibulopathie, un syndrome vestibulaire lié au vieillissement, affecte 20 à 30 % des plus de 65 ans et plus de 50 % des plus de 80 ans. Elle se caractérise notamment par une altération des capacités cognitives spatiales, entraînant une perte d’autonomie. Une meilleure compréhension des mécanismes neuronaux sous-jacents pourrait conduire à des protocoles de rééducation plus ciblés ou à l’élaboration de prothèses vestibulaires adaptées. Les mécanismes identifiés pourraient également éclairer d’autres pathologies affectant l’orientation spatiale, comme la maladie d’Alzheimer, où les troubles de la navigation sont précoces et invalidants. D’autre part, Les mécanismes neuronaux identifiés dans le cadre de notre étude pourraient servir de modèle pour concevoir des algorithmes neuro-inspirés d’estimation de l’orientation. Ces algorithmes pourraient potentiellement améliorer la précision et la robustesse des systèmes robotiques autonomes ou des dispositifs d’assistance pour les personnes atteintes de troubles vestibulaires.
Procédures
HABITUATION AU CONTACT HUMAIN. Une partie des animaux (nombre : 228) va être habitué au contact humain pendant une semaine (quelques minutes, 2x/jour), préalablement à toute autre manipulation. CHIRURGIE. L’ensemble des animaux du projet (nombre : 288) va subir une intervention chirurgicale de quelques heures (entre 2 et 4 h) visant à injecter un vecteur viral dans le cerveau et, dans certains animaux (nombre: 228), à y implanter une fibre optique de petite taille (diamètre : 0,2 mm). Cette intervention sera réalisée sous anesthésie générale avec couverture analgésique péri-opératoire. Au cours de cette procédure chirurgicale, les animaux recevront les injections sous-cutanées suivantes: 1) buprénorphine (analgésie péri-opératoire), 2) lidocaine (analgésie locale du point d'incision) et 3) sérum physiologique (réhydratation). IMMOBILISATION. Une partie des animaux (nombre : 108) subira une contention du corps et une immobilisation de la tête, au cours d’un protocole d’habituation, puis pendant la phase d’acquisition des données. Habituation : contention du corps uniquement (30 s à 2 min, 2x/jour pendant 4 jours), puis contention du corps et immobilisation de la tête (2 à 5 min, 2x/jour pendant 8 jours). Acquisition des données : une session de contention/immobilisation par jour (5 min) pendant 10 jours. Au cours de cette phase d’acquisition des données, 54 animaux subiront des mouvements imposés (rotations, translations) pendant la phase de contention/immobilisation. TÂCHE DE NAVIGATION SPATIALE. Pendant 4 à 5 semaines, une partie des animaux (nombre : 120) réalisera quotidiennement une tâche de navigation spatiale consistant à rechercher de la nourriture sur une table de 1,80 m de diamètre puis à retourner dans un refuge pour la consommer. Pendant cette période, les animaux seront en restriction alimentaire afin de maintenir leur poids à 90% de sa valeur normale.
Impact sur les animaux
NUISANCES ASSOCIÉES À LA CHIRURGIE (288 animaux au maximum) : 1) au réveil, hypothermie, difficulté à se nourrir et à boire, 2) en post-opératoire, douleur modérée. CONTENTION DU CORPS ET IMMOBILISATION DE LA TÊTE (108 animaux au maximum) : la contention du corps (dans un linge) et l'immobilisation de la tête peuvent induire un stress aigu chez les animaux. RESTRICTION ALIMENTAIRE (120 animaux au maximum) : stress métabolique chronique modéré.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet seront mis à mort en fin de procédure afin de réaliser une analyse approfondie de l'anatomie des circuits neuronaux étudiés, ainsi que pour valider le placement d'une fibre optique de tout petit diamètre (0,2 mm), implantée pendant la chirurgie et utilisée pour les expériences de mesures et de perturbations de l'activité neuronale.
Remplacement
Pour comprendre comment un être vivant s'oriente, il faut pouvoir observer son cerveau pendant qu'il agit. À ce jour, aucune méthode alternative ne permet de reproduire cette complexité. IMPORTANCE DU COMPORTEMENT : L'orientation spatiale est un processus qui dépend de ce que l'animal voit et ressent en bougeant. On ne peut pas étudier cette « boussole interne » sur des cellules isolées ou des tissus qui ne sont plus connectés aux sens (comme la vue ou l'équilibre). LIMITES DE L’INFORMATIQUE : Les simulations par ordinateur sont d'excellents outils pour tester des théories ou prédire des résultats. Cependant, elles ne peuvent pas remplacer la réalité biologique : elles servent à accompagner l'expérience, mais ne peuvent pas s'y substituer. DES MODÈLES DE SUBSTITUTION ENCORE TROP SIMPLES : Les cultures de cellules ou les « mini-cerveaux » (organoïdes) sont très utiles pour d'autres recherches, mais ils n'ont pas la structure complexe d'un cerveau adulte. En effet le cerveau d'un rat adulte a été « sculpté » par ses expériences et ses apprentissages. Cette maturité et cette organisation globale sont indispensables pour comprendre comment les signaux de mouvement sont traités, ce que les modèles de laboratoire ne savent pas encore reproduire. En résumé, pour comprendre une fonction aussi complexe que la navigation dans l'espace, l'observation d'un cerveau complet et actif reste actuellement la seule solution viable.
Réduction
Pour obtenir des résultats fiables tout en utilisant le plus petit nombre d'animaux possible, nous appliquons plusieurs stratégies de réduction. 1) Pour optimiser le rendement de la chirurgie, c'est à dire maximiser la proportion d'animaux avec un ciblage correct des structures cérébrales étudiées, un appareil stéréotaxique de haute précision sera utilisé. Les animaux dont le ciblage est erroné serviront de contrôles anatomiques, validant par contraste la spécificité fonctionnelle des noyaux visés. 2) Les cerveaux des procédures 2 et 3, exprimant des marqueurs fluorescents, viendront compléter les observations anatomiques réalisées dans la procédure 1, réduisant ainsi la pression sur le nombre d’animaux dans cette procédure. 3) Nos protocoles d’habituation et d’apprentissage sont optimisés pour obtenir un taux de réussite de 100 % pour les objectifs des procédure 2 et 3. 4) Si le rendement chirurgical est au-dessus des attendus expérimentaux et/ou si la significativité statistique des effets mesurés est atteinte plus tôt (analyse au fil de l’eau), les effectifs seront revus à la baisse.
Raffinement
Des mesures de raffinement sont prévues à chaque étape des procédures. HABITUATION AU CONTACT HUMAIN. Les animaux sont manipulés quotidiennement par l’expérimentateur pour s'habituer au contact humain. Cette étape d'apprivoisement réduit considérablement leur stress lors des futures manipulations. UNE VIE SOCIALE PRÉSERVÉE. Les rats sont des animaux sociaux et supportent mal l’isolement. Pour pouvoir héberger les animaux par deux, nous utilisons des implants crânien ultra-résistants, garantissant leur durabilité malgré les tentatives de grignottage du congénère. Les cages sont également enrichies avec des tunnels, du coton et du carton pour stimuler le jeu et l’exploration. GESTION RIGOUREUSE DE LA DOULEUR. Toutes les interventions chirurgicales se font sous anesthésie avec une prise en charge systématique de la douleur (analgésiques). Un suivi très étroit est assuré durant la récupération, et des doses supplémentaires de médicaments sont prévues au moindre signe d'inconfort. APPRENTISSAGE EN DOUCEUR ET PAR LA RÉCOMPENSE. L'habituation à l’immobilisation se fait de manière très progressive. Pour encourager les animaux, nous utilisons un renforcement positif sous forme d'eau sucrée. La réduction alimentaire est légère et progressive. Elle vise à motiver l'animal à rechercher de la nourriture pendant la tâche de navigation spatiale. Les rats conservent un poids proche de la normale (au moins 90 % de leur poids normal) et reçoivent des briquettes de bois à ronger pour prendre soin de leurs incisives malgré une prise alimentaire réduite.
Choix des espèces
Le rat, et particulièrement la souche Long Evans, est considéré par les scientifiques du monde entier comme l'expert de la navigation. C'est un animal naturellement curieux, explorateur et doté d'excellentes capacités d'apprentissage. En travaillant avec ce modèle, nous pouvons comparer nos découvertes avec des décennies de recherches déjà accumulées sur sa « boussole interne ». Le cerveau du rat est suffisamment grand pour permettre le ciblage des petites structures cérébrales (souvent moins de 1 mm) étudiées dans ce projet. Pour observer le cerveau en action pendant que le rat se déplace, l'animal doit porter un petit dispositif de mesure sur sa tête. Le rat est assez robuste pour porter l'équipement de 10 à 12 g prévu dans ce projet, sans aucune gêne pour ses mouvements ou son confort. Les animaux arrivent à l'animalerie à l'âge de 8 ou 9 semaines, ce qui correspond au stade de jeune adulte. Nous attendons qu'ils atteignent 10 semaines pour l'intervention chirurgicale car, à cet âge, leur crâne a quasiment fini sa croissance. Cela assure une stabilité parfaite des implants sur le long terme et une sécurité maximale pour l'animal.
Évaluation de l’efficacité et caractérisation du devenir à court, moyen et long terme de nouveaux agents d’embolisation vasculaire chez l’animal sain
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Lapins : 660
1265 rats et lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance sans réveil pour une partie et modéré pour les autres. Un cathéter est introduit dans un vaisseau sous anesthésie, puis un matériau est injecté pour boucher volontairement une artère, ce qui peut provoquer pendant un à trois jours une douleur, de la fièvre et une baisse d'appétit. Le projet teste de nouveaux agents d'embolisation destinés à la radiologie interventionnelle humaine. À la fin, tous les animaux sont tués pour analyser où le produit s'est réparti dans le corps.
Objectifs
Ce projet a pour but de tester une nouvelle génération de produits capables de bloquer de manière ciblée certains vaisseaux sanguins. Cette technique, appelée embolisation, est utilisée en radiologie interventionnelle pour traiter différents problèmes médicaux sans avoir recours à une chirurgie lourde. Elle permet par exemple de réduire l’alimentation sanguine d’une tumeur, de stopper une hémorragie ou de traiter des malformations des vaisseaux. Aujourd’hui, plusieurs types de matériaux existent déjà, mais chacun présente des limites. En effet, Les matériaux déjà existants ne sont pas toujours assez précis ou faciles à contrôler. Le projet cherche donc à comprendre comment ces nouveaux agents se comportent dans un organisme vivant : s’ils atteignent bien la zone visée, s’ils bouchent efficacement les vaisseaux ciblés, et s’ils restent stables sans provoquer d’effets indésirables. Les résultats de ce projet permettront d’identifier les agents les plus sûrs et les plus performants, afin de développer dans l’avenir des traitements mini‑invasifs plus fiables et plus précis.
Bénéfices attendus
L’enjeu de ce projet est d’offrir aux médecins radiologues une gamme plus large d’options pour bloquer de manière ciblée certains vaisseaux sanguins, en fonction des besoins de chaque patient. Dans ce domaine, il est essentiel que les produits utilisés soient sûrs, efficaces et faciles à contrôler. Pour s’assurer que ces nouveaux agents fonctionnent réellement comme prévu, il est nécessaire de les tester dans des conditions qui reproduisent le plus fidèlement possible ce qui se passe dans le corps. Certaines réactions, notamment la façon dont un produit se déplace, se fixe ou interagit avec les tissus, ne peuvent pas être observées uniquement avec des modèles informatiques ou des tests en laboratoire. Les tests réalisés dans un organisme complet sont donc une étape indispensable avant toute utilisation chez l’être humain. Les connaissances obtenues grâce à ce projet permettront de rendre les interventions moins risquées, plus précises et mieux contrôlées. Elles contribueront à améliorer directement la sécurité et le pronostic des patients. À long terme, ces avancées pourront également réduire le recours à la chirurgie lourde, diminuer les complications post‑opératoires, raccourcir les durées d’hospitalisation et limiter la consommation de ressources médicales.
Procédures
Mise sous anesthésie générale : Les animaux sont endormis avec un gaz anesthésiant, comme lors d’une opération humaine, afin de garantir l’absence totale de douleur et de mouvement. Accès vasculaire : Un petit point de ponction ou une mini chirurgie est réalisé au niveau d’un vaisseau sanguin superficiel en général une artère cela permet d’introduire : un micro‐cathéter (un tube très fin),et les instruments nécessaires au geste d’embolisation, puis sous contrôle d’imagerie (rayons X de faible intensité), le micro-cathéter et guider doucement dans les vaisseaux jusqu’à la zone à traiter, une fois le cathéter positionné, de très petites quantités du matériau testé sont injectées pour bloquer volontairement un vaisseau sanguin précis. Pour certains groupes expérimentaux, des séances d’imagerie supplémentaires sont réalisées pour suivre l’évolution du matériau dans le temps. Ces examens servent à observer le comportement du produit injectés sans intervention chirurgicale. Afin d'améliorer la visibilité des vaisseaux lors de ces examens, une anesthésie générale est nécessaire, ainsi que et la pose d’un petit cathéter dans un vaisseau périphérique (veine) pour permettre l’injection un produit de contraste, Des prélèvements sanguins répètes sous anesthésie générale sont également prévus dans ce projet.
Impact sur les animaux
Douleur ou sensibilité au point de ponction : Lorsque l’animal se réveille, il peut ressentir une sensibilité locale, une légère douleur comparable à un bleu, parfois un petit hématome (ces effets sont généralement faibles et durent 24 à 48 h). Syndrome post‑embolisation : Bloquer volontairement un petit vaisseau peut entraîner, pendant 1 à 3 jours : une douleur modérée dans la zone atteinte, une fièvre légère, une diminution temporaire de l’appétit. (Ce syndrome est bien connu en médecine humaine comme vétérinaire et est systématiquement contrôlé par une analgésie adaptée). Prélèvements sanguins répétés : une baisse transitoire de la volémie peut survenir après le prélèvement sanguin. Cette diminution, généralement modérée, peut entraîner une sensation de fatigue passagère chez l’animal, mais elle reste fortement limitée par le respect strict des volumes maximum autorisés et par la surveillance rapprochée post‑prélèvement.
Devenir
À la fin des procédures, tous les animaux seront mis à mort. Cette étape est nécessaire pour pouvoir prélever les organes et les tissus, ce qui permet d’analyser précisément où le produit injecté s’est réparti dans le corps, et s’il a interagi avec les tissus environnants. Ces analyses sont indispensables pour comprendre le devenir du produit dans l’organisme et garantir, à terme, son utilisation en toute sécurité.
Remplacement
Avant d’envisager l’utilisation d’animaux, le projet s’appuie autant que possible sur des étapes préalables réalisées sans aucun animal. Les nouveaux matériaux sont d’abord testés en laboratoire par des méthodes alternatives pour vérifier leurs propriétés de base ; leur capacité à être injectés correctement, leur aptitude à bloquer un vaisseau, leur stabilité et leur visibilité sur les images médicales. Seuls les produits qui répondent à des critères stricts sont retenus pour la suite, ce qui permet de retarder le recours à l’utilisation de l’animal au strict nécessaire.
Réduction
Comme les tests en laboratoire ne permettent pas de reproduire toutes les réactions d’un organisme vivant, une étape courte et réalisée sous anesthésie profonde est menée chez l’animal où plusieurs produits sont testés sur un même animal, chacun dans une zone différente, afin d’identifier rapidement ceux qui ne fonctionnent pas. Cette organisation réduit fortement le nombre d’animaux nécessaires. Pour la suite du projet le nombre total d’animaux a été déterminé à l’aide de méthodes statistiques adaptées, afin d’utiliser uniquement le minimum indispensable.
Raffinement
Le protocole est conçu pour limiter au maximum la douleur, le stress et les risques pour les animaux. Les interventions sont réalisées par du personnel expérimenté, en utilisant du matériel très fin et adapté afin de réduire les traumatismes. Les animaux sont systématiquement placés sous anesthésie générale, et des médicaments contre la douleur sont administrés avant, pendant et après l’intervention, pour garantir un confort optimal. Pendant toute la procédure, les fonctions vitales (rythme cardiaque, oxygénation du sang et température) sont surveillées en continu. Cela permet d’identifier très tôt toute réaction anormale et d’intervenir immédiatement. Après l’intervention, plusieurs mesures renforcent leur bien‑être : hydratation, maintien au chaud, installation dans un environnement calme et enrichi, ainsi que la mise à disposition d’aliments appétents en complément de leur alimentation habituelle. La zone de ponction est contrôlée régulièrement, et les manipulations sont limitées pour réduire le stress. Les animaux bénéficient ensuite d’un suivi rapproché dans les jours qui suivent afin de repérer rapidement toute gêne éventuelle et d’y répondre sans délai. Grâce à cet ensemble de mesures, la procédure est rendue la moins invasive possible, tout en assurant une prise en charge attentive et continue de leur bien‑être à chaque étape.
Choix des espèces
Les lapins sont choisis parce que la taille et la forme de leurs vaisseaux sanguins sont proches de celles rencontrées chez l’humain pour les techniques d’embolisation. Cela permet d’utiliser le même type de matériel que celui utilisé en médecine humaine, ce qui rend les résultats plus facilement transposables. Leur anatomie se prête bien à des examens d’imagerie comme les rayons X, l’IRM ou l’échographie, ce qui permet d’observer précisément comment se comporte le produit injecté. Un autre avantage important est l’accès possible par un vaisseau de l’oreille, ce qui évite une chirurgie plus lourde de la patte. Cette approche est moins invasive, plus rapide et génère moins de douleur. Les rats complètent ce modèle : leurs vaisseaux, déjà bien développés à l’âge adulte, offrent un très bon compromis entre une anatomie suffisamment large pour les examens d'embolisation et une taille corporelle plus petite que celle du lapin. Ils sont particulièrement adaptés au suivi dans le temps grâce aux appareils d'imagerie de laboratoire compatibles avec leur format. Dans les deux espèces, seuls des animaux adultes sont retenus, car leurs vaisseaux ont une taille stable et leur organisme est entièrement formé, ce qui améliore la fiabilité des résultats tout en évitant les difficultés techniques rencontrées chez des animaux jeunes.
Evaluation du profil de sécurité de candidats médicaments administrés par voie intrathécale chez le rat pour le traitement de maladies neurologiques.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
La réglementation impose de tester la toxicité des candidats médicaments sur une espèce de rongeurs avant l'humain: 1128 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent des injections d'oligonucléotides directement dans l'espace lombaire, avec pour effets attendus des paralysies des membres postérieurs, une accumulation de liquide dans le cerveau et des pertes de poids. Un prélèvement de sang et de liquide céphalorachidien est réalisé juste avant la mise à mort, suivie d'analyses des tissus. Le porteur juge "indispensable" d'évaluer ces effets sur un "organisme entier" et présente ce passage par le rat comme une étape avant un test sur des primates.
Objectifs
Il existe de nombreuses pathologies atteignant le système nerveux, pour lesquelles il n’existe aucun traitement. Dans ce contexte, l’objectif principal de la Recherche et du Développement (R&D) pharmaceutique est de développer de nouveaux candidats médicaments qui seront évalués durant des essais cliniques pour améliorer le traitement de maladies touchant le système nerveux (ataxies, épilepsies etc). A l’heure actuelle, de nouvelles thérapies utilisant l’administration de petites molécules appelées oligonucléotides antisens (ASO) sont actuellement évaluées pour traiter des atteintes du système nerveux central (exemples : maladie de Huntington, Sclérose Latérale Amyotrophique ou les ataxies). Pour la plupart de ces maladies, une accumulation d’une protéine est en cause, entrainant un fonctionnement anormal. Les ASOs peuvent agir pour moduler l’expression d’un gène, réprimant ainsi la protéine anormale et rétablir une fonctionnalité. Ces composés ne franchissent pas aisément la barrière hémato-encéphalique qui entoure le cerveau ; chez l’Homme, ils sont administrés directement dans l’espace où circule le liquide céphalo-rachidien, au niveau des lombaires, appelé espace intrathécal. Ce projet a pour but d’évaluer la tolérabilité (c’est-à-dire une toxicité éventuelle) de candidats médicaments administrés par la même voie chez le rat. Ce modèle animal présente une forte homologie physiologique avec l’Homme. Ces études ne seront réalisées que sur des molécules préalablement sélectionnées à l’aide de méthodes alternatives disponibles (modèles cellulaires) et sélectionnées pour leur efficacité. En fonction de la pathologie, le profil de sécurité sera évalué pour chaque candidat-médicament par des tests comportementaux moteurs ou cognitifs. Par ailleurs, quelques cas d’hydrocéphalie (accumulation excessive de liquide céphalorachidien (LCR) dans le cerveau au niveau de cavités naturelles, les ventricules), souvent détectée par imagerie par résonnance magnétique ont été rapportés en clinique à la suite de ces injections. Il est donc également important d’évaluer ce paramètre pour établir la tolérabilité des candidats médicaments. Ce projet permettra ainsi de sélectionner les candidats médicaments non toxiques et de sécuriser l’approche en développement clinique de ces produits qui pourraient être proposés comme traitements de maladies cérébrales invalidantes, en utilisant la voie d’administration mise en place chez l’Homme (au niveau des lombaires).
Bénéfices attendus
Ces études s’inscrivent dans l’optique d’accélérer la mise à disposition de thérapies innovantes pour le traitement de pathologies neurologiques et d’offrir de meilleures perspectives aux patients touchés par ces maladies. L’objectif de ce projet est d’optimiser le développement de candidats médicaments administrés au niveau des lombaires pour le traitement de pathologies du système nerveux central en évaluant très précocement leur toxicité éventuelle et en sélectionnant donc les meilleurs candidats. Détecter le plus tôt possible des effets potentiellement toxiques des candidats-médicaments en développement permettra en plus d’assurer la réduction du nombre d'animaux qui seront utilisés à des fins de recherche pour sécuriser in fine l’utilisation chez les patients. En effet, les deux procédures de ce projet permettent la sélection des meilleurs candidats et l’arrêt des candidats les moins prometteurs, réduisant ainsi le nombre d’études réalisées et donc le nombre d’animaux utilisés au total pour un projet thérapeutique.
Procédures
- Injection de composés sur animal anesthésié / chirurgie. La durée de la procédure n’excèdera pas 30min. 3 fois par animal au maximum. - Imagerie sur animal anesthésié : jusqu’à 4 sessions d’imagerie par animal, espacées de 2 semaines d’intervalle. Durée maximale d’une session d’imagerie par animal : 1 heure - Tests de comportement : chaque test sera réalisé 1 fois avant l’administration du composé puis 1 fois par semaine jusqu’à 6 semaines afin d’aménager des temps de repos (soit un maximum de 7 fois par animal sur la durée de l’étude). Durée dépendante des tests comportementaux : allant de 4 min à 23h (cages d’activité) - Prélèvements sanguins et de liquide céphalo-rachidien chez un animal sous analgésie et anesthésié, juste avant l’euthanasie. 1 fois par animal. Durée totale pour les 2 prélèvements : 5 min.
Impact sur les animaux
Ce projet permettra de définir quels peuvent être les effets indésirables associés à l’administration au niveau des lombaires d’un traitement à l’aide d’ASO pour traiter des atteintes du système nerveux central. Dans ce projet, nous prévoyons des effets secondaires tels que la perte de poids, des paralysies des membres, des inflammations locales de la peau au niveau du site d’administration ou des atteintes neuromusculaires. Effets indésirables liés à l’administration de composé/ chirurgie. Paralysie des membres postérieurs, inflammation locale au niveau du site d’injection, accumulation de liquide dans le cerveau (hydrocéphalie) Effets indésirables liés aux anesthésies successives ou aux composés administrés Une perte de poids pourrait être observée après l’anesthésie ou suite à l’administration des composés et de leurs effets. Effets indésirables liés aux tests de comportements Les tests de comportements peuvent engendrer un léger stress (mais pas de stress durable).
Devenir
Pour chaque procédure, les animaux doivent être euthanasiés pour analyse post-mortem (analyses histologiques, dosages biochimiques, mesure de la concentration des composés, recherche de biomarqueurs) et corrélation avec les données des tests comportementaux et d’imagerie.
Remplacement
Il est indispensable de pouvoir évaluer l’effet de candidats médicaments sur un organisme entier. Cela est possible sur des modèles animaux, ici des modèles rongeurs, pour évaluer les effets secondaires et définir ainsi la marge sécurité pour les futures études chez l’Homme. Le recours à des modèles animaux reste nécessaire pour envisager les études réglementaires pour poursuivre le développement du produit jusqu’à l’autorisation de mise sur le marché. Aucun milieu de culture ou méthode alternative à l’expérimentation animale ne permet aujourd’hui de reproduire la complexité architecturale des cellules du cerveau, leurs interactions structurelles et fonctionnelles. De plus, notre projet vise à étudier des effets comportementaux (moteurs et cognitifs) qui ne peuvent être évalués que sur un organisme vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum pour s’assurer que les résultats puissent être exploitables en vue de la variabilité entre les animaux sur les tests comportementaux. Ainsi, nous estimons qu’un minimum de 12 animaux par groupe seront nécessaires. Ce nombre a également été estimé par rapport à des études précédentes de la littérature. Ainsi, l’administration de composés, les tests de comportement, les procédures d’imagerie et les analyses post-mortem seront réalisés sur les mêmes animaux au sein d’une même procédure expérimentale, ce qui permettra de limiter le nombre total d’animaux. Le fait d’envisager un suivi dans le temps permettra également de limiter le nombre d’animaux utilisés en limitant l’euthanasie à différents temps.
Raffinement
- semaine d’acclimatation en animalerie des animaux provenant d’un élevage sera effectuée avant de commencer les procédures expérimentales. -Minimum 1 semaine d’intervalle entre les administrations ITs - 48h de récupération suite à l’administration des composés et les tests de comportement. - Les animaux seront hébergés en groupe. - Les tests de comportement ne génèrent pas de stress durable ou de douleur chez l’animal. Un temps de repos adéquat sera appliqué entre 2 tests, en fonction de la durée des tests. Un maximum de 3 tests seront réalisés par semaine - Surveillance et maintien des composantes physiologiques durant les examens d’imagerie et procédure chirurgicale : respiration, température corporelle. Réveil et surveillance de l’animal en chambre thermostatée avant réintroduction dans sa cage. - ’administration des composés est réalisée en conditions d’asepsie optimale de façon à limiter la survenue d’effets indésirables et inflammation locale. - Analgésie pré et post-opératoire après chirurgie. - Une réhydratation des animaux sera effectuée avant et après la chirurgie. - Les animaux seront surveillés quotidiennement par les zootechniciens et les expérimentateurs afin de détecter au plus tôt tout signe d’inconfort ou de douleur qui pourraient survenir, et administrer le soin correspondant. Le vétérinaire sera consulté en cas d’apparition de signes d’inconfort ou de douleur pour effectuer un suivi des animaux avec la mise en place de points limites. - Mise en place d’aliment dans la cage après chirurgie pour faciliter la prise alimentaire et faciliter la récupération.
Choix des espèces
La sélection se fait sur des critères réglementaires, éthiques et scientifiques afin d’obtenir la meilleure prédiction possible chez l’Homme. La réglementation impose que les études de toxicologie soient effectuées a minima sur une espèce rongeur. Le choix du modèle rongeur rat est privilégié du fait que l’injection intrathécale (au niveau des lombaires) des composés est possible chez cette espèce, contrairement à la souris. La voie d’administration intrathécale étant celle qui sera préconisée chez l’Homme. Également, les volumes des prélèvements (sang, LCR) pour l’identification de biomarqueurs sont potentiellement plus importants chez le rat que chez la souris; ce permet d’obtenir des dosages plus robustes et d’explorer un spectre plus large de biomarqueurs potentiels L’évaluation de la tolérabilité chez le rat de l’administration intrathécale d’ASOs préalablement sélectionnés aidera aux choix des doses à évaluer sur une espèce non rongeur (primates) avant le début des essais cliniques. Dans ce projet, nous utiliserons des rats Wistar pour lesquels nous disposons déjà de données historiques concernant les paramètres d’imagerie, les analyses biochimiques et de formulation sanguine. Dans ce projet, nous utiliserons des rats jeunes ou adultes, conformément aux requis réglementaires
Modèle expérimental de perméabilité vasculaire chez le lapin et le rongeur
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
Rats : 1250
Lapins : 2560
Des injections dans l'œil et jusqu'à huit instillations oculaires par jour: 5060 souris, rats et lapins sont utilisés dans des procédures censées reproduire une perméabilité des vaisseaux de la rétine. Une injection intravitréenne déclenche le modèle, suivie d'examens ophtalmologiques répétés, dont certains sous anesthésie. Le porteur classe pourtant l'ensemble en souffrance "légère" et affirme que les procédures "ne devraient pas entraîner de douleur". La plupart des animaux sont tués pour analyse, environ 10 %, exclus avant toute induction, étant réutilisés dans d'autres protocoles.
Objectifs
Les atteintes vasculaires de la rétine sont communes à plusieurs maladies telles que le diabète, les uvéites, les occlusions veineuses ou l’hypertension, et sont responsables de la majorité des pertes de vision dans les pays industrialisés. Ces pathologies entrainent une détérioration des capillaires sanguins de la rétine qui perdent leur étanchéité. L’augmentation de la perméabilité vasculaire et la rupture de la barrière hémato-rétinienne est une étape clé dans l’installation de la maladie qui peut évoluer vers une rétinopathie proliférative avec une production anormale de nouveaux vaisseaux peu fonctionnels, des décollements de la rétine et des saignements dans le vitré. Un oedème au niveau de la macula, zone de la rétine responsable de la bonne acuité visuelle, peut survenir à tout moment et entrainer la perte de la vision. L'étude des pathologies a permis de mettre en évidence des composés clés impliqués dans le mécanisme conduisant à la perméabilité vasculaire, comme notamment le VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor). Ces composés sont les cibles privilégiées des traitements pour bloquer l'évolution de la maladie, mais sont également utilisés pour mimer la pathologie dans des modèles expérimentaux. L'objectif de ce projet est d’obtenir un modèle de perméabilité vasculaire afin de tester des traitements potentiels chez le lapin et le rongeur. Le modèle est développé chez plusieurs espèces pour offrir un choix plus étendu de possibilités de traitements, la taille réduite des yeux des rongeurs permet l'utilisation de quantités moindres de traitement, au contraire la taille plus importante de l'œil de lapin permet de tester des traitements plus proches de ceux appliqués à l'homme comme la pose d'implant.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est de proposer un modèle expérimental pour évaluer l'efficacité de nouveaux traitements luttant contre la perméabilité vasculaire au niveau de la rétine. La recherche de traitement est en constante évolution, pour intervenir à différents stades de la maladie et préserver au mieux la vision des patients.
Procédures
Le déclenchement du modèle expérimental est dû à une injection intravitréenne. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives (imagerie, observations au biomicroscope). Ces examens sont réalisés chez l’homme en cabinet médical par un ophtalmologiste sans anesthésie et sans hospitalisation. Ils le sont également chez l’animal en clinique vétérinaire. Ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles mais certains qui nécessitent l’immobilisation complète de l'animal seront pratiqués sous anesthésie légère, ce type d'examen ne dure que quelques minutes. Les administrations de produits se feront soit par instillations (gouttes oculaires), soit par injection au niveau de l'œil (injection intravitréenne, sous conjonctivale), soit par administration orale, par injection sous cutanée, intraveineuse, ou intramusculaire (pour les anesthésiants). Ces instillations ou injections nécessitent le maintien de l’animal afin de l’immobiliser. Ces procédures sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les gouttes oculaires peuvent être administrées plusieurs fois avec généralement une moyenne de 3 administrations et un maximum de 8 administrations par jour. Les administrations de produit par injection au niveau de l'œil se feront sous anesthésie locale et générale si besoin, leurs fréquences sont plus limitées, une à deux fois par semaine. Ces procédures sont aussi un peu plus longues et nécessitent de placer l’animal sous un microscope chirurgical, et durent en général 5 minutes par animal. Si le traitement est administré par voie orale il peut être au maximum quotidien, par voie intraveineuse il sera au maximum 3 fois par semaine, si la voie d’administration est l’injections sous-cutanée, la fréquence sera au maximum de 2 fois par jours, sur la durée de l’étude soit maximum 2 mois. Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours des procédures expérimentales afin de doser le principe actif du traitement administré ou tout autre marqueur d'intérêt. Ces prélèvements se feront sur animal vigile et le temps nécessaire aux prélèvements ne dépassera pas les 5 minutes par animal. Les prélèvements de sang se feront par ponction et seront basés sur les recommandations du Gircor.
Impact sur les animaux
Ces modèles expérimentaux induisent une augmentation de perméabilité vasculaire transitoire, le retour à la normale se fait en quelques jours. Les nuisances pour l’animal sont celles dues aux manipulations de l'animal pour les observations, le stress dû aux contentions manuelles de l'animal pour les administrations de produits, les instillations ou la douleur éventuelle de la piqûre lors des injections de produits ou d'anesthésiant. L'administration des produits devrait engendrer tout au plus une douleur légère et de courte durée notamment lors de l’anesthésie. Au cours de l’anesthésie jusqu’au réveil, une baisse de la température corporelle pouvant induire un stress est attendue. En dehors de ces périodes d’examen ou d’administration de traitement, l’animal est libre de ces mouvements, avec un accès à l’eau et à la nourriture.
Devenir
Les animaux qui auront suivi la totalité de chaque procédure expérimentale seront mis à mort pour permettre de réaliser les évaluations ex vivo (évaluations histologiques, dosage de produit...). Pour les études d’efficacité de traitement, les animaux n’ayant pas suivi la totalité de la procédure (estimé à environ 10%, hormis ceux exclus pour cause de points limites) pourront être réutilisés dans d’autres procédures expérimentales compatibles avec l’avis du vétérinaire. Ces animaux sont des animaux qui sont exclus de l'étude en raison d'un défaut anatomique ou physiologique détecté aux examens de baseline au niveau de l'œil avant le début de l’étude. Ces animaux n'auront pas reçu d'induction de la pathologie, ni d'administration de traitement, seulement des examens qui ne sont pas invalidants mais qui potentiellement nécessitent une anesthésie.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer l’œil dans son environnement et dans sa globalité fonctionnelle. Les lignées cellulaires ou les systèmes alternatifs comme les organoïdes ne permettent d’étudier qu’une partie des mécanismes. En effet, l’œil est composé de différents tissus (vasculaires, rétinien neuronal, vitréen, cornéen, humeur aqueuse ...) de physiologie différente et soumis aux variations environnementales, aux interactions des tissus et organes voisins. Les études in vivo permettent d’observer les réponses physiologiques d’un traitement dans un organisme vivant en tenant compte des pharmaco cinétiques, des métabolites générés. Compte tenu de la complexité de l’organe nous aurons donc recourt à des animaux.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données bibliographiques et tient compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à l'aide des tests statistiques paramétriques ou non paramétriques suivant la distribution des données, avec possibilité d'effectuer des comparaisons multiples ; chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin. Un calcul de l’effectif sera réalisé avant chaque étape afin d’ajuster et de revoir à la baisse si possible le nombre d’animaux à inclure dans les procédures. Des évaluations non invasives de la pathologie sont utilisées tout au long de l'étude pour éviter la mise à mort de l'animal. Enfin, une attention particulière sera portée à la formation des opérateurs et à la qualité des soins apportés aux animaux, afin de garantir leur bien-être tout au long de l’étude
Raffinement
Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les animaux seront hébergés en binôme avec différents enrichissements adaptés à l'espèce. Les examens choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont non invasifs et semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet d'ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Afin de réduire le stress de l'animal lors d'examens nécessitant l'immobilisation de l'animal, une administration d'anesthésique sera réalisée. Lors des anesthésies des substituts de larmes sont régulièrement instillés sur les cornées pour éviter le dessèchement, un dispositif est prévu pour éviter l’hypothermie (tapis chauffant, ou lampe). Les procédures impliquées ne devraient pas entrainer de douleur. La sévérité de la demande est classée légère. L’application d’anesthésiant locaux est prévue avant les injections. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum, cependant si une complication apparait au cours du temps, l’emploi d’un analgésique de type buprénorphine sera envisagé.
Choix des espèces
Les espèces animales choisies ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la bibliographie scientifique. L’extrapolation à l’homme des effets sur l’œil en est d’autant plus facilitée. De plus, les modèles expérimentaux concernant cette pathologie sont largement utilisés et décrits sur ces espèces dans les publications de référence sur laquelle le projet est basé. Pour ce projet, des souris, des rats et des lapins ont été retenus pour tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce afin d’augmenter les chances de mener ce projet à terme. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes à leur arrivée dans notre animalerie. Les lapins inclus dans ce projet auront minimum 8 semaines et les rongeurs minimum 6 au début de l’étude, âge minimum pour la maturation de la rétine, conformément aux publications de référence qui servent de base aux modèles.
Rôle de l’immunité et du microbiote au cours de la spondylarthrite du rat transgénique pour le HLA-B27
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
4 648 rats porteurs du gène humain HLA-B27, qui développent spontanément une spondylarthrite, vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. La majorité sert à l'élevage des lignées, les autres subissent un stress par immobilisation deux heures par jour pendant deux semaines, des administrations de composés bactériens ou des injections de cellules immunitaires. Le porteur indique que ces rats développent colite, inflammation articulaire et atteintes de la peau, avec un antalgique prévu au-delà d'un score articulaire de 8 sur 16. Il affirme que ce modèle est le seul à reproduire toutes les atteintes de la maladie et le juge "indispensable".
Objectifs
La Spondyloarthrite (SpA) est un rhumatisme inflammatoire chronique fréquent au sein de la population adulte française. Le gène d’intérêt est fortement associé au développement de SpA 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 la SpA 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 lors de la SpA car ils ne récapitulent pas la complexité d’un organisme. Ainsi, l’étude du rat transgénique pour ce gène constitue le seul modèle récapitulant toutes les atteintes de la SpA et est considéré comme le modèle le plus pertinent d’étude. Dans ce modèle surviennent spontanément toutes les manifestations 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 flore microbienne conventionnelle, 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 des composants du microbiote et des cellules immunitaires pourra conduire à proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Nos expériences consisteront d’abord à administrer des composants du microbiote à des rats ainsi qu’à des rats contrôles puis à évaluer l’activation des cellules immunitaires et la sévérité de la SpA. L’ensemble de ces approches permettra de disséquer 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 SpA est une maladie multifactorielle impliquant des facteurs génétiques et environnementaux menant à une dérégulation inflammatoire. La SpA est responsable de douleurs invalidantes et d’un handicap fonctionnel chez des jeunes adultes et il n’existe aucun traitement curatif. Une meilleure compréhension des mécanismes immunitaires liés aux constituants du microbiote permettra de proposer des nouvelles stratégies thérapeutiques. L’utilisation de ce modèle est essentielle afin de disséquer les mécanismes pathogéniques et de pouvoir accéder aux tissus d’intérêt de la SpA, car l’accès en routine aux biopsies humaines (notamment de ganglions lymphatiques, de moelle osseuse ou de tissu synovial d’articulations inflammées) n’est pas envisageable. Par ailleurs, les expérimentations de modifications du microbiote ou du système immunitaire doivent être réalisées chez le rat en vue d’une application chez l’Homme. Enfin, de telles expérimentations ont permis d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques telles qu’un médiateur soluble produit par les cellules immunitaires aujourd’hui utilisé en clinique.
Procédures
Les différentes lignées de rats seront élevées et maintenues lors de la procédure 1(3 600 animaux). Le projet s’articule ensuite selon 4 procédures indépendantes avec un animal n’étant impliqué que dans une seule de ces 4 procédures. Lors de la procédure 2, les animaux seront soumis à un stress contrôlé par immobilisation 2 heures par jour, 5 jours par semaine pendant 2 semaines. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 144 animaux. Lors de la procédure 3, les animaux recevront plusieurs administrations de composés bactériens, 5 fois par semaines pendant 3 semaines par voie orale. En cas d’échec de la voie oral, les animaux seront soumis à deux administrations de composés bactériens en 1 seul jour par voie sous-cutanée ou intradermiques. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 360 animaux. Lors de la procédure 4, les animaux seront soumis à une injection de cellules immunitaires par voie intraveineuse. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 384 animaux. Enfin, lors de la procédure 5, les animaux seront administrés avec des agents biologiques et chimiques (candidats thérapeutiques) par infusion continue en utilisant des pompes osmotiques. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 160 animaux.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues concernent les rats qui développent de manière spontanée les symptômes de la SpA à partir de 3-4 semaines d’âge. Le premier symptôme est la survenue d’une inflammation intestinale se traduisant par une colite qui sera accompagnée dans 15% des cas par des atteintes articulaires. Ces inflammations articulaires varient au cours du temps et certaines se résorbent sur le temps (environ 20% des cas). Les animaux seront suivis pour le développement de ces symptômes à l’aide d’une grille d’évaluation (annexe 2) utilisée dans plusieurs laboratoires permettant de quantifier la sévérité de la maladie et la nécessite si la maladie est très sévère d’mettre à mort l’animal. Depuis plus de 20 ans d’utilisation de ce modèle un nombre presque nul d’animaux a atteint ce stade de sévérité. La procédure de stress (procédure 2) vise à augmenter l’incidence d’arthrite chez ces animaux mais de nombreuses études montrent que ce stress induit est seulement temporaire. Enfin les administrations par voie orale sous-cutanée ou intradermiques 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
A l'issue des procédures 1 à 5, les animaux seront euthanaisés.
Remplacement
Il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro pertinent permettant l’étude de la SpA, une pathologie qui est responsable de douleurs invalidantes et d’un handicap fonctionnel chez des jeunes adultes. De manière importante, Il n’existe aucun traitement curatif. De plus, l’étiologie de la SpA est encore mal connue, mais pourrait être la résultante de la dérégulation de plusieurs composantes (microbiote intestinal et cellules immunitaires). Les modèles in vitro ne permettent pas de reproduire cette complexité. Ainsi, l’étude de l’interaction entre ces différentes composantes impliquées nécessite un modèle animal. Dans ce contexte, plusieurs modèles précliniques de SpA ont été développés. Parmi eux, le rat B27 est le modèle le plus pertinent pour étudier cette pathologie associée à l’expression de l’allèle de susceptibilité majeur de la SpA : le HLA-B27. Ce modèle, particulièrement utilisé, est indispensable pour proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques et une application chez l’homme. En outre, de telles expérimentations ont permis d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques telles que l’IL-17 (maintenant utilisé en clinique) et plus récemment CCR6.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe est strictement limité tout en garantissant la robustesse statistique des résultats afin de respecter le principe de réduction. Plusieurs test préalables nous permettent d’estimer le nombre minimal d’animaux nécessaire à la mise en évidence d’un effet significatif. Le nombre d’animaux par groupe varie selon le type d’expérience. Tandis que des effectifs réduits (environ 4 animaux) peuvent suffire pour des analyses moléculaires et tissulaires ; des évaluations fonctionnelles sur le développement et la sévérité de la SpA nécessitent des effectifs plus élevés (environ 6 à 8 animaux par groupe), pouvant être ajustés si nécessaire. Une expérience de mise au point du système expérimental permet aussi ensuite de réduire le nombre d’animaux utilisés ensuite (procédure 3). Ce projet s’inscrit dans la continuité de nos travaux antérieurs au laboratoire, ainsi que de projets similaires menés dans d’autres établissements. Lorsque cela est possible et compatible avec les exigences règlementaires, les animaux proviennent d’élevages issus de notre projet précédent, limitant ainsi l’acquisition de nouveaux animaux spécifiquement pour cette étude. Des animaux initialement utilises pour la caractérisation de lignées et génotypes pourront ainsi être inclus ultérieurement dans des procédures de stress ou d’administration (procédure 2 à 5). De même, des animaux reproducteurs vieillissants pourront être réaffectés lorsque cela est scientifiquement et éthiquement justifié. 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 oeuvre pour garantir le bien-être des animaux tout au long du protocole. Lors de la procédure d’élevage utilisant des rates transgéniques B27, l’alimentation sera supplémentée en fromage pour les femelles gestantes leur permettant une alimentation plus riche lors de cette période afin de mieux nourir les petits. Après chaque séance de stress contrôlé, les rats seront retournés dans leur cage respective avec 1 autre rat pour permettre de réduire le stress de la contention. Pour les administrations intraveineuses, les animaux seront anesthésiés avant l’injection afin de diminuer le stress et la douleur liées à la procédure. L’anesthésique utilisé sera l’isoflurane par voie inhalée. Pour le confort des animaux, les rats ne seront pas isolés mais le nombre d’animaux sera de 2 à 3 par cage suivant leur poids et les changes des cages seront plus fréquents (2 fois par semaine) chez les animaux malades. 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. Le geste sera réalisé par des personnes entraînées à cette technique. Pour limiter le stress après administration de composés du microbiote, les animaux seront maintenus en cage par groupe expérimental respectif, 2 ou 3 animaux par cage. Les changes des cages seront plus fréquents chez les animaux dont l'inflammation intestinale est importante. 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. Nous utiliserons un tableau de scoring hebdomadaire permettant d’évaluer la sévérité des symptômes (annexe 2). L'administration d'un médicament analgésique (Butorphanol par voie sous-cutanée 1 fois par jour pendant 1 semaine) est prévue pour limiter les douleurs liées à la SpA chez les rats qui présentent une inflammation articulaire forte mais qui n'ont pas atteint le point limite (score articulaire supérieure à 8/16). En cas de présence d’arthrites, l’alimentation humidifiée avec de l’eau sera mise à disposition dans la cage afin que les rats puissent s’alimenter correctement.
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 les formes axiales et périphériques de la SpA. Les atouts sont la survenue spontanée de la maladie chez les rats B27 possédant le facteur génétique majeur de prédisposition à la SpA, et la disponibilité de plusieurs lignées génétiquement modifiées. Les lignées de rats B27 utilisées sont complémentaires et permettent 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 B27 est essentielle afin de disséquer les mécanismes pathogéniques de la SpA. Par ailleurs, les expérimentations de modulation du microbiote ou du système immunitaire 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 et au stade prémorbide chez le rat B27) à l’adulte. Ce choix permet d’évaluer le rôle du stress (procédure 2), des composant du microbiote (procédure 3) et de cellules immunitaires purifiées (procédure 4) et de composés thérapeutiques candidats (procédure 5) lors du développement de la SpA du rat B27. Quelques expériences de caractérisation de nos lignées utiliseront des femelles gestantes (n=10 sur 5 ans). Cette saisine inclue une procédure d’entretien des lignées (procédure 1) nécessitant des rats adultes âgés de 2 à 6 mois. Ces âges correspondent à la période de fertilité de ces animaux en laboratoire.
Evaluation de l’efficacité de nouveaux traitements dans un modèle aigu et réversible de la maladie de Parkinson
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Pour présélectionner des candidats médicaments contre la maladie de Parkinson, 720 rats reçoivent une substance qui réduit transitoirement des messagers chimiques du cerveau, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Le modèle reproduit des symptômes moteurs réversibles, ralentissement et rigidité, avant injections, gavages et prélèvements de liquide céphalorachidien. Le porteur le présente comme un "filtre précoce" épargnant des animaux à des études plus invasives. Il en fait un argument de réduction, tout en prévoyant de tester jusqu'à quarante candidats médicaments de ses clients sur cinq ans.
Objectifs
La maladie de Parkinson est caractérisée par un dysfonctionnement progressif du cerveau. Les traitements actuellement disponibles permettent d’améliorer les symptômes moteurs, mais leur efficacité reste incomplète et s’accompagne d’effets secondaires importants, notamment l’apparition de mouvements involontaires chez une grande majorité de patients. Le besoin de nouvelles stratégies thérapeutiques est donc majeur. L’objectif du projet est d’identifier de nouveaux candidats médicaments capables d’améliorer les symptômes moteurs de type parkinsonien. Pour cela, nous proposons d’utiliser un modèle chez le rat. Une substance sera administrée afin de réduire transitoirement certaines substances chimiques du cerveau. Ce modèle reproduit de manière réversible certains symptômes moteurs caractéristiques de la maladie de Parkinson, tels que les mouvements ralentis, la réduction de l’activité locomotrice ou la rigidité. Contrairement aux modèles classiques qui provoquent des lésions irréversibles du cerveau, cette approche n’entraîne pas de destruction des cellules nerveuses. Elle permet ainsi de limiter le recours à des procédures lourdes et de réduire le nombre d’animaux soumis à des interventions invasives. L’intérêt principal de ce modèle réside dans son rôle de filtre précoce dans le développement préclinique. Il permet d’obtenir rapidement une première indication de l’efficacité d’un traitement sur les symptômes moteurs liés à une diminution de certaines substances chimiques du cerveau. Seules les molécules démontrant un effet bénéfique dans ce modèle seront ensuite évaluées dans des modèles plus invasifs reproduisant la perte progressive de certains neurones. Ainsi, l’utilisation de ce modèle contribue directement à la réduction du nombre d’animaux exposés à des approches lésionnelles sévères. En résumé, le projet vise à présélectionner des molécules actives sur les symptômes moteurs de type parkinsonien dans un modèle à sévérité limitée, avant d’engager des études approfondies dans d’autres modèles. Cette démarche s’inscrit pleinement dans les principes des 3R, en limitant le recours aux modèles invasifs aux seuls candidats présentant un intérêt thérapeutique démontré. 40 candidats médicaments pourront être testés dans ce projet (4 groupes x 10 études, sur 5 ans).
Bénéfices attendus
Les études précliniques permettent d’acquérir les premières connaissances sur le comportement d’un candidat médicament, indispensables avant les essais chez l’homme. Le bénéfice attendu est l'identification de nouveaux outils thérapeutiques. Ce modèle permettra à nos clients de sélectionner les molécules qui feront l’objet d’études nécessitant une approche plus invasive. Ce modèle permet de réduire le nombre d’animaux qui subiront une approche plus invasive grâce à la pré-sélection de molécules d’intérêt. Les molécules qui ne montrent aucun effet sur l’amélioration des troubles moteurs induits dans ce modèle ne seront pas retenues pour des études plus approfondies. Cette démarche bénéficie à la fois au respect des principes de raffinement et de réduction, et à nos clients, en permettant d’orienter les efforts de financement vers les candidats thérapeutiques les plus pertinents. Les résultats de ce projet seront accessibles à court terme, les tests comportementaux étant réalisés peu de temps après l’injection de réserpine et s’effectuant dans la journée.
Procédures
Les animaux vont subir des injections (1 fois 1 min), des administrations de traitement dans le corps sur animal vigile ou anesthésié pour certaines injections (1 fois par jour pendant 1 jour à 2 mois maximum/1 min), des prélèvements de sang sur animaux anesthésiés, avec réveil (1 à 4 fois/1 min) et des mesures du comportement moteur (1 à 2 fois/5 min à 3 heures) et des prélèvements du liquide qui protège le cerveau sur animaux anesthésiés, sans réveil (1 fois/10 min).
Impact sur les animaux
La substance administrée est diluée dans une solution qui peut provoquer une irritation locale, une inflammation ou une douleur transitoire au point d’injection (nuisances légères). L’injection peut entrainer une hypothermie, une perte de poids et une difficulté à faire des mouvements, les animaux récupérant au bout d’environ 24 à 48h (nuisances modérées car transitoires). Les substances administrées peuvent avoir des effets indésirables, tels qu’un effet irritant du composé, un changement de comportement, une perte d'appétit ou bien de l'agressivité (nuisances légères). Les nuisances possibles pour chaque méthode d'administration sont : voie orale : il existe un risque faible de fausse route, ce qui peut entraîner des problèmes respiratoires passagers et un risque faible d’irritation à la suite de gavages répétés. Si le traitement est administré par injection, il peut causer une douleur ou une irritation locale au niveau du site d'injection. L’inhalation du traitement peut provoquer une irritation des muqueuses nasales de l'animal, entraînant un inconfort temporaire. Les tests comportementaux peuvent entraîner un stress léger. Toutes les nuisances relatives aux méthodes d’administration ou aux tests comportementaux sont d’intensité légère.
Devenir
A l’issu de cette procédure, les animaux seront mis à mort et les cerveaux prélevés pour des analyses histologiques.
Remplacement
Ce projet recourt à l’utilisation de rats pour plusieurs raisons éthiques : dans le cadre des modèles de maladie neurodégénérative, l’objectif est de proposer un modèle animal présentant toutes les caractéristiques (motrice, cognitive) de ces affections. Aucun modèle in vitro ne permet l’étude de telles fonctions. De ce fait, le recours à l’animal pour étudier les manifestations comportementales de la maladie et les mécanismes impliqués dans ces processus apparait comme nécessaire en vue de découvrir de nouvelles approches thérapeutiques.
Réduction
Ce modèle est généré dans le cadre d’une activité pré-clinique sur des composés thérapeutiques. Il permet de valider l’efficacité d’une molécule sur les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson. Une fois une molécule d’intérêt identifiée, son efficacité pourra être testée dans des modèles reproduisant la perte progressive des neurones impliqués dans la maladie de Parkinson. Cela permet de réduire le nombre d’animaux qui devront subir des expériences plus lourdes ou des chirurgies pour tester des molécules peu avancées dans le processus de développement. Une analyse de puissance a été effectuée, permettant de réduire le nombre maximum d'animaux par groupe à 12, pour des résultats statistiques exploitables. Pour chaque animal, un grand nombre de prélèvements post mortem sera réalisé pour maximiser l’utilisation qui peut être faite : les différentes structures cérébrales, la moelle, le liquide céphalorachidien, le sang et les organes.
Raffinement
Avant toute manipulation, nous respecterons une période d'acclimatation des animaux d’au minimum 7 jours. Le confort de l’animal sera pris en compte à tout moment. Les animaux seront pesés toutes les semaines et tous les jours pendant 3 jours après l'injection sous-cutanée. Lors de ces injections, des éléments de raffinement sont prévus. Les animaux sont observés plusieurs fois par jour (2 fois par jour minimum). Les administrations de traitements peuvent être réalisées quotidiennement et les animaux sont habitués à la contention. Certaines injections e feront sous anesthésie gazeuse. Si le traitement provoque des effets indésirables, il peut être interrompu et l’animal surveillé. Le constat de signes de souffrance entraine une surveillance accrue, avec enregistrement sous forme de fiche de suivi spécifique avec les soins prodigués (isolement, réchauffement, soins médicamenteux, etc.) et l’évolution des signes. Les animaux sont observés selon plusieurs critères et dans le cas où les points limites sont dépassés, une décision de mise à mort est prise par les expérimentateurs pour éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le rat est utilisé dans ce modèle car le fonctionnement de son cerveau est proche de celui de l’humain, ce qui permet de reproduire fidèlement les symptômes moteurs parkinsoniens. Il dispose également de nombreux tests comportementaux validés, offrant une évaluation sensible des altérations induites et des effets des traitements. Enfin, sa taille, son comportement stable et la facilité de réalisation d’études longitudinales en font un modèle expérimental pratique et reproductible. Les rats Sprague Dawley ou Long Evans sont utilisés car nous avons une expertise sur ces souches et les tests comportementaux ont été validés sur celles-ci. La maladie de Parkinson apparait préférentiellement à l’âge adulte, les animaux seront donc utilisés à partir de 5 semaines d’âge. En effet, à cet âge on peut considérer que le système nerveux central a atteint sa pleine maturité.
Etude de biodistribution de molécules marquées par des approches non invasives d’imagerie optique MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
Rats : 180
450 souris et rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, tous tués pour prélèvements de tissus. Chaque animal subit plusieurs anesthésies gazeuses, l'administration d'une molécule, jusqu'à trois séances d'imagerie par jour et deux prélèvements sanguins. Le porteur indique tester des molécules de ses clients dont il ne connaît pas la nature, ce qui l'empêche d'anticiper leur tolérance. Une nouvelle voie a été ajoutée, l'injection dans le liquide entourant la moelle épinière, avec un point limite déclenchant la mise à mort en cas de paralysie des membres.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont multiples. En effet, il s'agit d'évaluer le comportement de molécules ou biomolécules (anticorps, fragments d'anticorps...) après administration chez l'animal vivant, par des approches d'imagerie non invasive. Cela permettra d'analyser la distribution au sein de l'organisme (tissulaire, organes d'élimination,...), l'évolution dans le temps, la durée avant disparition du signal (élimination). L’AJOUT DE LA VOIE D’ADMINISTRATION DANS LE LIQUIDE ENTOURANT LA MOELLE EPINIERE PERMET D’EVALUER LA BIODISTRIBUTION DE MOLECULES FLUORESCENTES AU NIVEAU DU SYSTEME NERVEUX CENTRAL (MOELLE EPINIERE, ENCEPHALE, CERVELET) ET D’ETUDIER LEUR DIFFUSION AU SEIN DE CE COMPARTIMENT. L’INTEGRATION DE CETTE VOIE D’ADMINISTRATION PERMET AINSI D’ADAPTER LES MODALITES D’ADMINISTRATION AUX PROPRIETES DES MOLECULES ETUDIEES, SANS MODIFIER LES OBJECTIFS SCIENTIFIQUES NI LE CADRE EXPERIMENTAL DU PROJET.
Bénéfices attendus
En évaluant la biodistribution de nouvelles molécules potentiellement thérapeutiques, ce projet permettra d'apporter des informations précieuses et cruciales sur leur devenir suite à leur administratrion chez l'animal vivant, et aidera à la sélection des meilleurs candidats médicaments avant essais chez l'Homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à des anesthésies gazeuses : lors de la dépilation (1 fois), lors de l'administration de la molécule à tester (1 fois), puis une par session d'imagerie (maximum 3 par jour). Chaque anesthésie LORS DES ACQUISITIONS n'excèdera pas 10 minutes. SEULE L'ANESTHESIE LORS DE L'ADMINISTRATION INTRATHECALE SERA COMPRISE ENTRE 5 ET 15 MINUTES. Des prélèvements sanguins inférieurs à 1 minute (1 au cours de l'étude et 1 terminal) pourront être réalisés.
Impact sur les animaux
La manipulation, les administrations, les anesthésies et prélèvements peuvent provoquer du stress chez les animaux. Des effets indésirables liés à l'administration des molécules thérapeutiques (mauvaise tolérance...) peuvent être observés mais sont difficiles à anticiper car nous ne connaissons pas la nature des molécules de nos clients.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure car des prélèvements tissulaires post-mortem seront réalisés. Des prélèvements de sang total pourront également être réalisés.
Remplacement
La recherche et le développement de nouvelles molécules thérapeutiques impliquent la réalisation de tests chez l’animal pour plusieurs raisons : - Il n’existe pas de modèle in vitro permettant d'intégrer et de refléter les caractéristiques d'absorption, de distribution, de métabolisme et d'élimination d'une molécule donnée au sein d'un organisme vivant. Il existe cependant des modèles cellulaires permettant d'évaluer la cytotoxicité, l'absorption et le métabolisme de molécules in vitro. Ces tests permettent d'effectuer un premier criblage de molécules, mais doivent ensuite être confirmés chez l’animal. - Des premières données concernant la pharmacocinétique, le métabolisme et la distribution des molécules in vivo doivent être apportées avant de passer au stade clinique de développement de ces molécules (tests cliniques chez l’Homme). L'ensemble de ces données aident à la prédiction du comportement d'un médicament lors d'une administration chez l'Homme.
Réduction
Le design de l'étude étant un plan d'expérience contrôlé, le nombre d'animaux est réduit à son minimum pour chaque groupe. L'approche en imagerie non invasive permet de réduire et de raffiner le modèle d'étude : la stratégie d'expérimentation permet d'appliquer un modèle statistique pour un plan en mesures répétées et permet d'avoir une puissance de test importante car chaque animal est observé à différents temps et devient son propre contrôle (étude longitudinale). Des analyses post mortem (imagerie ex vivo et analyse des tissus) seront réalisées afin d'obtenir le plus d'informations possible relatives aux molécules administrées.
Raffinement
Evaluation des points finaux quotidiennement (poids, état d'hydratation, comportement de l'animal,...), enrichissement du milieu dans les cages (igloo, bûchettes, cotons pour nidification). Les procédures d'imagerie seront réalisées sous anesthésie générale, dans une enceinte avec lit chauffé. Afin de minimiser le potentiel de souffrance et/ou de détresse chez les animaux, les points limites établis en concertation avec le Comité de Suivi du Bien-Être Animal (SBEA) de notre établissement, sont les suivants : -Défaut d'alimentation et/ou de boisson sur une période de 24 à 48h se traduisant par un amaigrissement et une déshydratation ; - Perte de poids supérieure à 20 % du poids normal maintenue sur 72h ; - Hypothermie persistante, décelée par un animal froid au toucher et réticent à bouger ; - Difficulté respiratoire, avec augmentation du rythme respiratoire ; - Plaie nécrosée, purulente ou exsudative - Complication au niveau du site d’injection de la molécule; - FAIBLESSE OU PARALYSIE DES MEMBRES, SE TRADUISANT PAR DES DEFAUTS DE LOCOMOTION . Si l'un de ces points limites est atteint, les animaux seront mis à mort immédiatement.
Choix des espèces
Les espèces animales utilisées dans ce projet (souris/rat) sont les plus utilisées et il s'agit d'excellents modèles pour ce type d'études. En effet, il existe de nombreuses références bibliographiques scientifiques relatives aux études dans ces espèces. Les multiples homologies de séquences entre ces espèces et l'Homme rendent ces modèles prédictifs du comportement des molécules après administration. Ils sont ainsi d'un grand intérêt pour le criblage de nouvelles molécules. De plus ils présentent certains intérêtes pratiques décisifs: faibles coûts, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation, et une très bonne adaptation aux conditions expérimentales. Il est important de préciser que les molécules actuellement utilisées en clinique ont été découvertes ou évaluées sur ces modèles. Les animaux seront utilisés au stade de jeunes adultes (4-10 semaines) car il s'agit du stade auquel ils sont les plus susceptibles de fournir des résultats satisfaisants. Il permet d'allier à la fois maturité sexuelle, hormonale et immunitaire. Ces modèles animaux sont aussi adaptés aux études d'efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques.
Etude de toxicité chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 7040
Administrés par voie orale, intraveineuse, intrapéritonéale, intramusculaire, sous-cutanée ou nasale jusqu'à 120 fois pour certains, 14 080 souris et rats vont être utilisés dans des études de toxicité, tous tués à l'issue pour analyser leurs organes. Ces procédures d'un niveau de souffrance modéré visent à évaluer l'innocuité de nouveaux candidats médicaments avant tout passage chez l'humain. Le porteur mentionne des points limites qui déclenchent la mise à mort anticipée des animaux dont l'état se dégrade. L'effectif, le plus élevé du lot, est présenté comme "adapté des recommandations de l'OCDE", sans que le total soit autrement justifié.
Objectifs
L’évaluation toxicologique de nouveaux candidats médicaments est une étape clé dans leur processus de développement. Ce projet vise donc à évaluer le profil toxicologique de nouveaux candidats médicaments.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’avancer dans la caractérisation de nouveaux candidats médicaments en s’assurant de leur innocuité chez l’animal avant toute administration chez l’Homme.
Procédures
1) L’administration des composés à tester ou de leur solvant en moins d’une minute par animal pendant la durée de l’étude pourra être réalisée via différentes voies d’administrations : - par voie orale (une administration pour la procédure 1 – jusqu’à 28 administrations pour la procédure 2 – jusqu’à 120 administrations pour la procédure 3) - par voie intraveineuse (une administration pour la procédure 1 – jusqu’à 14 administrations pour la procédure 2 – jusqu’à 24 administrations pour la procédure 3) - par voie intrapéritonéale (une administration pour la procédure 1 – jusqu’à 28 administrations pour la procédure 2 – jusqu’à 24 administrations pour la procédure 3) - par voie intramusculaire (une administration pour la procédure 1) – par voie sous cutanée (une administration pour la procédure 1 – jusqu’à 28 administrations pour la procédure 2 – jusqu’à 120 administrations pour la procédure 3) – par voie intranasale sous anesthésie gazeuse a l’isoflurane (1 administration pour la procédure 1) 2) De 1 à 3 prélèvements sur 24h pourront être réalisés jusqu’à 2 fois dans l’étude avec un volume total ne dépassant pas 15% du volume sanguin de l’animal avec un temps de récupération de 2 semaines minimum. Le prélèvement pourra être fait à la veine submentale, saphène (sans anesthésie). Les prélèvements se feront sur une durée de deux minutes par animal.
Impact sur les animaux
On pourrait observer des effets indésirables (stress, douleur de courte durée) liés à la voie d’administration des composés ou aux composés testés en eux même avec pour certains animaux l’atteinte potentielle des points limites. Des effets indésirables (stress, douleur de courte durée) liés aux prélèvements sanguins pourraient également être observés.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales, des analyses sur les organes étant nécessaires pour évaluer l’innocuité des molécules testées.
Remplacement
A ce jour, aucun modèle cellulaire ne permet de rendre compte des potentiels effets indésirables in vivo des nouveaux candidats médicaments. De plus l’évaluation de la toxicité potentielle des candidats médicaments est une étape clé de leur développement.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre d’études, et donc le nombre d’animaux utilisés, les différents candidats médicaments seront préalablement testés in vitro. Ne rentreront dans les études in vivo que ceux ayant montré le plus d’efficacité ainsi qu’une absence de toxicité dans ces tests in vitro. Le nombre d’animaux utilisés par étude sera réduit au maximum de manière à pouvoir observer de potentiels effets indésirables et est adapté des recommandations de l’OCDE associées à la réalisation d’étude toxicologique chez le rongeur. Pour la détermination des doses maximales tolérées un groupe vehicule unique sera utilisé tout au long du processus afin de réduire le nombre d’animaux. De plus, l’administration des composés se fera séquentiellement ce qui permettra d’utiliser le nombre minimum d’animaux possible en n'incluant pas les reste des animaux prévu si le composé est toxique. Enfin, les études de toxicité chronique avec récupération ne se feront que sur les dose maximales testées la encore afin de réduire le nombre d’animaux. De ce fait, ce projet permet de réduire le nombre de composés qui seront testés dans les études d'éfficacité nécessaires aux études précliniques.
Raffinement
Afin de réduire le stress, une acclimatation d’au moins 4 jours sera réalisée avant l'entrée en étude. Les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé en continu (température, pression, hygrométrie, renouvellement d’air, alternance jour/nuit) relié à un système d’alarme. La densité dans les cages sera en conformité avec les recommandations et autant que possible, les groupes d’animaux dans les études resteront ceux formés pendant l’acclimatation. Les animaux et leurs conditions d’hébergement (environnement, nourriture, eau de boisson) seront sous surveillance quotidienne. Enfin, si les points-limites préalablement établis sont atteints, l’animal sera mis à mort éthiquement et de façon anticipée afin d’éviter toute souffrance. En cas d’apparition de signes de souffrance animale, de la nourriture pourra être ajoutée dans les cages sous forme de nourriture humidifiée. Les animaux seront sous anestésie chimique lors des administration intratrachéales. Lors de la mise à mort les animaux seront placés sous anesthésie profonde à l’isoflurane. L’environnement des animaux sera enrichi à leur arrivée et pendant toute la période d’acclimatation (maisons en carton, carrés de coton, feuilles de cellulose, …).
Choix des espèces
L’évaluation toxicologique des candidats médicaments est une étape clé de leur développement qu’il est nécessaire de réaliser dans au moins une espèce de rongeurs. Pour cela ce projet sera réalisé chez la souris et/ou chez le rat qui sont les deux espèces de rongeurs les plus utilisées pour des études de toxicologie. Cela permettra également de définir les doses maximales pouvant être utilisées dans les futures études d’efficacité qui seront réalisées dans ces deux espèces. L’âge des animaux utilisé dans ce projet sera choisi en fonction de l’indication du nouveau candidat médicament.