Rats
Flexibilité comportementale dans la maladie de Parkinson
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
864 rats vont être utilisés, chacun passant 45 minutes par jour dans un test comportemental pendant 21 jours, puis quatre jours de plus à trois reprises sur treize semaines, sous rationnement alimentaire à chaque session. 648 d'entre eux subissent une chirurgie intracérébrale allant jusqu'à deux heures trente, destinée à leur induire la maladie de Parkinson, 288 étant opérés huit heures sans réveil pour l'enregistrement des neurones, et ceux qui portent un système d'enregistrement à demeure restent isolés dix semaines. La souffrance déclarée est légère pour 216 rats et modérée pour 648, tous tués à l'issue sauf les 216 réutilisés dans d'autres projets. Le porteur attend de ces expériences une meilleure compréhension des mécanismes de la maladie et, "sur le long terme", des retombées concrètes sur la prise en charge des patients.
Objectifs
Ce projet étudie l'impact de la maladie de Parkinson sur les mouvements et la capacité à s'adapter à de nouvelles situations, en utilisant un modèle de rats. La maladie de Parkinson affecte à la fois les mouvements et la flexibilité comportementale. Nous évaluerons les mouvements des rats à l'aide d'un test spécifique et leur flexibilité comportementale avec un autre test. Nous enregistrerons également l'activité neuronale dans le cerveau des rats pendant ces tests pour mieux comprendre les perturbations cérébrales liées à la maladie.
Bénéfices attendus
Ces expériences devraient aider à mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent la maladie de Parkinson et comment ces mécanismes se traduisent par des difficultés à la fois dans les mouvements et la prise de décision. Ce projet pourrait non seulement enrichir notre connaissance de la maladie, mais aussi avoir sur le long terme des retombées concrètes sur la prise en charge des patients.
Procédures
864 animaux vigiles réaliseront 2 tests comportementaux au cours de 4 sessions: 1 test d'une durée de 3 minutes tous les jours pendant 3 jours répété 7, 10 et 13 semaines plus tard et 1 autre test d'une durée de 45 minutes tous les jours pendant 21 jours en session 1 puis pendant 4 jours au cours des sessions suivantes 7, 10, et 13 semaines plus tard. La réalisation de chaque session du test 1 nécessite de mettre les animaux en situation de léger rationnement alimentaire : lors de la première session, le rationnement alimentaire durera 3 semaines et dans les sessions suivantes 1 semaine. 648 animaux anesthésiés auront un prélèvement sanguin d’une durée de 2 minutes qui sera répété 7, 10, et 13 semaines plus tard et auront une chirurgie intracérébrale d'une durée maximale de 2 heures et 30 minutes. La chirurgie permet d'induire la maladie de Parkinson et pour certains animaux de placer un système d'enregistrement de l'activité neuronale sur les animaux vigiles. Les animaux qui auront à demeure le système d'enregistrement seront isolés pendant 10 semaines. Parmi ces 648 animaux, 288 animaux anesthésiés auront une chirurgie sans réveil d'une durée maximale de 8 heures pour l’enregistrement des neurones et les 360 autres animaux auront une chirurgie terminale d’une durée de 5 minutes.
Impact sur les animaux
- Le test 1 induit un léger stress de quelques minutes à cause de l'isolement de l'animal et au changement d’environnement au cours de la réalisation du test. Ce stress est occasionné surtout pendant la période d’entrainement à la cage d'étude du comportement. Le rationnement alimentaire nécessaire pour le test 1 provoque un léger stress dans les 3 premiers jours à chaque période. La contention lors du test 2 induit un stress léger de quelques secondes en début de session. - La chirurgie induit une légère perte de poids durant les 2 jours suivant la chirurgie et un stress léger de quelques minutes au réveil de l’animal suite à l’anesthésie gazeuse. - L’induction de la maladie de Parkinson va induire un ralentissement global de l’activité locomotrice et des difficultés de motricité fine d’environ 20%. - L’isolement entraine également un léger stress des animaux durant les premiers jours d’isolement.
Devenir
216 animaux seront réutilisés pour être utilisés dans d’autres projets. Tous les autres animaux seront mis à mort afin de récupérer les cerveaux pour analyse.
Remplacement
Nous nous intéressons à l'intégration et aux modifications de réseaux neuronaux et de systèmes entiers et à l'impact sur le comportement ce qui ne peut pas être étudié, en l'état actuel des technologies et techniques, par des approches de modélisations informatiques in silico ou basées sur des cultures cellulaires in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux dans chaque groupe expérimental a été calculé à l'aide d'un test statistique qui tient compte de la variabilité du vivant et permet d'obtenir des résultats robustes. La standardisation des conditions expérimentales et la maitrise des facteurs environnementaux décrits dans le paragraphe raffinement contribuent à limiter la variabilité.
Raffinement
Les expérimentations sont réfléchies de façon à minimiser au maximum l’inconfort, la douleur, la détresse ou l’angoisse des animaux au cours des différentes procédures de ce projet. Lors de la chirurgie nous aurons recours à l’anesthésie générale (gazeuse, facilement modulable et permettant un réveil rapide et plus confortable) avec oxygénation et avec une surveillance de la température corporelle, additionnée d’une anesthésie locale en présence d’antalgique. Le traitement antalgique sera poursuivi au lendemain de la chirurgie sur plusieurs jours. Des points limites gradés, précis et adaptés ont été définis de façon à obtenir un arbre décisionnel en fonction des observations faites et aboutir à une gestion optimale et sans délais de ceux-ci. Un enrichissement avec des bâtons de bois et des éléments de nidification est mis dans les cages d'hébergement. Les animaux sont manipulés au minimum de façon hebdomadaire tout au long du projet permettant une habituation à un binôme d’expérimentateurs, qui reste le même tout au long de l’étude. L'acclimatation à l'animalerie et l'habituation aux tests comportementaux sont réalisés.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée est le rat. La lignée de rat a été choisie en raison des données déjà disponibles pour la modélisation de la maladie de Parkinson. De plus, ces rats viennent de croisements entre différentes familles, ce qui réduit la consanguinité (ils ne sont pas tous très proches génétiquement). Cela permet de maintenir une diversité génétique, offrant ainsi un meilleur reflet de la variabilité observée chez l’Homme. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte (9 semaines) puisque nous avons besoin d'avoir des circuits et systèmes neuronaux entièrement développés
Evaluation de l’efficacité de nouveaux dispositifs médicaux sous forme de formulations liquides sur la cicatrisation de plaies cutanées chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Les rats qui présentent une cachexie, des vocalises ou des convulsions sont mis à mort avant la fin de l'étude. 50 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une plaie est ouverte chirurgicalement sur leur dos sous anesthésie, puis pansée, photographiée et traitée trois fois par semaine jusqu'à cicatrisation, chaque animal restant seul en cage trois à quatre semaines pour qu'il n'arrache pas le pansement. Le porteur teste sur ces plaies quatre formulations liquides brevetées, dispositifs médicaux qu'il destine à un développement préclinique puis clinique.
Objectifs
Les plaies cutanées chroniques représentent un problème de santé publique important avec en France près de 50 000 patients atteints d’ulcère de jambe, 40 000 diabétiques avec une plaie du pied et 350 000 escarres. Leur prise en charge induit des coûts importants liés à la chronicité de ces plaies. Les soins sont prolongés, le matériel est parfois coûteux, le temps infirmier nécessaire est important, les arrêts de travail et les hospitalisations sont longues. De plus, ces plaies chroniques ont toujours un retentissement majeur sur la qualité de vie du patient. L’objectif de ce projet est d’évaluer in vivo chez le rat de nouveaux dispositifs médicaux sous forme liquide qui seront appliqués directement sur les plaies cutanées. Des études effectuées sur modèles cellulaires et modèles de peau reconstruite ont permis de démontrer des activités pro-cicatrisante, antimicrobienne et anti-inflammatoire des principes actifs sélectionnés qui composeront les 4 formulations liquides à évaluer. Ce projet exploratoire constituera la toute première évaluation sur un modèle de plaie cutanée chez le rat de ces formulations liquides, en comparaison avec un placebo. Les traitements débuteront dès la fin d’induction des plaies cutanées et seront effectués jusqu’à cicatrisation complète de celles-ci. A l’issue de l’étude, des analyses biologiques seront effectuées sur le sang, la peau cicatrisée et des organes vitaux. Les résultats de ce projet permettront de sélectionner la ou les formulations liquides ayant la meilleure efficacité pour en poursuivre leur développement préclinique et envisager par la suite un développement clinique afin de proposer une nouvelle thérapie pour le traitement de plaies cutanées chroniques.
Bénéfices attendus
La cicatrisation des plaies cutanées est un phénomène naturel de reconstruction de la barrière cutanée mais si les plaies sont mal soignées, cela peut aboutir à des complications. La cicatrisation cutanée fait intervenir différentes phases qui entrainent la disparition de la lésion et le remplacement des cellules atteintes par des cellules saines. Les plaies chroniques qui ne cicatrisent pas, les plaies chirurgicales, les ulcères du pied chez le diabétique, les ulcères veineux… représentent un fardeau pour les patients, les professionnels de la santé et les systèmes de soins de santé, affectant plus de 40 millions de patients et induisant des coûts d’environ 50 milliards d’euros annuellement, et avec un taux de mortalité plus élevé que dans la population générale, pouvant atteindre jusqu’à 20% en fonction de la pathologie considérée. Il est donc très important de tester de nouvelles substances, de nouveaux pansements ou de développer de nouveaux dispositifs médicaux sur des modèles de plaies simples et chroniques représentatifs chez l’animal qui pourront être utilisés par la suite chez l’Homme et ainsi permettre d’améliorer la cicatrisation de ces plaies, surtout les plaies chroniques. Nous allons donc évaluer l’efficacité de nouveaux dispositifs médicaux expérimentaux brevetés se présentant sous forme liquide, tout d’abord sur un modèle de plaie simple, dans la perspective de réalisation par la suite d’études d’efficacité sur des modèles de plaies chroniques et infectées ou non chez le rat sain et diabétique. Ces nouveaux dispositifs médicaux pourraient ainsi à terme, être utilisés chez l’Homme, pour le traitement de plaies cutanées chroniques qui ne cicatrisent pas ou très difficilement.
Procédures
Les 50 rats seront soumis à une procédure chirurgicale pour l’induction d’une plaie cutanée sur une région du dos, procédure effectuée sous anesthésie générale, en 10 minutes environ. Un traitement analgésique sera administré avant l’induction de la plaie cutanée puis éventuellement 6 heures, 12 voire 24 heures après celle-ci si nécessaire, durée suffisante selon notre expérience sur ce modèle de plaie cutanée. Les plaies cutanées, protégées par un pansement de couverture, seront observées, photographiées et traitées 3 fois par semaine jusqu’à cicatrisation complète, sous anesthésie générale, en 10 minutes environ. Un maintien des rats en cage individuelle est nécessaire après induction des plaies cutanées et traitement de celles-ci, pendant 3 semaines, pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux le pansement de couverture et les sparadraps protégeant les plaies cutanées et permettant le maintien des traitements au contact de celles-ci, mais avec un enrichissement de leur milieu pour assurer leur bien-être. Des cages transparentes ouvertes seront utilisées pour maintenir un contact social visuel, olfactif et auditif entre les rats d’un même portoir. Un prélèvement de sang terminal sera effectué sous traitement analgésique et anesthésie générale profonde à la fin de l’étude et avant euthanasie des animaux, en 2 minutes environ.
Impact sur les animaux
L’induction d’une plaie cutanée, effectuée sous couverture analgésique et anesthésie générale en 10 minutes environ, peut induire une souffrance mais limitée dans le temps. L’hébergement en cage individuelle des rats est nécessaire après induction et traitement des plaies cutanées pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux le pansement de couverture et les sparadraps protégeant les plaies cutanées et permettant le maintien des traitements au contact de celles-ci. Cet hébergement en cage individuelle des rats, pendant une durée de 4 semaines maximum, peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes.
Devenir
Procédure expérimentale 1 (seule procédure expérimentale) : les 50 rats nécessaires à la réalisation de ce projet seront euthanasiés et des prélèvements de peau, au large de la région d’induction de la plaie cutanée et des traitements, et d’un ensemble d’organes, seront effectués pour réaliser des analyses biologiques.
Remplacement
Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de réaliser des traitements et un suivi sur une durée prolongée, plusieurs semaines, du processus cicatriciel dépendant de mécanismes complexes entre différents types cellulaires qu’il est pour le moment impossible à reproduire in vitro ou ex vivo (influence du microenvironnement cutané, processus inflammatoire et immunitaire, formation de nouveaux vaisseaux sanguins fonctionnels…). L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet et permettant d’effectuer l’ensemble des analyses envisagées et d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études in vitro sur cultures cellulaires et à partir des résultats d’études précédemment menées par notre laboratoire sur ce modèle de plaie cutanée chez le rat ayant montré des effets importants de traitements sur la cicatrisation (surface des plaies cutanées notamment). Des analyses statistiques des résultats obtenus seront réalisées à la fin de l’étude.
Raffinement
Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de l’induction des plaies cutanées (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle) puis après réalisation de celle-ci (analgésie post-opératoire), ainsi que lors de chaque traitement effectué. Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré 3 fois par semaine lors de chaque observation des plaies cutanées et lors de chaque traitement lorsqu’il aura lieu. Si une perte de poids très importante est observée, ou si des signes d’infection ou d’ulcération de la plaie cutanée ou des modifications du comportement des animaux sont observés (cachexie, vocalises, convulsions…), ceux-ci seront euthanasiés dans des conditions éthiques. Les rats seront hébergés dans des cages de taille adaptée dans une animalerie maintenue en cycle de lumière inversé pour observer leur comportement pendant leur phase active et ainsi respecter leur horloge biologique (chronobiologie). Des dispositifs d’enrichissement seront placés dans chaque cage de rat pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière (2 fois par semaine). L’utilisation de cages transparentes ouvertes permettra de maintenir un contact social visuel, olfactif et auditif entre les rats d’un même portoir.
Choix des espèces
Le rat est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet, en raison de sa taille, de sa facilité de manipulation, et du modèle de plaie cutanée validé dans cette espèce qui pourra être utilisé pour la poursuite de ce projet avec des études d’efficacité sur des modèles de plaies chroniques chez le rat sain puis diabétique. Les animaux seront de jeunes rats mâles et femelles âgés de 8-10 semaines et d’un poids de 225-250 g à l’arrivée au laboratoire et de 9-11 semaines et d’un poids de 250-275 g pour la réalisation des expérimentations. Cela correspond à l’âge et au poids de rats utilisés lors de précédentes études sur ce modèle de plaie cutanée ayant donné des résultats significatifs.
Evaluation et comparaison de la restauration visuelle dans un modèle de dégénérescence rétinienne lors d’une thérapie cellulaire
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
Pour tester si des cellules de rétine humaine cultivées in vitro peuvent restaurer la vue, 515 rats immunodéficients, atteints d'une dégénérescence rétinienne qui, dans la lignée décrite, les rend aveugles vers trois mois, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les 240 rats transplantés reçoivent ces cellules sous la rétine à 22 jours, sous anesthésie, passent un test d'acuité visuelle de 20 minutes la veille puis jusqu'à trois fois après la greffe, et sont, à la fin de l'étude, opérés sans réveil et tués pour l'analyse de leurs yeux et de leur cerveau. Le porteur associe ce test, dont la méthode n'est pas précisée, à du stress et à une photophobie. 265 rats sont déclarés réutilisés, et le porteur indique que les rats "surnuméraires" seront proposés à d'autres projets. Il annonce des points limites "gradés" qui "conduiront sans délai à un arrêt de la souffrance", sans dire en quoi consiste cet arrêt.
Objectifs
Chez l'Homme, la thérapie cellulaire et l’utilisation des cellules souches est une approche thérapeutique prometteuse dans le cadre de nombreuses maladies dégénératives telles que les dystrophies rétiniennes. À l’heure actuelle, la majorité des essais cliniques ont mis en évidence la faisabilité et l’innocuité de l’utilisation des cellules souches. Malgré des résultats encourageants, ces approches doivent être améliorées afin d’optimiser la récupération de l’acuité visuelle. Le but de ce projet est d'améliorer les conditions de thérapies cellulaires en testant différents types de cellules dans plusieurs modèles de rat présentant spontanément une dégénérescence rétinienne. Après transplantation rétinienne chez le rat de cellules de la rétine humaine obtenues par culture in vitro à partir de sujets sains (sans pathologie oculaire), nous étudierons à différents temps après transplantation l'intégration et la survie des cellules transplantées et nous mesurerons l'acuité visuelle des rats.
Bénéfices attendus
Les bénéfices à court terme sont d'évaluer les effets de la transplantation (innocuité, intégration et maintien de l’acuité visuelle) de différentes populations rétiniennes dans plusieurs modèles de rat présentant spontanément une cécité. A long terme, ce projet permettra d'améliorer les thérapies cellulaires des pathologies rétiniennes dégénératives chez l'Homme. En effet, le développement de l’utilisation des cellules souches est une approche thérapeutique prometteuse dans le cadre de nombreuses maladies dégénératives.
Procédures
Les animaux seront transplantés sous anesthésie (durée de l'anesthésie : 30 minutes). L'acuité visuelle sera mesurée sur les animaux vigiles la veille de la transplantation et en fonction des groupes d'animaux, à une, deux ou trois reprises supplémentaire plusieurs semaines après transplantation. Le test d'acuité visuelle dure 20 minutes par animal, sans intervention directe de l’expérimentateur. A la fin de l'étude, une chirurgie (sous anesthésie) sans réveil sera réalisée pour des prélèvements.
Impact sur les animaux
Les nuissances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont : stress et photophobie des animaux lors des tests comportementaux lié au changement d’environnement (durée courte de 1 à 5 minutes).
Devenir
Les 240 animaux transplantés seront mis à mort à la fin de l'étude de façon à coupler les résultats de mesure de l'acuité visuelle à des analyses moléculaires des yeux et des cerveaux. Les nimaux surnuméraires seront proposées à la communauté pour d'autres projets.
Remplacement
En amont de ce projet, nous avons développé et caractérisé des cellules rétiniennes in vitro. Ces cellules sont vouées à restaurer l'acuité visuelle grâce à la thérapie cellulaire. Ainsi, il nous est indispensable d'avoir accès à un modèle animal modélisant les dystrophies rétiniennes, nous permettant d'apprécier les bénéfices amenés par la transplantation
Réduction
Afin de diminuer le nombre d’animaux, nous procéderons par étape : les résultats de la première étape conditionneront la réalisation de l'étape suivante. De plus, les croisements seront faits au besoin et non pas en continu. Ainsi le nombre d'animaux indiqués ne sera pas nécessairement utilisé. La réduction du nombre d’animaux nécessaires à l’expérimentation a été calculé en s’assurant d’avoir un nombre suffisant d’animaux pour garantir la qualité statistique des données et ainsi empêcher la reproduction de ces expérimentations.
Raffinement
Les méthodes expérimentales utilisées dans cette étude sont validées, reproductibles et classiquement retrouvées en laboratoire. Différents dispositifs seront mis en place afin de réduire au maximum la souffrance, la douleur et l’angoisse des animaux. Les animaux seront observés tous les jours afin de mettre en évidence des signes de détresse. Ainsi, des points limites gradés ont été prévus et conduiront sans délai à un arrêt de la souffrance. La transplantation sera réalisée sous ansthésie et sous couverture antalgique. Par ailleurs, les animaux utilisés sont immunodéficients afin qu'il n'y ait pas de rejet de la greffe des cellules humaines. Pour éviter que ces animaux ne développent des infections, ils sont hébergés dans des conditions sanitaires strictes. De plus, le test comportemental utilisé dans ce projet, ne nécessite pas d’intervention directe de l’expérimentateur.
Choix des espèces
Le modèle utilisé est largement décrit dans de nombreuses études précliniques des pathologies rétiniennes. La cécité débute vers 18 jours et est totale environ 3 mois après la naissance. Par ces caractéristiques, l’utilisation d’une telle espèce animale est pertinente et justifiée pour tester la capacité des transplantations sous rétiniennes sur la restauration visuelle. Dans cette étude, nous souhaitons réaliser des transplantations à 22 jours post-natal, période précoce de la dégénérescence, qui est représentatif de la fenêtre temporelle qui serait utilisée dans le cas d’une transplantation chez l’Homme (phase précoce et diagnostique de la maladie).
Etude de l’effet de xénobiotiques chez le rat vigile dans le cadre de l’enseignement pratique de pharmacologie.
- Enseignement supérieur
Vingt-quatre rats par an, cent vingt sur cinq ans, sont tués par des étudiants de BUT Génie biologique au terme de quatre jours de travaux pratiques. Chacun reçoit une injection quotidienne pendant trois jours, puis quatre injections de barbituriques le quatrième, avant que les étudiants ne pratiquent eux-mêmes la mise à mort et le prélèvement du foie. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance léger, un rat par binôme, six par groupe de travaux pratiques. La démonstration porte sur une interaction médicamenteuse déjà connue, et le porteur qualifie ce recours d'"indispensable" au motif que le programme pédagogique national demande aux diplômés de savoir participer à des expériences sur animaux de laboratoire.
Objectifs
L’insertion des diplômés de la formation BUT Génie biologique dans les laboratoires nécessite l’acquisition de différentes compétences techniques référencées dans le programme pédagogique national. Parmi les compétences ciblées, expérimenter dans le cadre d’études précliniques en évaluant l'effet de substances notamment sur animal de laboratoire est un des apprentissages critiques de la formation. Dans ce contexte pédagogique, le but du projet est d’induire chez le rat une tolérance aux médicaments afin d’illustrer par la pratique la notion d’interactions médicamenteuses. Cette interaction correspond à une diminution des effets d'une substance A induite par la répétition de l'administration d'une substance B, les substances A et B étant des barbituriques. L’origine pharmacocinétique de cette interaction sera également confirmée par la mise en évidence de l'induction d'un gène codant une enzyme impliquée dans le métabolisme et l'élimination des barbituriques. Ce projet permettra de former l’étudiant à la mise en œuvre d’une procédure expérimentale in vivo chez le rat vigile dans le respect de la réglementation relative à l’expérimentation animale.
Bénéfices attendus
La formation BUT Génie biologique parcours Biologie Médicale et Biotechnologie vise à préparer les étudiants au métier de technicien supérieur notamment dans les domaines de la recherche et développement, des biotechnologies et de l’industrie pharmaceutiques, secteurs dans lesquels l’animal est utilisé à des fins expérimentales. Le projet proposé est donc à visée pédagogique, les bénéfices attendus sont ceux de permettre l'acquisition d’un savoir-faire fondamental en pharmacologie tant théorique que pratique ainsi qu’une formation à l’application des bonnes pratiques en expérimentation animale et au respect de la réglementation. La maîtrise de l’approche expérimentale in vivo garantit ainsi l’adéquation entre la formation et les exigences du milieu professionnel et favorise l’insertion professionnelle de nos diplômés. Voici les compétences en lien avec l’expérimentation animale qui seront acquises par les étudiants à l’issue de ce projet : -Contention du rat -Préparation des solutions de médicaments et administrations intrapéritonéales -Mise à mort des animaux et prélèvement du foie -Mise en application pratique des connaissances théoriques dispensées sur les interactions médicamenteuses.
Procédures
Les animaux recevront une administration par jour (15 secondes), les 3 premiers jours de la procédure puis 4 injections le 4° jour (15 à 30 secondes chacune).
Impact sur les animaux
La réalisation des administrations répétées chez le rat vigile peut conduire à la répétition des gestes de contention ce qui est susceptible de générer un inconfort chez l’animal. La substance utilisée comme médicament inducteur est utilisé à des doses aux effets psychodépresseurs très légers. Aucun changement comportemental de l’animal n’est par conséquent décelé. Une douleur abdominale ressentie lors du réveil de l'animal suite à l'administration des substances est prévenue par l’administration d'une substance anti-douleur.
Devenir
Tous les rats seront mis à mort à la fin de la procédure en raison du prélèvement d'organe (foie).
Remplacement
L'utilisation d'animaux à des fins expérimentales demeure indispensable dans le cadre du BUT Génie Biologique conformément aux exigences définies par le programme pédagogique national. En effet, les futurs diplômés doivent être en capacité de « participer à des activités mettant en œuvre de l’expérimentation sur animaux de laboratoire ». L’acquisition de cette compétence est essentielle dans la mesure où les diplômés seront amenés à intégrer des structures académiques ou privées, notamment dans les secteurs de la pharmacologie, de la physiologie pharmaceutique ou de la toxicologie dont l’activité nécessite de faire appel à l’expérimentation animale. La maîtrise de l’approche expérimentale in vivo représente donc un savoir-faire fondamental et indispensable pour garantir l’adéquation entre la formation et les exigences du milieu professionnel. De plus, ce type d’interaction médicamenteuse ainsi que la mise en évidence de son origine pharmacocinétique ne peuvent être réalisées que chez l’animal.
Réduction
Nous limiterons le nombre de rats à 1 rat par binôme soit 6 par groupe de TP (2 témoins - 2 tolérants dose1 – 2 tolérants dose2). Sachant que chaque année, la promotion comprend 4 groupes de TP (en moyenne 48 étudiants par an), le nombre d'animaux utilisés est de 6 rats x 4 groupes soit 24 rats par an utilisés au cours de 4 séances de TP soit un total pour le projet de 5 x 24 = 120 rats pour 5 ans. C’est un nombre minimum pour mettre en évidence la tolérance, étudier son niveau d’induction en fonction de la dose administrée et autoriser l’analyse statistique des résultats.
Raffinement
Un enseignement spécifique consacré au bien-être animal, au respect des règles d’éthique et à la réglementation relative à l’expérimentation animale est dispensé aux étudiants dès le début de leur formation. De plus, la mise en œuvre de la procédure expérimentale fait au préalable l’objet d’une séance d’enseignement préparatoire pour assurer la bonne prise en charge de l’animal (réduction de l’inconfort) au cours de la procédure (Raffinement). Les animaux sont hébergés dans des conditions qui répondent à leurs besoins (environnement enrichi). Ils sont placés dans des cages différentes en fonction des traitements reçus et sont suivis chaque jour. Pendant la période d’acclimatation, un protocole d'habituation est pratiqué pendant les 4 jours qui précèdent la première séance de TP par le personnel technique de l’animalerie. Les rats sont alors tout particulièrement habitués à la manipulation de l’homme ce qui réduit très fortement leur stress et/ou inconfort lorsqu’ils sont manipulés par les étudiants. La douleur abdominale qui peut être ressentie lors du réveil de l'animal suite à l'administration des substances est prévenue par l’administration d'une substance anti-douleur.
Choix des espèces
La mise en évidence de l'induction de l'enzyme impliquée dans le métabolisme des barbituriques nécessite l’utilisation d’un anticorps spécifique qui ne reconnait que l'enzyme présente dans le foie de rat. Nous choisirons des rats adultes afin de garantir la maturité de leur système enzymatique hépatique. Les enzymes impliquées dans le métabolisme des médicaments doivent être pleinement fonctionnelles et inductibles. De plus, la taille des rats adultes facilite leur manipulation par les étudiants.
Evaluation de candidats médicaments pour leurs effets anti-douleur ou anti-nociception
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
Rats : 7500
Cochons d'Inde : 200
Soumis à des stimulations thermiques, tactiles ou chimiques poursuivies jusqu'à ce qu'ils retirent le membre stimulé, 7 500 rats, 4 500 souris et 200 cochons d'Inde vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie subit en plus une chirurgie de trente à soixante minutes pour la pose d'un cathéter, ou une opération destinée à produire une douleur postopératoire mesurable. Il s'agit d'évaluer deux à huit candidats médicaments par an, le choix de l'espèce dépendant du produit testé. 300 souris, 500 rats et 20 cochons d'Inde seront gardés en vie pour être réutilisés, à condition de n'avoir reçu aucun traitement aux effets inconnus et de n'avoir subi aucun prélèvement de structures nerveuses.
Objectifs
La douleur aiguë est un signal d’alarme essentiel pour l’organisme, permettant de détecter et de répondre rapidement à des stimuli potentiellement nocifs. Ce processus repose sur la nociception, qui est définie comme la détection et la transmission des signaux liés à des stimuli nocifs par les récepteurs sensoriels périphériques (nocicepteurs) jusqu’au système nerveux central. Contrairement à la douleur, qui inclut une dimension sensorielle et émotionnelle subjective, la nociception correspond strictement au mécanisme physiologique de détection de ces stimuli. Les nocicepteurs peuvent répondre à 3 types de stimuli : tactiles, thermiques, ou chimiques. Dans le cadre du développement préclinique de nouveaux traitements, il est crucial d’évaluer les candidats médicaments pour leurs effets à la fois sur la douleur aiguë et sur les mécanismes de nociception. Les modèles animaux jouent un rôle fondamental dans cette démarche en offrant un cadre contrôlé pour étudier les réponses nociceptives, notamment chez des animaux naïfs (non exposés à des expériences douloureuses antérieures) afin de garantir une réponse non biaisée. Ces modèles permettent d'une part de réaliser l'évaluation préliminaire de substances à potentiel analgésique, et d'autre part d’examiner les effets anti-nociceptifs des composés, en explorant leur potentiel à moduler les voies physiologiques impliquées dans la transmission et la perception des signaux nocifs. Les objectifs de ce projet sont donc 1/ de définir les effets des candidats médicaments sur la nociception dans des modèles animaux de douleur aiguë, 2/ d'étudier la capacité des molécules à moduler les voies nociceptives centrales et périphériques, en mesurant des paramètres tels que la latence de réponse aux stimuli et 3/ d'identifier les candidats les plus prometteurs pour une évaluation dans des modèles de douleur plus translationnels, en amont d'une transition clinique.
Bénéfices attendus
L’évaluation des effets des candidats sur la nociception offre une opportunité d’approfondir les connaissances sur les voies centrales et périphériques impliquées dans la douleur aiguë. Ces informations peuvent orienter le développement de nouvelles cibles thérapeutiques ou aider à repositionner des molécules existantes. De plus, en identifiant les candidats médicaments ayant un fort potentiel anti-nociceptif, ce projet permettra sélectionner les molécules les plus prometteuses pour les essais précliniques et cliniques. Cela contribue à une meilleure allocation des ressources et à une progression plus rapide des projets de recherche et développement. Enfin, les douleurs aiguës sévères restent souvent mal prises en charge avec les thérapies actuelles, en raison de leur efficacité limitée ou de leurs effets secondaires importants. Ce projet vise à répondre à ces lacunes en identifiant des solutions thérapeutiques innovantes et adaptées aux patients dans ce cadre particulier. En fonction des espèces et des procédures, il est prévu d'étudier de 2 à 8 nouveaux traitements par an dans ce projet.
Procédures
Une phase d'administration (durée de l'ordre de la minute) sera réalisée. L'administration est majoritairement unique dans ce type de tests. Elle pourra être chronique dans certains cas précis (en général 1 fois par jour, pendant 1 à 2 semaines en fonction de la spécificité du traitement). En cas de nécessité d'implanter un cathéter, la chirurgie dure environ 30 à 60 minutes. Les tests de stimulation thermique ou tactile incluront l'injection du composé suivie de l'évaluation des animaux dans maximum deux tests de douleur évoquée à 4 temps (de l'ordre de quelques secondes à 5 minutes par test). Lorsqu'une chirurgie sera nécessaire pour l'injection d'un composé, les animaux seront évalués dans maximum deux tests à 2 temps. Dans le cas de la stimulation chimique, l'induction sera réalisée par administration d'un réactif (environ 1 minute, sous contention ou sous anesthésie). Les animaux seront évalués dans maximum deux tests de douleur évoquée à deux temps. Dans le cas du modèle de douleur post-opératoire, les animaux seront soumis à une courte phase de chirurgie (de l'ordre de 10 minutes, sous anesthésie). Les animaux seront évalués dans maximum trois tests de douleur évoquée à trois temps. Pour chacune des procédures, le comportement général des animaux sera évalué (observation avec ou sans manipulation, de l'ordre de 5 à 15 minutes). Des prélèvements sanguins (en général 1 par animal) pourront être réalisés (durée de l'ordre de la minute, sous anesthésie légère ou non).
Impact sur les animaux
Les manipulations réalisées au cours des procédures peuvent entraîner un stress le temps de l'administration de réactif, de substance, ou lors du test ou du prélèvement sanguin, notamment du fait de la contention. Les tests de douleur aigue entraînent de fait une douleur brève (le temps de la stimulation), localisée sur la zone stimulée ; la stimulation est arrêtée dès la réaction de retrait de l'animal et il est attendu que la douleur soit de courte durée. En cas de chirurgie, une douleur post-opératoire sera observée, sans impact significatif sur l'activité locomotrice (l'animal pourra continuer à se déplacer de manière à assouvir ses besoins fondamentaux).
Devenir
Les animaux témoins, sans lésion et ne présentant aucun signe de douleur, pourront être maintenus en vie pour réutilisation s'ils ont bien récupéré des tests (observation par un vétérinaire et par le personnel compétent), et s'ils n'ont pas été soumis à des prélèvements de tissus pour analyse de biomarqueurs notamment (par exemple, prélèvement de structures nerveuses, ce qui rendrait impossible leur maintien en vie). Les animaux ayant reçu l'administration d'un traitement en voie de développement dont les effets ne sont pas connus et pourraient être délétères seront euthanasiés.
Remplacement
Les cultures cellulaires et les organoïdes permettent d’étudier des processus spécifiques, tels que la signalisation nociceptive au niveau des neurones sensoriels. Cependant, ils ne reproduisent pas l’ensemble du contexte biologique d’un organisme, comme l’interaction entre les organes périphériques et le cerveau. En effet la nociception résulte d’interactions dynamiques entre le système nerveux périphérique, le système nerveux central, et de multiples médiateurs biochimiques, et la douleur plus particulièrement, réfère à un ressenti et une adaptation comportementale face à ce ressenti. Ces processus impliquent des boucles de régulation complexes (neurotransmission, neuroinflammation, modulation centrale, etc.) qui ne peuvent pas être reproduites de manière complète dans des modèles in vitro ou in silico. Bien que les candidats médicaments puissent donc être sélectionnés en amont pour leur potentiel à répondre via certaines voies spécifiques, il reste nécessaire d'évaluer les molécules sélectionnées dans des modèles animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour chaque test sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose/effet ou la comparaison par rapport à une substance de référence. Un effectif acceptable sera défini afin d'obtenir une puissance statistique suffisante pour interpréter les résultats de façon correcte, évitant ainsi une répétition des tests. En fonction des paramètres étudiés, les tests paramétriques ou non paramétriques pertinents seront appliqués. Aussi, autant que cela sera possible sans affecter le bien-être des animaux, des prélèvements sanguins en cours d'étude seront envisagés, permettant ainsi de collecter des données biochimiques sur la molécule testée sans utiliser un plus grand nombre d'animaux.
Raffinement
Le raffinement des méthodes expérimentales pour réduire au maximum la souffrance animale est mis en oeuvre grâce à l'utilisation de points limites clairement établis, permettant d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse dépassant le cadre de l'étude. En cas de doute sur l’état général de l’animal, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux ou jusqu’à atteinte des points limites. Un formulaire interne spécifique à l’espèce sera alors complété. Il intègre l’aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal quand il est approché ou stimulé, la respiration, l’appétit, le poids, l’état d’hydratation, les tremblements ou les convulsions, la présence de plaie, de tumeurs ou autres évènements imprévisibles. Ce formulaire de suivi des points limites permet de prendre les bonnes décisions en évitant toute souffrance animale. Il est aussi mis en place un enrichissement complet dans l'hébergement des animaux (e.g. sous la forme de jouets, litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères...). Pendant la phase chirurgicale (le cas échéant), les animaux sont anesthésiés et analgésiés, le programme d’anesthésie et d’analgésie étant défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. De plus, la phase de chirurgie est raffinée au maximum, par la mise à disposition d’oxygène ou air ambiant à concentration ajustable, de tapis chauffants et/ou de lampes chauffantes et de soins post-opératoires complets.
Choix des espèces
Le rat, la souris et le cobaye sont des modèles très couramment utilisés en recherche préclinique dans le domaine de la nociception et douleur, car les circuits impliqués dans la nociception et la modulation de la douleur sont bien conservés entre ces différentes espèces et l'Homme. De plus, chez le rat et la souris, la disponibilité de lignées transgéniques permet d’explorer les mécanismes spécifiques de la douleur mais aussi des voies humanisées pour certains gènes. Le choix de l'espèce sera déterminé par les connaissances disponibles sur le produit testé. Après le sevrage (âge minimum 4 semaines), en général autour de 2-3 mois (jeunes adultes), afin d'étudier les traitements chez des animaux présentant un système nerveux mature.
Création de modèles pathologiques ou physiologiquement modifiés par chirurgie d’exérèse
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système urogénital
Rats : 2500
Ôter un rein, une thyroïde ou un autre organe pour fabriquer un animal malade, puis l'expédier au laboratoire qui l'a commandé : 4 000 souris et 2 500 rats vont être utilisés dans ce catalogue de modèles chirurgicaux. 200 d'entre eux seront opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, les 6 300 autres subiront une opération de dix minutes à une heure suivie d'un réveil, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec jusqu'à six injections par jour et un isolement en cage pouvant durer douze jours. Une partie des animaux sert à former et à requalifier les chirurgiens, de trois à vingt-cinq individus par technicien pour une acquisition, jusqu'à dix pour un maintien de compétence. Les autres sont, selon les mots du porteur, "à la demande, expédiés chez les scientifiques", donc versés à des projets dont le RNT ne dit rien.
Objectifs
L’objectif du projet est d’opérer des animaux afin de leur enlever un organe. Cela permet de mimer des maladies humaines ou animales (par exemple, enlever le rein et mimer une défaillance du rein, enlever la thyroïde et mimer une absence de thyroïde,...) afin de pouvoir mieux comprendre comment elles évoluent. Ces modèles animaux opérés sont aussi très importants pour tester l’efficacité de nouveaux médicaments.
Bénéfices attendus
Des modèles de maladies sont créés chez le rat ou la souris pour aider la recherche à mieux comprendre certaines pathologies humaines et à tester de nouveaux médicaments. Ces modèles permettent d’observer comment un traitement agit dans le corps et d’étudier le rôle des organes ciblés. Les chirurgiens qui réalisent ces modèles suivent des protocoles précis et doivent être bien formés, afin de garantir des résultats fiables, de limiter la souffrance animale et de proposer des modèles standards, prêts à l’emploi pour les chercheurs.
Procédures
Tous les animaux analgésiés, anesthésiés et non réveillés ou analgésiés, anesthésiés puis réveillés, dans le cadre de ce projet, seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’une durée de dix minutes à une heure, sous anesthésie générale. Selon le modèle et en cas de besoin (besoin scientifique, douleur, récupération post opératoire difficile), les animaux pourront être soumis à des injections (maximum 6 injections par jour, comprenant les injections suite à la mise en place du protocole d’analgésie et de raffinements). Selon les besoins des scientifiques, un prélèvement sanguin maximum (durée de l’acte de maximum une minute) est possible. Un hébergement isolé peut être nécessaire pour les besoins du projet pour une durée maximale de 12 jours.
Impact sur les animaux
Douleur, stress et perte de poids dus aux contentions, aux procédures chirurgicales et à la récupération post-opératoire (48-72h). Hébergement individuel sur une partie ou sur toute la durée de la procédure si l'intégrité du modèle le nécessite.
Devenir
Les animaux sont à la demande, expédiés chez les scientifiques ou sont mis à mort dans le cas d’atteinte d’un point limite, acquisition ou maintien des compétences ou pour contrôle qualité du modèle.
Remplacement
Les modèles chirurgicaux créés dans le cadre de ce projet permettent de mimer des maladies humains ou animales par l’absence d’un organe dans leurs corps. Cela permet de comprendre les liens qu’il y a entre cet organe et le reste de l’organisme. Cela permet également de comprendre comment de nouveaux médicaments peuvent aider à soigner cette maladie. Ces interactions ne sont pas des phénomènes isolés et par conséquent ne peuvent pas être étudiées in vitro sur un seul type de cellule. Pour l’acquisition et le maintien des compétences techniques, avant tout entraînement sur un modèle animal, une formation théorique basée sur l’utilisation de supports papiers et vidéos est effectuée. Lorsque cela est possible, l’entrainement pour certains gestes techniques pourront être réalisés sur des supports inertes (mannequin de formation). Pour les différents modèles, la validation du chirurgien sera évaluée sur la technique dans un temps imparti, sur la viabilité et la fonctionnalité du modèle dans le temps : cette partie ne peut être réalisé in vitro.
Réduction
Basé sur les expériences précédentes, le nombre d’animaux a été calculé le plus juste possible en fonction des chirurgies et permettant d’atteindre les objectifs scientifiques. Le nombre d’animaux surnuméraires opérés est suivi, calculé et ajusté à la baisse autant que possible en fonction des lots précédents. Pour l’acquisition et le maintien des compétences, le nombre d’animaux défini dans notre procédure est basé sur la criticité et la technicité du modèle (faible / moyen / forte) ainsi que les expériences précédentes. Ce nombre est composé d’un minimum (3 pour l’acquisition, 1 pour le maintien) et d’un maximum (de 25 pour l’acquisition, 10 pour le maintien) afin de pouvoir qualifier le chirurgien lorsque la technique est maîtrisée, dès lors que le nombre minimum est atteint. Cela nous permet également d’avoir un nombre maximum au-delà duquel le technicien n’est pas considéré comme formé. L’acquisition ou le maintien des compétences s’arrête dès lors qu’un taux de réussite de 100% est atteint pour un lot de 3 ou 1 animaux respectivement, même si le nombre maximum d’animaux n’a pas été effectué. Lors d’une acquisition ou maintien des compétences sur cadavre ou sur animal analgésié, anesthésié et non réveillé, nous pouvons utiliser un animal pour l’entraînement de plusieurs gestes techniques de plusieurs modèles, ce qui contribue à réduire le nombre d’animaux utilisés. Ces animaux peuvent être les surnuméraires non opérés de commandes ou surplus de stock, ce qui contribue aussi à la réduction. Pour l’acquisition des compétences des modèles, les premiers entrainements se feront sur cadavre puis sur animal analgésié, anesthésié et non réveillé. Dès lors que les gestes sont maîtrisés, la chirurgie est réalisée sur animal analgésié, anesthésié et réveillé. Pour le maintien des compétences, l’utilisation d’animaux supplémentaire n’est pas systématique. Les différents modèles ont été classé selon leur difficulté et leur criticité. Pour ceux dont la difficulté et la criticité est considéré comme faible, le maintien des compétences se fera sur animaux de lots demandés par les scientifiques, sous supervision du formateur et/ou du responsable du service, avec au préalable, une relecture de la procédure et/ou le visionnage d’une vidéo de la technique.
Raffinement
Les animaux utilisés seront hébergés dans un environnement adapté à l’espèce, au nombre et à l’âge, et dans un milieu enrichi et les interactions se font selon les bonnes pratiques de manipulation. Des points limites spécifiques au modèle seront appliqués. Toutes les interventions sont réalisées sur animaux anesthésiés, qui sont préalablement préparés de manière aseptique. Les chirurgies sont réalisées selon des procédures standardisées et adaptées aux spécificités de souche, sexe, âge et poids. Après évaluation de la douleur possible induite par le modèle (paliers de douleur définis pour chaque modèle en collaboration avec l’équipe vétérinaire et la SBEA), le contrôle de la douleur est réalisé par une administration d’analgésique avant la chirurgie et lors du post-opératoire ainsi qu’en cas de besoin (signes de douleur individuelle, d’inconfort ou absence de fèces). L’utilisation complémentaire d’anesthésique local (Lidocaine 2%, 1 ml/kg, dilution par 4, posologie de 16.22 mg/kg) peut être réalisée selon le palier de douleur de la chirurgie (procédure interne de classification validée par l’équipe vétérinaire et la SBEA). Une injection systématique sous-cutanée de sérum physiologique de réhydratation est pratiquée pour tous les animaux avant réveil. Une observation quotidienne de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Des soins spécifiques sont apportés en cas de signes cliniques (traitements médicamenteux, soins locaux, ajout d’enrichissement, mesures de réhydratation ou de réchauffement, ajout d’aliment, de gel hydratant, de litière ou d’eau complémentée ou non directement dans la cage afin d’en améliorer l’accès). En cas de détection d’un point limite terminal, l’animal est immédiatement mis à mort. Des points limites spécifiques sont établis et raffinés au fur et à mesure des observations. Ces observations sont facilitées par l’utilisation d’outils internes de suivi de type grille de score et document qualité d’enregistrement permettant une traçabilité.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce et de la souche est très généralement effectué par le scientifique mais l’équipe de chirurgie se réserve le droit de proposer des changements de modèles sur la base de son expérience (si le taux de succès ou de survie est très bas par exemple sur le choix fait par le scientifique). Le rat et la souris sont des animaux couramment utilisés dans ce type de projet. Ce sont des mammifères dont l’anatomie et la physiologie sont proches de l’homme, la disponibilité de données historiques chez ces espèces permet d’obtenir des informations fiables et pertinentes. Sont concernés les animaux sevrés à partir de 3 semaines, dont la taille et le poids sont compatibles avec le modèle d’intérêt, selon les recommandations éthiques en vigueur.
Evaluation de nouveaux médicaments dans le traitement de l’ischémie cérébrale néonatale en combinaison avec l’hypothermie thérapeutique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérés à l'âge de sept jours pour réduire l'afflux de sang à leur cerveau, puis placés quatre-vingt-dix minutes dans une chambre pauvre en oxygène, des ratons subissent une lésion cérébrale durable. Une partie passe ensuite trois heures en hypothermie contrôlée, reçoit des injections quotidiennes de J7 à J9, parfois pendant deux semaines, et enchaîne les tests moteurs jusqu'à J16 : redressement, marche, géotaxie, grille, suspension à un fil. 2 760 rats vont être utilisés, dont 2 640 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, avec des déficits moteurs et cognitifs attendus et une prise de poids ralentie. Tous seront tués pour que leurs cerveaux soient prélevés et analysés.
Objectifs
Trois à cinq nourrissons sur 1 000 souffrent d'hypoxie-ischémie à la naissance. L’hypoxie correspond à un défaut d’apport d’oxygène et l’ischémie un défaut d’afflux sanguin au cerveau. Les causes courantes sont des complications pendant l’accouchement (cordon ombilical autour du cou, rupture utérine…), des problèmes chez la mère (hypertension, diabète gestationnel, infections) ou chez le nouveau-né (prématurité, infections…). Il se développe alors chez le nourrisson une lésion cérébrale. Cet événement est une cause majeure de handicap persistant, voire de mortalité périnatale. En effet, 40 à 60% des enfants ayant souffert d’hypoxie-ischémie néonatale meurent avant 2 ans de vie ou présentent des déficits neurologiques sévères. Ces déficits neurologiques à long terme sont principalement des troubles de l'apprentissage et des retards intellectuels mais également de l’épilepsie, des troubles de la vision ou de l’audition. Le seul traitement validé et utilisé en clinique est l’hypothermie thérapeutique. La température corporelle du nourrisson est réduite pour ralentir le métabolisme ce qui donne au cerveau une chance de récupérer. Malheureusement près d'un nouveau-né sur deux n'y répond pas favorablement. En plus de son efficacité partielle, l'hypothermie a une fenêtre d'action limitée puisqu’elle doit être initiée dans les 6 heures suivant la naissance et est responsable d’effets indésirables comme des troubles cardiovasculaires, respiratoires, des convulsions… Ces effets potentiels imposent une surveillance médicale étroite des nouveau-nés en hypothermie thérapeutique. Nous avons développé des candidats médicaments qui agissent sur plusieurs mécanismes neuroprotecteurs dans le cerveau. Nous avons déjà montré chez un modèle rongeur juvénile que nos composés réduisent les lésions cérébrales et les séquelles à long terme de l’hypoxie-ischémie du nouveau-né. Notre objectif est maintenant de démontrer, toujours chez le modèle rongeur juvénile, que nos candidats médicaments peuvent agir en synergie avec l'hypothermie thérapeutique afin d’augmenter la survie des nouveau-nés souffrant d’hypoxie-ischémie et diminuer les potentielles séquelles neurologiques.
Bénéfices attendus
Un traitement médicamenteux pour les lésions hypoxiques-ischémiques néonatales pourrait apporter plusieurs bénéfices significatifs : - réduction de l’incidence et de la gravité des séquelles neurologiques à long terme, telles que la paralysie cérébrale, les troubles cognitifs et les retards de développement ; - amélioration de la qualité de vie des enfants affectés et de leurs familles, en diminuant le besoin de soins spécialisés et de rééducation ; - élargissement de la fenêtre thérapeutique : Si le nouveau traitement peut être administré plus tardivement que l'hypothermie (qui doit être initiée dans les 6 heures suivant la naissance), il pourrait bénéficier à un plus grand nombre de nouveau-nés, y compris ceux qui ne peuvent pas recevoir immédiatement des soins spécialisés ; - Possible effet synergétique réduîsant la durée ou l’intensité de l’hypothermie et minimisant ainsi les effets secondaires comme les troubles cardiovasculaires ou respiratoires. - Personnalisation des soins qui pourraient être adaptés à chaque cas : le traitement médicamenteux pourrait être utilisé en complément ou comme alternative à l'hypothermie ; - Réduction des coûts pour les familles et les systèmes de santé, en diminuant la nécessité de soins intensifs prolongés et de rééducation à long terme ;. - Accessibilité dans les régions où les équipements pour l'hypothermie thérapeutique ne sont pas disponibles. En parallèle, le développement d’un tel médicament pourrait également contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents de la pathologie, ouvrant la voie à d'autres innovations thérapeutiques.
Procédures
Certaines interventions concernent tous les animaux : - une procédure chirurgicale permettant de réduire l’afflux sanguin et d’oxygène au cerveau sera réalisée. L’acte chirurgical dure moins de 10 min par animal. Les animaux sont ensuite placés dans une chambre à hypoxie pour une exposition à un air faible en oxygène pendant 90 minutes. Cette procédure chirurgicale induit une lésion cérébrale localisée chez les animaux. D’autres interventions ne concernent que des groupes d’animaux : - Une hypothermie thérapeutique pratiquée pour mimer l’intervention réalisée chez les nouveau-nés : les animaux seront placés dans une chambre permettant d’abaisser leur température corporelle de façon contrôlée pendant 3 heures. - l’administration de l’un des candidats médicaments par injection. 3 schémas d’administrations seront réalisés : - Schéma 1 : une administration par jour pendant 3 jours soit à J7, J8 et J9. - Schéma 2 : une administration à J7 puis deux administrations par jour à J8 et J9 - Schéma 3 : schéma 1 ou 2 prolongé sur 2 semaines - Des tests moteurs: ces tests sont effectués de l’âge 8 jours à l’âge 16 jours. Le test de redressement est effectué quotidiennement entre J7 et J10 et prend moins d’une minute par animal. Le test de la marche est effectué quotidiennement entre J8 et J10 et prend 2 min par animal en deux sessions de 1 min. Le test de la géotaxie est effectué quotidiennement entre J8 et J16 et prend 1 min par animal en deux sessions de 1 min. Le test de la grille et de la suspension à un fil sont réalisés entre J14 et J16 et prennent une minute en deux sessions de 1 min. Une acclimatation préalable permettra de préparer les animaux afin de réduire leur stress lié à la manipulation par les expérimentateurs.
Impact sur les animaux
L’induction de l’hypoxie-ischémie cérébrale implique une procédure chirurgicale et donc un stress et de la douleur pour les animaux du fait de la procédure en elle-même, de l'isolement, de la gestion post-opératoire et des manipulations répétées, ainsi que de la gestion de la température (hypothermie ou réchauffement quand les animaux sont replacés avec la mère ou en groupe). Les animaux peuvent également souffrir de complications chirurgicales, d’infections ou douleurs post-opératoires. Les animaux souffrent de lésions cérébrales qui miment les lésions cérébrales observées chez les nouveau-nés. La durée et l’intensité des déficits dépendent de l’étendue des lésions cérébrales induites et des traitements administrés afin de réduire ces lésions. Les animaux présenteront donc des déficits moteurs et cognitifs ainsi qu’une prise de poids généralement moins rapide. Les déficits moteurs attendus sont un retard de l’ouverture de yeux, un retard d’acquisition de la marche, une perte de coordination musculaire et une difficulté à maintenir l’équilibre. Les déficits cognitifs sont des troubles de la mémoire spatiale et des troubles de l’apprentissage. En dehors de l’acte d’injection lui-même, l’administration d’un candidat-médicament n’a pas démontré d’effet indésirable dans nos études préliminaires aux doses qui seront utilisées.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issus du projet afin de prélever les cerveaux qui seront utilisés pour des analyses permettant de caractériser les lésions cérébrales induites et les effets protecteurs de nos candidats médicaments
Remplacement
Différents modèles cellulaires ont permis de tester les candidats médicaments pour choisir les meilleurs candidats. Néanmoins, ils ne permettent pas de s’affranchir totalement de l’expérimentation animale car ces modèles cellulaires ne permettent pas de reproduire la complexité des mécanismes moléculaires, cellulaires, physiologiques, qui se mettent en place dans le cerveau et dans l’ensemble d’un organisme vivant, suite à une hypoxie-ischémie cérébrale et l’administration d’un candidat-médicament, ou d’évaluer la biodistribution ou bien la phamacocinétique des médicaments testés
Réduction
Afin de limiter au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude, nous avons choisi de faire des groupes de 30 rats (moitié mâles, moitié femelles) ce qui est le nombre minimum et suffisant pour aboutir à une étude statistique significative en nous basant notamment sur les données de la littérature ainsi que sur nos expériences antérieures utilisant ce modèle d’étude. Chez l’homme comme dans les modèles pré-cliniques, les mâles sont reconnus comme plus vulnérables face à l’hypoxie-ischémie cérébrale néonatale que les femelles. Cette différence de réponse nous impose d’évaluer le bénéfice thérapeutique dans les deux sexes séparément.
Raffinement
En ce qui concerne le raffinement, un suivi quotidien des animaux par les animaliers ainsi que par les expérimentateurs sera opéré afin de détecter tout problème. . Un protocole d’anesthésie/analgésie est mis en place afin de réduire et prévenir la douleur chez les animaux, notamment lors de la procédure chirurgicale d’induction de l’hypoxie-ischémie cérébrale mais également dans les quelques jours après l’intervention. Des études sur la formulation de nos composés ont permis d’obtenir une solubilité dans du sérum physiologique, ce qui optimise leur tolérance. Des études de toxicologie ont été réalisées in vitro et in vivo et ont permis de démontrer l’absence d’effet toxique après 7 jours d’administration des candidats médicaments à la concentration à laquelle ils seront utilisés. Des points limites ont été fixés, c’est-à-dire que des signes cliniques ont été définis comme des indicateurs d’un état de stress ou de souffrance incompatibles avec la poursuite du protocole pour un animal. Des actions correctives ont été définies et seront mises en place dans l’éventualité de l’atteinte d’un point limite pour un animal (en premier lieu, retrait du protocole et observation renforcée de son état de santé).
Choix des espèces
Le rat est une espèce couramment utilisée en recherche translationnelle. L’étude préclinique de l’hypoxie-ischémie néonatale est largement documentée dans la littérature scientifique. Le modèle classiquement utilisé et que nous utiliserons dans ce projet est l’induction de l’hypoxie-ischémie chez le rat de 7 jours. Le rat de 7 jours est un choix particulièrement adapté car à cet âge, son cerveau est au stade de développement proche de celui d’un nouveau-né humain à terme. Cela permet de mieux reproduire les réactions biologiques et les mécanismes cellulaires qui se produisent lors d’une hypoxie-ischémie chez les nouveau-nés. Ce modèle bien établi chez le rat offre une approche scientifique rigoureuse et fiable, permettant de mieux comprendre la maladie et d’avancer dans la recherche de traitements efficaces pour protéger le cerveau des nouveau-nés victimes d’hypoxie-ischémie.
Evaluation préclinique de produits de santé pour l’orthopédie – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Cochons d'Inde : 120
Lapins : 540
Chiens : 240
Chèvres : 330
Moutons : 660
Opérés sous anesthésie générale pendant trente minutes à trois heures pour recevoir un dispositif orthopédique à tester, puis parfois réopérés pour le retirer, 2 100 animaux non-humains vont être utilisés et tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Il s'agit de 660 moutons, 330 chèvres, 240 chiens, 540 lapins, 210 rats et 120 cochons d'Inde, exposés selon le porteur à un risque infectieux, à des hématomes ou des œdèmes pouvant entraîner un déficit sensitif ou moteur des membres postérieurs, dans des études qui peuvent durer plusieurs années. Les essais fournissent les données de tolérance et de performance exigées pour la mise sur le marché de produits de santé orthopédiques, et les tissus prélevés après la mise à mort sont analysés au microscope. L'effectif, indique le porteur, dépend "directement du nombre d'études signées avec les différents donneurs d'ordre".
Objectifs
Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en orthopédie . Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir dans différents modèles animaux des données de performance et de tolérance des produits de santé en orthopédie. Ainsi, il est possible d’étudier ces produits en vue de répondre aux exigences des autorités réglementaires dans l'obtention d'une autorisation de mise sur le marché, élargissant l’offre et améliorant ainsi les chances de guérison et le confort des patients humains traités.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 0h30 et 3h00). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), analgésie et antibiothérapie . Certains animaux peuvent être soumis à une intervention chirurgicale supplémentaire si le but de l'étude est aussi d'évaluer la cicatrisation après retrait du dispositif de son site d'implantation (cette intervention chirurgicale peut durer entre 00h30 et 3h00). Cette intervention aura lieu dans les mêmes conditions que celles précédemment citées. Des prélèvements sanguins peuvent être réalisés en cours d'étude. Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres type d'interventions non douloureuses, de type scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère (en général, en fonction de la durée de l'étude (plusieurs années possibles), 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - douleur et stress liés à la chirurgie (nuisance modérée). - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours (nuisance légère)- risque infectieux lié à la chirurgie (nuisance modérée à sévère)- hématome ou oedème au niveau du site opératoire, pouvant entrainer une gêne locomotrice en plus de la douleur (exemple : déficit sensitif et/ou moteur des membres postérieurs) (Nuisance légère à modérée).
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des vertèbres pour évaluer la fusion dans le cadre de la procédure de stabilisation de la colonne vertébrale ). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation. A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé en orthopédie.
Réduction
Pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu) pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening précédemment citées permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêts à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes", sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc). Le nombre d’animaux est arbitré à partir du nombre de sites requis en analyse. Le nombre total d’animaux utilisés dépend directement du nombre d’études signées avec les différents donneurs d’ordre durant les 5 années du projet. De cette façon, le nombre d’animaux précisé ci-dessus constitue une estimation basée sur l’historique des essais conduits durant ces dernières années. De plus les normes requierent un nombre minimal d'animaux par produit analysé et par délai d'analyse, et le type de dispositif implanté ne permet pas toujours la réalisation d'un grand nombre de sites par animal. Le nombre d’études sur 5 ans est donc estimé à 36 (3 x 12 procédures expérimentales ; pour 660 ovins ; 330 caprins ; 240 chiens ; 540 lapins ; 210 Rats ; 120 cobayes).
Raffinement
Des mesures sont mises en place pour limiter : - Le stress des animaux : Avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire, pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations. Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets, plateforme de repos…), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires…). - La douleur des animaux : En phase post-opératoire, les suivis sont renforcés et completée par des scores de suivi de la douleur. La présence d'un vétérinaire sur site permet également la réalisation de soins post-opératoires spécifiques et adaptés. Les signes cliniques servant de points limites sont listés dans le document joint en annexe, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans le(s) texte(s) de référence. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez les rongeurs ou le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le chien ou les ovins/caprins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (pour une étude sur le long terme, utilisation d’espèces à longue durée de vie). Le choix entre les grands modèles repose aussi sur les similarités avec l’Homme : - Caractéristiques anatomiques (structure des os, épaisseur du cartilage...), poids, propriétés mécaniques et régénération osseuse des ovins/caprins et des chiens - Caractéristiques anatomiques et mécaniques des lapins, des cobayes et des rats. Ces espèces sont souvent utilisées également pour des raisons économiques et éthiques (exemple : réalisation d’études de faisabilités via la réutilisation d’animaux d’études précédentes ) - Colonne vertébrale uniforme et régulière simplifiant les procédures chirurgicales, structure et biomécanique de la colonne lombaire et thoracique similaires.
Imagerie exploratrice in vivo : mise en place, validation, optimisation de protocoles et caractérisation de nouveaux radiotraceurs et produits de contrastes chez le rongeur sain (rat et souris).
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
Rats : 105
Recrutés de préférence parmi les animaux déjà passés par d'autres protocoles de la plateforme, 105 souris et 105 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, tous tués à l'issue. Chacun peut subir jusqu'à dix anesthésies gazeuses, de quinze minutes à trois heures, avec pose d'un cathéter veineux caudal ou intrapéritonéal pour injecter les produits de contraste ou les radiotraceurs. Il s'agit de valider in vivo des protocoles d'imagerie déjà mis au point sur des mannequins, pour "améliorer l'offre de prestation" de la plateforme aux équipes de recherche et aux entreprises. Une fois les mises au point terminées, les animaux sont encore utilisés pour des séances de tutorat à la pose de cathéter, puis soumis à une anesthésie terminale qui sert elle aussi au maintien des compétences des agents.
Objectifs
Pour améliorer son offre de prestation aux équipes de recherche et aux entreprises, notre plateforme est amenée à développer (en collaboration avec les équipes support et utilisatrices) de nouvelles méthodes et de nouveaux protocoles d’imagerie. Ces développements méthodologiques sont réalisés et validés sur animaux factices dans un premier temps. Une fois cette étape de validation atteinte, il est néanmoins nécessaire de les valider in-vivo cette fois-ci, sur un nombre limité d'animaux.
Bénéfices attendus
Chaque développement sera fait en réponse à la demande d’un utilisateur. L’optimisation des différents protocoles d’imagerie sera ensuite mise à disposition de tous les utilisateurs de la plateforme, ce qui permettra d’améliorer la qualité des résultats obtenus et de diminuer la quantité d’animaux nécessaires à la réalisation d’un projet.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs anesthésies gazeuses (maximum 10 anesthésies de 15 minutes à 3h00). En fonction des protocoles, il peut être nécessaire de poser un cathéter veineux caudal (5 minutes), ou un cathéter intra péritonéal (5 minutes) pour l’injection de produits de contraste ou de radiotraceur.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à plusieurs anesthésies à l’isoflurane, ce qui peut provoquer un stress lors de l’induction. Ils pourront ressentir une légère douleur au niveau du point d’injection des produits de contraste ou du radiotraceur.
Devenir
A la fin de la procédureLorsque la mise au point sera terminée, soit directement en sortie d’imagerie, soit minimum 48h après la dernière imagerie, les animaux auront une application de crème à la lidocaïne sur la queue pour permettre une session de tutorat / maintien des compétences à la pose de cathéter intra veineux caudal pour les différents agents de la plateformeles animaux seront soumis à une anesthésie terminale pour permettre une session de tutorat / maintien des compétences pour les différents agents de la plateforme.
Remplacement
Les développements méthodologiques sont réalisés et validés dans un premier temps sur des animaux facticesobjets test. Il est néanmoins nécessaire de valider in vivo ces nouvelles méthodes et protocoles sur un nombre limité d’animaux vivants, afin de les tester en conditions expérimentales réelles (configuration matérielle nécessaire, position de l’animal, suivi physiologique spécifique, synchronisation aux mouvements respiratoires ou cardiaques…).
Réduction
Dans la mesure du possible, les animaux utilisés seront préférentiellement des animaux issus de procédures légères à modérées d’autres protocoles de la plateforme. Les effectifs prévus représentent un maximum. En effet, les mises au point étant réalisées séquentiellement, la procédure sera arrêtée dès que l’objectif sera atteint.
Raffinement
Les animaux seront maintenus sous anesthésie gazeuse pendant toute la durée des examens. Lors de l’induction, une lampe infrarouge sera systématiquement utilisée pour réchauffer la boite d’induction et limiter la perte de température corporelle lors de cette étape. Le seul acte invasif sera la pose éventuelle d’un cathéter veineux ou intra péritonéal. La température et la respiration des animaux seront surveillées en permanence par un système de monitorage afin d’être le plus précis sur les doses d’anesthésique utilisés. Du gel ophtalmique sera utilisé pour prévenir la sécheresse oculaire. Après la session d’imagerie, les animaux seront placés sous une lampe chauffante pendant leur phase de réveil avant de retourner dans leur pièce de stabulation. Chaque examen aura une durée maximale de 3h00 et nous prévoyons un temps de repos minimal de 48h entre deux imageries. Des points limites génériques seront utilisés pendant l'hébergement pour détecter tout signe de mal être le plus précocément possible et des points limites spécifiques (fréquence respiratoire et température) seront utilisés prendant les imageries.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont des animaux largement utilisés en recherche, notamment en neuroscience. Ce sont des animaux de référence pour l’imagerie préclinique. Le besoin méthodologique va porter sur ces deux espèces, en fonction des projets des chercheurs. Les animaux pourront être jeunes adultes à adultes. Un poids maximal de 600g pour les rats sera respecté pour correspondre aux contraintes d’encombrement dans les imageurs.
Ateliers de travaux pratiques de formations pratiques et formations réglementaires et techniques peu invasive et invasives sous anesthésie
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Rats : 250
Lapins : 75
Chiens : 40
Cochons : 5
Former des vétérinaires et des personnels d'animalerie aux gestes réglementaires : 620 animaux non-humains sont mobilisés, 250 souris, 250 rats, 75 lapins, 40 chiens et 5 cochons. 105 d'entre eux sont opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, les 515 autres subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les rongeurs reçoivent deux gavages, quatre injections sous-cutanées, deux injections intrapéritonéales et jusqu'à six ponctions veineuses, le nombre de piqûres pouvant augmenter si l'animal est maintenu sous anesthésie avec surdosage final. 315 animaux sont gardés vivants pour être réutilisés d'une session à l'autre, les chiens formant un "troupeau permanent" que le porteur réutilise après un temps de repos.
Objectifs
Ce projet regroupe les formations à destination des personnes qui interviennent en médecine vétérinaire et en recherche animale, qu’il s’agisse des étudiants vétérinaires ou des soigneurs, techniciens et concepteurs qui utilisent des animaux à des fins scientifiques.
Bénéfices attendus
Les formations obligatoires demandées par le Ministère ont pour but de former les nouveaux concepteurs, applicateur, etc... Elles permettent de s'assurer que les exigences réglementaires sont respectées, de renforcer les compétences techniques, d'améliorer la qualité et la fiabilité des projets, et de favoriser une meilleure collaboration grâce à des pratiques harmonisées.
Procédures
Rongeur (souris et rat) : 2 administrations orales, 4 injections sous-cutanée, 2 injections intrapéritonéale, 2 prélèvements sanguins ou injections intraveineuses à la veine cave crâniale (sur animal anesthésié), 4 prélèvements sanguins ou injections intraveineuses à la veine caudale (avec analgésie locale), une anesthésie générale. Le nombre de sites et le nombre de piqures peut être augmenté si l’animal est maintenu sous anesthésie avec surdosage final. De plus les gestes chirurgicaux seront réalisés sous anesthesie avec surdosage final. Lapin : 2 administrations orales, 2 injections sous-cutanée, 2 injections intrapéritonéale, 3 prélèvements sanguins ou injections intraveineuses par oreille (avec analgésie locale). Le nombre de sites et le nombre de piqures peut être augmenté si l’animal est maintenu sous anesthésie avec surdosage final. Chien : 2 administrations orales, 4 injections sous-cutanée, 2 prélèvements sanguins ou pose de cathéter à la veine céphalique sur une seule patte, 2 prélèvements sanguins à la veine jugulaire sur une seule veine, une anesthésie générale. Porc : anesthésie par injection intamusculaire avec surdosage final. La durée totale de la formation dépendra du nombre d'étudiants, mais ne dépassera pas 2 à 5 minutes par acte technique.
Impact sur les animaux
Les nuisances sont celles qui sont inhérentes à chaque acte technique auquel les animaux sont soumis, mais avec, potentiellement, un peu plus de stress, de douleur ou d’angoisse si la personne en formation est moins habile ou moins rapide.
Devenir
Dans ce projet, la grande majorité des actes techniques à mettre en place sont peu invasives. Ainsi, la plupart des animaux seront gardés en vie à l'issue de leur procédure, afin de pouvoir être réutilisés, après avis du vétérinaire sanitaire, prenant en compte un temps de repos suffisant ainsi que leur état de santé et des possibilités de réutilisation. Les animaux qui devront être euthanasiés à l'issue de leur procédure seront valorisés pour la formation initiale et continue.
Remplacement
Des méthodes alternatives sont utilisées dans les enseignements en préalable aux travaux pratique, en particulier les vidéos et les ateliers de simulation. Cependant, pour la mise en œuvre pratique et pour atteindre un niveau de performance suffisant, le recours à l’animal vivant peut-être nécessaire pour maitriser le geste. L’acquisition d’une première expérience pratique, ou même d’une maitrise pratique, selon les objectifs de formation, permet à moyen terme de réduire les animaux utilisés en recherche en évitant les erreurs de manipulation pendant les projets et permet une meilleure manipulation des animaux en médecine vétérinaire
Réduction
Utilisation nombre nécessaire d’animaux pour chaque session. Ils sont commandés en fonction du nombre de stagiaires et de leur besoin de formation. Nous comptons 1 rongeur pour deux stagiaires pour une formation à des gestes techniques. On peut utiliser un nombre plus réduit, comme 1 rongeur pour 3 ou 4 stagiaires si la formation n’est pas invasive. Si des rongeurs ou des lapins sont présents en stabulation à Biovivo au moment de la formation, ils peuvent être utilisés en formation après avis de la SBEA. Les chiens font partie d’un troupeau permanent et sont réutilisés d’une formation à l’autre en respectant des temps de repos adaptés à la formation prévue.
Raffinement
Seules les méthodes les plus récentes sont montrées aux stagiaires. Les encadrants sont expérimentés et leur dextérité est régulièrement revue au cours de formation internes à Biovivo par exemple. Des analgésiques sont utilisés si une souffrance ou une douleur intervenait suite à une erreur de manipulation. Des points limites ont été définis, et mermettent de retirer les animaux en cas de souffrance ou douleur qui ne rétrocède pas au traitement.
Choix des espèces
Les souris, rats, lapins et porcs sont parmi les espèces les plus utilisés en expérimentation animale d’où l’importance d’effectuer les formations « soigneur », « applicateur », « concepteur » sur ces espèces. Les chiens sont utilisés à la fois en expérimentation animale et en médecine vétérinaire pour des séances de TP non invasives ou des TP d'échographie au cours des quels ils sont tranquillisés. Jeunes adultes car il s’agit du stade de développement le plus couramment utilisé en expérimentation animale. Des animaux plus âgés peuvent être utilisés dans le cadre de réutilisations.
Etudes de toxicologie, tolérance locale, pharmacocinétique, pharmacodynamique et carcinogénicité chez le rongeur (rat et souris) mutants et non mutants
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 23823
Sur 33 744 rongeurs, 1 000 seront réutilisés et 300 souris adoptées, tous les autres étant tués pour l'examen de leurs organes. 9 921 souris et 23 823 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, réparties sur 234 études de toxicologie réglementaire. Ils reçoivent le produit testé une fois ou de façon répétée, parfois jusqu'à la fin de leur vie pour les études de cancérogénicité, avec jusqu'à huit prélèvements sanguins par séance, des mises à jeun de seize heures, des séjours en cage à diurèse et un hébergement individuel pouvant durer vingt-quatre mois pour les souris mâles. L'effectif ne repose sur aucun calcul propre au projet, le porteur renvoyant aux lignes directrices internationales qui fixent le nombre d'animaux par étude.
Objectifs
L’objectif de ce projet est la réalisation des études réglementaires et pré-reglementaires de toxicologie générale, tolérance locale et des études préliminaires (recherche de dose, dose maximale tolérée, étude de pharmacocinétique, pharmacologie et pharmacodynamique) chez le rongeur (rat et souris) mutant et non mutant (234 études envisagés au cours de ce projet). Ces études consistent en l’administration unique ou répétée du produit à tester (futur médicament, produit chimique, dispositif médical) suivie d’observations régulières des animaux, pesées corporelle, évaluation des effets sur les paramètres sanguins ou urinaires, évaluation des fonctions respiratoires et cardiovasculaires et analyse macroscopique ou histopathologique, évaluation de la pharmacocinétique et pharmacodynamique du produit.
Bénéfices attendus
Les études de toxicologie sont réglementairement requises par les lignes directrices Européennes et Internationales et représentent une étape essentielle avant de conduire des essais cliniques sur un médicament humain (sur des volontaires sains en court terme et sur les patients dans le moyen et long terme), ou pour l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché (dispositifs médicaux, médicament vétérinaire, produit chimique). Ils visent à définir le profil de toxicité ou de tolérabilité des produits à tester et donc rendre les essais cliniques plus sures pour les patients ou volontaires participant à l'essai. Ils permettent aussi de définir la dose qui sera testée (avec une marge de sécurité) pour la première administration à l’homme ou l’animal. In fine, ce projet contribuera au développement de nouvelles solutions thérapeutiques, prophylactiques ou diagnostiques sûres pour les patients humains. En ce qui concerne les produits chimiques ce projet permettra d’évaluer la sécurité des molécules chimiques dans l’intérêt de la santé de l’homme (notamment travailleur potentiellement exposé) ou de l’animal comme demandé par la loi et par les lignes directrices européennes.
Procédures
Ces études consistent en administration unique ou répétée du produit à tester. La fréquence de ces administrations varie en fonction du produit (par exemple 1 fois par jour, 1 fois par semaine) et/ou de la typologie et durée de l’étude (1 seule administration pour les études de dose unique à la durée de vie de l’animale pour les études de cancerogénicité). La durée des administrations est généralement rapide quelques secondes à quelques minutes, pour les administrations orales, souscutanée ou intraveneuse en bolus. Elles peuvent parfois être plus longue pour les perfusions (de plusieurs minutes à continue). Les administrations sont suivies d’évaluation des effets sur les paramètres sanguins ou urinaires (généralement 1 à 4 fois par étude ; avec mise à jeun pour rat [16h max] ; collecte d’urine dans une cage à diurèse), évaluation des fonctions respiratoires et cardiovasculaires, de prélèvements de sang pour bioanalyse (1 à 4 occasions par étude avec 3 à 8 prélèvements par occasion). Les anesthésie de quelques minutes et réveil d’anesthésie (incoordination) lors des prélèvements de sang réalisés sous anesthésie. Les anesthésie et douleur légère en post-opératoire (quelques jours) lors des chirurgies d’implantation de cathéter ou d’administration intrathécale. Restriction d’espace et absence d’accès à l’aliment lors du placement en cloches de pléthysmographie (mais accès à l’eau). Des test neuro comportementaux (incluant mais non limités aux tests d’apprentissage et mémoire, sensoriales [ex : auditif], activité locomotrice et batterie d’observations fonctionnelles [FOB]) peuvent être réalisé (durée du test de quelques minutes à 1 heure). La fréquence des tests neuro comportementaux est fonction de la typologie et de la durée de l’étude ainsi que de la classe du candidat médicament testé et de son indication thérapeutique (par exemple, ciblant le système nerveux centrale ; généralement entre 1 et 30 fois).
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux peuvent être les suivantes: - Stress, inconfort ou douleur brève, n’excédant pas quelques minutes, lors des procédures d’administration, de prélèvement de sang (pouvant être réalisée sous anesthésie) - Douleur légère en post-opératoire (quelques jours) pour la pose des cathéters ou d’administration intrathécale - Port de harnais ou d’un vascular access button et la connection à un téther pour les animaux équipés de cathéter lors des phases de perfusion - Restriction d’espace et absence d’accès à l’aliment lors du placement en cloches de pléthysmographie (mais accès à l’eau)- Mise à jeun, restriction d’espace, placement sur cage à grille, avec accès à l’eau, lors des collectes d’urines - Effets toxicologiques ou pharmacologiques légers à modérés dus à l’administration des médicaments ou produits chimiques à tester (perte de poids, baisse d’activité, excitation, baisse en consommation de nourriture, tremblements, irritation ou inflammation locale au site d’administration…) – Stress pouvant être engendrer par l’hébergement individuel pour les souris males (durée maximale de 24 mois), les animaux implantés avec un cathéter de perfusion et pour les études avec application dermale (durée maximale de 12 mois).
Devenir
En accord avec le plan d’étude utilisé les animaux pourrons être 1) euthanasiés en fin d’expérimentation en vue d’examens et de prélèvements d’organes ou tissus (examens macroscopiques et microscopiques) tels que requis par la réglementation pour la détermination des organes cibles ; 2) gardé en vie et retourner en zone d’hébergement hors étude suite à l’avis du vétérinaire avec l’évaluation de la gravité réelle des procédures subies ; 3) adoptés en accord avec la structure en charge du bien-être animal et les vétérinaires.
Remplacement
Il n’existe pas actuellement d’alternatives à l’utilisation d’animaux qui permettent de déterminer la toxicité de substances suite à une exposition systémique. Dans ces études, un relevé des signes cliniques et des paramètres sanguins des animaux est requis, ainsi qu’une évaluation macroscopique et microscopique des organes il est donc nécessaire d’avoir accès à l’animal dans son entièreté, pour évaluer l’ensemble des paramètres demandés par les guidelines.
Réduction
Le nombre d’animaux pour les études réglementaires est défini dans les guidelines internationaux applicables et adapté en fonction du nombre de doses testées, du nombre de produit testés et de la présence ou non d’une période de réversibilité. Pour les études préliminaires, le nombre d’animaux par lot est établi au plus juste afin d’obtenir des résultats exploitables et en tenant compte des objectifs de l’étude, du nombre de doses testées et du nombre de produits et est précisé dans le plan d’étude. Lorsque la méthode de bioanalyse le permet, une technique de prélèvement utilisant le plus petit volume de sang possible sera privilégié afin notamment de faire les prélèvements sanguins sur les animaux principaux et réduire ainsi le nombre d’animaux utilisés. Quand cela est possible, les paramètres de pharmacologie de sécurité sont intégrés dans les études de toxicologie (ex : évaluation neurocomportementale, évaluation de la fonction respiratoire, …) ce qui permet d’éviter la réalisation d’études de pharmacologie de sécurité et donc de réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Pour améliorer leur bien-être, les rats (mâles et femelles) et souris femelles seront hébergés en groupes sociaux sauf incompatibilité avec la procédure expérimentale ou incompatibilité comportementale. Les rongeurs seront hébergés dans des cages sur de la litière avec un enrichissement adapté (par exemple : papier kraft, tunnel, …). Les techniques engendrant le moins de stress ou d’inconfort sur une durée la plus courte possible pour l’animal seront privilégiées. Les actes pouvant engendrer du stress ou de l’inconfort seront réduits au minimum nécessaire (nombre et durée) et seront réalisés sous anesthésie avec un protocole analgésique adapté le cas échéant. Les animaux sont observés au moins 1 fois par jour (incluant le week end) afin de permettre la détection rapide de signes cliniques et d’agir au plus vite pour limiter toute souffrance ou douleur inutile. En cas de signes cliniques ayant des répercussions sur le bien-être animal, des mesures rapides et appropriées seront prises par le vétérinaire (mise en place d’un traitement médical, interruption des administrations, réduction de la dose testée par exemple). Pour les études de recherche de la dose maximale tolérée, le choix de la dose ultérieure est raffiné et adapté en fonction des effets cliniques observés à la dose précédente, sous supervision du comité d’éthique. Dans le cas des études incluant de la pléthysmographie et de certaines voies d’administrations, une habituation des animaux à la procédure sera réalisée avant le premier traitement. Dans le cas de certaines voies de prélèvement de sang, pour des animaux âgés ou ayant été peu manipuler, une habituation des animaux à la manipulation est mise en place avant le premier prélèvement. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie un protocole d’analgésie adapté.
Choix des espèces
Le rongeur est une espèce acceptée par les agences réglementaires. Le choix de cette espèce répond aux exigences réglementaires pour la réalisation d'études précliniques ou d’évaluation de la sécurité des molécules chimiques. Il est fait en fonction de critères scientifiques précis, des données de pharmacocinétiques et pharmacodynamiques disponibles, de l’existence de données historiques et en fonction des analogies entre l’homme et l’animal. La sélection de souches de rongeurs transgéniques se fait en fonction des objectifs spécifiques de l’étude et s’appuie pour les études de carcinogénicité notamment sur les données bibliographiques et sur les guidelines en vigueur. Pour les produits à usage vétérinaire, l’espèce cible est utilisée. En fonction du type d’étude et de la population ou des animaux cibles du produit nous choisirons l’âge le plus adéquat qui peut varier du jeune adulte à l’adulte mature qui a terminé sa croissance. Cela répond à l’ensemble des études réglementaires précliniques qui pourraient être nécessaires pour les essais cliniques chez l’homme et l’autorisation de mise sur le marché d’un nouveau médicament ou pour l’évaluation de la sécurité de produits chimiques.
Etude préliminaire au suivi à long terme de la dynamique de l’adénosine par photométrie dans le prosencéphale basal et le tronc cérébral du rat (Rattus norvegicus)
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
60 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, chacun passant jusqu'à cinq heures sur la table d'opération pour une chirurgie unique du crâne, puis jusqu'à deux semaines seul en cage le temps que les sutures cicatrisent. On leur injecte une sonde fluorescente et on leur implante une fibre optique, des électrodes d'enregistrement et une électrode de stimulation. Sept jours durant, ils subissent une crise convulsive provoquée par jour et jusqu'à quatre heures d'enregistrement, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères, le porteur signalant que certains peuvent en mourir subitement. L'objet déclaré reste la mise au point de la mesure, ces 60 rats étant utilisés pour caler une méthode en vue d'un projet ultérieur.
Objectifs
Plusieurs complications de l’épilepsie sont associées au sommeil, telles que les troubles respiratoires du sommeil ou la mort subite et inattendue (SUDEP : Sudden Unexpected Death in Epileptic Patient), pour laquelle, il n’existe aucune stratégie de prévention spécifique. Les crises sont modulées par les états de vigilance des patients, avec une interaction entre le sommeil et l’épilepsie. La SUDEP fait généralement suite à une crise convulsive généralisée nocturne, résultant principalement d’un dysfonctionnement respiratoire central post crise. Cette altération de la commande respiratoire induit une apnée centrale fatale. Cette interaction entre dysfonctionnement respiratoire, régulation de l’éveil et l’épilepsie pourrait jouer un rôle dans la pathophysiologie de la SUDEP, en particulier à travers un effet de la répétition chronique des crises sur la voie de l’adénosine dans le tronc cérébral. L’adénosine est un neuromodulateur qui participe à la fois à la régulation du cycle veille-sommeil et à la régulation de la respiration. L’étude proposée ici porte sur la mise au point de la mesure de l'adénosine dans trois structures cérébrales impliquées dans la régulation de la vigilance et dans le contrôle respiratoire. Les résultats obtenus permettront une étude poussée portant sur le dysfonctionnement de la régulation de l’adénosine dans ces structures dans l’épilepsie pharmaco-résistante et l’impact sur le risque de SUDEP.
Bénéfices attendus
Cette étude fournira de nouvelles indications essentielles pour l’optimisation de futures études portant sur le role de l'adénosine dans l'épilepsie. En particulier, ce projet nous permettra de mettre en place une méthode fiable pour l’implémentation d’un système de quantification des fluctuations de l’adénosine dans diverses régions du tronc cérébrale chez le rat, en situation contrôle et en situation pathologique lors d’une crise aigüe.
Procédures
Les animaux de ce projet seront soumis à une procédure chirurgicale permettant l’injection d’une sonde fluorescente et l’implantation d’une fibre optique, d'électrodes d'enregistrements ainsi que d’une électrode de stimulation (chirurgie unique d'une durée maximale de 5h). De plus, ils seront soumis à des injections de médicaments (d'une durée maximale de quelques secondes, 5 fois pendant la chirurgie). Aussi, ils pourront être placés en hébergement individuel post chirurgie afin de permettre la cicatrisation complète des sutures (d'une durée maximale de 2 semaines). Finalement, ils pourront être soumis à des enregistrements électrophysiologiques et photométriques (d'une durée maximale de 4h une fois par jour pendant 7 jours) en conditions de crise convulsive (maximum une crise par jour).
Impact sur les animaux
Chirurgie : - Douleur modérée due à l’incision du scalp. - Déshydratation légère de courte durée. Enregistrements : - Stress léger et de courte durée dû au raccordement par câble de l’animal au dispositif d’enregistrement électrophysiologique et photométrique. Hébergement individuel pour cicatrisation: - Isolement jusqu'à 2 semaines. Induction de crise épileptique : - Stress intense de courte durée du à l’induction dû à l’induction de crises d’épilepsie. - Douleur modérée de courte durée en cas d’endommagement du connecteur par l’animal. - Dans de très rares cas, les animaux peuvent subir une mort subite (SUDEP).
Devenir
À l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort et le cerveau sera récupéré pour des investigations ex-vivo.
Remplacement
Le caractère inattendu de la SUDEP chez le patient rend les expériences prévues dans ce projet non envisageables chez le sujet humain. L’étude des rythmes cérébraux et cardio-respiratoires au cours ou en dehors d’une crise épileptique nécessitent l’utilisation d’animaux vivants et ne permet pas l’utilisation de méthodes substitutives à l’expérimentation animales telles que des modèles in vitro ou des analyses informatiques de par notamment les interactions entre différents organes (système respiratoire et système nerveux) dans la physiopathologie de la SUDEP.
Réduction
Cette demande est réalisée pour un faible nombre d’animaux afin de pouvoir déterminer différents paramètres et réduire par la suite le nombre total d’animaux pour un projet futur. Nous avons estimé un nombre suffisant d’animaux pour mettre au point notre protocole et confirmer, en comparaison des données de la littérature sur la mesure in vivo chez la souris de la fluctuation de l’adénosine, la reproductibilité de nos méthodes, intégration virale et mesure photométrique, chez le rat et dans nos 3 régions d’intérêt.
Raffinement
Ce projet a été planifié en gardant à l’esprit la nécessité de réduire, sinon de soulager l’inconfort, la douleur, la détresse ou l’angoisse des animaux. L’évaluation et la prise en charge de la douleur, la souffrance et l’angoisse seront effectuées tout au long du projet. Des critères de points limites précis sont définis dans une grille de suivi. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai et l’expérience est stoppée. Le bien-être des animaux sera pris en compte à chaque étape : une pesée hebdomadaire, l’apport d’enrichissement spécifique aux rongeurs dans le milieu et le recours à de l’anesthésie générale, additionnée d’une anesthésie locale en présence d’antalgiques ainsi que d’un maintien de la température et d’une hydratation régulière des tissus lors des procédures de chirurgies. L’utilisation d’analgésiques sera systématique avant la chirurgie puis quotidiennement et durant les 3 jours qui suivent le jour de la chirurgie. Afin de réduire au maximum le stress lié au changement d’environnement entre le fournisseur et l’animalerie, les animaux seront commandés dès l’âge de 9 semaines, permettant une adaptation à l’animalerie ainsi qu’à l’expérimentateur de 4 semaines avant la chirurgie. Les animaux seront hébergés en groupe de deux ou trois avec accès à la nourriture et à l’eau ad libitum et à un enrichissement (bandes de papier, des cubes de bois et une maison en plastique semi-opaque) pour assouvir leur besoin naturel de ronger. Les animaux qui auront été isolés dû à la chirurgie seront manipulés quotidiennement pendant 5 minutes.
Choix des espèces
Le projet sera réalisé sur le rat pour les raisons suivantes : 1) le modèle d’épilepsie chez le rat fait partie des modèles les plus utilisés dans le domaine de la recherche préclinique en épilepsie, dès lors que des études comportementales et électrophysiologiques doivent être couplées 2) La caractérisation de ce modèle sur le plan respiratoire est à ce jour spécifique à l’espèce « rat » permettant ainsi de réduire l’effectif des animaux que nécessiterait une nouvelle caractérisation de la fonction respiratoire chez une espèce différente de celle du rat. Nous travaillerons sur des rats pubères (âgés de 13 semaines, poids entre 180 et 200 g) car la grande majorité des cas d’épilepsie acquise (non-génétique) chez l’humain se déclarent chez l’adolescent et le jeune adulte et que les cas de SUDEP surviennent majoritairement chez l’adulte jeune.