Rats
Études neurophysiologiques et cognitives chez les rongeurs
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Rats : 960
Caractériser l'effet de molécules à visée thérapeutique sur la cognition : 960 souris et 960 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués pour contrôle histologique. Chacun subit une chirurgie d'implantation de deux à trois heures sous anesthésie générale, puis des tâches comportementales pouvant atteindre une séance quotidienne de 25 minutes pendant quatre semaines, avec hébergement individuel, tête restreinte et restriction hydrique ou alimentaire. Ni les molécules ni les tâches comportementales ne sont nommées. Le porteur annonce des soins postopératoires sans douleur tout en listant un risque de douleur aiguë après la chirurgie, et justifie l'effectif de 1 920 animaux par "la force de notre hypothèse" et des années d'expérience, sans calcul rapporté.
Objectifs
Le présent projet s’inscrit dans un contexte de recherche préclinique visant à caractériser l’effet de molécules à visée thérapeutique sur la cognition et le fonctionnement cérébral. Les techniques utilisées incluent l’enregistrement et la modulation de l’activité neuronale chez l’animal anesthésié ou vigile et libre de ses mouvements. Ces approches permettent d’évaluer en temps réel l’impact potentiel d’un traitement thérapeutique sur les fonctions neuronales, cognitives et comportementales. Le modèle animal est indispensable pour étudier le potentiel thérapeutique de composés pharmacologiques avant leur éventuel développement clinique. Les rongeurs (souris et rats) sont classiquement utilisés pour la recherche préclinique en santé humaine, notamment dans des études de molécules susceptibles de modifier l’activité neuronale, le comportement et/ou la cognition. Les procédures employées suivent des standards établis dans les laboratoires de recherche publique, garantissant la fiabilité et la reproductibilité des données expérimentales.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet est d’accompagner des études précliniques combinant approches comportementales et neurophysiologiques afin de mieux comprendre les effets de composés pharmacologiques à visée thérapeutique. Ce projet permettra de caractériser de manière précise l’impact de ces composés sur la cognition, le comportement et le fonctionnement cérébral, en fournissant des données fiables et reproductibles sur leurs effets neuronaux et cognitifs. Ces informations contribueront à identifier les cibles thérapeutiques pertinentes et à orienter le développement de nouveaux traitements dans un contexte préclinique.
Procédures
Les animaux sont soumis à une procédure chirurgicale sous anesthésie générale d’une durée approximative de 2 à 3 heures, permettant l’enregistrement de l’activité neuronale dans une région cérébrale d’intérêt. Selon les études, les animaux effectueront différentes tâches comportementales adaptées aux molécules et aux régions cérébrales étudiées. Un ensemble de tâches standardisées est utilisé, dont la récurrence et la durée peuvent varier d’une séance unique de 15 minutes jusqu’à une séance quotidienne de 25 minutes sur environ 4 semaines. Cette approche combinant mesures neurophysiologiques et évaluation comportementale permettra de mieux caractériser l’impact des composés pharmacologiques sur la fonction cérébrale et la cognition. L’hébergement individuel sera appliqué uniquement aux animaux porteurs d’implants ou soumis à un contrôle hydrique ou calorique,(de quelques jours à plusieurs semaines, maximum 1 mois), tandis que la restriction hydrique ou alimentaire sera mise en place sur la période expérimentale correspondante afin de mesurer individuellement les apports (de quelques jours à une semaine).
Impact sur les animaux
Nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux Les procédures postopératoires et l'analgésie se feront sans douleur. Le stress sera limité avec une habituation progressive à l'expérimentateur. Toutes les procédures ont été régulièrement utilisées en laboratoire. Les expérimentateurs auront une solide expérience dans l'exécution des procédures. Les effets indésirables attendus sur les animaux comprennent : 1/ un risque de douleur durant la chirurgie et douleur aiguë lié à la récupération post-chirurgie implantatoire, ce risque est compensé par l’analgésie. 2/Un risque de perte de poids trop importante durant le contrôle calorique, en cas de perte de poids l'animal est nourri ad libitum pendant 48H. 3/ un risque de perte d’implant lié aux chirurgies implantatoire 4/ un risque de stress à court terme induit par notre paradigme expérimental de tête restreinte.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort après les procédures comportementales, en vue de la réalisation de contrôles histologiques.
Remplacement
L’utilisation de ces animaux se justifie pour plusieurs raisons : 1) Aucune alternative ne permet de se passer de l’utilisation de modèles animaux lorsqu’il s’agit d’étudier les processus cognitifs/comportementaux. En effet, ce type d’étude repose sur l’analyse du comportement animal et nécessite d’avoir une espèce suffisamment proche de l’espèce humaine pour en extrapoler les résultats. 2) L'organisation du système nerveux central de ces animaux est suffisamment proche de celle de l'homme pour permettre une extrapolation acceptable des résultats obtenus l'espèce humaine. 3) De plus, nous étudions le fonctionnement des circuits neuronaux alors même que le sujet est éveillé et soumis à des tests comportementaux : il nous faut donc travailler avec des animaux vivants et vigiles.
Réduction
Nous avons adopté des mesures visant à réduire le nombre d'animaux lié à leur mode production : en utilisant pour la réalisation de ce projet tous les animaux quel que soit leur sexe (i.e. mâle et femelle). La force de notre hypothèse, les expériences pilotes précédentes ainsi que la qualité de nos procédures basées sur des années d'expérience, nous permettront de réduire significativement le nombre d'animaux utilisés. Le nombre d'animaux a été calculé par l'estimation de la variance observée avec ce type de donnée permettant d'atteindre une signification statistique.
Raffinement
À chaque étape du projet, le bien-être de nos animaux sera au cœur de nos préoccupations. Nos animaux, hébergés en cages collectives sur racks ventilés, garnies de litières leur permettant de reproduire un comportement naturel de fouissage et d’un enrichissement constitué d'un nid végétal et de tubes de carton, leur permettent de construire des nids, de jouer et de ronger. Leur soin est confié à du personnel qualifié et expert. Il surveille quotidiennement l’ensemble des animaux et de façon plus poussée et spécifique pendant les phases de récupération qui suivent les procédures invasives (chirurgie). Nous utilisons des anesthésiques et analgésiques adaptés aux procédures chirurgicales. L’expérimentateur possède une solide expérience pour toutes les procédures proposées. Des points limites suffisamment précoces sont définis pour éviter toute souffrance animale, avec la mise en place de mesures pour les soulager, comme la réhydratation, le réchauffement et une nourriture adaptée.
Choix des espèces
La souris et le rat : -sont des mammifères étroitement liés à l'espèce humaine sur le plan phylogénétique, et certains de leurs comportements peuvent être comparés à ceux de l'humain. Ces rongeurs sont fréquemment utilisés dans les études électrophysiologiques, utilisant la technique de fiber photométrie, ainsi que dans les manipulations optogénétiques. -permettent des approches in vivo pour étudier les effets de composés thérapeutiques sur le système nerveux central, ainsi que leurs corrélations avec les fonctions cognitives, à travers l'analyse comportementale. Les animaux seront utilisés au stade adule, soit à partir de 10 semaines, un âge qui correspond à la maturité des circuits neuronaux des aires cérébrales ciblées. De plus, les rongeurs adultes sont plus résistantes et récupèrent plus rapidement après la chirurgie que les plus jeunes.
IMPACT D’UNE ALIMENTATION A BASE DE FARINE D’INSECTES AVANT, PENDANT LA GESTATION ET DURANT L’ALLAITEMENT SUR LA SANTE DE LA DESCENDANCE
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
Hébergés seuls pendant tout le protocole, placés 48 heures en cage métabolique puis 72 heures en calorimétrie, soumis à dix prélèvements sanguins à la queue en deux heures, 170 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré pour 120 d'entre eux et léger pour 50, tous tués pour prélèvement d'organes. Les mères subissent en plus un prélèvement de lait sous anesthésie générale aux 2e et 20e jours de lactation, et un jeûne pouvant atteindre seize heures avant certains tests. Le projet évalue si des farines de ténébrion transmettent leurs contaminants à la descendance, le porteur ayant déjà détecté quatre pesticides et six métaux lourds dans ces farines pourtant autorisées en alimentation humaine. Les tests comportementaux sont nommés, Rotarod et labyrinthe en croix surélevé, mais le calcul d'effectif ne justifie que douze ratons par groupe sans expliquer comment on arrive à 170 animaux.
Objectifs
Une nutrition optimale avant, pendant la grossesse et durant l’allaitement est essentielle pour la santé de la mère et de l’enfant. De nos jours, à l’échelle mondiale, la malnutrition maternelle constitue un défi majeur, aux répercussions importantes sur l’incidence des maladies aiguës et chroniques et des coûts économiques pour l’individu et la société. Les aliments à base de protéines animales sont les meilleures sources de micronutriments biodisponibles comme le fer et le zinc, et depuis de nombreuses années, l’élevage des bétails constitue une source majeure pour répondre aux besoins de l’homme en protéines et en micronutriments. Cependant, en raison de la croissance démographique, du coût de la production et de la raréfaction des sources naturelles, on a tiré la sonnette d’alarme sur un déficit de l’approvisionnement de protéines animales dans un futur proche. Dans les pays à faible revenu où les sources de protéines alimentaires se limitent largement aux aliments végétaux en raison du coût élevé des protéines conventionnelles, ce déficit prévu de l’approvisionnement en protéines animales pourrait accroître l’incidence de l’insécurité alimentaire. Dans le cadre des nombreuses stratégies et suggestions décrites pour surmonter cette pénurie prévue, il a été question d'encourager l’entomophagie. Les insectes comestibles constituent une source de protéines particulièrement respectueuse de l'environnement, offrant un parfait équilibre entre bénéfices nutritionnels et impact écologique. Leur élevage demande en effet moins de matières premières, d'eau et d'espace comparé aux sources de protéines traditionnelles. De plus, ils produisent moins de gaz à effet de serre. Les insectes représentent une ressource alimentaire sous-exploitée avec un potentiel significatif en tant qu'aliment innovant, offrant de nombreux avantages nutritionnels dans l’alimentation humaine.
Bénéfices attendus
La composition nutritionnelle et l’accumulation de contaminants ont été préalablement évaluées dans nos farines d’insectes ainsi que dans les régimes alimentaires formulés à partir de celles-ci. Nous souhaitons désormais aller plus loin en étudiant la biodisponibilité des nutriments notamment les minéraux, les vitamines, les acides aminés et les acides gras essentiels pendant les périodes précoces de la vie, un aspect encore jamais exploré à ce jour. Nous pensons que le statut nutritionnel en minéraux, oligo-éléments, vitamines, acides aminés, acides gras essentiels et le statut antioxydant de ces farines d’insectes sera similaire à celui des produits animaux et végétaux traditionnellement consommés et représentant l’apport protéinique dans notre alimentation. Ceci mettra en évidence un potentiel bénéfice nutritionnel à la consommation de ces farines dont il est envisagé qu’elles puissent être utilisées en alimentation humaine à base de farine d’insectes il est nécessaire de s’assurer de la sécurité sanitaire des farines d’insectes et donc d’étudier leur contamination en contaminants de l’environnement et résidus de pesticides, leur accumulation dans un organisme entier et les effets à long terme. De plus, cette étude prend en compte les types d'alimentation donnés aux insectes durant leur élevage et donc permettra de pouvoir ensuite optimiser les conditions d’élevage des insectes pour optimiser les avantages nutritionnels et limiter les impacts sanitaires. De même, dans l’idée d’assurer une sécurité sanitaire à cette consommation, cette étude sur les différents modes de production d’insectes pourra être une aide à la détermination de limites maximales résiduelles dans les insectes élevés pour la consommation humaine.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, les animaux seront soumis à plusieurs interventions expérimentales. Ils seront placés en hébergement individuel pendant 48 heures dans des cages métaboliques pour recueillir urines et fèces, et pendant 72 heures d’acclimatation en cages classiques et 72 heures de mesure dans des cages de calorimétrie indirecte afin d’évaluer l’impact de leur alimentation sur le métabolisme. Des tests comportementaux seront également réalisés, incluant un test de motricité (Rotarod) et un test d’anxiété (labyrinthe en croix surélevé). Des prélèvements sanguins de 10 secondes seront effectués au niveau de la queue sur des animaux vigiles, avec dix prélèvements espacés sur une durée totale de 2 heures lors des tests de tolérance au glucose et à l’insuline. Un gavage oral de quelques secondes sera réalisé pour administrer une solution glucosée lors du test de tolérance au glucose, tandis qu’une injection intrapéritonéale d’insuline sera pratiquée pour le test de tolérance à l’insuline. Chez les mères, un prélèvement de lait maternel sera effectué sous anesthésie générale aux 2ᵉ et 20ᵉ jours de lactation, pour une durée maximale de 15 minutes par prélèvement. Enfin, une mise à jeun ne dépassant pas 16 heures consécutives sera appliquée avant certains tests et avant l’euthanasie.
Impact sur les animaux
Les interventions prévues dans ce projet peuvent entraîner des nuisances légères à modérées pour les animaux. L’hébergement individuel en cages métaboliques ou calorimétriques, bien que temporaire, peut provoquer un stress lié à l’isolement et au changement d’environnement. Les prélèvements sanguins répétés au niveau de la queue, bien que brefs, peuvent causer une gêne passagère. Le gavage oral et l’injection d’insuline, nécessaires aux tests métaboliques, peuvent également générer un stress léger et une légère douleur. Les tests comportementaux, notamment le labyrinthe en croix surélevé, peuvent induire une réaction de stress transitoire chez les animaux, en particulier lors de la première minute d’exposition. Enfin, la mise à jeun de 16 heures maximum avant certains tests ou l’euthanasie peut entraîner un inconfort temporaire.
Devenir
A l’issue du protocole expérimental, tous les animaux seront euthanasiés afin de permettre le prélèvement des organes destinés aux analyses biochimiques.
Remplacement
L’approche comparative nous a permis d’obtenir des informations précieuses sur les tendances générales d’accumulation des contaminants en fonction de la source d’apports protéiques, mais elle ne permet pas à elle seule de prédire leur devenir in vivo, notamment en termes de bioaccumulation, de biotransformation, de transfert vers le lait maternel et d’impact sanitaire. L’étude soumise ici fait suite à une étude in vitro réalisée de notre projet. Les résultats de cette étude in vitro n’ont pas encore été publiés. Ils démontrent une faible toxicité en test de viabilité cellulaire pour une exposition à certaine fraction d’insectes. Ainsi, même si ces farines sont autorisées en alimentation humaine, il est important d’étudier les effets d’accumulation des polluants à long terme sur un organisme entier. De même, aucun modèle de simulation ne pourra reproduire la complexité de l’organisme et il n’existe pas, dans ce cas-là, d’alternative expérimentale permettant de mimer le process de la grossesse et de l’allaitement. Les polluants lipophiles peuvent par exemple s’accumuler dans les graisses maternelles, puis être relargués dans le lait lors de la lactation. Ainsi, ils peuvent être détectés dans le lait même s’ils sont indétectables dans les farines. Cependant, nous insistons sur le fait que nos expériences préliminaires ont montré la présence d’un certain nombre de polluants (4 pesticides et 6 métaux lourds) dans ces farines et qu'ils sont donc susceptibles de se retrouver dans le lait. Aucun modèle in vitro ne permet d'atteindre les objectifs fixés, le rat est un modèle approprié et bien validé pour les études en nutrition et le modèle qui a été utilisé dans notre premier protocole, et donc cela permettra des comparaisons et de s’appuyer sur les différences qui ont pu être obtenues. De plus, le recours à l’expérimentation animale permet de maîtriser les apports et les consommations en nourriture enrichie en farines d’insectes sur la durée totale du projet ainsi que tous les facteurs qui pourraient influencer ces paramètres. Les résultats actuels montrent des perturbations métaboliques et comportementales ainsi que des effets nutritionnels intéressants liés aux farines d’insectes. Ils justifient donc la poursuite du projet pour évaluer la balance bénéfice-risque pendant la gestation, la lactation et la croissance précoce.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Ainsi, il ressort que 12 ratons/ groupe seront nécessaires. Etant donné qu’il y a des évidences de métabolismes différents chez l’humain et aussi rapporté entre rats mâles et femelles sur les paramètres étudiés, les ratons des 2 sexes seront explorés. Des lots homogènes de mâles et de femelles seront comparées.
Raffinement
Les rats seront nourris avec un régime standard contenant de la farine d’insectes qui permet de couvrir l’ensemble des besoins nutritionnels et caloriques des rats. Ce protocole nécessite l’hébergement individuel tout au long du protocole afin de contrôler la consommation quotidienne d’eau et d’aliment de chaque animal et maîtriser ses refus. Les femelles seront avec les mâles pendant l'accouplement et avec les petits pendant la gestation et la lactation. Le milieu sera enrichi et le prélèvement du lait est réalisée sous anesthésie générale. De même, les cages des animaux seront placées dans une même salle de stabulation et les animaux pourront se voir et se sentir tout du long du protocole. Les animaux seront mis en cages collectives une fois par semaine pendant au moins 1 heure de temps pour réduire le stress induit par l’hébergement individuel et seront pesés 1 fois par semaine. Des points limites ont été mis en place et seront appliqués dans le protocole.
Choix des espèces
Le modèle du rat a été choisi en tenant compte de la littérature récente et des études de biodisponibilité et de toxicologie, qui ont pour la plupart été réalisées sur des modèles de rat. De même, nous comptons appuyer nos résultats sur des études déjà réalisées chez le rat. Au vu des similarités des fonctions cognitives qu’il y’a entre le rat et l’homme. Le choix de cette espèce assurera la transposabilité des résultats des tests comportementaux à l’homme. Les mères auront 12 semaines dans l’étude et auront l’âge de 24 semaines à la fin de l’étude. Les petits auront 8 semaines à la fin de l’étude. Il nous faut des femelles n’ayant encore jamais été gestantes donc jeunes mais en âge de procréer (plus que 12 semaines) et soumises aux différents régimes alimentaires pendant un temps assez conséquent. Il faut également le temps qu'elles s'accouplent, qu’elles soient gestantes et qu'elles allaitent pour que nous soyons en mesure de les utiliser. Elles auront donc au minimum 12 semaines dans l’étude. Les petits continueront le même régime du groupe des mères car nous voulons surtout évaluer l’impact de l’adoption d’une alimentation particulière pendant la grossesse et l’allaitement et les premiers de la vie sur la descendance. Nous nous sommes appuyés sur l’étude réalisée sur les rates gestantes, dans notre laboratoire pour mettre au point ce protocole.
Evaluation de la tolérance locale et de la performance de dispositifs médicaux de type III injectables, après implantation sous-cutanée ou intradermique chez le Rat, le Lapin et le Porc. MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Lapins : 120
Cochons : 50
Un point limite doit permettre de retirer de l'étude tout animal présentant un effet secondaire sévère. 161 rats, 120 lapins et 50 porcs vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, la plupart tués pour prélever les sites d'injection, dix porcs étant gardés vivants en fin d'étude pour être réutilisés. Les dispositifs médicaux injectables leur sont implantés sous la peau ou dans le derme sous anesthésie générale, suivis de prises de sang hebdomadaires puis mensuelles et, chez les porcs, de vingt biopsies cutanées au maximum par animal. Le porteur écrit que le recours aux animaux est rendu obligatoire par le règlement européen 2017/745 et la norme ISO 10993 pour obtenir le marquage CE, et cette modification du projet augmente le nombre de lapins parce que plus de formulations qu'annoncé seront mises au point.
Objectifs
Le projet a pour objectifs d'obtenir des informations relatives à la tolérance locale de dispositifs médicaux injectables résorbables (DM classe III) et de répondre aux exigences quant à la constitution des dossiers réglementaires en vue de leur mise sur le marché. Les exigences relatives à la caractérisation de ces DM sont de plus en plus élevées, afin de garantir la sécurité des patients à court et long terme. La réalisation d'études de tolérance locale sur des modèles animaux appropriés, permettant de détecter au mieux l'apparition d'effets secondaires, est essentielle dans étapes de développement des dispositifs médicaux injectables. Toutes les études réalisées, même très en amont dans le processus de développement, sont susceptibles d'être utilisées dans les dossiers réglementaires, pour la partie "conception". Les études de tolérance sont généralement couplées à des observations d'efficacité des produits évalués (versus des produits de référence), et à la caractérisation de leur comportement dans l'organisme (modification des propriétés physiques du produit, dégradation, intégration dans les tissus...): ainsi une seule étude permet l'obtention de nombreuses informations pertinentes. MODIFICATION : Augmentation du nombre total de Lapin prévu dans la demande d'autorisation de projet, dans la même période d'autorisation. Sur la période d'autorisation, nous développerons plus de dispositifs médicaux biocompatibles innovants qu'il était prévu initialement, dont il est nécessaire d'évaluer la tolérance pour chaque nouvelle formulation. Leur tolérance est mesurée conformément à des protocoles expérimentaux standard et récurrent néccessitant un nombre d'observation minimum par formulation. Ajout également d'un nouveau fournisseur d'animaux.
Bénéfices attendus
Les projet permettra d'obtenir des données fiables concernant la tolérance, l'intégration et la dégradation des dispositifs médicaux injectables. Il permettra également de répondre aux exigences réglementaires concernant la constitution des dossiers en vue d'une mise sur le marché. Ceci afin d'assurer la sécurité des patients recevant ces produits ainsi d'assurer la sécurité des patients recevant les produits.
Procédures
Les animaux auront des injections sous anesthésie génér le à J0, pour une durée totale de 5 à 15 minutes/animal. D'autres actes sont envisagés mais non systématiques: Prises de sang: rats sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 1/mois maxi, 30 seconde par acte. Lapins vigiles avec anesthésie locale: 1 fois par semaine maximum pendant 1 mois, puis 1 fois par mois maximum, 1 minute maximum par acte. Porcs: sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 2 fois par mois maximum. Biopsies cutanées chez le Porc: sous anesthésie générale (injection intramusculaire, 30 secondes), maximum 20 biopsies réparties sur la durée de l'étude, durée 15 minutes environ par biopsie.
Impact sur les animaux
Les produits développés sont constitués de produits biocompatibles en solution aqueuse plus ou moins visqueuse. Il s'agit de composants très bien documentés pour une utilisation chez l'Homme. Ils sont par ailleurs évalués en premier lieu in vitro: les effets néfastes attendus chez l'animal après implantation sont donc mineurs, et constitués majoritairement d'inflammation locale légère à modérée. Dans de rares cas, les implantations intradermiques chez le Lapin peuvent générer des réaction un peu plus fortes, mais restant localisées au niveau du site d'injection.
Devenir
Dans la majorité des cas, les animaux devront être euthanasiés, afin de prélever les sites d'injection à des fins d'analyse. Cependant, chez les porcs, lors d'injections intradermiques, il sera parfois possible de réaliser les prélèvements par biopsie avec un biopsy punch (sous anesthésie générale) et de conserver les animaux en fin d'étude en vue d'une réutilisation.
Remplacement
Les produits étudiés sont d'abord évalués de façon approfondie grâce à des expériences in vitro: culture cellulaire, modèles de peau artificielle, organe isolé. Les essais de tolérance/biocompatibilité in vivo sont indispensables en complément des tests in vitro, lors de la mise au point d'un dispositif médical. En effet, seule l'implantation dans un organisme complet et vivant permettra d'évaluer d'éventuelles réponses immunitaires/inflammatoires ainsi que l'intégration des produits dans les tissus environnants. Par ailleurs, le recours aux animaux est rendu obligatoire par le règlement Européen (UE) 2017/745 tout en suivant la norme ISO 10993, pour l'élaboration des dossiers pour l'obtention d'un marquage CE (équivalent de l'AMM mais pour les dispositifs médicaux) et également demandé pour les dossiers équivalents dans les pays tiers.
Réduction
Le nombre d'animaux à utiliser dans les études réglementaires est imposé par la norme ISO 10993, les préconisations sont donc suivies, sans augmenter inutilement le nombre d'animaux et sans répéter les protocoles. Dans le cas d'études non réglementaires, on veille à n'utiliser que les animaux strictement nécessaires pour l'obtention des résultats voulus, généralement un nombre très inférieur aux exigences réglementaires. La possibilité d'injecter plusieurs produits en différents sites chez un même animal, permet également de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Une période d'acclimatation systématique est respectée (durée selon l'espèce animale, mais toujours minimum 1 semaine). Les animaux sont hébergés en groupe et ont accès à un enrichissement spécifique à leur espèce (matériel de nidification pour les rats, blocs/objets à mâcher pour tous les animaux, jouets…). Des points limites, suffisamment prédictifs, permettent de sortir un animal de l’étude en cas d'effet secondaire sévère, ou de mettre en place des traitements pour des réactions locales (application de cicatrisant, administration d'antidouleur) afin que l'animal soit impacté le moins possible. Toues les manipulations des animaux seront réalisées dans un contexte de renforcement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Les actes trop stressants ou douloureux sont effectués sous anesthésie générale: injections à J0, prises de sang chez le Rat, chez le Porc, et biopsies cutanées chez le Porc. Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité pendant les interventions mais aussi en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal tout au long de la procédure (observation quotidienne et suivi clinique avec pesée minimum une fois par semaine). Quelles que soient les procédures, toute éventuelle douleur est, si nécessaire, rigoureusement contrôlée grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (anesthésie/analgésie).
Choix des espèces
Les 3 espèces font parties des espèces préconisées par la norme en vigeur. Le rat et le lapin sont des modèles d'implantation utilisés et maitrisés dans l'établissement utilisateur depuis 2006. Leur taille est suffisante pour permettre l'implantation de plusieurs produits chez un seul animal, l'utilisation de techniques d'imagerie et d'appareils de mesures de paramètres cutanés. Le porc est l’espèce animale se rapprochant anatomiquement le plus de l’Homme ; notamment dans la structure de la peau (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent). Cette similitude permet d'évaluer avec une plus grande certitude l’effet attendu en clinique. Sa taille, plus importante, permet également l'implantation de plus de produits chez un seul animal, permettant alors de réduire le nombre d'animaux utilisé. Ces modèles sont des modèles de choix (nombreuses données dans la littérature). Leurs comportements sont bien connus, ce qui permet de détecter facilement tout signe de douleur et/ou de mal-être. Les rats utilisés seront de jeunes adultes, environ 300g (=en fin de croissance, paramètres physiologiques stables). Les lapins seront âgés d'environ 14 semaines, soit environ 3.5kg (= présence d'un derme suffisamment épais pour que l'implantation intradermique des produits ne génère pas une contrainte mécanique trop importante). Les porcs utilisés seront de jeunes adultes. En effet, leur taille doit permettre un hébergement en animalerie conventionnelle dans de bonnes conditions. D’autre part, leur poids de 35kg à 70kg permettra de travailler sur des structures épidermiques, comparable à celles de l'homme (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent) ; indispensable pour reproduire les conditions attendues en clinique.
Etude de l’ototoxicité vestibulaire des sels de platine chez le rat
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Tous tués pour permettre l'analyse histologique de leurs oreilles internes, 160 rats femelles vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère pour 114 d'entre eux, modéré pour 12 et léger pour 34. Ils reçoivent des injections de sels de platine dans l'oreille ou dans l'abdomen sous anesthésie, puis passent quatre tests comportementaux répétés quatre fois chacun, que le texte ne nomme pas, pour coter un déficit vestibulaire sur une échelle de 0 à 24. Le porteur indique que les injections dans l'oreille peuvent provoquer pendant plusieurs jours une perte d'équilibre, une démarche anormale et des nausées, et présente ces signes comme spontanément compensés par le système nerveux. Le même texte affirme que tout est mis en œuvre pour limiter la douleur, quand 114 rats relèvent de la gravité sévère.
Objectifs
L’objectif est d’étudier la toxicité d’un type de chimiothérapie anticancéreuse sur la partie dédiée à l’équilibre dans l’oreille interne. Les sels de platines sont une classe de chimiothérapie très utilisés chez l’Homme pour tous types de cancer et génèrent des toxicités neurologique et sur l’oreille. La toxicité de ces molécules sur la partie dédiée à l’équilibre de l’oreille (aussi appelé vestibule) est méconnue. Cette toxicité pourrait favoriser la nausée et les chutes chez le patient traité d’un cancer.
Bénéfices attendus
Grâce à cette étude sur la toxicité de certaines chimiothérapies pour l’oreille et l’équilibre, les chercheurs ont pour but de comprendre comment ces traitements peuvent altérer les cellules sensorielles du vestibule. L’objectif est d’identifier les mécanismes responsables de ces effets secondaires afin de mieux les prévenir car les patients guéris de cancer souffrent des séquelles du traitement à vie. Et de plus en plus de patients survivent au cancer grâce aux innovations médicales. Les résultats permettront de déterminer dans quelles conditions l’oreille interne devient vulnérable et d’évaluer comment la présence du médicament dans le sang influence sa toxicité sur les organes de l’équilibre. À long terme, ces travaux vont contribuer à la mise au point de nouvelles stratégies de protection de l’audition et de l’équilibre. Ils aideront aussi à mieux comprendre le fonctionnement de l’oreille interne et certaines maladies de l’équilibre encore mal connues, comme la maladie de Ménière.
Procédures
Tous les animaux participeront aux tests comportementaux (4 tests différents, répétés 4 fois par animal, à savoir J-1, J0, J3 et J7), réalisés sur une courte durée (environ quinze minutes) après une période d’habituation destinée à réduire le stress. Ces tests permettront de coter le déficit vestibulaire unilatéral ou bilatéral sur une echelle de 0 à 24, et de comparer les résultats entre les différents groupes. Une partie des animaux recevra des injections dans l’oreille afin d’administrer les substances étudiées. Ces gestes, effectués sous anesthésie générale, durent moins d’une minute et peuvent être réalisés une ou plusieurs fois selon les groupes expérimentaux. Une autre partie des animaux recevra des injections dans la cavité abdominale, également sous anesthésie, en une à trois administrations selon le protocole. Toutes les manipulations, dont certaines sont répétées, sont de courte durée et accompagnées d’un suivi quotidien attentif (activité, appétit, aspect général). Ces procédures peuvent provoquer temporairement une gêne ou un déséquilibre, mais tout est mis en œuvre pour limiter la douleur et assurer le bien-être des animaux.
Impact sur les animaux
Les tests de comportement peuvent générer un stress. Pour l’atténuer, les animaux seront habitués progressivement à la manipulation et au lieu des tests avant le début des expériences. Les injections dans l’oreille peuvent provoquer, pendant quelques jours, une perte d’équilibre ou une démarche anormale avec des nausées. Ces signes sont attendus et disparaissent spontanément grâce à la capacité naturelle du système nerveux à compenser. Les injections de chimiothérapie peuvent entraîner une baisse transitoire de l’appétit ou un amaigrissement. Ces signes seront surveillés de près.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour permettre l'analyse histologique de leurs oreilles internes
Remplacement
Les mécanismes étudiés concernent la façon dont certaines chimiothérapies atteignent l’oreille interne en passant par la circulation sanguine. Ces phénomènes complexes ne peuvent pas être reproduits de manière fiable avec des cultures cellulaires ou des modèles informatiques, car ils impliquent plusieurs organes et la barrière naturelle qui sépare le sang de l’oreille. Des recherches sur des tissus isolés sont en cours pour mieux comprendre les effets directs de ces médicaments, mais elles ne permettent pas d’étudier leur diffusion dans l’organisme. L’utilisation d’animaux non mammifères ne donnerait pas de résultats comparables à ceux observés chez l’humain. Le rat est un modèle bien connu et reconnu dans l’étude de l’oreille interne. Sa taille permet d’obtenir des prélèvements précis par rapport à la souris pour les analyses tout en limitant le nombre d’animaux utilisés.
Réduction
Ce projet a été conçu pour limiter au maximum le nombre d’animaux tout en garantissant la fiabilité scientifique des résultats. Les premières étapes de l’étude (étapes préliminaires) permettront d’évaluer la tolérance des produits testés sur de petits groupes. Si certaines substances ne provoquent pas de toxicité sur l'oreille, elles ne seront pas étudiées plus avant, ce qui réduira d’environ un tiers le nombre total d’animaux utilisés. Les mêmes animaux seront suivis plusieurs fois dans le temps, afin d’éviter de constituer de nouveaux groupes à chaque étape. De plus, les oreilles non traitées des animaux injectés d’un seul côté serviront de comparaison interne, limitant ainsi encore les effectifs. Les manipulations seront réalisées par un chercheur expérimenté, formé aux techniques spécifiques de chirurgie et de dissection de l’oreille, ce qui évite d’utiliser des animaux pour l’apprentissage des gestes. Enfin, la taille des groupes a été calculée de manière à obtenir des résultats fiables sans multiplier inutilement le nombre d’animaux.
Raffinement
Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie générale, afin que les animaux ne ressentent aucune douleur pendant les manipulations. Après chaque intervention, un traitement antalgique adapté sera administré pour assurer leur confort. Les rats seront hébergés par petits groupes dans des cages respectant les normes européennes, avec un environnement enrichi, un cycle jour/nuit régulier et un accès libre à l’eau et à la nourriture. Leur comportement, leur poids et leur apparence seront observés chaque jour pour s’assurer de leur bon état de santé. En cas de signe de souffrance ou de détresse, une prise en charge rapide sera mise en place et, si nécessaire, une euthanasie anticipée sera pratiquée pour éviter toute douleur prolongée. Les animaux seront manipulés avec douceur par un personnel formé aux soins et aux techniques spécifiques. Une période d’habituation sera systématiquement respectée avant les tests comportementaux pour réduire le stress. Les manipulations seront courtes et réalisées dans un environnement calme. L’ensemble de ces mesures vise à garantir un haut niveau de bien-être animal tout au long du projet.
Choix des espèces
Le rat est l’animal le plus couramment utilisé pour étudier les troubles de l’équilibre et de l’oreille interne. Sa taille et sa physiologie en font un modèle particulièrement adapté pour ce type de recherche. L’oreille du rat est suffisamment grande pour permettre des prélèvements et des analyses précises sans abîmer les structures fragiles qu’elle contient. Cette espèce est bien connue dans la communauté scientifique, ce qui permet de comparer facilement les résultats obtenus avec ceux d’autres laboratoires à travers le monde. Les rats utilisés seront des femelles adultes, âgées de 8 à 15 semaines. À cet âge, leur système nerveux et leur oreille interne sont pleinement développés, ce qui garantit des résultats fiables et évite d’impliquer des animaux trop jeunes ou encore en croissance.
Bases neurologiques de l’équilibre entre les comportements dirigés vers un but et les comportements habituels chez le rat.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
337 rats vont être utilisés, chacun sous restriction alimentaire pendant quatre-vingts jours au maximum et soumis jusqu'à soixante-dix sessions d'apprentissage sur dix semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 241 d'entre eux passent deux heures de chirurgie sous anesthésie pour l'implantation d'un dispositif d'enregistrement neuronal, et 87 restent seuls en cage jusqu'à la fin du projet. Trois jours de suite, tous reçoivent une injection de chlorure de lithium qui provoque des crampes intestinales pendant une dizaine de secondes, pour les détourner d'un choix appris. Le projet est présenté comme une piste pour aider à terme les personnes addictes à reprendre le contrôle de leurs actions, quand la restriction alimentaire, la chirurgie et l'isolement sont immédiats et que tous les rats finissent tués pour analyse du cerveau.
Objectifs
Dans notre vie quotidienne, nous adoptons deux grands types de comportements : ceux que nous faisons de manière volontaire pour atteindre un but, et ceux que nous faisons automatiquement, par habitude. Les comportements orientés vers un but sont conscients et flexibles : on réfléchit à ce qu’on veut faire et pourquoi. Mais ils demandent du temps et de l’énergie. À l’inverse, les comportements habituels sont des actions que l’on répète jusqu’à ce qu’elles deviennent automatiques, comme se brosser les dents ou attacher sa ceinture. Ils ne demandent plus d’effort mental et nous permettent d’économiser nos ressources. Ces deux formes de comportement doivent être équilibrées pour s’adapter au mieux à notre environnement. Pourtant, cet équilibre est parfois altéré dans certaines maladies mentales, où la personne agit de manière trop automatique, même si cela devient inadapté ou nuisible. Les chercheurs ont déjà bien étudié comment un comportement devient une habitude dans le cerveau, notamment en identifiant certaines régions cérébrales impliquées dans ce processus. Mais on sait encore peu de choses sur la manière dont on peut interrompre une habitude pour revenir à un comportement plus réfléchi, surtout lorsque les circonstances changent. Une autre limite des recherches actuelles est que les études chez l’animal sont souvent menées dans des environnements très simples, où l’animal n’a qu’un seul choix possible. Cela ne reflète pas la complexité du monde réel. Pour mieux comprendre le fonctionnement de l’équilibre entre action réfléchie et habitude, il faut donc étudier les comportements dans des situations plus variées et plus proches de la vie naturelle. C’est l’objectif de ce projet : explorer comment le cerveau équilibre ces deux types de comportements, et comment il s’adapte lorsque les habitudes ne sont plus efficaces. Pour cela, nous répondrons à 3 sous-objectifs : 1. Comprendre comment les comportements orientés vers un but et les habitudes se mettent en place et s’influencent mutuellement. 2. Observer l’activité cérébrale lorsqu’un individu passe d’un comportement automatique à un comportement plus réfléchi, à l’aide d’une technique pour enregistrer un groupe de neurones. 3. Approfondir cette observation avec une autre technique qui permet d’enregistrer l’activité de neurones individuels.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre comment le cerveau équilibre comportements automatiques et actions réfléchies, un mécanisme essentiel dans notre vie quotidienne, mais qui peut devenir problématique dans certaines maladies comme l’addiction. En identifiant les bases cérébrales qui permettent de rompre avec des habitudes devenues inadaptées, ce travail ouvrira la voie à de nouvelles stratégies pour aider les personnes à reprendre le contrôle sur leurs actions. À terme, ces recherches pourraient améliorer la prévention et le traitement des troubles liés à une perte de flexibilité comportementale, comme les addictions.
Procédures
Tous les rats seront sous alimentation restreinte pendant 80 jours maximum et seront pesés 5 fois par semaine. Tous auront accès à des récompenses plaisantes après avoir exécutés et appris des tâches simples (appui sur des leviers) dans des cages de comportement. Les sessions d'apprentissage et de détection des habitudes s'étaleront sur 10 semaines (70 session maximum). Les animaux seront soumis à 3 séances de 10 minutes en présence de la récompense suivi d'un stimulus aversif (injection d'une solution provoquant des crampes intestinales pendant quelques dizaines de secondes) à raison d'une séance par jour pendant 3 jours consécutifs. Les injections ne durent que quelques secondes. 241 rats suivront une chirurgie sous anesthésie générale (durée 2 heures) afin d’implanter un dispositif pour mesurer ou modifier l’activité neuronale. Après leur chirurgie et jusqu'à la fin du projet, 87 rats seront hébergés seuls dans leur cage. Pour mesurer l'activité neuronale, 241 rats vigiles seront placés pendant 1 heure dans une cage spéciale ; dans cette cage les rats sont libres de leur mouvement. Les rats auront 20 sessions de mesure de l'activité neuronale. Tous les rats recevront 3 injections d’un agent aversif pour les détourner de leur choix.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues pour ce projet sont : - Restriction alimentaire : peut induire un léger stress. - l’injection intra-péritonéale peut engendrer une douleur au niveau du site d’injection. - Le chlorure de lithium induit des contractions abdominales transitoires pendant une dizaine de secondes. - Léger stress transitoire due à la contention de l’animal lors des injections - Chirurgies : inconfort transitoire au réveil et douleur post-opératoire minorée par des antalgiques - Dispositif de mesure de l'activité cérébrale : gène légère pendant la durée de l’expérience - Isolement nécessaire dès lors que l’animal est équipé avec le dispositif de mesure de l’activité cérébrale (électrodes d’enregistrement, procédure 3): stress
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’expérience afin de procéder à des analyses moléculaires sur le cerveau ou pour des vérifications histologiques (expression du virus, localisation de l’implant, …etc).
Remplacement
Ce type de recherche, visant à comprendre les bases du comportement habituel, peut uniquement être menée sur un animal vivant. Après vérification, il n’a pas été trouvé de test in vitro ou in silico permettant d’effectuer cette recherche et il n’est donc pas envisageable d’utiliser des méthodes de substitution à l’animal entier. Les connaissances acquises dans ce projet devraient permettre dans le futur d’apporter des connaissances pour développer des algorithmes permettant de modéliser le comportement. Ces algorithmes pourraient à terme constituer des outils de remplacement.
Réduction
Les effectifs sont calculés et optimisés de manière à utiliser un minimum d’animaux tout en conservant une grande puissance statistique. Il faut également que la taille d’effectif soit suffisante pour tenir compte de la variabilité interindividuelle. Ainsi, nous utiliserons un maximum de 337 animaux sur 5 ans pour répondre à nos objectifs.
Raffinement
Toutes les phases du projet seront réalisées par des personnels expérimentés et compétents. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de suivi de bien-être animal qui aide dans le suivi des points limites et des critères d’intervention et d’arrêt. En effet, ses points limites gradés précis sont définis dans une grille de suivi (perte de poids, apparence, comportement de l’animal). Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape avec une pesée 5 fois par semaine. Dès leur arrivée à l’animalerie et pour toute la durée du projet, les animaux seront hébergés à deux par cage en conditions normales (température et humidité contrôlées, cages ventilées) et en cycle inversé avec un enrichissement dans la cage fourni par l’animalerie (stick ou pièce de bois à ronger pour assouvir leur besoin naturel de ronger ; tunnel pour se cacher) et accès à l’eau ad libitum. Les procédures débuteront après une période d’acclimatation de 10 jours minimum.
Choix des espèces
Le rat est l’animal le plus utilisé pour l’étude de l’addiction dans les modèles animaux. Les rats ont des réponses aux récompenses qui sont similaires à celles de l’Homme et ils peuvent apprendre à s’auto-administrer toutes les drogues abusées par l’Homme, ainsi que les récompenses sucrées, de façon spontanée. Dans cette étude, nous utiliserons des rats « jeunes adultes » de 7-8 semaines au début du projet, pour faciliter l’apprentissage et pour pouvoir effectuer des expériences de longue durée sans facteur de déclin cognitif lié au vieillissement.
Impact de la manipulation pharmacogénétique d’un circuit cérébral sur la consommation d’aliments palatables et la rechute dans des modèles d’obésité et d’hyperphagie boulimique chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Trépanés pour une chirurgie intracérébrale sous anesthésie générale, 520 rats reçoivent ensuite jusqu'à cinq injections d'un médicament activant les cellules ciblées, puis passent des enregistrements d'activité de vingt-quatre heures et un test d'anxiété en labyrinthe surélevé. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et durent de six à douze semaines après l'opération, tous les rats étant tués pour l'analyse post-mortem de leur cerveau. Il s'agit de savoir si perturber un circuit cérébral de la récompense augmente la consommation d'aliments gras et sucrés après un sevrage forcé, ce qui reproduit une rechute. Le porteur décrit une douleur de trépanation "généralement transitoire mais parfois prolongée" tout en la présentant comme "efficacement minorée", et héberge les rats seuls tout en qualifiant ce stress d'atténué par les contacts entre cages voisines.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de comprendre le rôle d’un circuit cérébral impliqué dans le contrôle de la récompense et de la motivation, dans la régulation des comportements alimentaires compulsifs et dans la rechute après un sevrage d’aliments très appétissants (riches en graisses et en sucres) chez le rat. Ces comportements reflètent des situations observées dans l’hyperphagie boulimique et l’obésité, deux troubles alimentaires fréquents où le système de récompense du cerveau est perturbé et où le risque de rechute est élevé. Dans des travaux préliminaires, nous avons montré que perturber sélectivement ce circuit entraîne une augmentation marquée de la consommation de graisses, aussi bien lors d’un accès continu à un régime gras et sucré qu’après une période de sevrage, ce qui reproduit un phénomène de rechute. Ces résultats suggèrent que ce circuit joue un rôle essentiel dans le contrôle des comportements alimentaires compulsifs et leur réapparition après une abstinence forcée, ce qui en fait une cible d’intérêt pour mieux comprendre et prévenir ces troubles chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des connaissances nouvelles sur les circuits cérébraux impliqués dans la surconsommation d’aliments très appétissants et la rechute après une période de sevrage. L’étude ciblée de ce circuit, grâce à une approche pharmacogénétique (c’est-à-dire une méthode permettant d’activer ou d’inhiber temporairement certaines cellules cérébrales grâce à un médicament spécifique), permettra de préciser son rôle dans la modulation des comportements alimentaires compulsifs et dans les réponses émotionnelles et motrices associées.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie intracérébrale, réalisée sous anesthésie générale avec analgésie multimodale. Ils recevront ensuite plusieurs injections d’une solution neutre ou d’un médicament permettant d’activer temporairement les cellules ciblées, d’une durée de quelques secondes chacune, réalisées au maximum cinq fois pendant la période expérimentale. Les animaux participeront également à des tests comportementaux : enregistrements d’activité locomotrice de 24 h (réalisés à plusieurs reprises selon la procédure) et un test d’anxiété dans le labyrinthe en croix surélevé (5 min). La durée totale de la procédure varie selon les groupes expérimentaux, entre environ douze semaines post-chirurgie pour les groupes comprenant un régime prolongé et environ six semaines post-chirurgie pour ceux comprenant une période expérimentale plus courte.
Impact sur les animaux
La principale nuisance attendue est liée à la chirurgie intracérébrale, pouvant entraîner une douleur principalement due à la trépanation osseuse, généralement transitoire mais parfois prolongée, et dont l’intensité est efficacement minorée par l’administration d’antalgiques. Un inconfort peut également survenir lors du réveil post-anesthésie. Des effets secondaires mineurs peuvent apparaître à la suite des injections répétées, tels qu’un stress léger ou un inconfort transitoire. Un stress modéré lié à la période d’hébergement individuel est également possible, bien qu’atténué par les contacts visuels, olfactifs et auditifs entre congénères.
Devenir
À la fin des procédures, les animaux seront mis à mort pour permettre l’analyse post-mortem des cerveaux.
Remplacement
Ce projet ne peut être mené à bien par l’utilisation de modèles in vitro, d’organoïdes, ou par simulation informatique et intelligence artificielle. Les comportements d’hyperphagie boulimique, le développement d’une obésité, et la rechute alimentaire sur des aliments hautement palatables reposent sur des interactions dynamiques entre circuits cérébraux et processus métaboliques, dont l’organisation et la contribution exacte restent à ce jour insuffisamment élucidées.
Réduction
Les effectifs ont été déterminés sur la base de nos données préliminaires, de la littérature et d’analyses statistiques de puissance, afin d’assurer la robustesse scientifique tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux par groupe est fixé de manière à garantir la validité des analyses comportementales et histologiques, sans utiliser plus d’animaux que nécessaire. Dans un cadre de formation, les effectifs sont volontairement restreints au minimum requis pour assurer l’apprentissage des gestes expérimentaux. Une progression expérimentale stricte sera appliquée : les étapes ultérieures ne seront pas conduites si les résultats obtenus permettent de conclure, ce qui contribuera à réduire le nombre total d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux bénéficieront de soins appropriés pour optimiser leur bien-être, indispensable à la validité scientifique de l’étude. Les chirurgies cérébrales seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse, associée à une analgésie complète incluant des traitements locaux et généraux pour prévenir la douleur et l’inflammation. Les pertes hydriques seront compensées par une réhydratation adaptée. Un suivi post-opératoire rapproché est mis en place : examen clinique et pesée quotidiens pendant la première semaine, puis trois fois par semaine en l’absence de complications. Les critères de suivi sont consignés dans une grille spécifique, avec application stricte de points limites prédéfinis. Une habituation progressive est réalisée durant la deuxième semaine d’acclimatation et avant les tests : manipulation quotidienne par du personnel expérimenté afin de réduire la réactivité et de faciliter les gestes expérimentaux. Les rats sont hébergés individuellement pour permettre des mesures précises, mais les cages sont disposées côte à côte pour maintenir les contacts visuels, sonores et olfactifs, et enrichies avec des éléments non nutritifs. Lors des mesures prolongées, ces conditions sont conservées. Des points limites ont été déterminés afin de soustraire les animaux à toute souffrance inutile
Choix des espèces
Le choix du rat se justifie par la continuité avec nos travaux antérieurs portant sur le rôle d’un circuit cérébral impliqué dans la régulation de la motivation et de la récompense dans l'obésité, déjà étudié dans cette espèce. Le rat constitue un modèle particulièrement pertinent pour l’analyse des comportements alimentaires pathologiques, tels que l’hyperphagie boulimique, la rechute alimentaire et l’obésité. Il possède un répertoire comportemental riche, permettant de reproduire des altérations comparables à celles observées chez l’humain. De plus, les structures cérébrales impliquées dans la régulation motivationnelle et émotionnelle présentent une forte homologie avec celles de l’homme. Ces circuits étant absents ou très simplifiés chez des organismes plus simples, le rat représente un modèle préclinique indispensable pour l’étude des mécanismes neurobiologiques des troubles alimentaires et pour l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Les rats Wistar mâles seront utilisés au stade de jeune adulte. Ils arrivent à 8 semaines et bénéficient de 2 semaines d’acclimatation, de sorte que les interventions chirurgicales sont réalisées à environ 10 semaines. Dans la procédure 1, les animaux sont suivis de 10 à environ 22 semaines, incluant les phases de récupération post-chirurgicale, d’exposition au régime palatable, de sevrage et de rechute. Dans la procédure 2, ils sont suivis de 10 à environ 15 semaines, incluant la récupération, les tests comportementaux et deux semaines de régime intermittent. Le choix de ce stade, utilisé également dans nos travaux antérieurs sur les comportements alimentaires et la modulation des circuits de la récompense, assure la comparabilité et la reproductibilité scientifique.
Travaux Pratiques de physiologie sur le contrôle du métabolisme par les glandes surrénales chez le rat.
- Enseignement supérieur
Gavés trois jours de suite, mis à jeun vingt-quatre heures pour certains, 140 rats ont ensuite la paroi abdominale ouverte sous anesthésie pour un prélèvement de sang artériel terminal, puis un prélèvement de foie. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et tous les rats sont tués, pour des dosages sanguins et des analyses de tissus. Elles servent des travaux pratiques où des étudiants vérifient si leurs résultats concordent avec ce qu'ils ont appris du métabolisme du glucose. Le porteur écrit mettre la glande surrénale "au repos par voie chimique", sans nommer la substance administrée ni sa dose.
Objectifs
Ce projet à vocation pédagogique s'inscrit dans le cadre de travaux pratiques. Il s'agit de mettre en évidence le rôle joué par les glandes surrénales (qui sécrètent notamment plusieurs hormones nécessaires au bon fonctionnement de l'organisme) dansl’équilibre hydrominéral, c'est-à-dire l’état d’hydratation de l’organisme et la teneur en sels minéraux (sodium et potassium), et également dans le contrôle du métabolisme du glucose à l’état nourri et à l’état à jeun. En effet le jeûne est un stress métabolique qui entraîne une adaptation de plusieurs organes afin de converger vers le maintien du taux de glucose sanguin, le glucose étant crucial pour le fonctionnement des neurones, et toute baisse de la glycémie au délà de la moitié de la valeur normale pouvant conduire à la perte de conscience, au coma puis à la mort.
Bénéfices attendus
Les étudiants pourront donc apprécier l’effet métabolique du jeûne, de la mise au repos de la glande surrénale par voie chimique, et de l’association de ces deux paramètres, et analyser si leurs résultats sont cohérents avec leurs connaissances sur le métabolisme glucidique et les hormones sécrétées par les glandes surrénales (aldostérone, corticostérone, catécholamines…).
Procédures
Les animaux seront soumis à 3 gavages (1 par jour) pour une durée d'environ 1 minute. Certains seront mis à jeun pendant 24h. Le jour du TP, sous anesthésie gazeuse et analgésie, ils subiront un prélèvement d'une goutte de sang à la queue ( 5 secondes) puis ils auront leur paroi abdominale ouverte de façon à permettre un prélèvement de sang artériel (procédure terminale) qui dure environ 1 à 2 minutes, puis un prélèvement de foie en peri-mortem (20 secondes).
Impact sur les animaux
Les gavages répétés pendant trois jours (un gavage par jour) pourraient occasionner un stress et une irritatation de l'oesophage. La mise à jeûn pour une durée de 24h occasionnera un stress métabolique léger et une sensation de faim. La mise au repos de la glande surrénale pourrait dans certains cas provoquer un risque de déshydration, par précaution les animaux auront une supplémentation en NaCl dans leur eau de boisson (0.9%).
Devenir
les animaux seront mis à mort pour dosages sanguins et analyses de tissus.
Remplacement
l’objectif du TP est d'étudier une grande fonction physiologique de l'organisme : l'adaptation à un jeûne de 24H, et de confronter les étudiants à la manipulation d’animal vigile, puis anesthésié. On ne peut par conséquent pas le remplacer par des méthodes alternatives.
Réduction
Pour chaque binôme il y aura 1 rat expérimental + 1 rat temoin partagé pour deux binômes, afin de réduire le nombre d'animaux (étant donné que l'on ne s'attend pas à avoir une grande variabilité chez les contrôles). Les résultats obtenus dans les 2 salles seront mis en commun pour permettre de faire l'analyse sur un "n" plus grand.
Raffinement
Peu de manipulation seront réalisées sur les animaux. Seuls les gavages peuvent induire du stress lors de la contention. Il est donc nécessaire que ce geste soit réalisé par un manipulateur expérimenté. Le jour du TP, les animaux seront anesthésies par voie gazeuse et recevront une analgésie, ce qui permettra aux étudiants de réaliser les gestes techniques sans risque de reveil ou de mouvements des animaux. Des points limites adaptés sont mis en place dès le début de la procédure et poursuivis le jour du TP.
Choix des espèces
Le rat a été choisi car il est un bon modèle de la représentation de la physiologie en ce qui concerne le métabolisme glucidique dont les résultats obtenus sont très proche de l'homme. Nous utilisons des rats wistar de 200g adulte de 6-8 semaines. Les animaux au stade "jeune adulte" sont plus facile à manipuler que des anaimux plus jeunes donc plus petits, et inversement des animaux plus âgés présenteraient des variations trop importantes de leur équilibre glycémique.
Entrainement et mise au point de procédures expérimentales d’échographie (EU1/2)
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
Rats : 220
592 souris et 220 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 212 d'entre eux réutilisés ensuite, les autres tués. Les anesthésies gazeuses se répètent jusqu'à trois fois à un jour d'intervalle, durent jusqu'à une heure quand un cathéter veineux est posé, et atteignent dix séances quotidiennes de trente minutes chez les femelles gestantes suivies pendant les vingt et un jours de gestation. Les nouveau-nés sont séparés de leur mère jusqu'à quinze minutes, ce qui peut provoquer son rejet ou son agressivité à la réintroduction dans la cage. Le porteur annonce un "catalogue de prestations techniques" destiné à former d'autres équipes, et conclut que malgré des fantômes d'agarose utilisables pour les mises au point préliminaires, le recours aux animaux reste "indispensable".
Objectifs
L’objectif de notre projet vise à prendre en charge la mise au point expérimentale de l’exploration de différents organes et phénomènes biologiques, physiologiques ou pathologiques, par échographie sur le rongeur. Une large partie de cette mise au point sera consacrée à l’exploration cardiaque où la reproductibilité des mesures est primordiale pour étudier les dysfonctions ou le vieillissement cardiaque. L’échographie sera également mise en œuvre pour la détection et le suivi du cancer (foie, pancréas, colon, sein, etc..), l’exploration du muscle (orientation, longueur de fibres, volume), l’étude de la perfusion cérébrale ou encore suivi du développement embryonnaire et du nouveau-né. Nous souhaitons également mettre au point des interventions guidées par échographie (administration et/ou prélèvement de substances dans des organes profonds) susceptibles de remplacer certaines interventions chirurgicales. La mise au point pourra aussi porter sur l’utilisation d’agents de contraste pour l’échographie (microbulles) pour mieux visualiser certaines structures ou étudier la perfusion sanguine dans de nombreuses situations. L’un des systèmes dont nous disposons permet de mesurer des différences de dureté tissulaire à l’intérieur d’un même organe et ainsi mettre en évidence de façon ultra précoce l’apparition de certaines lésions. Si cette application a été bien prise en main par les spécialistes du cancer du pancréas utilisant quotidiennement l’échographie dans le cadre de leurs recherches, nous devons la déployer sur d’autres thématiques pour la rendre accessible à des équipes non spécialistes en échographie. Notre ambition est de mettre en place un catalogue de prestations techniques aussi complet que possible et évolutif pour, in fine, pouvoir former les utilisateurs ou prendre en charge leur projet en tant qu’experts. Nous nous attacherons également à diffuser les méthodologies validées pour en faire un référentiel pour la recherche préclinique. Le projet sera mené sur deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Cette mise au point de procédures expérimentales robustes et reproductibles d’imagerie non invasive par échographie ou échocardiographie à destination de la communauté scientifique vise à faciliter l’accès au plus grand nombre à une modalité d’imagerie non invasive, peu stressante, ne nécessitant pas d’intervention lourde sur l’animal et permettant leur suivi longitudinal. Nous espérons que cette expertise apportée aux chercheurs permettra d’augmenter le recours à l’échographie en remplacement de méthodes invasives ou terminales (dissections). Ceci aura donc un impact positif sur deux critères de la règle de 3R : 1. Réduction : Suivi d’une même cohorte au cours du temps, détection plus précise (chaque animal étant son propre contrôle) afin de réduire la taille des lots d’animaux 2. Raffinement : Modalité atraumatique, générant un stress limité puisque l’animal est sous anesthésie, détection plus précoce des pathologies pour réduire la dégradation du bien être dans le cadre de modèle chronique. Raffinement de certaines procédures précédemment réalisées par chirurgie (injection de cellules tumorales dans des organes profonds comme le pancréas).
Procédures
Pour la mise au point d’exploration échographie non invasive, les souris subiront une anesthésie générale gazeuse de 20 minutes maximum et cette anesthésie pourra être répétée 3 fois à 24h d’intervalle minimum. Pour la mise au point de procédures d’échographie avec injection d’agents de contraste, les souris subiront une anesthésie générale gazeuse qui pourra durer 1 heure maximum avec pose de cathéter veineux (5 minutes) avant début des acquisitions échographiques. Pour la mise au point d’interventions sous contrôle échographique, les souris subiront une anesthésie générale gazeuse qui pourra durer 1 heure maximum et, durant cette anesthésie, des injections ou des prélèvements seront réalisés (30 minutes). Pour l’optimisation du suivi du développement embryonnaire par échographie, les souris femelles non anesthésiées subiront deux injections d'hormones. Après fécondation, elles subiront une anesthésie générale gazeuse quotidienne de 30 minutes maximum, soit 10 anesthésies maximum sur les 21 jours de gestation. Toutes ces interventions pourront être réalisées alternativement ou successivement (à minimum 24h d'intervalle) dans les établissements utilisateurs (EU) 1 et 2. Les femelles gestantes pourront être transférées d'une EU à l'autre, par voie routière, sauf durant le dernier tiers de la gestation (à partir de 14 jours). Une échographie pourra être réalisée sans anesthésie sur les nouveaux nés (souris et rats) durant leurs premières heures de vie (moins de 48h) mais les nouveaux nés ne seront pas séparés de leur mère plus de 15 minutes. Le suivi pourra se poursuivre jusqu’au sevrage à raison d’une échographie par semaine maximum (soit 2 à 3 échographies par animal de 48 h à 21 jours de vie). Les explorations pourront se faire dans l'EU1 ou l'EU 2 mais aucun transfert ne sera autorisé avant sevrage.
Impact sur les animaux
L’exploration échographique du rongeur dans le cadre de mises au point techniques nécessite une anesthésie générale d’une durée relativement longue (20 minutes à 1h selon la procédure). La phase d’induction s’accompagne d’une phase d’excitation qui est un stress de faible niveau. La phase de réveil est également un moment critique. Selon la durée de l’anesthésie, l’animal peut voir sa température corporelle chuter. Il peut se déshydrater et perdre un peu de poids. Selon les modèles qui seront mis en œuvre, nous serons amenés à travailler sur des animaux ayant développé certaines pathologies (insuffisance cardiaque, infarctus, cancer etc.) susceptibles d’entrainer stress, gêne respiratoire, difficulté de locomotion et / ou douleur. Les injections intraveineuses d’agents de contraste échographique (microbulles) pourront induire douleur locale et inflammation au niveau du site d’injection. Dans le cadre de suivis gestationnels, l’administration d’hormones (synchronisation de l’œstrus, facilitation de la mise bas) pourra se faire sur animal non anesthésié, sous contention, susceptible d’induire un stress. L’échographie néonatale, impose de séparer le nouveau-né de sa mère et du reste de la portée pour la durée de l’exploration échographique ce qui peut induire des comportements de rejet et / ou d’agressivité de la part de la mère à la réintroduction du nouveau-né dans la cage. L’anesthésie néonatale peut entrainer une dégradation des fonctions respiratoires et cardiaques, de l'hypothermie et une hypoglycémie.
Devenir
Tous les animaux adultes impliqués dans ce projet seront mis à mort à la fin de chaque projet de mise au point expérimentale échographique. Les animaux nés au cours des projets de suivi du développement embryonnaire et/ou mise au point d'injections et/ou prélèvements sous controle échographique et dont l'état général (santé et bien-être) le permettra seront proposés pour réutilisation aux chercheurs propriétaires des lignées en question et titulaires d'une autorisation de projet en cours de validité.
Remplacement
Pour certaines applications, mesure de dureté des tissus en particulier, nous pourrions avoir recours, pour les mises au point très préliminaires, à des objets mimant les tissus vivants (fantômes d’agarose) mais l’échographie est une modalité d’imagerie clinique et préclinique reposant sur les différences d’échogénicités entre les différents organes, fluides et tissus, in vivo, le recours aux animaux reste indispensable y compris dans notre démarche de mise au point expérimentale.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été défini comme le nombre moyen nécessaire et suffisant pour être en mesure d’évaluer la reproductibilité de nos mesures. Ce nombre sera ré-évalué pour chaque nouvelle fonction étudiée, en fonction des spécificités de chaque projet et sur la base de recherches bibliographiques. Afin de réduire le nombre global d’animaux mis en œuvre, les animaux dont l’état de santé et de bien-être général le permet seront, autant que possible, réutilisés lorsque la procédure pratiquée ne remet pas en cause le bien-être et / ou la survie des animaux. Ce sont par ailleurs les mêmes animaux qui seront suivis au cours du temps pour mise au point d’un protocole expérimental donné. Tous les résultats obtenus seront mis à disposition des équipes de recherche pour servir d’études pilotes aux projets de recherches qui s’appuiront sur ces nouvelles méthodes. Ils leur permettront de déterminer la taille de leurs lots d’essais par une approche statistique.
Raffinement
L'imagerie échographique permet d’explorer et mesurer les organes, la circulation et la perfusion sanguine sans douleur avec un stress minimal lié à l’induction de l’anesthésie (isolement et perte de connaissance). Le suivi de l’évaluation de l’état de santé des animaux (à l'aide de grilles d’évaluation et de points limites adaptés à chaque modèle) sera strictement respecté et effectué quotidiennement en concertation avec les équipes de zootechnie. Pour ceux qui devront être transférés d’un établissement utilisateur à un autre, le transfert se fera par voie routière (15 à 30 minutes) dans le respect de la charte de transport établie par notre structure. Pour limiter le stress dû au transport les animaux seront transportés dans leur cage d’origine afin qu’ils conservent leurs repères olfactifs. Lors des explorations échographiques, les animaux seront maintenus sur un support d’imagerie chauffant pendant toute la durée de l’anesthésie générale. Dans le cas des nouveaux-nés, une attention particulière sera portée au maintien de l’environnement olfactif : 1/ pendant la procédure pour réduire le stress du nouveau-né et 2/ pendant la phase de réveil pour qu’il ne soit pas rejeté par sa mère après réintroduction dans la cage. Nous travaillerons sur des animaux ayant développé certaines pathologies (insuffisance cardiaque, infarctus, cancer etc.) mais dans le cadre de ce projet la phase la plus critique des mises au point expérimentales se situera dans les phases les plus précoces et ne devrait donc pas induire de nuisance particulière pour les animaux autres que celles en lien direct avec la méthode expérimentale. Si malgré tout nous devions voir apparaitre des signes de souffrances non soulagés par des traitements vétérinaires classiques (réhydratation parentérale, administration d’antidouleur de type morphiniques ou anti-inflammatoires non stéroïdiens), les animaux seraient mis à mort rapidement. Nous veillerons à limiter autant que possible le stress subi par les animaux en employant des méthodes de manipulation les plus adaptées (préhension sans contention, maintien de l'environnement olfactif pour les nouveaux nés). Tout stress causé aux animaux serait par ailleurs rédhibitoire pour prétendre mesurer des paramètres physiologiques tels que ceux caractérisant la fonction cardiaque. Certaines injections pourront se faire sur animal non anesthésié (injection d'hormones) mais la plupart seront faites sous anesthésie générale, durant la procédure d'échographie.
Choix des espèces
L'objectif de ce projet est de mettre au point et standardiser différentes procédures expérimentales d’échographie, d’échocardiographie et d’écho-élastographie ce qui ne peut se faire que chez l’animal vivant en l’absence de modèles in vitro appropriés. L'utilisation de rongeurs tels que la souris et le rat permet de reproduire les pathologies humaines telles que les maladies cardiovasculaires, les cancers ou les maladies métaboliques ou encore le suivi du vieillissement. Le rat est plus particulièrement utilisé dans des applications de neurobiologie ou l’étude de la nécrose osseuse induite lors de radiothérapie du cerveau en particulier. Les rongeurs (souris et rats), grâce à leur courte durée de gestation (21 jours) sont également des modèles particulièrement adaptés pour mener des études de suivi de développement embryonnaire. L’échographie permet de détecter l’apparition de malformations éventuellement associées à certains génotypes et/ou observer le phénomène de résorption embryonnaire pouvant expliquer l’absence de certains génotypes à la mise bas (mortalité embryonnaire). Les animaux adultes seront âgés de 7 semaines minimum à réception dans nos zootechnies. Ils ne seront utilisés qu’après 5 à 7 jours de quarantaine. Les expériences seront majoritairement conduites chez de jeunes adultes de 8 à 12 semaines mais cet âge pourra varier en fonction de l’objet de l’étude (a minima après sevrage et jusqu’à 1 an). Une des procédures, qui nécessite la mise en œuvre de femelles gestantes. Ces femelles (souris et rates) seront mises en accouplement à partir de l’âge de 8 semaines. Les embryons pourront être objets de prélèvements et / ou injections guidées par échographie à tous les stades de développement donc y compris durant le dernier tiers de gestation. Les souriceaux et ratons issus de ces gestations pourront être imagés par échographie avant sevrage (de 1 à 21 jours).
Architecture fonctionelle thalamocorticale de la prise de décision adaptative chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Six heures de chirurgie cérébrale par animal, pour injecter des composés dans le cerveau et y implanter à demeure des électrodes et une fibre de verre. 60 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 10 d'entre eux et modéré pour 50, dix seulement pouvant être adoptés à l'issue, les autres étant tués pour prélèvement. Pendant jusqu'à quatre mois, chaque rat travaille une tâche de prise de décision de vingt minutes à une heure quinze par jour, maintenu trois mois durant à 90 ou 95 % de son poids pour que la faim entretienne sa motivation. Le porteur qualifie cette restriction d'impact très faible sur le bien-être, et retient le rat parce que des épreuves comportementales y modélisent des aptitudes cognitives complexes qu'il juge transposables à l'être humain.
Objectifs
La prise de décision est un processus essentiel du comportement humain. Ce processus complexe nécessite d’apprendre de son environnement afin d’emmagasiner des connaissances mais également de s’adapter aux changements. Une prise de décision adaptée nécessite ainsi un équilibre entre les comportements d’exploitation (utilisation des connaissances acquises) et d’exploration (recherche d’options plus favorables) qui peuvent être fidèlement modélisés chez le rat afin d’en établir les bases neurales. Le projet vise à étudier les circuits cérébraux qui permettent une prise de décision adaptée dans un environnement changeant chez le rat. Nous souhaitons dans ce projet étudier la connectivité de voies connues pour être impliquées dans la prise de décision mais dont le role précis n’est pas encore décrit. Dans un premier temps nous réaliserons une étude descriptive de la connectivité entre les différentes régions, puis nous testerons leur implication fonctionnelle en procédant à des déconnexions réversibles, afin de déterminer leur rôle précis.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de préciser la connectivité des voies impliquées dans la prise de décision ainsi que de préciser le rôle d’une population neurone de cette voie. Une hypothèse majeure actuelle est que la prise de décision mal adaptive qui caractérise un grand nombre de pathologies mentales (par exemple la schizophrénie) est associée à un syndrome de dysconnectivité de ces régions, ce projet fondamental a donc une claire perspective translationnelle.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une tâche comportementale dont les sessions durent entre 20mn et 1h15 par jour pour une durée maximale de 4 mois. Ils seront soumis également à un rationnement alimentaire léger (permettant de conserver 90-95% de leur poids initial) qui durera maximum 3 mois. Les animaux des procédures 2-4 subiront une chirurgie d’injection intra cérébrale de composés et d’implantation à demeure d’électrodes d’enregistrements et d'une fibre de verre très fine d’une durée maximale de 6 heures.
Impact sur les animaux
Les chirurgies du cerveau présentent un risque de diminution du bien-être animal dans les moments/jours qui suivent la chirurgie (inconfort, fatigue et parfois douleur). Afin de garantir la motivation des animaux pour la tâche comportementale ils seront mis en régime alimentaire spécifique (90 à 95% de maintien du poids), ce qui impacte très peu leur bien-être (légère sensation de faim garantissant la motivation des animaux à obtenir une récompense alimentaire).
Devenir
Procédure 1 : les animaux pourront être adoptés à l'issue de la procédure et suivant l'avis vétérinaire Procédure 2 à 4 : les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures pour prélèvement biologique
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale pour ce projet. En effet, ce projet combine une étude du comportement chez le rat pendant une tâche comportementale faisant intervenir des formes de prise de décision complexes et des enregistrements simultanés de plusieurs aires cérébrales. Il est à ce jour impossible de mimer des comportements aussi complexes impliquant le traitement d’informations fluctuantes dans aucun modèle vivant complexe tels que les organoïdes qui de plus ne sont pas encore assez aboutis pour reproduire les connexions entre les différentes aires cérébrales.
Réduction
Le nombre d’animaux sera réduit grâce à l’utilisation de tests statistiques qui permettent de prendre en compte à la fois les mesures répétées sur le même animal et les mesures effectuées entre les animaux. Ces tests puissants permettent d'inclure des animaux même en cas de données manquantes et de réduire le nombre d'animaux grâce aux mesures répétées.
Raffinement
Le haut niveau de complexité des chirurgies effectuées sur ces animaux permet de générer un grand nombre de données par animal et de maintenir une haute qualité d’enregistrement pendant plusieurs jours consécutifs. Dans ce projet, les enregistrements et modulations optogénétiques seront combinés à une tâche comportementale complexe qui a été validée dans l’équipe de notre collaborateur ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux. Dans la grande majorité des études, les animaux implantés sont isolés pour protéger les implants. Or, l’isolement représente un stress majeur pour les rats. Nos étapes d’acclimatation et d’isolement ont donc été raffinées afin de limiter le stress des animaux, et ceci nous permet de maintenir les animaux au minimum par deux. Enfin, la prise en charge de la douleur pendant la chirurgie et en post-chirurgie est optimisée pour que les animaux ne ressentent aucune douleur et une habituation lente et progressive est effectuée afin de réduire au maximum le stress de l’animal. Des points limites clairs et objectifs ont été définis afin de limiter au maximum toute souffrance.
Choix des espèces
D’une façon générale les rongeurs sont un bon modèle d’étude du système nerveux. Les principes fonctionnels à l’œuvre dans ces circuits sont transposables à l'homme. De plus, de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rat des aptitudes cognitives complexes. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes âgés d’environ 3 mois au début des expériences afin de limiter la variabilité de taille entre individus.
SAMPLE: Prélèvements biologiques chez le rat et la souris de laboratoire non traités
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 1000
1 760 animaux seront tués pour qu'on leur prélève des organes ou plus de 20 % de leur volume sanguin, 200 seront réutilisés dans d'autres projets et 40 proposés à l'adoption. 1 000 souris et 1 000 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 1 800 d'entre eux, les 200 autres étant tués sans réveil. Ceux qui restent en vie peuvent subir jusqu'à dix microprélèvements sanguins, trois saignées de 15 % du volume sanguin, et jusqu'à quatre passages de seize heures en cage métabolique après gavage à l'eau. Aucun traitement expérimental ne leur est administré, ils sont exploités uniquement pour le sang, l'urine et les organes qu'on leur prend, et le porteur juge ce recours "indispensable" au motif que les banques de tissus existantes ne couvrent pas ses besoins.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’encadrer la réalisation de prélèvements sanguins, de bio fluides et/ou d’organes chez des rats et des souris de laboratoire n’ayant pas reçu de traitement, pour disposer d’échantillons biologiques afin de : • Mettre au point des techniques expérimentales (extraction, dosage, imagerie, etc.). Les prélèvements de matrices biologiques permettent d’optimiser des procédures expérimentales (notamment in vitro) avant leur application dans des projets scientifiques et/ou réglementaires afin de constituer un référentiel de données de base nécessaires pour des projets ultérieurs. • Valider de nouvelles méthodes analytiques (toxicologie, biochimie, histologie, omics, etc.) en disposant de matrices non traitées pour vérifier la sensibilité, la spécificité et/ou la robustesse des méthodes. • Utiliser les échantillons en recherche et contribuer à la constitution d'une banque de tissu et de bio fluides pour la mise au point et l’utilisation de modèles de cultures cellulaires primaires ou l’identification et la validation de nouveaux biomarqueurs par exemple. • Réduire l’utilisation future d’animaux : en consolidant en amont les méthodes et outils analytiques, ce projet contribue à limiter la répétition d’essais in vivo et donc à réduire le nombre total d’animaux nécessaires dans des études ultérieures.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de disposer d’échantillons biologiques de référence (non traité) pouvant contribuer à l’établissement d’une banque de tissu, ou afin de mettre au point et valider des méthodes analytiques (par exemple pour de la qualification d’équipement), d’améliorer la qualité et la robustesse des techniques expérimentales, et de développer de nouvelles applications telles que la culture cellulaire ou l’identification de biomarqueurs. Les prélèvements par animal seront optimisés afin d’éviter toute duplication inutile. Ceci contribue à réduire la répétition d’essais in vivo et donc le nombre total d’animaux utilisés, tout en répondant aux exigences scientifiques et réglementaires.
Procédures
Les animaux pourront subir des prélèvements sanguins sur animaux vigiles et/ou animaux anesthésiés. Ce prélèvement peut être unique ou répété en respectant les durées de la récupération physiologique. Chaque animal pourra faire l’objet d’un maximum de cinq microprélèvements sanguins (20 µL chacun) par jour, sans dépasser dix microprélèvements sur l’ensemble de la procédure. Jusqu’à trois prélèvements sanguins plus importants, correspondant chacun à un volume maximal de 15 % du volume sanguin total, pourront être réalisés, avec des périodes de récupération appropriées entre chaque prélèvement. Les prélèvements atteignant 20 % du volume sanguin total seront réalisés sous analgésie et anesthésie générale et sans réveil de l’animal. Des prélèvements d’urines pourront être effectués et nécessiteront une mise à jeun, un gavage à l’eau au préalable et une isolation en cage métabolique pour une durée maximale de 16h. Un prélèvement urinaire par semaine pourra être effectué par animal sans dépasser quatre prélèvements au cours de la procédure. Pour les prélèvements d’organes, les animaux sont mis à morts.
Impact sur les animaux
Les animaux ne subiront aucun traitement expérimental ni manipulation répétée. Un stress léger peut se produire lors de la manipulation ou de la contention. Les animaux pourront subir des prélèvements sanguins sur animaux vigiles et/ou animaux anesthésiés. Les prélèvements de sang peuvent induire une douleur légère et de légers hématomes au point de prélèvement. Des prélèvements d’urines pourront être effectués et nécessiteront une mise à jeun, un gavage à l’eau au préalable à l’aide de sonde souples pouvant induire un inconfort et très rarement une irritation de l’œsophage, et une isolation en cage métabolique pour une durée maximale de 16h pouvant induire un stress léger. De faibles pertes de poids peuvent être observées. Pour les prélèvements d’organes, les animaux sont mis à morts.
Devenir
Dans le cas de prélèvements sanguins et/ou urinaires, les animaux ne seront pas mis à mort. Ils pourront alors être réutilisé dans le cadre d’autres projets ou être proposés à l’adoption. Tous les autres animaux seront mis à mort pour prélèvements d’organes ou de volume de sang supérieur à 20%.
Remplacement
Dans le cadre du présent projet, plusieurs solutions de remplacement ont été étudiées : - Échantillons commerciaux ou banques de tissus : leur utilisation est envisagée en priorité, mais leur disponibilité est limitée en quantité, qualité (fraîcheur, intégrité des organes) et homogénéité. Par ailleurs, ces ressources ne couvrent pas toujours les besoins spécifiques en termes de volumes sanguins ou de tissus entiers nécessaires pour certaines validations analytiques. - Modèles in vitro ou in silico : s’ils sont précieux pour la mise au point de certains tests, ils ne permettent pas de reproduire la complexité tissulaire ou la composition biologique complète d’un organisme entier, indispensable pour tester la pertinence et la transférabilité des méthodes dans un contexte réglementaire. En conséquence, et conformément aux exigences de validation méthodologique reconnues au niveau national et européen, le recours à des prélèvements animaux est indispensable.
Réduction
Le projet est conçu pour limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, tout en répondant aux besoins scientifiques : - Optimisation des prélèvements par animal : afin d’éviter toute duplication inutile. - Mutualisation : la planification centralisée des prélèvements garantira que plusieurs techniques ou validations bénéficient des tissus issus d’un même animal. - Le prélèvement de certains organes permettra la réalisation d’essais in vitro (par exemple en culture cellulaire primaire), favorisant le criblage d’un plus grand nombre de molécules sans recourir à de nouveaux animaux. - Lorsque cela est possible, les animaux prélevés uniquement pour du sang pourront être réutilisés dans d’autres projets compatibles, sous réserve de l’évaluation du vétérinaire désigné. Enfin, les animaux non réutilisés et en bonne santé pourront être proposés à l’adoption, conformément à la législation en vigueur. - Encadrement réglementaire : en regroupant dans une même autorisation l’ensemble des besoins liés aux matrices biologiques, ce projet évite la multiplication de protocoles fragmentés et redondants, contribuant ainsi à réduire le nombre global d’animaux utilisés. Ces procédures se font dans le respect des 3Rs avec un nombre restreint d'animaux, un maximum de 200 rats et 200 souris par an est estimé nécessaire en se fondant sur l’expérience des besoins en prélèvements des années précédentes et sur les exigences statistiques encadrant la validation de nouvelles méthodes analytiques. Ce nombre d’animaux doit permettre un approvisionnement suffisant en matrices biologiques pour couvrir l’ensemble des besoins du site.
Raffinement
Les conditions d’hébergement enrichies, le personnel formé ainsi que l’utilisation d’une manipulation douce des animaux permettent de réduire le stress pré-procédural au strict minimum. Des points limites suffisamment prédictifs seront appliqués. Lors des prises de sang, l’usage d’un tapis chauffant pourra être utilisé pour maintenir la température corporelle des animaux sous anesthésie. Des micro-prélèvements pourront être privilégiés. Le jour précédent leur mise à mort les animaux sont déplacés dans une salle proche de la salle de nécropsie pour éviter le stress du transfert le jour même. Les prélèvements de sang sont réalisés dans une salle séparée et différente de celle utilisée pour la mise à mort. Afin d’éviter toute douleur, les animaux seront mis à mort après une analgésie à l’aide d’un opioïde de type méthadone suivi d’une anesthésie gazeuse à l’isoflurane. Par ailleurs, le développement et l’implémentation de modèles ex vivo (ou in vitro) issus de ce projet contribuent à améliorer le bien-être animal, puisque les animaux ne sont pas directement exposés aux composés. Ces approches permettent d’affiner la phase préclinique et de limiter le recours ultérieur à des études in vivo.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les modèles expérimentaux choisis en raison de leur durée de vie relativement courte, de leur utilisation fréquente dans les études pharmacologiques et toxicologiques, et de la disponibilité de souches suffisamment caractérisées. Les rongeurs sont recommandés par la communauté scientifique et les instances réglementaires. Des données historiques issues des études précédemment conduites sont disponibles dans le laboratoire avec les espèces choisies. Ces caractéristiques permettent d'obtenir une grande quantité d'informations sur la physiologie et la pathologie de ces animaux. De plus, les techniques doivent être validées avec les espèces les plus communément utilisées sur l’installation d’essai. L’utilisation conjointe des modèles rats et souris augmente la robustesse technique ainsi que la comparaison et la transférabilité des méthodes sur l’une ou l’autre espèce ainsi que pour des comparaisons in vitro/ in vivo. En général de jeunes adultes sont utilisés. Les animaux adultes jeunes offrent une meilleure homogénéité physiologique que des animaux très âgés ou en croissance rapide (moins de variation liée au développement) cela améliore la reproductibilité des validations. Toutefois pour certaines méthodes, il peut s’avérer nécessaire d’utiliser des animaux juvéniles. Si une méthode doit être validée spécifiquement pour des jeunes, une justification scientifique sera demandée et l’utilisation sera limitée à ce besoin. Seuls des animaux cliniquement sains seront utilisés. Un examen par le personnel zootechnique/vétérinaire sera réalisé avant inclusion. Quand cela sera possible, on utilisera les animaux déjà présents sur l’installation d’essai, dans les animaux de stock.
Formation en échographie abdominale du rongeur
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Rats : 40
Jusqu'à huit anesthésies gazeuses d'une heure et demie par animal, des injections de cellules tumorales et une chirurgie : 920 souris et 40 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 580 d'entre eux et modéré pour 50, les 330 restants étant tués sans réveil. Rien de tout cela ne produit de connaissance, il s'agit d'apprendre à des personnels de recherche à manier l'échographe. Le porteur présente l'imagerie comme un moyen de réduire à terme le nombre d'animaux utilisés, et indique récupérer en priorité des souris d'élevage "de réforme" qui auraient été tuées de toute façon. La chirurgie infligée n'est décrite nulle part, ni sa nature ni son objet, et le résumé ne dit pas davantage ce qui est injecté lors des cinq injections annoncées.
Objectifs
L’imagerie est une méthode non douloureuse qui permet de détecter et caractériser les pahtologies. Elle permet de réduire le nombre d’animaux utilisés pour la recherche car elle permet un suivi non invasif de chaque animal en évitant les mises à mort à différents temps. C’est également une méthode qui parfois peut remplacer des méthodes invasives et douloureuses. L’échographie est une méthode d’imagerie in vivo non invasive et non irradiante qui nécessite une formation pratique pour pouvoir réaliser des acquisition et interpréter les images. Ce projet vise à former les personnels de recherche à l’utilisation de l’échographie du petit animal de manière autonome. Ceci permet d’augmenter le nombre de personnes capables de réaliser ces examens non-invasifs et de réduire à teme le nombre d'animaux utilisés dans les projets de recherche et de réduire la douleur pour certains actes.
Bénéfices attendus
Les personnes qui suivent cette formation sauront utiliser en pratique des échographes pour les projets de recherche utilisant les souris et les rats et les utiliser au mieux. A l'issue de la formation, elles auront appris à réaliser les gestes, prêter attention aux conditions expérimentales et exploiter au maximum les images acquises pour leurs projets de recherche. Ceci permet de contribuer à Réduire le nombre d’animaux grâce à l’imagerie dans les futurs projets et à améliorer les conditions d’expérimentation en évitant certains gestes invasifs grace à l'échographie.
Procédures
- les animaux pourront subir jusqu'à 8 anesthésie gazeuse d'une heure et demie. réparties sur 4 sessions. - pour la procédure 2, elles pourront subir en outre jusqu'à 5 injections de moins de 30 secondes, réparties sur 2 à 3 sessions. - pour la procédure 3, elles, pourront subir jusqu'à 3 injections de moins de 30 secondes et une chirurgie de moins de 40 minutes. 1 fois.
Impact sur les animaux
Tous les animaux subiront un stress léger de 10 minutes lié aux anesthésies gazeuses. Les animaux subiront un stress léger de 2 minutes lié à l’injection d’agent d’imagerie ou de médicament. Certains animaux subiront une douleur légère et de 2 minutes liée l’injection de cellules tumorales. Enfin des animaux subiront une douleur modérée de 30 minutes durant la chirurgie prévue.
Devenir
les animaux utilisés ne pourront pas être réhabilités et seront mis à mort.
Remplacement
La compréhension des images et l’explication du positionnement des objets dans l’image se fera d’abord sur des objets placés dans du gel échographique, avant de passer à l’animal. Il n’existe pas de fantôme de souris pour l’échographie, reproduisant les contrastes les textures, les mouvements (respiratoires et cardiaques) ou les flux permettant de se passer des animaux.
Réduction
Nous utilisons autant que possible les mêmes animaux plusieurs fois lors d'une session de formation Nous utiliserons autant que possible, des souris se portant bien mais qui auraient dû être mises à mort car issues d'élevage et non utilisées ou arrivées en fin de projet (souris témoins par exemple). Des souris seront commandées chez l'éleveur que s'il n'y a pas du tout ou pas suffisamment de souris de réforme.
Raffinement
Les échographies seront réalisées sous anesthésie gazeuse, les animaux placés sur une platine chauffante. Un gel ophtalmique est appliqué sur les yeux des souris pendant l'anesthésie pour éviter toute lésion liée à un potentiel dessèchement de la cornée. La fréquence cardiaque et respiratoire et la température corporelle seront mesurées en permanence sur l’échographe. Un réchauffage additionnel est prévu par lampe infrarouge en cas de besoin. A la fin de l’examen, les animaux sont replacés dans leur cage d’origine elle-même placée sur un tapis chauffant. Pour les procédures douloureuses une analgésie adaptée sera employée. Une grille de score adaptée est utilisée et une analgésie est prévue en cas de douleurs modérées non-persistantes. En cas de douleurs persistantes l’animal sera mis à mort. Les animaux seront hébergés en groupe sociaux et disposeront d’un enrichissement adapté.
Choix des espèces
Cette formation est destinée aux personnes réalisant des examens sur les petits animaux, les deux modèles les plus répandus en échographie pré-clinique sont la souris et le Rat. Nous utiliserons des souris adultes de plus de 8 semaines, représentatives de l’anatomie des souris adultes observées en échographie Nous étudierons également des souris gestantes pour à des stades compris précoces (auxquels les embryons sont détectables sans ambiguïté) et tardifs (auxquels l’imagerie et la micro-injection guidées restent possibles). Nous utiliserons des Rats Adultes (12 semaines)
Recherche des effets bénéfiques et/ou protecteurs de produits dans différents modèles de troubles musculaires chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Rats : 4800
Des produits que le résumé ne nomme à aucun moment vont être testés sur des rongeurs chez qui les protocoles provoquent une fonte musculaire, une perte de poids et de la fatigue. 4 800 souris et 4 800 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélèvement de sang ou d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 3 840 d'entre eux et sévère pour 5 760. Chaque animal reçoit le produit une fois par jour à la sonde et peut subir jusqu'à dix prélèvements sanguins sous anesthésie. Les mesures de fonction musculaire passent par des tests comportementaux dont seule l'habituation au tapis roulant est nommée, et le porteur conclut qu'il est "nécessaire" de travailler sur un "organisme entier", faute d'alternative reproduisant tous les symptômes.
Objectifs
Les troubles ou perturbations musculaires peuvent être observés dans différentes pathologies comme dans la sarcopénie (diminution des capacités musculaires, en général liée à l'âge), après une infection, au cours du vieillissement, à la suite d’une malnutrition ou au cours d’un traitement par exemple par un produit anticancéreux.
Bénéfices attendus
Les troubles ou perturbations musculaires, comme la sarcopénie, avec une perte progressive de masse musculaire, sont un problème majeur de santé publique lié à l’avancée en âge, et qui affecte la mobilité, l’indépendance et la qualité de vie, notamment des seniors. Cette problématique silencieuse entraîne une fragilité musculaire et osseuse accrue, un risque de chutes et des complications qui représentent un grave problème de santé publique. D’autres troubles musculaires peuvent être observés dans différentes pathologies comme après une infection, à la suite d’une malnutrition, ou au cours d’un traitement anticancéreux. Les efforts réalisés pour prévenir et/ou inverser la tendance en préservant sa force musculaire avec notamment de l’exercice physique et un apport en protéines sont insuffisants. Il est nécessaire de développer de nouvelles approches thérapeutiques. Ce projet va permettre de déterminer si un produit possède des propriétés pour réduire et/ou supprimer des troubles musculaires observés dans différentes pathologies liées à l’âge comme la malnutrition ou un état post-infectieux à travers des protocoles qui reproduisent des conditions cliniques.
Procédures
Les protocoles entraineront une perte de poids, des troubles musculaires et de la fatigue. Les traitements pourront se faire quotidiennement sur des animaux vigiles au plus 1 fois par jour par du personnel expérimenté pour limiter le stress de l'animal. Des prélèvements sanguins pourront avoir lieu sous anesthésie au plus une fois par jour, et au plus 10 fois au cours du protocole pour chaque animal. En fin de protocole avant l'euthanasie, sous anesthésie générale et sous analgésie, des prélèvements de tissus pourront être réalisés.
Impact sur les animaux
Au cours des protocoles, une perte de poids pourra survenir. La surveillance quotidienne des animaux permettra de respecter les points limites pour limiter les souffrances. Les produits seront administrés quotidiennement (hors week-end). Ces administrations induisent un stress mineur mais répété chez l’animal. Les mesures de fonctions musculaires (tests comportementaux) induisent un stress aigu (intense dans le cas de l’habituation au tapis roulant). Les prélèvements de sang et de tissus se feront sous anesthésie générale afin de réduire le stress de la manipulation. En cas d’anesthésie prolongée, l'hydratation oculaire sera préservée et les animaux seront placés sur un tapis chauffant. Le nombre d’animaux utilisés est le plus petit permettant de mettre en évidence un effet pharmacologique statistiquement significatif, c’est-à-dire 12 animaux par groupe.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin d’effectuer des prélèvements de sang ou d’organes.
Remplacement
L'étude des troubles musculaires et de leurs conséquences fonctionnelles chez l'animal implique l'utilisation d'animaux entiers, notamment parce qu’ils touchent différents organes. L'utilisation de modèle avec des organes isolés ou des cellules pourrait permettre d’évaluer l’effet de produits sur un muscle ou un type cellulaire par exemple, mais ne permettrait pas d'évaluer son influence l’ensemble du corps et des organes potentiellement touchés lors de ces troubles. Des résultats obtenus lors de précédentes études et des données de la littérature permettent de sélectionner les produits à étudier (doses, voies d'administration, volumes). Des alternatives non animales ne peuvent être envisagées pour rechercher l'ensemble des objectifs prévus. Les méthodes expérimentales in vitro ou in silico ne permettent pas de reproduire l’ensemble des symptômes observés dans les protocoles d‘étude des troubles musculaires. Il est donc nécessaire de travailler sur un organisme entier.
Réduction
La variabilité des réponses comportementales aux effets d’un traitement chez le rongeur justifie une taille de groupe de minimum 12 animaux par condition expérimentale. Un effectif inférieur expose à un risque de devoir reproduire les procédures pour valider statistiquement la solidité des résultats obtenus par une analyse de la variance. En cas de résultat significatif, les différences entre chaque groupe et le groupe contrôle seront explorées à l’aide d’un test de comparaisons multiples adapté. En cas de faible ou non efficacité de produits, son étude sera arrêtée. Si une étude réalisée chez une espèce donne des résultats satisfaisants, la deuxième espèce ne sera pas utilisée. De même, quand un produit administré par voie orale donne des résultats satisfaisants, une deuxième voie ne sera pas utilisée.
Raffinement
Une surveillance attentive des animaux est réalisée. Les animaux seront hébergés à plusieurs afin de maintenir leur socialisation et dans des cages enrichies avec des tunnels, des mouchoirs et/ou du Sizzle dry et des aliments directement dans les cages (dans les copeaux). Les administrations des différents produits sont effectuées par du personnel expérimenté. L'administration se fera à l’aide de sondes souples pour limiter les irritations. Durant les procédures, des prélèvements sanguins des animaux se feront sous anesthésie afin de réduire l’inconfort et le stress des animaux. Les animaux seront placés sur des tapis chauffants lors de l’anesthésie pour éviter une hypothermie. Lors de certaines études, des prélèvements de muscles seront réalisés dans les mêmes conditions, puis les animaux seront euthanasiés. L’état clinique des animaux sera évalué quotidiennement et attentivement selon les points limites mis en place. Ils seront mis à mort en cas d’atteinte des points limites pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse.
Choix des espèces
Après recherche bibliographique et des études réalisées lors d’un précédent projet, le rat et la souris sont apparus comme les espèces animales les plus fréquemment décrites, et les plus appropriées pour ce projet. Les animaux utilisés sont des adultes conformément aux publications de référence.