Rats

4 320 rats vont être utilisés, chacun pouvant subir jusqu'à 32 tests comportementaux et 184 prélèvements sanguins sur seize semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent jusqu'à quatre administrations par jour, dont des perturbateurs de la mémoire provoquant désorientation et hyper-locomotion, et de la scopolamine qui peut déclencher des convulsions. Le porteur indique tester des molécules candidates contre les troubles cognitifs ainsi que des molécules déjà commercialisées, afin de mesurer la prédictivité de ses propres modèles. Tous sont tués à la fin, une partie pour prélèvement, l'autre parce que le porteur écrit ne pas pouvoir garantir les conditions de placement prévues par le code rural.

Objectifs

Le trouble cognitif est un trouble mental fréquent au cours du vieillissement normal puisqu'il touche jusqu'à 50 % des sujets âgés de plus de 55 ans. Les principaux types de troubles cognitifs marqués sont le délire, la démence, la perte d’attention et l'amnésie. Les cas les plus sévères sont associés aux maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson ou la maladie de Huntington. A l’heure actuelle, il y a seulement quatre médicaments (donepezil, rivastigmine, galantamine et memantine) reconnus officiellement pour le traitement des symptômes cognitifs. Les effets de ces molécules restent modestes et ne sont pas dénués d’effets secondaires dont les plus courants sont des troubles gastro-intestinaux. Ainsi, la recherche vise à trouver des médicaments plus efficaces sans effets secondaires majeurs et à disséquer les mécanismes conduisant aux troubles cognitifs. A l’heure actuelle, la recherche de nouvelles molécules améliorant la cognition peut se faire sur les modèles basés sur la capacité d’apprentissage et de mémoire chez le rat non transgénique ayant un dysfonctionnement lié au vieillissement ou induit pharmacologiquement; le recours au modèle pharmacologiquement induit permet de reproduire de façon contrôlée, réversible et reproductible des déficits ciblés, facilitant l’évaluation précise du potentiel thérapeutique des composés. En effet, en fonction de la situation considérée les troubles peuvent résulter de la modification de différents phénomènes. Dans ce projet, nous nous proposons de tester des traitements en développement pour leur efficacité à améliorer la cognition. Dans ce but, des rats seront soumis à un ou plusieurs tests mimant différentes situations pathologiques. Nous prévoyons la mise en œuvre de 15 études sur une période de 5 ans.

Bénéfices attendus

Avec ce projet nous espérons participer à la sélection de nouveaux traitements pour traiter les troubles cognitifs. De plus, comme nous testons également des molécules déjà sur le marché ou en phase clinique, nous participons à une meilleure connaissance de la prédictivité des modèles, c’est-à-dire de leur capacité à reproduire les effets des médicaments dans la situation expérimentale comme lors de leur utilisation chez l’Homme.

Procédures

Les animaux de ce projet inclus dans la procédure 1 peuvent être amenés à réaliser au maximum 12 tests comportementaux d’évaluation de leur capacité cognitive et/ou de motricité (10-30 min). Ils auront un maximum de 4 administrations par jour et un maximum de 84 prélèvements sanguins sur la période de 6 semaines, en ne dépassant pas les recommandations éthiques en termes de volume prélevé et en garantissant le délai de récupération réglementaire. Les animaux de ce projet inclus dans la procédure 2 peuvent être amenés à réaliser au maximum 32 tests comportementaux d’évaluation de leur capacité cognitive et/ou de motricité (10-30 min). Ils auront un maximum de 4 administrations par jour et un maximum de 184 prélèvements sanguins sur la période de 16 semaines en ne dépassant pas les recommandations éthiques en termes de volume prélevé et en garantissant le délai de récupération réglementaire Les administrations durent moins de 30 secondes en prenant en compte le temps d’injection et également le temps de la contention. Une injection intraveineuse dure environ 5 min avec le temps de l’anesthésie, le temps de dilater la veine, l’injection et le point de compression au site d’injection. Concernant les prélèvements de sang, ils durent de 1 à 5 minutes selon la méthode utilisée.

Impact sur les animaux

Les administrations répétées ainsi que les potentiels prélèvements sanguins peuvent induire des désagréments au niveau des sites d’administration et de prélèvement comme une douleur passagère ou une irritation, une inflammation, mais aussi un phénomène de mâchonnement et de fausse route pour la voie per os (passage accidentel d’aliments ou de liquide dans les voies respiratoires (au lieu de l’œsophage). Un stress lié aux différentes manipulations (administration de composés, contention, …) et tests comportementaux peut également apparaître. Si le prélèvement terminal de sang nécessite une mise à jeun de courte durée, cela peut induire un stress chez l’animal. Dans le cas d’utilisation de perturbateur de la mémoire, une désorientation et une hyper-locomotion passagère des animaux peuvent être observées. Dans le cas de traitement avec de la scopolamine, il peut en plus y avoir de rares cas de convulsions.

Devenir

L'ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de l'expérience. Une partie des animaux est mise à mort pour faire des prélèvements, l’autre partie ne peut pas être replacée ou réutilisée car nous ne sommes pas en mesure de garantir les dispositions de l'article R214-112 du code rural et de la pêche maritime permettant le placement.

Remplacement

Ainsi, vue notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in silico. En effet, l'analyse de la fonction cognitive nécessite une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vivant et vigile. Néanmoins, les molécules testées dans ce projet ont fait l’objet d’une sélection sur des tests in vitro afin de choisir celles qui ont le plus fort potentiel thérapeutique.

Réduction

Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’obtenir le maximum d’informations scientifiques par test. C’est pourquoi, très souvent, des prélèvements post-mortem seront associés aux études in vivo dans l’objectif de soutenir les données obtenues par des analyses histologiques ou biochimiques. De plus, quand c’est possible et pertinent, nous associons plusieurs tests de comportement sur les mêmes animaux afin de ne pas multiplier les cohortes. Au regard de notre expertise, de la littérature et de la variabilité phénotypique interindividuelle et d'une éventuelle différence interindividuelle à l’exposition aux traitements. Des analyses statistiques finales sont réalisées.

Raffinement

Le bien-être des animaux est primordial durant les expérimentations. Ainsi, un certain nombre de mesures sont mises en œuvre, avec notamment l’intégration d’une phase d’acclimatation à l’arrivée des animaux sur site (minimum 1 semaine) avant toute expérimentation. Nous portons une attention particulière à fournir aux animaux des conditions optimales d’hébergement afin de réduire au maximum le stress lié à la captivité et aux expérimentations. Les animaux sont hébergés en cohorte pour respecter leurs besoins sociaux. Comme il est important que les animaux puissent exprimer certains de leurs comportements propres, nous fournissons un enrichissement important du milieu : un tunnel afin de permettre aux animaux de se cacher et des boules de bois pouvant servir de matériel de jeu et de matériel à ronger. Les animaux sont observés tous les jours et leur comportement est suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. Les animaux sont pesés au minimum une fois par semaine, mais dès les premières administrations, ils sont pesés les jours d’injection ainsi que tous les jours d’expérience. Les manipulations sont faites par du personnel compétent. Le nombre et la durée des tests sont réduits et espacés autant que possible. Le prélèvement de sang trans-thoracique est réalisé sous anesthésie. Chaque fois que les animaux sont soumis à divers tests, le choix des tests, la fréquence de mise en œuvre et leur ordre d’exécution est établi afin d’impacter le moins possible le bien-être des animaux. Le choc électrique appliqué (phase d’acquisition du test d’évitement passif) a été calibré pour être le plus faible possible. De plus, nous avons établi des points limites afin de soustraire l’animal à une douleur qui serait inattendue. Si le traitement par le composé à tester induit des souffrances, nous envisagerons, en accord avec notre client, la modification des doses ou l’arrêt du traitement. Si aucune solution n’est possible, l’animal sera euthanasié. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, une concertation en interne sera réalisée afin d’intégrer ces nouvelles pratiques dans nos procédures.

Choix des espèces

Dans le cadre de ce projet, nous utilisons des rats non transgéniques. Le choix de l’espèce a une importance primordiale dans la recherche à visée médicale. Ce choix prend en compte plusieurs critères mais le critère majeur est la pertinence scientifique du modèle. Nous n’utilisons que des modèles fiables qui présentent une prédictivité reconnue, une bonne reproductibilité et dont l’extrapolation des conclusions à l’homme est largement admise. De plus, cette espèce dispose d’une énorme base d’informations physiopathologiques et d’outils de diagnostiques, permettant ainsi de réduire considérablement les expérimentations pilotes. Les atteintes cognitives sont des phénomènes qui peuvent être liés à l’âge mais cela n’est pas systématiquement le cas. Ainsi, dans ce projet, nous utilisons des rats de 6 à 7 semaines au début du projet.

Les rats sont tués dès la première crise convulsive, ou à la fin de la perfusion si aucune crise n'apparaît. 400 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun recevant une molécule qui déclenche des convulsions. S'y ajoutent jusqu'à deux administrations par jour sur 28 jours, jusqu'à cinq prélèvements sanguins par 24 heures, trois mises à jeun de vingt heures et un hébergement isolé pouvant durer deux semaines. Le test répond à une exigence du développement pharmaceutique, et le porteur affirme qu'il n'existe pas de méthode de substitution et que l'animal constitue un "passage obligatoire" avant l'humain.

Objectifs

L’épilepsie est une maladie neurologique chronique caractérisée par des crises convulsives déclenchées par une hyperexcitation des neurones. Elle touche plus de 50 millions de personnes dans le monde. Bien que des traitements existent, environ 30 % des patients présentent une épilepsie résistante aux traitements, soulignant l’importance du développement de nouvelles molécules thérapeutiques pour améliorer la prise en charge des patients. Parallèlement, dans le cadre du développement préclinique d’un médicament, il est indispensable d’identifier d’éventuels effets pro convulsivants indésirables. Selon les données disponibles, les autorités sanitaires peuvent ainsi exiger l’étude du profil convulsivant d’une molécule d’intérêt, afin de s’assurer de l’absence d’effets délétères susceptibles de compromettre ou d’interrompre son développement. Le projet consiste à évaluer l’effet d’un candidat médicament sur l’excitabilité neuronale à l’aide du test de convulsions induites par une molécule de référence pro-convulsivante. L’administration de cette molécule provoque chez le rat des convulsions de manière dose-dépendante, reproduisant certains mécanismes des crises épileptiques humaines. En coadministrant la molécule d'intérêt, il est alors possible de mesurer une augmentation (effet anticonvulsivant) ou une diminution (effet proconvulsivant) de la latence d’apparition visuelle des crises induites par la molécule de référence. Ce modèle largement décrit dans la littérature scientifique, est reconnu par les autorités de santé comme un outil pertinent pour la détection d’effets potentiels pro- ou anticonvulsivants des candidats-médicaments.

Bénéfices attendus

A long terme, les bénéfices attendus sont la découverte de nouveaux médicaments pour traiter l'épilepsie, une pathologie humaine touchant plus de 50 millions de personnes dans le monde. A court terme, les bénéfices attendus sont d'évaluer les éventuels effets secondaires du composé testé avant son passage en phases cliniques. Pour l’animal, les bénéfices attendus sont une acquisition de connaissances sur l’espèce utilisée (rats) par le développement d’outils de raffinement de plus en plus adaptés et le choix de l’espèce la plus prédictive en fonction de l’objectif scientifique attendus.

Procédures

Les rats de ce projet subiront au moins une administration de molécule de référence pro-convulsivante (durée 5 min max). Ils pourront subir des administrations (max 2 administrations /24h, durée max 2 min, sur une période de 28 jours max) des prélèvements sanguins (maximum 5 prélèvements /24h, durée: moins de 30 sec/prélèvement), une anesthésie gazeuse (1 à 5 fois max, environ 10 min/prélevement). Ils subiront au moins 1 mise à jeun, pouvant être répétée, jusqu' à 3 mises à jeun maximum (durée maximum de la mise à jeun de 20h, avec un minimum de 72h d'intervalle entre 2 mises à jeun). Ils pourront être hébergés idividuellement (maximum une fois, avec une durée maximale de 2 semaines).

Impact sur les animaux

L’administration des composés à l'essai ou de référence pourra entrainer un stress mineur de courte durée et une douleur équivalente à la piqure d’une aiguille. Lors des prélèvements, les animaux pourront aussi subir une douleur légère et brève liée à la piqûre avec une aiguille. Dans le cas d’une anesthésie pour un prélèvement, celle-ci peut induire un stress à l’endormissement. De plus, les animaux de ce projet pourront subir un stress lié à la privation de nourriture la veille de l'administration du composé d'intéret ou de la molécule pro convulsivante de référence, et un stress mineur en cas d'hébergement individuel. De par le modèle, ils subiront lors de l'administration de la molécule pro convulsivante de référence une douleur et stress modérés et brefs entrainés par l'apparition de crises convulsives.

Devenir

Euthanasie des animaux dès l'apparition de la première crise convulsive ou dès la fin de la perfusion de la molécule pro convulsivante de référence si aucune convulsion n'est détectée, afin d’éviter une douleur ou une détresse prolongée, non maitrisables, liées aux convulsions.

Remplacement

Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rat car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur les convulsions. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament ou d'un dispositif. A ce jour, le rat est l'espèce qui est la plus adaptée à ce type de modèle d’étude.

Réduction

Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 8 / par groupe.

Raffinement

Le raffinement de la procédure expérimentale sera obtenu par : - Avant expérimentation, habituation des rats à la chambre expérimentale afin de réduire le stress lié à un nouvel environnement. - La mise à jeun sera limitée à la durée minimale nécessaire, sans cumul des périodes de jeûne, et respectera un intervalle minimal entre deux mises à jeun afin d’éviter tout effet indésirable et stress supplémentaire pour l’animal. - En cas de mise à jeun nécessaire pour l’administration des composés d’intérêt, et si celle-ci n’est pas simultanément requise avant l’administration de la molécule pro convulsive de référence, une supplémentation en glucose sera ajoutée dans l’eau du biberon. - En cas d’hébergement individuel, l’animal restera en contact olfactif et visuel avec ses congénères (cages transparentes et ouvertes). En plus de l’enrichissement classique, un sur-enrichissement sera spécifiquement mis en place (lanières de papier Kraft pour accentuer son besoin de cachette). - L’état des animaux sera évalué quotidiennement lors du suivi sanitaire. - Les boîtes expérimentales sont dimensionnées pour permettre à l’animal de se mouvoir librement et de se retourner, réduisant ainsi le stress lié à la contention. - Les animaux seront observés dans des boîtes transparentes, permettant une intervention rapide dès l’apparition de signes cliniques. - Limitation des effets indésirables induits par la molécule pro convulsive de référence : la perfusion sera interrompue immédiatement après la première crise, et l’euthanasie sera pratiquée sans délai afin de limiter la sévérité et la durée des convulsions et d’éviter le retour à la conscience après celles-ci. - Les prélèvements sanguins et tissulaires seront réalisés selon la méthode la moins invasive compatible avec les exigences scientifiques, et optimisés afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires.- Mise en place de points limites adaptés et spécifiques au modèle expérimental.

Choix des espèces

La structure et l’organisation des régions cérébrales chez le rat présentent de fortes similitudes avec celles de l’homme, notamment celle des circuits impliqués dans l’excitabilité neuronale. Cette homologie permet de transposer les résultats expérimentaux obtenus chez le rat à des pathologies humaines, notamment les crises d’épilepsie. L’administration d'une molécule pro convulsive de référence chez le rat est un modèle robuste et largement validé et reproduit dans la littérature scientifique pour induire des convulsions comparables aux crises d’épilepsie humaines et refléter la réponse pharmacologique aux traitements anticonvulsivants chez l’homme. De plus, son utilisation historique dans la recherche sur l’épilepsie et les effets des médicaments sur les convulsions a généré une base de données importante sur cette espèce, facilitant l’interprétation des effets observés et la comparaison avec d’autres études. Animaux adultes : ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement. Le choix d'animaux adultes est justifié par la nécessité d'un cerveau pleinement développé afin d'obtenir des résultats pertinents concernant l'effet des substances testées sur les fonctions neuronales.

Des cellules tumorales sont greffées dans le cerveau de 250 rats, qui reçoivent ensuite trente minutes de traitement par une source laser, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit aussi une administration par voie orale sous contention et deux prélèvements sanguins sous anesthésie. Dix rats par groupe sont gardés jusqu'au bout pour mesurer leur survie, quatre autres subissent des prélèvements à trois temps, et tous sont tués pour récupérer organes et sang. Le porteur affirme que les méthodes sans animaux ne permettent pas de prévoir l'efficacité in vivo et que les reconstructions de tumeurs en trois dimensions restent "marginales".

Objectifs

Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, quelques 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Selon l’OMS, une personne sur cinq souffrira d’un cancer dans sa vie. Un homme sur huit et une femme sur onze en décèderont. Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints. Bien que possédant des caractéristiques communes, différents types de cancers ont des causes très éloignées et répondent de façon extrêmement différente à un traitement. L’objectif de ce projet est d’utiliser un modèle de tumeur intracrânienne (tumeur implantée dans le cerveau des animaux, = tumeur stéréotaxique), déjà mis en place dans nos laboratoires chez le rat afin de refléter la pathologie cancéreuse humaine et de pouvoir évaluer une nouvelle approche thérapeutique pour traiter ce type de cancer. L’évaluation de ce traitement potentiel chez l’animal permettra d’étudier cette nouvelle approche thérapeutique, dans un contexte physiologique le plus proche possible de la pathologie humaine et d’arriver, avant les essais cliniques, à réaliser une réelle évaluation de l’efficacité de cette molécule et du dispositif d’activation par la lumière destinés à traiter les cancers chez l’homme.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour finalité d’évaluer l’efficacité d’une molécule thérapeutique associée à un dispositif thérapeutique innovant grâce à un modèle préclinique le plus prédictif possible afin de pouvoir transposer leurs utilisations chez l’homme lors d’essais cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, représentant un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent la première évaluation de l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de ces nouvelles approches. Au cours des expériences, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur ou mimer l’apparition de sites métastatiques dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme, d’étudier les mécanismes de résistance/échappement après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression tels que la formation de métastases. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme des moyens de défense.

Procédures

-Greffe des cellules tumorale dans le cerveau, sous anesthésie et antalgie (fréquence :1 fois, durée : 30 minutes) -Traitement par une source photonique type laser (fréquence :1 fois, durée : 30 minutes) -Traitements par voie orale, sur animaux vigiles sous contention (fréquence :1 fois, durée : 5 minutes). -Prélèvements de sang, sur animaux anesthésiés, par ponction dans : la veine jugulaire ou veine caudale (fréquence :2 fois, durée : 5 minutes).

Impact sur les animaux

Une douleur sera induite par la procédure de greffe des cellules tumorales, l’analgésie mise en place permettra de l’atténuer très significativement. Une douleur modérée sera ressentie lors de la mise en place du dispositif d’activation par la lumière, l’analgésie mise en place permettra de l’atténuer très significativement. Les gestes techniques suivants induiront un stress léger (et de courte durée, moins de 1 heure) à l’animal, aucune analgésie n’étant donc requise : -Traitements par voie orale, sur animaux vigiles sous contention -Suivi des animaux (poids) Au début de l’étude avant le début des traitements, les animaux seront randomisés et donc mis en présence de nouveaux congénères. Cette nouvelle organisation sociale pourra engendrer un stress pendant 1 à 2 jours. Les traitements et les procédures chirurgicales pourront induire une perte de poids. Le modèle pourra également induire des signes neurologiques. Les prélèvements de sang en cours d’expérience induiront un stress modéré chez l’animal : -Prélèvements de sang, sous anesthésie, par ponction dans la veine jugulaire ou la veine caudale.

Devenir

Après les procédures, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir procéder à la récupération des organes et de sang, nécessaires pour évaluer la spécificité des composés sur la maladie d’intérêt.

Remplacement

Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments En effet, les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte global ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D peuvent être utilisées mais restent toutefois marginales et les résultats obtenus restent à ce jour difficilement transposables à l’homme.

Réduction

Les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s). Le nombre de groupes a été ajusté à la question scientifique posée et aux paramètres étudiés. Les variations de ces paramètres et de la survie des animaux entre les différents groupes de l’étude seront comparées pour évaluer l’efficacité des composés testés. La validité scientifique nécessite d’utiliser un nombre minimum d’animaux par groupe pour que les tests statistiques soient valides et représentatifs d’éventuelles variations inter individuelles. Ce projet sera composé de 6 groupes de 14 animaux dont 10 animaux dédiés à l’évaluation de l’activité antitumorale (critère d’évaluation principale : augmentation de l’espérance de vie des groupes traités par rapport au groupe contrôle) et 4 animaux satellites qui seront prélevés (prélèvement de sang) à 3 temps cinétiques pour le suivi de marqueurs biologiques. Ces animaux satellites seront euthanasiés au dernier temps cinétique. Chaque groupe est composé de 14 rats donc 10 rats seront gardés en survie après le traitement afin d’évaluer l’efficacité des traitements et 4 rats satellites par groupe seront prélevés (prélèvement de sang) au cours de l’étude afin d’acquérir des données pharmacologiques (cinétique des cytokines et de l’infiltrat immunitaire). Le nombre d’animaux engagés dans cette étude a été ajusté au minimum nécessaire afin de garantir une robustesse et la significativité des résultats obtenus.

Raffinement

Toutes les procédures sur les animaux seront réalisées, par des techniciens formés et qualifiés, selon les modes opératoires validés. L’induction tumorale et les traitements par un dispositif d’activation type laser seront réalisés sous anesthésie et analgésie pour limiter la douleur induite. Les animaux bénéficieront d’un suivi post op (réveil sous tapis chauffant pour éviter l’hypothermie, poursuite de l’analgésie tant que nécessaire). La réorganisation liée à la randomisation induira un stress léger, mais l’enrichissement présent limitera fortement l’impact sur les animaux. Le suivi des poids des animaux induira un stress léger. La fréquence de ce suivi sera quotidienne dès l’apparition des premiers symptômes de développement de la tumeur. Cela permettra de prodiguer des soins adaptés aux animaux dès que nécessaire. Les prélèvements de sang réalisés induiront un stress de l’animal. C’est pourquoi, ils seront réalisés sous anesthésie. Le développement tumoral entrainera une perte de poids. De même, des troubles du comportement, indiquant des troubles neurologiques, constitueront un point limite. Toute autre anomalie décelée sur un animal indiquant une quelconque souffrance de celui-ci sera rapportée à la SBEA et au directeur d’étude, et ce pour que la meilleure décision soit prise dans l’intérêt de l’animal.

Choix des espèces

L’utilisation d’animaux adultes garantit la reproductibilité l’injection des cellules tumorales, c’est-à-dire que cette injection est toujours réalisée au niveau de l’emplacement cérébral souhaité. Cela garantit également que la vitesse de croissance des tumeurs sera similaire d’une expérience à l’autre. L’utilisation d’animaux plus jeunes ne permet pas de garantir que l’injection des cellules est réalisée au niveau de l’emplacement cérébral souhaité, ceci pouvant donc induire des effets neurologiques néfastes.

Soumis à une ligature d'artère coronaire de vingt-cinq minutes qui leur provoque une insuffisance cardiaque, 404 rats Wistar vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Trois mois plus tard, une fois la défaillance installée, ils passent quelques jours exposés à une chaleur de type canicule, avec cinq échocardiographies et quatre épreuves d'effort, et 40 % d'entre eux subissent une seconde chirurgie pour l'implantation d'un capteur de télémétrie. Le calcul des effectifs intègre la mortalité attendue dans ce modèle. Le porteur décrit pourtant des "examens non douloureux" et un "environnement sécurisé et surveillé", et présente le projet comme un moyen de mieux protéger les personnes fragiles pendant les fortes chaleurs.

Objectifs

Ce projet a pour but de mieux comprendre comment les fortes chaleurs, comme celles rencontrées lors des canicules, peuvent aggraver certaines maladies cardiaques. Les animaux seront exposés à une température élevée pendant quelques jours, dans un environnement sécurisé et surveillé. Leur état de santé sera suivi à l’aide d’examens non douloureux, comme l’échographie, ou de petits capteurs mesurant la température ou la pression artérielle. Les résultats aideront à mieux protéger les personnes fragiles lors d’épisodes de chaleur extrême.

Bénéfices attendus

Ce projet cherche à comprendre comment la chaleur intense, comme lors d'une canicule, peut aggraver une maladie cardiaque déjà présente. Grâce à ce modèle animal, il sera possible d’observer les effets de la chaleur sur le cœur et la circulation, et d’identifier des signes d’alerte utiles pour prévenir les complications. L’étude évaluera aussi des outils permettant de surveiller les animaux de manière plus précise et moins stressante. Ces travaux pourraient, à terme, aider à mieux protéger les patients cardiaques pendant les périodes de fortes chaleurs, en améliorant les recommandations médicales.

Procédures

Les animaux de ce projet subiront différentes interventions, principalement dans un but d’observation ou de mesure. Certaines procédures sont non invasives, comme les échocardiographies (5 fois, 15min max, espacées d'au moins 48h) ou l’évaluation à l’effort (4 fois, 30min max, espacées d'au moins 72h). D’autres sont plus invasives, comme la pose de puces sous-cutanées pour suivre la température ou la pression artérielle (1 seule injection, 2 min max), ou une chirurgie d’implantation de capteur de télémétrie pour effectuer les mêmes mesures (1 seule intervention de 35min concernant 40% des animaux maximum). La mise en place du modèle d’insuffisance cardiaque est obtenue par chirurgie de ligature coronaire sous anesthésie générale avec gestion de la douleur péri et post-opératoire (1 seule intervention de 25min concernant tous les animaux). Tous les gestes sont réalisés sous anesthésie et selon les normes éthiques en vigueur, avec un suivi rigoureux du bien-être animal.

Impact sur les animaux

Dans ce projet, les animaux seront exposés à certaines contraintes liées à leur état de santé, à la chaleur ambiante ou aux examens nécessaires. Les principales nuisances prévues sont : une tolérance réduite au stress, un risque modéré lié à la chaleur (perte d’appétit, fatigue, aggravation cardiaque), une à deux chirurgies espacées d'au moins 3 mois (avec antidouleurs adaptés), et des examens répétés mais non douloureux (échographies, suivi de la température).

Devenir

À la fin des procédures, les animaux seront mis à mort conformément aux normes éthiques en vigueur afin de permettre les prélèvements nécessaires aux analyses post-mortem (histologie, biologie moléculaire, etc.). Ces analyses sont indispensables pour atteindre les objectifs scientifiques du projet, notamment pour comprendre les mécanismes tissulaires associés à la décompensation cardiaque.

Remplacement

Le projet porte sur les effets d’un stress thermique sur l’évolution de l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection réduite. Les mécanismes étudiés impliquent une réponse cardiovasculaire intégrée, thermorégulatrice et inflammatoire, impossible à reproduire in vitro ou in silico avec pertinence. Les méthodes alternatives ont été considérées pour l’optimisation des phases exploratoires (modélisation informatique, revue bibliographique, données historiques), mais les objectifs scientifiques nécessitent ici l’utilisation d’un organisme entier. Aucun modèle alternatif ex vivo ou cellulaire ne permet à ce jour de simuler la complexité des interactions physiopathologiques impliquées.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été optimisé grâce à plusieurs stratégies complémentaires : tout d'abord, l'utilisation d'outils statistiques pour déterminer les effectifs minimum permettant l'obtention de données robustes, la mutualisation de certains groupes entre procédures pour éviter les redondances ; la constitution de sous-groupes expérimentaux permettant de répartir les manipulations et de limiter le stress tout en assurant la robustesse statistique des résultats ; l’exploitation de données historiques internes, notamment pour les groupes témoins lorsque cela est justifié ; l’utilisation de dispositifs de suivi longitudinal (thermopuces ou télémétrie) autorisant des mesures répétées sur un même individu ; et enfin, une estimation rigoureuse du nombre nécessaire d’animaux par calcul de puissance, prenant en compte la mortalité attendue dans ce modèle.

Raffinement

Dans ce projet, plusieurs mesures de raffinement ont été mises en place pour garantir le bien-être des animaux et limiter toute souffrance. Des critères cliniques stricts sont utilisés pour évaluer l'état de santé des animaux, permettant d'interrompre toute procédure en cas de signes de souffrance et d'opter pour une euthanasie anticipée si nécessaire. Les interventions stressantes sont réparties de manière à éviter les cumuls sur un même animal, et l'hébergement des animaux en condition de "canicule" est limité dans le temps, avec un suivi clinique renforcé et des aménagements pour améliorer leur confort. De plus, l'utilisation de thermopuces pour la surveillance thermique réduit le besoin d'interventions chirurgicales, et les éventuelles chirurgies, telles que l'implantation de dispositifs de télémétrie, sont réalisées sous anesthésie appropriée, avec des soins analgésiques avant et après l'intervention. Enfin, un suivi clinique rigoureux est effectué pour assurer la santé des animaux tout au long de l'expérimentation.

Choix des espèces

Le choix des rongeurs, et spécifiquement des rats Wistar, est motivé par plusieurs facteurs. Les rats Wistar sont largement utilisés dans des études similaires au sein du laboratoire, ce qui permet de comparer et d’enrichir les résultats avec les données historiques accumulées. Leur taille, qui facilite les manipulations pratiques, ainsi que leur place intéressante dans la phylogénie, sont également des éléments importants. Au début du projet, les animaux seront âgés de 8 semaines. Ce modèle récupère bien d’une chirurgie réalisée au cours de leur 10ème semaine de vie, présentent une insuffisance cardiaque 3 mois après cette chirurgie, stade idéal pour étudier l’évolution de cette pathologie.

12 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après douze à quatorze heures de jeûne, un produit irritant leur est administré directement dans le côlon pour provoquer une inflammation de trois jours, avec une perte de poids attendue pouvant approcher 20 %, puis ils passent une IRM sous anesthésie avant d'être tués par injection létale. L'objet est de savoir si l'IRM permet de mesurer l'épaississement de la paroi du côlon, en vue d'études ultérieures sur l'effet des polluants. Le porteur qualifie les six animaux par groupe d'"indispensables" pour compenser les différences individuelles, sans autre calcul, cette étude préliminaire devant précisément servir à dimensionner les suivantes.

Objectifs

Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) sont caractérisées par des poussées inflammatoires entrecoupées de périodes de rémission de durée variable et impactant très lourdement la qualité de vie des patients. Le registre EPIMAD nord de France a montré que l’incidence de la maladie de Crohn (MC) est croissante depuis de nombreuses années et que l’incidence des MICI chez les jeunes et adolescents (10-16 ans) explose. Des études prédisent une prévalence des MICI entre 0.5% à 1% à partir de 2030 et l’incidence grandissante gagne peu à peu les pays en cours d’industrialisation. L’étiologie de ces pathologies reste encore très mal connue et les facteurs de risque environnementaux identifiés jusqu’alors ne peuvent expliquer toute la pathogenèse des MICI et l’explosion de leur incidence. Pour comprendre l’effet de certains polluants sur l’inflammation de l’intestin, notre projet recherche de nouveaux outils permettant de suivre l’évolution et l’étendue de l’inflammation en utilisant des outils capables de mesurer précisément l’ampleur de cette inflammation, notamment en observant l’épaississement de la paroi du côlon. D'autres segments du tube digestif pourront également être explorés. Nous n'avons jusqu'à présent pas une notion suffisante de la capacité de résolution et de la précision de l'outil IRM pour réaliser une mesure précise de l'épaisseur de la paroi intestinale. Ce projet a ainsi pour ambition de lever cette incertitude.

Bénéfices attendus

Afin de répondre à un certain nombre de questionnements sur l'implication de ces polluants environnementaux dans le développement et la modulation de l'inflammation, nous cherchons des outils matériels pertinents qui permettraient de mesurer l'étendue de l'inflammation notamment de l'infiltration inflammatoire par la mesure de l'épaisseur des couches de la paroi colique. Nous savons qu'au cours du développement de la phase inflammatoire, l'infiltrat de cellules inflammatoires va épaissir progressivement la paroi du tissu d'intérêt. Grâce à l’imagerie par résonance magnétique, il est possible d’obtenir des informations très utiles pour mesurer ces changements sans avoir besoin de sacrifier l’animal à chaque étape. Cela permet de suivre l’évolution de l’inflammation chez le même animal à plusieurs moments, selon le traitement reçu. Cette approche aide à mieux comprendre le phénomène tout en réduisant le nombre d’animaux nécessaires pour les expériences futures.

Procédures

Dans ce projet, une inflammation contrôlée du colon est provoquée chez les rats en administrant un produit irritant directement dans le côlon, après une période de jeûne de 12 à 14 heures. Cette inflammation, modérée et de courte durée (3 jours), est conçue pour limiter au maximum les effets négatifs sur les animaux. Une perte de poids modérée, inférieure à 20%, peut survenir au cours des deux premiers jours. À la fin des trois jours, les animaux sont placés sous anesthésie gazeuse pour passer par l’imagerie par résonance magnétique, puis endormis avant mise à mort afin de permettre des prélèvements et analyses de tissus.

Impact sur les animaux

Le modèle utilisé dans cette étude provoque une inflammation très modérée du côlon chez les rats. De notre expérience du modèle, on attend une perte de poids modérée au cours des deux premiers jours, sans autres changements détectables de comportement. L’injection du produit qui déclenche l’inflammation dure environ deux minutes et se fait sous anesthésie générale. Pour éviter que les animaux ne prennent froid pendant l’anesthésie, ils sont installés sur un tapis chauffant jusqu’à leur réveil. Ensuite, chaque rat retourne dans sa cage, où il est régulièrement surveillé pendant 6 heures après la procédure pour s’assurer de son bon état de santé.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés par administration létale d'anesthésique après la session de passage à l'IRM, afin de réaliser les prélèvements tissulaires et analyses ultérieures.

Remplacement

L’utilisation de rats dans ce projet se justifie parce qu’il n’existe pas d’autres modèles capables de mimer fidèlement les phénomènes étudiés, comme l’inflammation de l’intestin ou le comportement des animaux. Les modèles utilisant uniquement des cellules, des simulations informatiques ou des petits organismes comme les vers ou les insectes ne sont pas adaptés pour reproduire les interactions complexes entre les différents organes comme l’intestin, le microbiote, le cerveau ou le foie. De plus, certains effets de l’inflammation, par exemple l’augmentation de la température corporelle, ne peuvent être étudiés que chez un organisme vivant qui peut s’adapter, notamment par des changements dans le sommeil ou l’alimentation. Les jeunes rats offrent aussi un modèle pertinent, reproductible et validé dans la communauté scientifique.

Réduction

Cette étude est une étude préliminaire. Nous prévoyons d’utiliser 12 rats, répartis en deux groupes de 6. Ce faible nombre nous permet d’obtenir les premiers résultats qui serviront de base s’ils sont positifs pour calculer au plus juste le nombre de rats nécessaires pour une étude plus importante. C’est pourquoi dans cet esprit de réduction nous choisissons uniquement de jeunes mâles adultes pour limiter le nombre total d’animaux nécessaires. Avoir 6 animaux par groupe est indispensable pour compenser les différences individuelles et obtenir des résultats fiables sur le plan statistique.

Raffinement

Afin de limiter l’inconfort des animaux, toutes les manipulations pouvant causer un stress ou une douleur, comme l’injection dans le côlon ou l’imagerie par résonance magnétique, seront réalisées sous anesthésie générale. Les rats seront hébergés dans des cages spacieuses au sein d’un environnement adapté (endroit calme et climatisé) où ils pourront bouger librement, se redresser et s’allonger, afin de préserver leur comportement habituel. Plusieurs éléments favorisant leur bien-être seront ajoutés : les rats seront hébergés en petits groupes stables pour maintenir une vie sociale, des objets qu’ils peuvent manipuler seront mis à leur disposition (comme des tubes en carton ou des frisettes), et un fond musical varié sera diffusé. Enfin, les cages transparentes permettront une bonne visibilité et un environnement visuel stimulant.

Choix des espèces

Pour cette étude, nous émettons l’hypothèse que l’exposition aux polluants pendant les phases sensibles du développement, comme l’enfance et l’adolescence, pourrait favoriser la survenue de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. C’est pourquoi nous utilisons des rats jeunes adultes car ils réagissent physiologiquement et comportementalement de manière proche des humains face à différents polluants environnementaux. Ce modèle est reconnu scientifiquement pour l’étude de l’inflammation intestinale et les installations nécessaires à leur hébergement sont bien adaptées depuis plusieurs années.