Rats
Évaluation de l’activité hippocampique pendant l’oubli adaptatif chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Choisis parce que le rat se concentre mieux sur une tâche que la souris et se montre "très gourmand", 30 rats sont équipés d'électrodes implantées dans quatre régions du cerveau. Le niveau de souffrance déclaré est modéré. La chirurgie avec ouverture du crâne dure quatre heures, suivie de deux périodes de dix jours de restriction alimentaire et d'isolement, pendant lesquelles l'activité cérébrale est enregistrée en continu. Le porteur écrit que la prise en charge de la douleur est optimisée "pour que les animaux ne ressentent aucune douleur", et prévoit de tuer les 30 rats à la fin pour ouvrir leur cerveau et vérifier où les électrodes avaient été posées.
Objectifs
Ce projet vise à élucider les mécanismes neuronaux qui sous-tendent la mémoire de travail et sa sensibilité aux interférences, en s’appuyant sur des enregistrements électrophysiologiques multi-sites chez le rat. Il permettra de répondre aux questions suivantes : (1) Comment différentes régions cérébrales (hippocampe, cortex préfrontal, pariétal et rétrosplénial) coopèrent-elles pour a) maintenir à court terme des informations en mémoire, puis b) effacer celles-ci afin qu’elles n’interfèrent pas avec le stockage et rappel ultérieur de nouvelles informations ? (2) Quelles sont les signatures oscillatoires et les mécanismes synaptiques associés à ce stockage des informations en mémoire et à leur oubli ? (3) Ces signatures diffèrent-elles selon que la tâche impose un haut ou faible niveau d’interférence ?
Bénéfices attendus
Le projet proposé vise à caractériser les dynamiques synaptiques et neuronales impliquées dans la mémoire de travail et les processus d’oubli adaptatif chez le rat. En combinant des tâches comportementales bien contrôlées à des enregistrements électrophysiologiques multi-sites, ce travail permettra de documenter avec une résolution inégalée les interactions entre hippocampe, cortex pariétal, rétrosplénial et préfrontal dans la gestion flexible des traces mnésiques. À court terme, le projet apportera des données fondamentales sur les signatures oscillatoires et synaptiques liées à la gestion des interférences en mémoire de travail. Il permettra également de valider l’usage des sondes d'enregistrements multi-sites pour l’étude de fonctions cognitives complexes en contexte comportemental, renforçant la faisabilité technique de futures recherches multi-régions chez le rongeur. À long terme, ces résultats pourraient contribuer à l’élaboration de nouveaux modèles intégrés de la mémoire de travail, en rupture avec les approches cloisonnées classiques. Une meilleure compréhension de l’équilibre entre persistance et effacement des souvenirs pourrait éclairer certains déficits cognitifs observés dans des pathologies comme le vieillissement cérébral, le TDAH ou les troubles liés à un excès de rigidité cognitive (ex. autisme, troubles obsessionnels). Bien que ce projet ne soit pas directement translationnel, ses retombées théoriques pourraient guider des recherches ultérieures visant à identifier des biomarqueurs électrophysiologiques exploitables en clinique ou à développer de nouvelles stratégies de remédiation cognitive. D’un point de vue méthodologique, il contribuera aussi à renforcer les normes de raffinement en neurophysiologie in vivo, notamment via la réduction du stress expérimental grâce à une instrumentation légère, continue, et intégrée au comportement libre de l’animal.
Procédures
les animaux subissent une chirurgie invasive avec craniotomie (4 heures). Puis, ils subissent deux périodes de restriction alimentaire couplées à un isolement de leurs congénères (2 fois 10 jours) et seront enregistrés en continu pendant ces deux périodes.
Impact sur les animaux
Les principaux effets indésirables attendus dans ce projet sont liés aux procédures chirurgicales et aux protocoles comportementaux. En effet, les animaux peuvent souffrir de douleurs post-opératoires, qui sont minorées par les antalgiques. Les tests comportementaux peuvent provoquer un stress du fait de l’hébergement individuel.
Devenir
tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure afin de pouvoir prélever leur cerveau et confirmer les sites d’implantation des électrodes.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale pour ce projet. En effet, ce projet combine étude du comportement chez le rat pendant des tâches d’apprentissage faisant intervenir des formes de mémoires distinctes et enregistrements simultanés de plusieurs aires cérébrales. Il est à ce jour impossible de mimer des apprentissages aussi complexes impliquant le traitement d’interférences en mémoire de travail dans aucun modèle vivant complexe tels que les organoïdes qui de plus ne sont pas encore assez aboutis pour reproduire les connexions entre les différentes aires corticales.
Réduction
Le nombre d’animaux sera réduit grâce à l’utilisation de tests statistiques appropriés qui permettent de prendre en compte à la fois les mesures répétées sur le même animal et les mesures effectuées entre les animaux. Ces tests puissants permettent d'inclure des animaux même en cas de données manquantes et de réduire le nombre d'animaux grâce aux mesures répétées. De plus, chaque animal sera enregistré en situation contrôle (avant apprentissage) et de test (après apprentissage) afin de pairer les résultats ce qui les rend plus puissants.
Raffinement
Le haut niveau de complexité des chirurgies effectuées sur ces animaux permet de générer un grand nombre de données par animal et de maintenir une haute qualité d’enregistrement pendant plusieurs jours consécutifs. Dans ce projet, les enregistrements électrophysiologiques seront combinés à des tâches comportementales complexes qui ont été largement validées dans notre équipe ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux. Dans la grande majorité des études, les animaux implantés sont isolés pour protéger les implants. Or, l’isolement représente un stress majeur pour les rats. Nos étapes d’habituation et d’isolement ont donc été raffinées afin de limiter le stress des animaux, et ceci nous permet de maintenir les animaux au minimum par deux. Dans cette étude, les rats seront ainsi équipés d’un chapeau de protection en plastique solide afin de protéger les implants et de permettre de maintenir les animaux en groupe lorsqu’ils ne sont pas cablés. Enfin, la prise en charge de la douleur pendant la chirurgie et en post-chirurgie est optimisée pour que les animaux ne ressentent aucune douleur et une habituation lente et progressive est effectuée afin de réduire au maximum le stress de l’animal. Une grille de score est utilisée pendant les 5 jours post-opératoires afin d’avoir une mesure objective de la récupération de l’animal. Des points limites clairs et objectifs ont été définis afin de limiter au maximum toute souffrance.
Choix des espèces
Ce projet requiert l’utilisation de rats du fait du haut niveau de dextérité et de complexité cognitive attendus. Il n’existe pas de méthode alternative pour étudier un phénomène physiologique aussi complexe que la synchronisation des oscillations cérébrales et activités neuronales sur les réponses synaptiques. Les rats possèdent des rythmes cérébraux oscillatoires très similaires à ceux de l’homme. D’autre part, le rat possède les capacités cognitives et les facultés de se concentrer sur une tâche qui ne sont pas aussi développées chez la souris par exemple. Ils sont aussi très gourmands, ce qui permet d’effectuer l’étude sans une restriction alimentaire très poussée une fois qu’ils sont habitués à récupérer leurs récompenses alimentaires (en fin d’habituation, les rats sont souvent motivés à rechercher les récompenses alimentaires en étant seulement à -10 voire -5% de leur poids initial). Les animaux seront des jeunes adultes suivant ce protocole : arrivée à 8 semaines, chirurgie et post-chirurgie de 0 à 12 semaines, enregistrements et comportement des semaines 12 à 17. Ce projet vise à étudier le comportement et l’activité cérébrale associée chez des animaux adultes non âgés.
Etude de la toxicité de traitements en dose unique et en doses répétées chez le rat et la souris
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 2184
Tester la toxicité de composés avant un éventuel passage chez l'être humain conduit ici à utiliser 3 276 souris et 2 184 rats, tous tués à l'issue pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Les substances sont administrées par injection ou par gavage, d'une fois par semaine à deux fois par jour, avec mise à jeun possible et jusqu'à cinq séances d'imagerie hebdomadaires. Le porteur décrit des prélèvements sanguins allant jusqu'à 15 % du volume sanguin total, une perte de poids possible, une léthargie et une altération de l'état général selon le composé testé. Il détaille un raffinement fait d'enrichissement et d'anesthésie, et précise dans le même texte qu'"aucune analgésie n'est possible au cours des études", parce qu'elle masquerait les symptômes de toxicité recherchés.
Objectifs
Le développement préclinique fait appel à l’expérimentation animale, qui est une étape indispensable à la connaissance d’un futur médicament avant de l’administrer à l’homme. Les recherches précliniques sont imposées par le Code de la santé publique comme préalable obligatoire à toute expérimentation sur la personne humaine (Article L1121-2). Ces études précliniques ont pour but d’évaluer l'efficacité, la pharmacocinétique et la toxicité du produit avant son éventuelle administration à l'Homme dans un contexte physiologique et pertinent. Ces résultats permettront de conclure sur l’intérêt de continuer ou non l’étude préclinique de ces traitements. Ce projet est une nouvelle soumission d’un projet précédemment accepté et arrivant à expiration auquel a été apporté quelques modifications, notamment l’ajout de modes d’administration supplémentaires du composé, l’ajout de modes de prélèvements de sang supplémentaires, la possibilité de mettre les animaux à jeun pour le traitement, ou le suivi de la distribution du produit dans le corps des animaux en usant d’imagerie non-invasive. Ce projet permettra de définir le niveau de toxicité du produit en ayant une indication sur la relation dose-réponse, la réversibilité des potentiels effets adverses observés et en déterminant la concentration sans effet nocif observé, afin de poursuivre ou non son étude préclinique. L’évaluation de cette toxicité se fera selon 2 procédures, la première visant à déterminer la dose maximale tolérée après administration unique chez le rat ou chez la souris, la seconde étudiant la toxicité de traitements en doses répétées chez le rat ou chez la souris, en suivant respectivement les lignes directrices OCDE 420 et 407.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer la toxicité du composé avant son éventuelle administration à l'Homme dans un contexte physiologique et pertinent. Ces résultats permettront de conclure sur l’intérêt de continuer ou non l’étude préclinique de ces traitements, et de répondre aux exigences du Code de la santé publique, fournissant un préalable nécessaire à toute expérimentation sur l’humain (Article L1121-2).
Procédures
Les animaux pourront être soumis à des administrations de composés par injection ou gavage, de manière aiguë (une seule administration) ou répétée sur une durée allant de quelques minutes à environ 15 minutes par séance (temps nécessaire à la contention, l’injection et l’observation immédiate). Le nombre d’administration dépendra de la molécule et de la voie d’administration considérée, cela pourra être une fois par semaine jusqu’à deux fois par jour. Des prélèvements sanguins pourront être réalisés au cours de l’étude, en utilisant un analgésique et un anesthésique, tout en respectant le volume maximal autorisé ainsi que le temps de récupération par animal. Chaque prélèvement dure environ 5 minutes. Des séances d’imagerie non invasive sous anesthésie gazeuse pourront être effectuées, avec un maximum de 5 par semaine et cela jusqu’à la fin de l’étude ou alternativement jusqu'à disparition du signal. Chaque séance dure environ 5 à 10 minutes, incluant l’induction, la mesure et le réveil. Enfin, une mise à jeun pourra être envisagée selon le protocole : pré-injection (pendant la nuit pour les rats, 3 à 4 heures pour les souris) et/ou post-injection (3 à 4 heures pour les rats, 1 à 2 heures pour les souris).
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues dépendront du type d’administration employée. Ainsi, les injections peuvent provoquer une douleur transitoire ou une petite irritation au point de ponction. L’administration par gavage peut entraîner un inconfort, une irritation de l’œsophage et du stress lié à la contention. Les administrations répétées, quel que soit le mode, peuvent générer une appréhension de la manipulation et un stress accru. Deux types de prélèvements sanguins pourront être effectués : d’une part des prélèvements intermédiaires réalisés sous anesthésie, en mandibulaire ou en sublingual, qui peuvent causer une douleur passagère, une petite hémorragie locale ou un stress lié à la contention ; d’autre part des prélèvements terminaux réalisés sous anesthésie et analgésie, en rétro-orbital, réalisés uniquement en fin de procédure avant l’euthanasie des animaux. Selon la nature du composé testé, des effets indésirables systémiques peuvent également apparaître, tels qu’une perte de poids, une modification du pelage ou une altération de l’état général (léthargie, diminution de l’activité, troubles digestifs).
Devenir
Euthanasie : les organes seront recupérés pour évaluation de la toxicité organe-dépendante.
Remplacement
Notre projet se focalise sur un modèle intégré d’étude de toxicologie nécessitant l’utilisation d’un modèle animal. Ce système est indispensable pour reproduire la physiologie d’un organisme entier et imposé par le Code de la santé publique comme préalable obligatoire à toute expérimentation sur la personne humaine (Article L1121-2). Il n'existe pas de modèle cellulaire reproduisant nos procédures expérimentales.
Réduction
Pour nos expérimentations, nous avons prévu le nombre nécessaire et suffisant d’animaux pour garder une puissance statistique dans le traitement des résultats et pour avoir le nombre de contrôles internes suffisant, afin de pouvoir conclure sur la toxicité du traitement. Pour les études en traitement aigu, l’analyse des données entraînera la comparaison au maximum de 7 groupes d’animaux (groupe contrôle négatif, groupes traitement avec jusqu’à 6 doses de produit testées). Chaque dose sera choisie en fonction de la toxicité observée après administration de la dose précédente (arbre décisionnel). Pour les études en traitement répété, l’analyse des données entrainera la comparaison de 6 groupes d’animaux (groupe contrôle négatif, groupe traitement avec dose faible, groupe avec dose intermédiaire, groupe traitement avec dose forte, groupe « recovery » contrôle négatif, groupe « recovery » traitement avec dose forte). Une analyse statistique sera réalisée à l’aide d’un test non paramétrique. Un nombre de 14 animaux par groupe (7 mâles et 7 femelles) est requis pour obtenir une puissance statistique minimale et connaitre l’impact du traitement en fonction du sexe.
Raffinement
Pour les produits injectés présentant des caractéristiques fluorescentes ou bioluminescentes, de l’imagerie non- invasive pourra être effectuée pour suivre le profil de distribution du produit, permettant d’augmenter la quantité d’informations recueillies sur l’animal sans dégrader le bien-être animal. Les conditions d’hébergement respecteront le respect de l’animal ; il y aura 2 à 3 rats ou 5 à 6 souris par cage selon le poids des animaux, avec nourriture et eau à disposition et présence d’un enrichissement. Lors de l’imagerie, comme lors des administrations du produit par les voies les plus invasives ou lors des prélèvements sanguins intermédiaires (15 % du volume sanguin total de l’animal, 1 fois au cours de l’étude), les animaux seront anesthésiés avec un inducteur chimique ou gazeux. Lors d’une anesthésie chimique, cette dernière sera antagonisée pour favoriser le réveil et la récupération des animaux. En revanche, aucune analgésie n’est possible au cours des études, puisqu’elle pourrait masquer l’apparition et/ou le maintien de symptômes liés à la toxicité du composé étudié. A la fin des procédures, lors des prélèvements de sang en rétro-orbital avant euthanasie, une analgésie sera en revanche réalisée par l’ajout d’un collyre analgésique en plus de l’anesthésie gazeuse. Un tableau de suivi a été mis en place permettant de définir les points limites adaptés.
Choix des espèces
La souris et le rat sont des modèles d'étude très développés et caractérisés, étant donné leurs tailles et leurs spécificités. Ce sont des espèces communément utilisées pour les études de toxicité en accord avec les recommandations internationales et la littérature. Le choix de l'espèce utilisée dépendra en particulier de la molécule utilisée, des objectifs et des besoins de l'étude. Si une molécule s'avère efficace dans une espèce, celle-ci pourra être éventuellement testée dans l'autre espèce afin de montrer un efficacité espèce-indépendante. Les animaux seront âgés de 6 à 8 semaines au minimum, à un stade de jeune adulte pour permettre de déterminer l’impact du traitement sur des animaux à maturité sexuelle dont les organes et le système immunitaire sont pleinement développés.
Démonstration fonctionnelle du rôle d’une protéine cérébrale dans le développement d’un comportement compulsif de prise d’héroïne chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
94 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélèvement du cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit d'abord une chirurgie crânienne de 80 minutes, puis 31 séances d'auto-administration d'héroïne, onze de deux heures et vingt d'une à six heures selon le groupe, couplées à des injections de substances directement dans le cerveau par un dispositif implanté. Le porteur signale une possible stagnation du poids liée au cumul de la chirurgie, des injections ciblées et des séances prolongées. Le bénéfice qu'il avance, faire de cette protéine une "cible thérapeutique prometteuse" contre la rechute chez les personnes dépendantes aux opioïdes, reste une perspective, quand la dépendance à l'héroïne provoquée chez ces 94 rats est le point de départ du protocole.
Objectifs
Dans une étude en cours de publication, nous avons observé que certains rats, qui développent un comportement de consommation compulsive d’héroïne, présentent une baisse du niveau d’expression d’une certaine protéine dans une région précise du cerveau. En revanche, les rats qui ne deviennent pas dépendants ne montrent pas cette diminution. Pour mieux comprendre le rôle de cette protéine dans l'apparition du comportement addictif, nous prévoyons de bloquer sa production spécifiquement dans cette zone du cerveau. Cela nous permettra de voir si cette protéine joue un rôle clé dans la consommation excessive d’héroïne.
Bénéfices attendus
Cette caractérisation permettra de faire de cette protéine une cible thérapeutique prometteuse pour diminuer le risque de rechute chez les patients dépendants aux opioïdes.
Procédures
Chaque animal participe à un parcours expérimental structuré en différentes étapes :chirurgie (80 min) puis, après récupération, séances de comportement (11 séances de 2 h suivies de 20 séances d’1 h ou de 6 h selon le groupe) couplées à l’injection intracérébrale de substances via un dispositif implanté (3 injections ou 6 injection selon les groupes).
Impact sur les animaux
• Après chirurgie : douleur légère à modérée et gêne transitoire, prévenues et traitées par une prise en charge antalgique et des soins adaptés. • Pendant les séances de comportement : fatigue transitoire possible chez certains animaux très actifs ; surveillance du poids et de l’état général tout au long du projet. • Effets cumulés : la combinaison d’une chirurgie, d’injections ciblées et de séances prolongées peut entraîner une stagnation temporaire du poids chez quelques animaux. Des points limites sont définis et déclenchent, si besoin, une sortie anticipée de l’animal du protocole.
Devenir
A l'issue des 2 procédures, les animaux sont mis à mort pour prélèvement des cerveaux.
Remplacement
Ce projet ayant pour but d’étudier le rôle fonctionnel d’une protéine sur le comportement d’auto-administration de drogue, aucune méthode alternative n'existe. Il s'agit en effet d'étudier le comportement spontané et volontaire des animaux après apprentissage, ce qui ne peut être réalisé sur des modèles alternatifs (approches in silico, in vitro ou ex vivo).
Réduction
La taille des groupes est fondée sur des données antérieures afin d’obtenir une puissance statistique suffisante tout en limitant le nombre d’animaux. Les comparaisons prévues utilisent des méthodes statistiques appropriées ; les analyses intermédiaires permettront, si nécessaire, d’ajuster les effectifs pour éviter toute inclusion non indispensable.
Raffinement
•Anesthésie/analgésie adaptées à chaque étape ; soins oculaires, maintien de la température •Chirurgie stérile réalisée par du personnel formé ; surveillance rapprochée pendant l’anesthésie et au réveil. •Hébergement enrichi, habituation à la manipulation, et points limites prédéfinis (poids, aspect, comportement) déclenchant une prise en charge ou une sortie anticipée. •Utilisation de dispositifs implantés pour limiter les manipulations répétées et garantir des injections ciblées courtes.
Choix des espèces
L’investigation d’une pathologie telle que l’addiction nécessite d’étudier une espèce animale phylogénétiquement voisine de l’être humain pour pouvoir reproduire la maladie. Le rat est un modèle de référence dans le domaine des addictions. Il possède une organisation anatomique et structurelle du cerveau comparable à celle de l’Homme. De plus, il est idéal pour les études comportementales. Le rat est capable d’apprendre des tâches complexes et peut réaliser des comportements élaborés. Les animaux testés seront de jeunes adultes. Ils arriveront au laboratoire à l’âge de 6 semaines environ et ne seront pas testés avant leur 7ème semaine, ce qui correspond à une phase où ils sont sexuellement mâtures. Il est important que nous réalisions ces expériences chez l’animal adulte pour pouvoir éviter le facteur confondant de l’âge sur les facteurs comportementaux mesurés. En effet, l’âge peut influencer de manière significative l’état émotionnel et le comportement de l’animal, un animal vieux pourra ainsi présenter un déclin cognitif ou une diminution de l’exploration par exemple. De même un rat adolescent pourra présenter un comportement différent de l’adulte (exploration plus importante, une prise de risque et une recherche de la nouveauté plus importantes).
Cryo-préservation, redérivation et reproduction assistée pour un archivage et une gestion sanitaire de lignées murines
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Rats : 545
Injectées deux fois à deux jours d'intervalle pour provoquer une superovulation, des femelles sont tuées à la fin de la procédure. D'autres souris sont stérilisées par une chirurgie de vingt minutes, les mâles vasectomisés étant ensuite isolés puis accouplés chaque semaine aux futures mères porteuses. 8 960 souris et 545 rats vont être utilisés au total, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 6 300 d'entre eux et modéré pour 3 205. Le service revendique un "changement de paradigme" au bénéfice des animaux non-humains grâce à la congélation des gamètes, et prévoit de tuer les mâles vasectomisés et les femelles stérilisées "lorsque trop âgés pour assurer la fonction".
Objectifs
Les prestations de reproduction contrôlée et cryoconservation (congélation de semence ou d’embryons) offrent aux unités de recherches un soutien dans la gestion de leurs projets de productions expérimentales. Elles permettent d’intégrer les étapes inhérentes à l’introduction des lignées dans le plan de production global du projet. Le service répond aux besoins des projets des équipes de recherches concernant les méthodes d’archivage (stockage de semence/gamètes) et de reproduction assistée (FIV : Fécondation in Vitro) de lignées murines (souris & rat). Il réalise des importations & exportations de lignées vivantes ou congelées (semence). Les missions sont : -Prise en charge systématique des lignées murines arrivant dans les animaleries du site universitaire pour protéger leur patrimoine génétique originel et garantir un environnement sanitaire général de qualité nécessaire au bon déroulé des projets de recherche. –Congeler le sperme ou les embryons de l’ensemble des lignées murines de la communauté scientifique afin d’assurer un archivage sécurisé et remplacer des animaux par des produits congelés lors des imports/exports. Limiter l’élevage aux lignées impliquées dans des projets de recherche les autres étant en stock congelé. -Proposer la FIV comme technique de reproduction assistée ou la décongélation d’embryons préalablement stockés en masse pour produire des lots expérimentaux. -Remplacer des rafraichissements génétiques par croisement naturel par des décongélations de sperme ou d’embryons de génération antérieure qui seront réveillés lorsque nécessaire. Ces missions s’inscrivent dans la réduction du nombre d’animaux utilisés et présents.
Bénéfices attendus
Par l’ensemble de ces techniques nous assurons un changement de paradigme dans la gestion de la production animale au bénéfice de tous ; : chercheurs, hébergeurs/producteurs et surtout animaux. Celles-ci permettent d’appliquer pleinement les 3Rs à différents niveaux de la gestion de colonies et surtout réduire le nombre d'animaux utilisés à des fins scientifiques.
Procédures
1/Superovulation : Douleur légère & stress lors des injections. durée deux fois 30 secondes.2/ Males vasectomisés : Douleur légère ou modérée lors de la chirurgie. Une seule fois, durée 20 minutes de chirurgie. Pas d’effet à long terme. 3/Mères porteuses & femelles stérilisée : Douleur légère ou modérée lors de la chirurgie. Pas d’effet à long terme.Une seule fois, Durée de la chirurgie 20 minutes.
Impact sur les animaux
Les actions de contention lors des injections (hormones, anesthésie, analgésie) génèrent du stress. Nous effectuons pour les superovulations, deux contentions à deux jours d’intervalles. Pour la chirurgie deux contentions à l’initiation du protocole (anesthésie, analgésie) Les conséquences des chirurgies : sutures, cicatrisations génèrent un inconfort limité, une douleur légère. Les mâles vasectomisés sont isolés et accouplés aux futures mères porteuses chaque semaine. Les souris étant des animaux grégaires, leur isolement génère du stress. En période de non-activité de plus d’une semaine, une femelle de compagnie est ajoutée dans la cage du mâle isolé.
Devenir
Superovulation : mise à mort à la fin de la procédure. Mâles vasectomisés : mise à mort lorsque trop âgés pour assurer la fonction Mères porteuses : mise à mort à la fin de la procédure Femelles stérilisée : mise à mort lorsque trop âgée pour assurer la fonction
Remplacement
La congélation d’ovocyte permet de remplacer des femelles superovulées par des lots d’ovocytes pour les FIV. Ajustement plus précis entre besoin et consommation. Les différentes congélations de gamètes (sperme –ovocytes-embryons ) permettent de réduire le nombre de lignées respirantes en congelant les lignées non utilisées, tout en ayant la possibilité de la réveiller ou d’assurer une fécondation via la FIV. Congélation/décongélation : Remplacer des étapes de production et de croisements par des FIV ou des décongélations. Réduire les étapes de rafraichissements génétiques par des décongélations de sperme ou d’embryons de génération plus faible.Remplacer des producteurs par des paillettes de spermes/embryons : Congeler des lots d’embryons et les réveiller par petite quantité pour répondre a des besoins précis. Exemple une femelle gestante issue de la réimplantation d’embryons congelés pour disposer tous les 2mois de petits sans avoir de colonie respirante. Produire une cohorte par an par décongélation ou FIV /réimplantation massive sans avoir de colonie respirante.
Réduction
Archivage : Les différentes congélations de semences (sperme –ovocytes) permettent de réduire le nombre de lignées respirantes en congelant les lignées non utilisées, tout en ayant la possibilité de la réveiller ou d’assurer une fécondation via la FIV. Congélation/décongélation : Réduire les étapes de rafraichissements génétiques par des décongélations de sperme ou d’embryons de génération plus faible. FIV : Réduire le nombre de mâles en fécondant massivement via des paillettes. Amplifier rapidement en utilisant peu d’animaux Superovulation : réduire le nombre de femelles donneuses d’ovocytes en superovulant. Synchronisation . Le cheptel de femelles nécessaire est ainsi réduit de 30 à 40%. Idem pour les mâles vasectomisés car il faut moins de couples pour avoir autant de femelles porteuses. Stérilisation des femelles de disposer de femelles compagne pour mâles isolés, permet de valoriser ces femelles plutôt que de les mettre à mort .
Raffinement
L’utilisation d’aiguilles 30G : permet de limiter la douleur lors des injections. Congélation d’ovocytes Lorsque la production commune destinée à l’ensemble des usagés produit un excédent de femelles mais qu’aucune FIV n’est programmée à la même période, nous pouvons superovuler les femelles et congeler les ovocytes. Lors d’un besoin pour FIV ces stocks serviront à affiner les quantités ou remplacer une superovulation. FIV : Une paillette de sperme permet de féconder plusieurs lignées d’ovocytes en même temps, ceci accélère et synchronise les croisements. Un sperme d’animal homozygote permet d’accroitre les rendements
Choix des espèces
Nous avons développé nos compétences sur les deux modèles animaux expérimentaux présents dans nos structures de productions et d’expérimentations. Ils sont les plus Les équipes de recherche pour lesquelles nous avons développé ce service travaillent sur les espèces rat et souris. Nous avons donc développé nos compétences sur les deux modèles animaux expérimentaux présents dans nos structures de productions et d’expérimentations. Elles sont les plus fréquemment utilisées en recherche animale et pour lesquels les techniques de manipulation et congélation des gamètes sont les plus abouties. La vasectomie s’effectue à l’âge de 6 semaines. Après 3 semaines de récupération post opératoire les mâles sont mis en accouplement pour confirmer la stérilité pour être utilisé jusqu’à environ l’âge de 26 semaines – 6 mois. Réimplantation –transfert d’embryons : Les mères porteuses sont utilisées dès l’âge adulte (8 semaines), jusqu’à l’âge de 3 mois (15 semaines) période qui est optimale entre 8 et 12 semaines d’âges Superovulation : Les femelles doivent de préférence être pré-pubères pour que l’effet de contrôle du cycle hormonal soit optimum. Selon les fonds génétiques cela se situe entre 4 et 6 semaines d’âge. Mais la stimulation d’adulte est envisageable en cas de nécessité.
Etudes d’exposition par inhalation pour l’établissement de valeurs seuils de toxicité aiguë françaises (VSTAF)
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Les rats qui survivent à l'inhalation sont tués aux temps prévus par la méthode, ceux qui meurent pendant l'essai servant à caler la concentration suivante. 720 rats vont ainsi être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Rasés sur le dos, ils sont enfermés seuls jusqu'à quatre heures dans une enceinte ou immobilisés dans un tube, sans pouvoir se nourrir ni boire, pendant qu'un produit chimique est diffusé. L'objectif déclaré est d'établir des valeurs seuils françaises de toxicité aiguë pour des substances qu'un site industriel pourrait rejeter accidentellement dans l'air, quand les données existantes sont jugées insuffisantes.
Objectifs
Ce projet a 2 objectifs : - Dans un 1er temps, définir un protocole d’essais chez le rongeur permettant l’établissement de valeurs seuils de toxicité aiguë françaises dans le cadre de l’exposition par inhalation à des substances chimiques émises accidentellement dans l’air par un site industriel, - Dans un 2ème temps, appliquer ce protocole pour établir des valeurs seuils de toxicité aiguë françaises pour des substances chimiques susceptibles d’être émises accidentellement dans l’air par un site industriel, dans le cas où les données toxicologiques existantes sur ces substances sont insuffisantes ou inadaptées. Au maximum, 5 études permettant de déterminer ces valeurs de référence pour 5 substances chimiques seront menées sur 5 ans.
Bénéfices attendus
Ces études devront permettre : - Dans un 1er temps, de définir un protocole d’essais chez le rongeur permettant l’établissement de valeurs seuils de toxicité aiguë françaises dans le cadre de l’exposition aiguë par inhalation à des substances chimiques émises accidentellement dans l’air par un site industriel, - Dans un 2ème temps, d’établir, en appliquant ce protocole, des valeurs seuils de toxicité aiguë françaises pour des substances chimiques susceptibles d’être émises accidentellement dans l’air par un site industriel, dans le cas où les données toxicologiques existantes sur ces substances sont insuffisantes ou inadaptées.
Procédures
Observations cliniques et pesées (moins de 5 min) : au moins 2 fois/semaine, au maximum tous les jours. Rasage (moins de 5 min) : 1 fois avant l’exposition en mode « corps entier » ; contention manuelle des animaux vigiles et rasage d’une partie du dos à l’aide d’une tondeuse dédiée aux petits animaux. Habituation au placement dans les dispositifs d’exposition (jusqu’à 30 min par jour durant 3 jours consécutifs) : 1 fois avant l’exposition ; placement des animaux vigiles dans les loges de l’enceinte d’exposition pour ceux exposés « corps entier », dans une aire où sont disposés des tubes d’exposition (1er et 2ème jour) et dans les tubes (3ème jour) pour ceux exposés par voie oro-nasale. Exposition en mode « corps entier » (au maximum 4h) : 1 fois ; placement individuel des animaux vigiles dans des loges dans une enceinte dédiée et exposition. Exposition par voie oro-nasale (au maximum 4h) : 1 fois ; placement des animaux vigiles dans les tubes d’exposition et exposition. Température rectale (moins de 5 min) : 1 fois après l’exposition ; contention manuelle des animaux vigiles et mesure de la température rectale. Comportement (15 min à 1h15/évaluation suivant les tests) : 1 fois après l’exposition ; placement des animaux vigiles dans des dispositifs de mesure de l’activité, de l’anxiété, des capacités de mémorisation, de coordination locomotrice et de la force musculaire, et enregistrement de leurs déplacements et aptitudes physiques. Pléthysmographie (moins de 1h15/évaluation) : 1 fois après l’exposition ; placement des animaux vigiles dans des enceintes de pléthysmographie corps entier et enregistrement de paramètres respiratoires. Mécanique pulmonaire (moins de 45 min) : 1 fois préalablement à la fin de l’étude ; administration d’un antalgique, anesthésie générale, anesthésie locale, acte chirurgical (trachéotomie), administration d’un myorelaxant et mesure de la mécanique pulmonaire.
Impact sur les animaux
Rasage : stress lié à la manipulation et à la contention ; Exposition en mode « corps entier », analyse comportementale/pléthysmographie : stress lié à la manipulation et au placement dans les dispositifs d’exposition ou de test, à l'impossibilité de se nourrir et de s’abreuver (suivant l’enceinte d’exposition utilisée), et à l'isolement durant au maximum 4h ; Exposition par voie oro-nasale : stress lié à la manipulation et à la contention du placement dans les tubes, à l'immobilisation, à l'impossibilité de se nourrir et s’abreuver, et à l'isolement durant au maximum 4h ; Mesure de la température rectale : stress lié à la manipulation, à la contention et à l’introduction de la sonde. De manière générale, la manipulation des animaux pourra modifier leurs réactions à la préhension et leur niveau d’activité, et une légère perte de poids pourra être observée dans les jours qui suivront l’exposition (effets habituellement relevés suite à une exposition aiguë par inhalation chez des animaux témoins de même souche, âge et sexe). L’exposition à la substance pourra également induire des effets locaux et systémiques susceptibles de faire souffrir les animaux. Des signes cliniques anormaux, affectant notamment la respiration, la peau et les muqueuses, pourront être observés.
Devenir
Conformément à la méthodologie de détermination de valeurs seuils de toxicité aiguë françaises, tous les animaux survivants aux expositions seront mis à mort au temps d’euthanasie définis à l’issue de chaque procédure.
Remplacement
Lorsque les données toxicologiques existantes sur des substances chimiques sont insuffisantes ou inadaptées pour établir des valeurs seuils de toxicité aiguë françaises, des essais de toxicité aiguë in vivo s'avèrent nécessaires. Concernant le choix des animaux, le projet suivra les recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques n°403, 433 et 436 (utilisation de rats mâles et femelles, ou uniquement d’un des deux sexes si des informations sur la toxicité de la substance le justifient) à l’âge adulte et de souches couramment utilisées en laboratoire.
Réduction
Le nombre d’animaux qui sera utilisé a été défini par rapport aux recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques pour l’évaluation de la toxicité aiguë par inhalation et aux exigences de la modélisation dose-réponse pour l'établissement des valeurs seuils de toxicité aiguë françaises. Des simulations ont été réalisées à l'aide d’un logiciel dédié à l’estimation de valeurs de référence pour l’évaluation des risques toxicologiques pour déterminer les modalités d’essai les plus adaptées. Une analyse des données bibliographiques disponibles sur la substance à tester et ses analogues sera réalisée préalablement à son étude pour déterminer les concentrations et les durées d’exposition pertinentes à tester. L’essai préliminaire et l’étude principale seront réalisés de manière séquentielle, par concentration. Les concentrations et les durées d’exposition à tester seront déterminés par les signes de toxicité et le taux de mortalité observés en utilisant le logiciel dédié.
Raffinement
Les conditions d’hébergement des animaux seront enrichies pour favoriser leur bien-être. Ils seront hébergés à plusieurs par cage pour leur socialisation. Un animal sera isolé de ses congénères en cas de lésions, d’agressivité, de respiration anormale ou de comportement anormal. Un fond sonore sera diffusé la journée pour leur permettre de s’habituer au bruit généré par les manipulations et limiter le stress des expérimentations. Du matériau leur permettant de nidifier et du matériau en bois à ronger seront disposés dans leurs cages d’hébergement. Pour les animaux exposés « corps entier », après la tonte préalable à l’exposition, des friandises seront déposées dans leurs cages d’hébergement. Pour les animaux exposés par voie oro-nasale, des tubes semblables à ceux utilisés pour l’exposition seront disposés dans leurs cages d’hébergement pour leur permettre de se familiariser avec le dispositif et se cacher. Préalablement à l’exposition, les animaux seront habitués au placement dans l’enceinte d’exposition, pour ceux exposés « corps entier », et à la contention imposée par le placement dans les tubes, pour ceux exposés par voie oro-nasale. Après chaque phase d’habituation, des friandises seront déposées dans leurs cages d’hébergement. L’eau de boisson sera supplémentée avec un complément de réhydratation et/ou des gels nutritifs seront mis à disposition dans les cages d’hébergement. En cas d’exposition « corps entier » dans l’enceinte > 1 m3, des biberons seront mis à disposition des animaux durant l’exposition. Les animaux seront observés attentivement au plan clinique dans les heures qui suivront l’exposition, et jusqu’à ce que leur bon état de santé soit avéré. Des critères de raffinement des gestes techniques qui seront pratiqués, des points limites relatifs à l’apparition de signes de douleur et des actions correctives visant à soulager les animaux ont été définis en adéquation avec les paramètres étudiés pour assurer leur bien-être. Des critères supplémentaires à ceux listés dans la présente demande pourront être définis au cas par cas suivant les informations toxicologiques disponibles sur la substance étudiée. Le cas échéant, ils seront indiqués dans le protocole d’essai associé.
Choix des espèces
Ces expérimentations seront réalisées chez le rongeur car sa physiologie est largement connue et car il constitue un modèle de prédiction des effets toxicologiques reconnu par la réglementation (cf. Document d'orientation de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques n°39). Ce projet suivra les recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques pour l’étude de la toxicité aiguë par inhalation (n°403, 433 et 436), d’utilisation du rat et de souche couramment utilisée en laboratoire, d’animaux adultes (âgés au moment de l’exposition de 8 à 12 semaines), d’un poids de ± 20% du poids initial moyen des animaux exposés au préalable, et de femelles nullipares et non gravides le cas échéant.
Étude de l’impact de la canicule sur la fonction cardiaque dans un modèle murin génétique d’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Porteurs d'une insuffisance cardiaque qui se déclare vers vingt-quatre semaines, 228 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils sont exposés plusieurs jours à des conditions de canicule, obtenues par dérogation aux règles d'hébergement, avec hyperthermie et accélération cardiaque et respiratoire attendues. S'y ajoutent trois à cinq échocardiographies et trois à cinq IRM sous anesthésie, trois séjours de vingt-quatre heures en cage à diurèse, deux gavages, des mesures de pression à la queue et une chirurgie pour implanter un capteur télémétrique. Le bénéfice annoncé tient à de meilleures recommandations médicales pour les patients cardiaques pendant les fortes chaleurs, quand le stress thermique imposé aux rats est, lui, planifié.
Objectifs
Ce projet a pour but de mieux comprendre comment les fortes chaleurs, comme celles rencontrées lors des canicules, peuvent aggraver certaines maladies cardiaques. Pour cela, nous utilisons un modèle de rat qui présente naturellement plusieurs problèmes de santé similaires à ceux observés chez les patients atteints d’insuffisance cardiaque. Les animaux seront exposés à une température élevée pendant quelques jours, dans un environnement sécurisé et surveillé. Leur état de santé sera suivi à l’aide d’examens non douloureux, comme l’échographie, ou de petits capteurs mesurant la température ou la pression artérielle. Les résultats aideront à mieux protéger les personnes fragiles lors d’épisodes de chaleur extrême.
Bénéfices attendus
Ce projet cherche à comprendre comment la chaleur intense, comme lors d'une canicule, peut aggraver une maladie cardiaque déjà présente. Grâce à ce modèle animal, il sera possible d’observer les effets de la chaleur sur le cœur et la circulation, et d’identifier des signes d’alerte utiles pour prévenir les complications. L’étude évaluera aussi des outils permettant de surveiller les animaux de manière plus précise et moins stressante. Ces travaux pourraient, à terme, aider à mieux protéger les patients cardiaques pendant les périodes de fortes chaleurs, en améliorant les recommandations médicales.
Procédures
Les animaux sont soumis à différentes interventions tout au long de l’étude. Des échocardiographies sont réalisées entre 3 et 5 fois, pour une durée de 15 minutes, sous anesthésie. La pression artérielle est mesurée à la queue à trois reprises, sur animaux vigiles, avec une durée moyenne de 15 minutes par session. Les animaux sont également placés en cage à diurèse à trois reprises, pour des périodes de 24 heures, sans anesthésie. Deux séances de gavage sont effectuées avec contention manuelle, chacune durant seulement quelques secondes, sur animaux vigiles. Une procédure chirurgicale est réalisée une seule fois pour l’implantation d’un capteur télémétrique, sous anesthésie, avec une durée de 20 à 30 minutes. Enfin, des examens d’IRM sont effectués entre 3 et 5 fois, d’une durée de 30 minutes chacun, sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
l n’est pas attendu de douleur qui ne soit pas soulagée par des traitements analgésiques appropriés. Toutefois, certaines interventions peuvent entraîner des nuisances pour les animaux. L’utilisation d’un tapis de course pour évaluer la capacité d’exercice chez des animaux vigiles (classe légère) peut provoquer une fatigue, sans douleur manifeste. La pose de capteurs télémétriques nécessite une intervention chirurgicale, susceptible d’induire des douleurs post-opératoires, qui seront prises en charge par une analgésie adaptée. Le placement en cage à diurèse peut engendrer un stress comportemental lié à l’isolement. La prise de pression artérielle peut entrainé un stress de l'animal. Le gavage, quant à lui, peut occasionner une irritation ou une gêne transitoire au niveau de l’œsophage. Enfin, les conditions caniculaires représentent un facteur de stress thermique important, pouvant se manifester par une hyperthermie, une augmentation de la fréquence respiratoire et cardiaque, ainsi qu’une altération du comportement alimentaire et de l’hydratation.
Devenir
À la fin des procédures, les animaux seront euthanasiés conformément aux normes éthiques en vigueur afin de permettre les prélèvements nécessaires aux analyses post-mortem (histologie, biologie moléculaire, etc.). Ces analyses sont indispensables pour atteindre les objectifs scientifiques du projet, notamment pour comprendre les mécanismes tissulaires associés à la décompensation cardiaque. Aucun relogement ou maintien prolongé en élevage n’est prévu, afin d’éviter toute souffrance inutile ou altération de l’état de santé des animaux au-delà de la période utile à l’étude.
Remplacement
Le projet porte sur les effets d’un stress thermique sur l’évolution de l’insuffisance cardiaque dans un contexte métabolique. Les mécanismes étudiés impliquent une réponse cardiovasculaire intégrée, thermorégulatrice et inflammatoire, impossible à reproduire in vitro ou in silico avec pertinence. Les méthodes alternatives ont été considérées pour l’optimisation des phases exploratoires (modélisation informatique, revue bibliographique, données historiques), mais les objectifs scientifiques nécessitent ici l’utilisation d’un organisme entier. Aucun modèle alternatif ex vivo ou cellulaire ne permet à ce jour de simuler la complexité des interactions physiopathologiques impliquées.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été optimisé grâce à plusieurs stratégies complémentaires : la mutualisation de certains groupes entre procédures pour éviter les redondances ; la constitution de sous-groupes expérimentaux permettant de répartir les manipulations et de limiter le stress tout en assurant la robustesse statistique des résultats ; l’exploitation de données historiques internes, notamment pour les groupes témoins lorsque cela est justifié ; l’utilisation de dispositifs de suivi longitudinal (thermopuces ou télémétrie) autorisant des mesures répétées sur un même individu ; et enfin, une estimation rigoureuse du nombre nécessaire d’animaux par calcul de puissance, prenant en compte la mortalité attendue dans ce modèle.
Raffinement
Des mesures ont été mises en place pour améliorer le bien-être animal tout au long du projet : 1) Points limites clairs et validés pour prévenir toute souffrance prolongée. 2) Répartition réfléchie des examens d’imagerie, pour éviter les cumuls d’interventions stressantes ou longues sur un même individu. 3) Dérogation à l’hébergement (condition « canicule ») strictement limitée dans le temps, et aménagée en conséquence (enrichissements adaptés, monitoring renforcé, suivi clinique rapproché). L’hébergement social est maintenu selon les normes en vigueur. 4) Utilisation de thermopuces dès que cela est possible pour limiter, voire supprimer l’utilisation de la télémétrie dans ce projet 5) S’il y a chirurgie (pour la pose de l’implant de télémétrie), raffinement des méthodes d’analgésie pré et post-opératoire, et chirurgies standardisées et de courte durées, réalisées par du personnel expérimenté. Une grille de scoring clinique est utilisée pour un suivi rigoureux de l’état général des animaux, avec des points limites définis permettant une euthanasie anticipée en cas de décompensation ou de souffrance avérée. La mise à mort est réalisée sous anesthésie générale profonde, par injection en surdose d’anesthésique, conformément aux recommandations éthiques en vigueur.
Choix des espèces
Le choix des rongeurs, et spécifiquement des rats est motivé par plusieurs facteurs. D’une part, ces animaux permettent de répondre aux objectifs du projet, qui incluent l’étude des mécanismes physiopathologiques de l’insuffisance cardiaque dans un contexte métabolique. D’autre part, les rats sont largement utilisés dans des études similaires au sein du laboratoire, ce qui permet de comparer et d’enrichir les résultats avec les données historiques accumulées. Leur taille, qui facilite les manipulations pratiques, ainsi que leur place intéressante dans la phylogénie, sont également des éléments importants. En outre, ces rats présentent une insuffisance cardiaque à 24 semaines, stade idéal pour étudier l’évolution de cette pathologie.
Sélection de composés pour le traitement de l’hyperactivité vésicale dans un modèle aigu d’irritation de la vessie induit par des agents chimiques (capsaïcine ou prostaglandine E2), chez le rat.
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Pour sélectionner des composés contre l'hyperactivité de la vessie, 960 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une irritation de la vessie leur est provoquée par de la capsaïcine ou de la prostaglandine, et l'effet des molécules est mesuré par cystométrie, jusqu'à quatre heures avec un cathéter posé dans la vessie sous anesthésie. Certains animaux reçoivent une pompe implantée sous la peau, des prélèvements de sang et des collectes d'urine en cage individuelle de moins de vingt-quatre heures, le protocole étant arrêté en accord avec une entreprise pharmaceutique partenaire. Le porteur présente le recours au rat comme un choix limitant "l'utilisation d'animaux tels que le chien".
Objectifs
L’hyperactivité de la vessie touche environ 15 % de la population, et devient plus fréquente avec l’âge. Elle entraine des envies urgentes et fréquentes d'uriner, des incontinences et des lever nocturnes qui perturbent grandement la vie au quotidien des patients souffrants de cette pathologie. Les causes de ce trouble sont encore mal connues, mais on pense qu’il est lié à un fonctionnement anormal du muscle de la vessie. Les traitements actuels reposent principalement sur des médicaments appelés antimuscariniques dont le but est d'inhiber les contractions involontaires de la vessie en agissant sur certains récepteurs. Cependant, leur efficacité est souvent limitée, et ils provoquent des effets secondaires (sécheresse de la bouche, constipation, troubles de la vision...) qui amènent de nombreuses personnes à arrêter leur traitement. Il est donc important de trouver de nouvelles solutions thérapeutiques. Pour cela, des recherches sont menées à l’aide de modèles expérimentaux qui reproduisent les symptômes de l’hyperactivité de la vessie. Ce projet vise à tester de nouveaux composés destinés à traiter l’hyperactivité vésicale. Certains de ces composés testés agissent différemment des traitements actuels, tandis que d'autres utilisent les mêmes mécanismes, mais avec moins d'effets secondaires. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez le rat, dans lequel une irritation temporaire de la vessie est provoquée à l’aide de substances comme la capsaïcine (un composé extrait du piment). Ces tests permettront d’évaluer l’efficacité des traitements avant d’envisager leur utilisation chez l’être humain.
Bénéfices attendus
Les traitements actuels de l’hyperactivité vésicale sont souvent mal tolérés, peu efficaces, ou contraignants à utiliser. Beaucoup de patients finissent par les abandonner, faute de résultats satisfaisants. Il est donc essentiel de trouver de nouvelles solutions thérapeutiques, mieux adaptées aux besoins des malades. L’objectif de ce projet est justement de contribuer à la mise au point de nouveaux médicaments plus efficaces et mieux supportés. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez le rat, qui permet de reproduire certains symptômes du trouble observé chez l’humain. Ce modèle permet de tester rapidement et de manière fiable l’efficacité et l’innocuité de nouvelles molécules. À terme, ce travail pourrait aboutir à des traitements innovants qui améliorerait significativement le quotidien des patients. Il pourrait aussi permettre de mieux comprendre les causes de ce trouble, ce qui ouvrirait la voie à d'autres avancées médicales. Enfin, en réduisant les complications liées à l’hyperactivité de la vessie, comme les infections à répétition ou les problèmes rénaux, ces recherches pourraient également contribuer à diminuer les hospitalisations et les coûts de santé.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, les animaux recevront le traitement à tester ou bien un placébo. La durée et la fréquence du traitement dépendront du médicament étudié, mais resteront en général inférieures à six mois. L'administration du traitement sera rapide : elle dure moins d'une minute lorsque l'animal est éveillé, moins de 30 minutes si une anesthésie est nécessaire, et au maximum 45 minutes si le produit doit être injecté dans la vessie sous anesthésie profonde. Dans certains cas, un examen spécifique pourra être réalisé pour évaluer l'effet du traitement sur la vessie. Cet examen, appelé cystométrie, permet de mesurer le fonctionnement de la vessie pendant quelques heures (jamais plus de 4 heures) et nécessite l’installation préalable d’un petit tube dans la vessie. Au cours de l’étude, des prélèvements pourront être faits (sang, urine) afin de procéder à des analyses pour mieux comprendre les effets du traitement. Chaque prise de sang dure moins de 3 minutes, et la collecte d’urine se fait sur moins de 24 heures dans une cage adaptée. Il est important de souligner que tous les animaux ne subiront pas toutes ces procédures. Les interventions seront limitées à ce qui est strictement nécessaire, selon les objectifs du projet, et en accord avec les recommandations établies dans le cadre de notre collaboration avec une entreprise pharmaceutique.
Impact sur les animaux
Certaines étapes du projet peuvent entraîner un inconfort temporaire pour les animaux, bien que tout soit mis en œuvre pour les limiter. Les effets indésirables possibles incluent : - Un léger stress ou une gêne lors de l’administration du traitement, car nécessitant que l’animal soit maintenu immobile pendant un court instant. - Une douleur ou gêne temporaire liée à l’implantation d’une petite pompe sous la peau, ou bien à l’administration du composé à tester directement dans la vessie. - Un stress léger lié à la collecte d’urine (sur une période inférieure à 24h) ainsi qu'aux prises de sang.
Devenir
Les animaux recevront les traitements à tester, soit en une seule fois, soit de manière répétée sur une période plus longue, selon les besoins de l’étude. L’efficacité de ces traitements sera évaluée par différents moyens, notamment : - L’analyse de la quantité d’urine produite sur une période de moins de 24 heures, - Un examen permettant d’étudier le fonctionnement de la vessie, - L’analyse d’échantillons de sang, d’urine ou d’organes. À la fin de l’étude, tous les animaux seront euthanasiés conformément à la réglementation en vigueur garantissant l’absence de douleur. Cette étape sera réalisée par du personnel formé, expérimenté et autorisé à le faire, conformément à la réglementation en vigueur.
Remplacement
L’utilisation d’animaux dans ce projet se justifie par l’absence de méthode alternative permettant d’étudier efficacement l’hyperactivité de la vessie. Cette maldie dépend de nombreux mécanismes complexes (nerveux, hormonaux, métaboliques…) qui interagissent entre eux dans un organisme vivant. Aujourd’hui, aucun modèle en laboratoire ne permet de reproduire cette complexité de manière fiable. L’utilisation de modèles animaux reste donc indispensable pour développer de nouveaux traitements mieux adaptés aux patients.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans cette étude a été calculé avec soin, afin d’être le plus faible possible tout en garantissant des résultats fiables. Une méthode statistique a été utilisée pour déterminer le nombre minimum nécessaire par groupe. De plus, lorsque cela sera possible, deux traitements seront testés en même temps. Cela permettra de limiter encore le nombre d’animaux en évitant de répéter inutilement certaines expériences, notamment pour les groupes qui ne reçoivent pas de traitement ou qui reçoivent un traitement de référence déjà connu.
Raffinement
Tout est mis en œuvre pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et le stress des animaux tout au long du projet. - Les rats sont hébergés par deux dans une même cage, dès que cela est possible, afin de préserver leur bien-être en favorisant le contact social. - Chaque jour, les soigneurs spécialisés vérifient l’état de santé général de chaque animal, leur comportement et la propreté de leur environnement. - Des critères de surveillance précis ont été définis. Si un animal montre des signes de douleur ou de souffrance, les responsables du projet sont immédiatement alertés, et les soins nécessaires sont apportés sans délai. - Les interventions chirurgicales, comme l’implantation de pompes ou les injections dans la vessie, sont réalisées sous anesthésie générale avec des médicaments contre la douleur. Un traitement antibiotique est également donné pour prévenir les infections. - D’autres procédures, comme la pose de petits cathéters (tubes) pour les examens de la vessie, ainsi que les examens eux-mêmes, sont aussi réalisés sous anesthésie complète, afin que l’animal ne ressente aucune douleur.
Choix des espèces
L’expérimentation animale est nécessaire pour l’étude d’une fonction physiologique complexe telle que l’hyperactivité vésicale. Les rongeurs sont ainsi le modèle le plus utilisé en recherche et limitant l’utilisation d’animaux tels que le chien. Le choix des protocoles est guidé par le souci d’utiliser un nombre minimum d’animaux, les moins sensibles du point de vue neurophysiologique et présentant le maximum de chances d’obtenir des résultats satisfaisants. Par ailleurs, les évaluations incluses dans le cadre de ce projet sont plus faciles à réaliser chez le rat, par rapport à la souris. Concernant l’analyse des données de miction spontanée, la vessie du rat a une capacité plus importante et permet de faciliter l’analyse de la mesure du volume uriné. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 8 semaines d'âge). Ce choix est justifié par la littérature scientifique.
Étude de la libération prolongée de leuprolide à partir d’hydrogels implantables et de son effet sur les concentrations plasmatiques de testostérone chez le rat
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
144 rats vont être utilisés, tous tués à cinquante-six jours, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun reçoit un implant de gel sous la peau, puis onze ponctions de 200 microlitres de sang dans la veine de la queue et onze échographies, toutes sous anesthésie volatile, réparties sur ces cinquante-six jours. L'objet est de mesurer combien de temps un implant de leuprolide fait chuter la testostérone, dans la perspective d'un traitement humain espaçant des injections aujourd'hui mensuelles. Le porteur retient le rat comme "l'espèce animale la moins évoluée" de taille suffisante pour recevoir l'implant et fournir assez de sang.
Objectifs
Le leuprolide est un médicament utilisé chez l’homme pour agir sur les hormones. Il est notamment employé dans certaines maladies où il est utile de bloquer la production de testostérone (par exemple dans le cancer de la prostate) ou d’autres hormones sexuelles (dans l’endométriose ou les fibromes utérins). Actuellement, le traitement doit être administré sous forme d’injection environ toutes les quatre semaines. Les implants en gel représentent une nouvelle façon d’administrer ce type de médicament. Ils permettent de diffuser le produit de manière régulière et prolongée, sans avoir besoin de répéter les injections trop souvent. L’objectif de ce projet est de tester, chez le rat, l’efficacité d’implants en gel contenant du leuprolide. Leur capacité à diminuer la production de testostérone sera évaluer, ce qui permettra de mieux comprendre l’intérêt de cette approche avant d’envisager d’éventuelles applications médicales.
Bénéfices attendus
L'administration de leuprolide sous forme d'implants d'hydrogel chez l'homme, permettrait une libération prolongée du médicament, réduisant la fréquence des administrations et améliorant ainsi la qualité de vie du patient.
Procédures
Les animaux seront soumis à une ponction de 200 uL de sang complet dans la veine caudale (11 fois réparties sur 56 jours) sous anesthésie volatile (durée environ 2min, 144 animaux au maximum). Les animaux seront soumis à une injection sous-cutanée (1 fois) sous anesthésie volatile (environ 3 min, 144 animaux au maximum). Les animaux seront soumis à une anesthésie volatile pour l'imagerie par échographie (environ 5 min, 11 fois réparties sur 56 jours, 144 animaux au maximum).
Impact sur les animaux
Toute forme de nuisance ou effets indésirables des procédures expérimentales seront attentivement surveillées lors de l'observation des animaux. Ces effets indésirables sont listés parmi les points limites de chaque procédure. Les effets indésirables qui pourraient être observés sont : erythème de différents grades en fonction de la réponse, démangeaisons.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à 56 jours post implantation afin de prélever le site d'injection qui sera étudié lors d'analyses anatomopathologiques.
Remplacement
Les tests in vitro ont permis de réduire le nombre de composés à tester. Les informations de biocompatibilité et de réduction de la production de testostérone sont obtenues uniquement par l’emploi d’animaux. Ces études précliniques sont nécessaires avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n’existe pas de modèle non biologique ou in vitro permettant de réaliser ces travaux sans perte d’informations scientifiques.
Réduction
Afin de limiter le nombre de lots expérimentaux et compte tenu que les expériences ne sont pas de classe sévère, des cohortes d’animaux pourront être utilisées pour répondre à plusieurs objectifs (informations sur la biocompatibilité, informations sur l’efficacité de réduction de production de téstostérone). Ce projet a déjà été accepté, ainsi les gestes sont bien maitrisés et dans chaque procédure le nombre d’animaux pourra être réduit jusqu’à 50% si l’effet attendu est suffisamment important pour obtenir des résultats statistiquement fiables avec la première moitié d’animaux ou si les données se révèlent non pertinentes (arrêt alors des expérimentations). Si, lors de la procédure 1, certaines combinaisons hydrogel/concentration présentent des interactions défavorables avec les tissus biologiques, elles ne seront pas retenues pour la procédure 2. Cela permettra de limiter le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Le rat est une espèce animale très proche de la physiopathologie humaine et de taille suffisante pour permettre de prélever le minimum de sang pour réaliser les dosages de testostérone et de leuprolide circulant. Les injections des implants d’hydrogel, l'imagerie ultrasonore et les ponctions de sang seront réalisées sous anesthésie générale (anesthésie volatile). Les points limites seront particulièrement surveillés dans les 48 à 72h qui suivront les injections. Parmi ceux-ci l’aspect de la peau, le poids et le comportement seront les premiers contrôlés. Ceci permettra d’intervenir immédiatement en cas de souffrance (analgésique, application de crème hydratante sur la peau), et/ou d’appliquer les critères d’arrêt prédéfinis de l’étude le cas échéant. Ce projet a déjà été accepté, ainsi les effets secondaires sont connus et pourront être anticipés plus rapidement. Tous les résultats obtenus lors de ces études seront exploités.
Choix des espèces
Le rat est l’espece animale la moins evoluée et de taille suffisante pour permettre l'injection d'implants d'hydrogel et de prélever suffisement de sang afin de réaliser les dosages de testostérone et de leuprolide. Les animaux seront utilisés au stade de jeune adulte (3 mois), afin que la production de testostérone soit maximale.
Etude d’innocuité et d’efficacité de molécules destinées au traitement des accidents vasculaires cérébraux dans un modèle d’AVC hémorragique chez le rat.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
De la collagénase bactérienne est injectée dans le striatum de 1 188 rats pour provoquer une hémorragie cérébrale, au cours d'une chirurgie de quinze à vingt minutes. Ces rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec IRM sous anesthésie jusqu'à six fois et batteries de tests sensorimoteurs répétées jusqu'au vingt-et-unième jour. Le porteur qualifie les déficits fonctionnels de légers à court et moyen terme tout en décrivant des pertes d'équilibre et une faiblesse musculaire des membres opposés à la lésion. À la fin, la cage thoracique de chaque animal est ouverte pour une ponction cardiaque, suivie d'une perfusion du cerveau avant prélèvement.
Objectifs
En clinique, les hémorragies intracérébrales spontanées (HICS) ou AVC hémorragiques, non traumatiques, résultent d'une irruption plus ou moins importante de sang dans le tissu cérébral faisant suite à la rupture d'un vaisseau cérébral. À ce jour, aucune stratégie thérapeutique pharmacologique permettant de réduire les effets délétères d'un hématome sur le parenchyme cérébral n'est disponible. L'objectif de ce projet préclinique longitudinal est de tester des stratégies thérapeutiques innovantes dans un modèle d'AVC hémorragique chez le rat afin d'étudier leur impact sur les volumes hémorragiques et lésionnels grâce à l’IRM, ainsi que sur la récupération fonctionnelle. Pour ce faire, nous utiliserons un modèle d'AVC hémorragique consistant en l'injection latéralisée de collagénase bactérienne dans le striatum. Cette chirurgie, bien documentée, reproduit fidèlement la physiopathologie de l'AVC hémorragique, permettant une meilleure transposabilité des résultats obtenus vers la clinique. L'AVC sera induit sur des rats adultes d’environ 300 g (environ 8 semaines), chez des individus femelles et mâles, afin de reproduire la diversité clinique.
Bénéfices attendus
Actuellement, la prise en charge des patients en phase aigüe de la pathologie ne repose sur aucun traitement pharmacologique. Ainsi, il est indispensable depuis des décennies de développer des stratégies thérapeutiques innovantes dans le domaine de l’AVC hémorragique. C’est l’objectif fondamental de ce projet qui consiste en l'exploration de diverses approches thérapeutiques, en employant différents modes d'administration distincts, afin d'évaluer leur incidence sur les aspects cruciaux de l’AVC explicités dans les paragraphes précédents. En cas de résultats défavorables, les différents tests thérapeutiques auront contribué à élargir le champ des connaissances scientifiques dans le domaine de l'accident vasculaire cérébral hémorragique, offrant des enseignements précieux pour orienter de futures recherches et guider le développement de stratégies thérapeutiques novatrices. En présence de résultats encourageants, les molécules fournies par les partenaires industriels seront soumises à des essais cliniques, avec pour objectif ultime la mise sur le marché dans les années à venir. Ces résultats auront également un impact sur la communauté scientifique, stimulant la collaboration entre le secteur public et privé. Les résultats bénéfiques permettront non seulement d'offrir un nouvel espoir aux patients victimes d'AVC, mais également d'encourager la poursuite des travaux de recherche sur des axes thérapeutiques spécifiques. Cette collaboration renforcée entre public et privé favorisera un échange continu d'idées et d'expertise, créant ainsi un environnement propice à l'innovation et à la progression des connaissances dans le domaine. Pour finir, en obtenant l'approbation réglementaire, certaines des thérapies que nous souhaitons tester pourront donc bénéficier à un grand nombre de patients, marquant ainsi une avancée importante dans la prise en charge de l'AVC hémorragique.
Procédures
Les 1188 animaux de cette DAP seront soumis à une chirurgie au niveau de la tête afin d’injecter de la collagénase dans le cerveau des rats dans le but d’obtenir un AVC hémorragique. Cet acte chirurgical, se déroulant à J0, durera 15 à 20 minutes et l’animal restera endormi environ 30 minutes. La pose d’un cathéter dans la veine de la queue sera nécessaire pour certains animaux afin d’administrer un traitement en intraveineux. La pose de cathéter à travers la peau prendra moins d’une minute. À J0, J1, J5, J7, J14 et J21 en fonction des sous-groupes, les animaux seront soumis à l'IRM sous anesthésie générale, pour une durée variant de 15 à 40 minutes. Tous les animaux ne passeront pas chaque jour. Les animaux passeront également une batterie de tests comportementaux ayant pour but de contrôler les déficits sensorimoteurs après AVC et la récupération fonctionnelle au cours du temps. Ces tests se dérouleront jusque 7 jours avant l’induction de l’AVC pour déterminer l’activité basale, puis à J1, J2, J3, J5, J7, J14 ou J21. Chaque animal passera moins de 15 minutes pour chacun des tests. Une randomisation sera effectuée pour répartir les animaux en plusieurs sous-groupes expérimentaux, afin d’éviter que chaque animal ne participe à l'ensemble des jours d'acquisition et à l’ensemble des tests. Enfin, à la fin du projet, les animaux seront soumis à une ouverture de la cage thoracique pour accéder au cœur et faciliter le prélèvement sanguin par ponction cardiaque. Viendra ensuite soit une perfusion transcardiaque permettant la fixation du cerveau avant son prélèvement soit un prélèvement du cerveau frais. La durée de cette intervention sera comprise entre 10 et 15 minutes pour la perfusion puis 10 minutes pour les différents prélèvements.
Impact sur les animaux
Le modèle, par définition, reproduit les effets d’un AVC hémorragique, à savoir des déficits sensorimoteurs induits par les lésions cérébrales due à l’hématome et à l’œdème au niveau cortical et striatal. Les déficits fonctionnels sont considérés comme léger à court et moyen terme dans ce modèle d’AVC, mais peuvent occasionnellement entraîner des pertes d’équilibres et une faiblesse musculaire des membres opposés à la lésion chez l’animal. A long-terme les déficits fonctionnels ne sont plus que légèrement perceptibles. Les tests comportementaux réalisés par du personnel entraîné ne sont pas destinés à induire de la souffrance animale, mais leur répétition fréquente au fil du temps peut engendrer du stress chez les animaux. Un animal trop stressé et incapable de réaliser un test particulier sera exclu de celui-ci. Tout au long de l’étude l’animal peut aisément continuer à s’alimenter, s’abreuver et se fabriquer un nid avec les enrichissements mis à disposition dans la cage.
Devenir
A la fin du projet, tous les animaux seront donc mis à mort permettant le prélèvement du cerveau post fixation ou frais pour analyse.
Remplacement
Ce projet correspond aux étapes des tests d’innocuité et d’efficacité de thérapeutiques in vivo faisant suite aux nombreuses expérimentations et validations réalisées in vitro par les industriels financeurs. Actuellement il n’existe aucune méthode alternative à l’expérimentation animale nous permettant d’obtenir le même niveau d’information obtenue avec l’expérimentation animale. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons dans la littérature et au sein de notre laboratoire font du rat le modèle préférentiel pour mener à bien ce projet. En effet, rattus norvegicus est l’une des espèces animales la plus étudiée dans le domaine de l’AVC hémorragique, permettant une analyse comparative et critique des résultats obtenus.
Réduction
Les données extraites de la littérature scientifique préclinique, combinées surtout à une étude de détermination de la puissance statistique régulièrement mise à jour avec nos données permettent de définir un nombre minimal d’animaux de 18 par groupes dans nos conditions protocolaires. Cette approche nous offre la capacité de visualiser des différences réelles de manière statistiquement significative entre les groupes étudiés. Afin d’anticiper les exclusions d’animaux dues à des erreurs techniques ou à de la mortalité, l’augmentation de l’effectif de 22 par groupes expérimentaux est obligatoire pour atteindre un effectif final satisfaisant de 18 animaux par groupe. Maintenir cette marge de sécurité contribue à assurer la validité scientifique de notre projet tout en respectant les normes éthiques et les principes de réduction du nombre d'animaux utilisés en recherche. Ainsi, en optimisant le nombre d'animaux utilisés, nous parvenons à concilier l'efficacité de notre projet avec sa valeur scientifique, conformément aux principes de réduction du nombre d'animaux utilisés en recherche.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE) et isolés de tous les bruits extérieurs. Au sein de chaque cage, les animaux auront toujours accès à divers types d’enrichissements : des tunnels en carton et briques aspen, ainsi qu’accès ad libitum à la nourriture et à l’eau pendant toute la durée de stabulation. Leur bien-être sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés. Durant toute la durée de l’étude, les animaux seront régulièrement pesés (2 fois par semaine au minimum). Pendant l’opération chirurgicale conduisant à l’AVC hémorragique, l’animal sera et aura une couverture analgésique administrée en sous-cutanée (entre 30 minutes et 1h avant) avant la première incision expérimentale. L’anesthésie générale sera maintenue jusqu’au réveil. Sur le cadre stéréotaxique, pour limiter les douleurs liées aux barres d’oreilles proches du conduit auditif du rat, une anesthésie locale sera appliquée. De plus, chaque site d’incision de peau sera précédé d’une tonte préalable du pelage, d’une désinfection ainsi que de l’injection d’un anesthésiant local en sous-cutané. Les yeux de l’animal seront protégés avec du gel ophtalmique pendant toute la durée de la chirurgie. La température corporelle de l’animal sera maintenue à 37.5 ± 0.5°C grâce à un système de couverture chauffante rétrocontrôlée. Le choix de la technique de sutures se portera sur la méthode des points séparés, offrant une plus grande résistance que le surjet par exemple, et limitant le risque pour l’animal de rompre ses points et donc de déhiscence de la plaie. Même si la surveillance des animaux s’effectuera en continue, elle sera accrue pendant les premières heures de réveil. Des injections d’analgésique seront réalisées dans les premières heures suivant la chirurgie (relais de l’injection pré-opératoire) puis le lendemain de la chirurgie afin de maintenir une couverture analgésique post-chirurgicale. En cas de constatation post-opératoire de dépassement des points limites fixés et détaillés plus bas dans cette DAP, l’animal sera mis à mort par injection léthale de pentobarbital. Enfin, une surveillance stricte des rats sera réalisée pendant les jours suivants l’opération.
Choix des espèces
Le rat (Rattus Norvegicus) occupe une place importante dans la recherche en neurosciences et plus particulièrement dans le développement de stratégies thérapeutiques. Cette prépondérance découle de divers facteurs, notamment les homologies vasculaires et génétiques entre l’Homme et le rat, le coût relativement bas, et la logistique aisée associée à l'élevage et la stabulation de ces rongeurs. Ces caractéristiques (entre autres) font du rat un modèle animal privilégié pour la recherche préclinique. Dans le contexte spécifique de l'AVC hémorragique, l'utilisation du rat devient incontournable. En effet, il offre la possibilité d'une analyse comparative et critique des résultats obtenus avec ceux de la littérature, renforçant ainsi la fiabilité des conclusions et leur applicabilité potentielle chez l'Homme. Les animaux utilisés seront adultes le jour de l’induction de l’AVC pour un poids moyen d’environ 300 g. Nous effectuerons notre modèle sur des adultes afin de pouvoir comparer les données de cette étude avec celles déjà disponibles dans notre laboratoire et dans la littérature scientifique du domaine.
Evaluation de l’excrétion biliaire et du métabolisme d’une entité thérapeutique (chimique ou biologique) chez le rat après pose d’un cathéter
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Quarante-cinq minutes d'anesthésie gazeuse au minimum, pose d'un cathéter dans le canal cholédoque, puis au moins douze jours d'habituation en cage métabolique individuelle. 625 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère, harnachés pour la collecte continue de bile. Vient ensuite l'administration unique du composé à tester, jusqu'à six microprélèvements sanguins en vingt-quatre heures, et pour une partie des animaux le retrait de tout enrichissement et le placement sur grille pendant quarante-huit heures afin de recueillir urines et fèces. Le porteur écrit que la bile étant entièrement collectée et non renvoyée dans le duodénum, la survie au-delà de quarante-huit heures n'est pas possible dans des conditions éthiques, et que tous les rats sont donc mis à mort.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans une stratégie globale de caractérisation de nouvelles entités en vue de la première administration chez l’homme, ou l’animal pour les médicaments vétérinaires. L’objectif du projet est d’étudier l’excrétion biliaire de potentielles entités thérapeutiques chimiques ou biologiques après administration par voie intraveineuse chez le rat. Dans la recherche préclinique et la recherche de candidats, les paramètres pharmacocinétiques sont essentiels pour la sélection et l’évaluation des candidats médicaments. Les entités testées sont préalablement analysées lors de tests in-vitro. Une première sélection est ainsi réalisée pour n’administrer aux animaux que des entités avec des caractéristiques favorables en terme pharmacocinétique. Ces études préliminaires permettent d’objectiver les processus d’absorption, de dégradation, de distribution et d’élimination de chaque entité afin de prédire le comportement de ces entités chez l’homme ou l‘animal pour les médicaments vétérinaires. Selon les propriétés des entités, il arrive que les études préliminaires ne suffisent pas pour déterminer le métabolisme hépatique et les voies d’élimination et qu’une étape « in vivo » sur organisme entier soit nécessaire. Une chirurgie a été développée pour implanter un cathéter au niveau du canal cholédoque et ainsi collecter la bile dès la fin de la chirurgie. L’absence de vésicule biliaire chez le rat permet de collecter la bile en continu après l’administration du composé.
Bénéfices attendus
A court terme, les expérimentations de ce projet permettront d’élucider les voies d’excrétion déterminantes pour l’avancée du développement préclinique pour certaines entités testées. Elles peuvent aussi aboutir à l’identification des principaux métabolites et déterminer leur éventuelle toxicité. A long terme, les entités sélectionnées constitueront la base pour un traitement applicable à l'Homme, ou à l’animal dans le cas de médicaments vétérinaires.
Procédures
Les gestes techniques concernent tous les animaux : • Procédure chirurgicale de pose de cathéter biliaire : o 1 anesthésie gazeuse de 45 minutes minimum par animal o Administration d’analgésique et anti-inflammatoire. Durée 30 secondes sur animaux anesthésiés. Unique. Mise en place d’une couverture analgésique sur une période de 3 jours post-opératoire o Administration unique d’une solution d’hydratation des animaux. Durée 30 secondes sur animaux anesthésié. • Hébergement individuel post-chirurgie : o Cage à métabolisme individuelle avec enrichissement complet (litière et matériaux de nidification) avec maintien du contact olfactif et visuel. Habituation pendant au moins 12 jours. • Pesées : Durée 30 secondes sur animal vigile, jusqu’à une fois par jour sur la durée des études. • Administrations des composés à potentiel thérapeutiques sur animal vigile : Durée 30 secondes. Une fois • Hébergement individuel post-traitement : Cage individuelle à métabolisme avec maintien du contact olfactif et visuel avec ou sans enrichissement selon la nécessité d’une collecte des excrétas (urine et fèces) en plus de la bile. o Condition 1 (sans collecte d’excrétas) : Avec maintien de la litière en fond de cage et du stick de bois mais matériel de nidification retiré (pour éviter l’emmêlage avec le harnais). Durée maximale de 72h (24h de récupération post opératoire + 48h d’étude). o Condition 2 (avec collecte d’excrétas) : Avec retrait de la totalité de l’enrichissement et placement de l’animal sur grille. Durée maximale de 48h. • Prélèvements de sang, sur certains animaux seulement : o Microsampling : Durée 30 secondes sur animal vigile. Maximum 6 fois sur 24h. o En phase terminale : Durée 1 minute sous anesthésie générale gazeuse ou chimique. o Les volumes et la fréquence des prélèvements seront selon les critères de la consigne interne en vigueur. Le volume total prélevé n'excédera pas 7.5% du volume estimé de sang total de l'animal sur une période de 24 heures.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sont liés aux gestes techniques d’administration (maximum 5 minutes) et de prélèvements (maximum 6 fois 5 minutes), à l’acte chirurgical (maximum 1 heure) ainsi qu’aux contraintes d’hébergement individuel (maximum 48h). Dans ces études, les composés testées auront déjà été administrés au préalable sur des animaux non opérés au canal cholédoque. Toutefois dans ces phases précoces de développement, des effets secondaires non prédictibles peuvent survenir : perte de poids, hypo- ou hyperthermie, comportement anormal (animaux hypo- ou hyperactifs), vocalisations. Tout effet observé sera noté selon une grille spécifique et donnera lieu à une action adaptée à la gravité des signes ; les points limites anticipés permettent de limiter la nuisance à un niveau de gravité modéré au maximum.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures. La bile étant entièrement collectée et non administrée dans le duodénum, la survie dans des conditions éthiques n‘est pas possible au-delà de 48h. De ce fait, il n’est pas possible de réutiliser les animaux pour de nouvelles études.
Remplacement
De nombreux tests in silico et in vitro existent et permettent de sélectionner les entités d'intérêt uniquement sur la base de leurs caractéristiques pharmacocinétiques, notamment l'absorption et le métabolisme. Il n'existe pas de modèles in silico ou in vitro qui permettent de déterminer l'ensemble des propriétés pharmacocinétiques d'un composé d'intérêt. Seul un modèle animal peut permettre de caractériser ces entités et discriminer celles qui pourront être envisagées pour un traitement chez l’homme ou l’animal dans le cas d’un médicament vétérinaire.
Réduction
Les composés auront préalablement été évalués de manière extensive sur une batterie de tests in silico et in vitro. Ces tests couplés avec les premières études in-vivo permettent de prédire le profil pharmacocinétique du composé (ex : lipophilie, absorption, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d'interaction du composé avec la cible d'intérêt (ex. un récepteur, un canal ionique, une enzyme). Après cette première sélection, les entités sont administrées en études de pharmacocinétiques exploratoires pour déterminer les paramètres de chaque entité. Selon ces résultats, les entités continuent à être testées en efficacité et aussi en dose croissante. Lorsque des incohérences sont observées ou bien que les mécanismes ne sont pas identifiés après toutes ces études préalables, il peut être nécessaire de réaliser des études d’excrétion. Cette approche préalable permet de réduire fortement le nombre d’entités à tester et ainsi de réduire le nombre d‘animaux.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes dans des cages contenant de l'enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Après réalisation des chirurgies, les animaux seront hébergés individuellement dans des cages à métabolisme pour permettre la connexion du système de collecte de la bile ; un contact visuel et olfactif est maintenu entre congénères. A minima pendant la période de récupération post-opératoire (au moins 24h), les cages seront équipées de litière et d’enrichissement adapté. Cet enrichissement sera maintenu tout au long de l’étude sauf lors de la phase de collecte des excrétas. Les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de la procédure. Les locaux d'hébergement font l'objet de surveillance sanitaire régulière par le biais de contrôles environnementaux, des systèmes d'hébergement et d'animaux sentinelles. Des soins adaptés seront donnés aux animaux affectés, par ou sous l'autorité du vétérinaire désigné ou mis à mort selon les recommandations définies dans la consigne en vigueur. Un plan d'action sera établi et mis en place lors d'apparition d'évènements inattendus. Des critères d'arrêt anticipé seront mis en place pour chaque procédure afin de réduire tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile. Les procédures potentiellement douloureuses ou source d'inconfort ou de stress se feront sous anesthésie gazeuse. Le nombre de manipulations sur l'animal sera réduit au strict nécessaire. Le projet sera mis en œuvre par du personnel qualifié et habilité conformément à la réglementation en vigueur et ayant reçu une formation en Chirurgie Expérimentale. Le protocole chirurgical a été raffiné à l’aide d’un expert en chirurgie. Une procédure spécifique permettra de proposer et de tester le raffinement notamment de la technique chirurgicale, de l’hébergement et de la collecte d’échantillon en vue de l’appliquer aux procédures d’étude une fois validé par le vétérinaire désigné, la Structure en charge du bien-être animal et le comité d’éthique de l’Etablissement utilisateur.
Choix des espèces
Le rat est une espèce couramment utilisée dans les stratégies de sélection de candidat, en réalisant des essais de pharmacocinétique préclinique. Pour le modèle de cathétérisation biliaire, le rat est l’espèce de choix car le rat ne possède pas de vésicule biliaire et présente donc une excrétion continue de la bile mais aussi pour des raisons scientifiques : comparaison de résultats pharmacodynamiques et pharmacocinétiques chez la même espèce animale, homologie de récepteur de l’espèce choisie avec le récepteur humain. Le stade adulte sera utilisé par défaut (à partir de 7 semaines) car c’est celui qui permet de déterminer les paramètres pharmacocinétiques de l’espèce pour une entité donnée.
Développement de l’imagerie couleur (K-edge) des processus fonctionnels des maladies pulmonaires en combinaison avec des agents de contraste dédiés dans les modèles animaux rats, lapins et porcs. (MODIFICATION)
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Lapins : 220
Cochons : 84
Une chirurgie sous anesthésie de quarante-cinq minutes à une heure trente, puis cinq à huit administrations de produit de contraste, puis quatre à neuf séances d'imagerie de deux heures trente chacune. 336 rats, lapins et porcs vont être utilisés dans ces protocoles, dans des procédures allant du sans réveil au niveau de souffrance sévère. Deux des modèles se déroulent entièrement sous anesthésie sur quatre heures, sans reprise de conscience, pour mettre au point l'imagerie couleur K-edge de l'embolie et de la fibrose pulmonaires, le porteur indiquant que la création de ces modèles pathologiques se fait sans ajout d'animaux. Tous sont tués pour que leurs organes passent en microscopie et en histologie.
Objectifs
Certaines maladies pulmonaires, comme l'embolie pulmonaire et la fibrose pulmonaire, altèrent la respiration et peuvent mettre en danger la vie des patients. Pour mieux comprendre ces maladies et améliorer leur diagnostic, ce projet utilise un scanner médical avancé capable d’analyser la composition des tissus pulmonaires avec une grande précision. Cette nouvelle technologie nécessite la mise au point de nouveaux agents de contraste innovants. Pour cela, des études seront menées sur des modèles animaux dont l’anatomie pulmonaire est proche de celle des humains. La création des modèles animaux de pathologies pulmonaires nécessite une modification du projet initial sans ajout d’animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer les techniques d’imagerie médicale pour mieux détecter certaines maladies pulmonaires. Grâce à l’utilisation de nouveaux produits de contraste, il pourrait permettre d’identifier plus précisément les zones touchées et d’obtenir des informations plus détaillées sur l’évolution de ces maladies. En apportant une meilleure visibilité des atteintes pulmonaires, cette avancée pourrait améliorer le diagnostic et le suivi des patients à l’avenir.
Procédures
Rats : 32 animaux ont subi 1 administration de produit sous anesthésie et 9 séances d’imagerie sous anesthésie (MODIFICATION 1h à J0 et 15 minutes à J1 et J7 ). Lapin : Modèle 1 (4h sans réveil) 101 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (durée 1h30), 5 administrations de produit sous anesthésie, et (MODIFICATION) 7 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). Modèle 2 J0 (3h) 119 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes), 5 administrations de produit sous anesthésie, et (MODIFICATION) 6 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). Modèle 2 J21 (3h) : 119 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes) 8 administrations de produit sous anesthésie, et (MODIFICATION) 5 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). Porcs : Modèle (MODIFICATION 4h sans réveil) 33 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (durée 1h30) 5 administrations de produit sous anesthésie, et 7 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). (MODIFICATION) Modèle 2 J0 (3h) 51 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes), 8 administrations de produit sous anesthésie, et 5 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). (MODIFICATION) Modèle 2 J21 (3h) : 51 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes) 5 administrations de produit sous anesthésie, et 4 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30).
Impact sur les animaux
Certaines étapes du projet peuvent entraîner un inconfort temporaire pour les animaux. Les injections et prises de sang peuvent provoquer une légère douleur passagère. La préparation de la peau pour la tonte peut générer un stress léger de courte durée. L’anesthésie et la chirurgie peuvent causer un stress modéré, parfois accompagné d’effets secondaires légers, comme une gêne respiratoire passagère. L'administration de certains traitements peut aussi entraîner une fatigue ou une diminution temporaire de l’appétit. 5.7. Quelles espèces est-il prévu d’utiliser? Quels sont le degré
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés car des organes doivent être prélevés pour analyse en microscopie, histologie.
Remplacement
Le projet se fonde sur l'imagerie du poumon grâce à de nouveaux agents de contraste. La faisabilité de ces agents de contraste à interagir avec l'organisme in vivo ainsi que de marquer les processus recherchés du projet (ventilation, perfusion, inflammation) est à ce jour inconnue. Avant d'utiliser des animaux vivants, des tests sont faits sur des poumons provenant de l'industrie alimentaire (lapins, cochons). Cela permet d'améliorer la précision des tests sur les animaux vivants et de réduire leur nombre nécessaire pour l’étude.
Réduction
Ce projet implique l'utilisation de 336 animaux dont une phase pilote sur la biodistribution et la biotolérances de 8 agents de contraste chez les rats. Pour les lapins, le nombre d'animaux a été calculé pour s'assurer qu'on puisse détecter des différences significatives dans les images, comme celles entre un animal malade et un animal en bonne santé. Cela permet de garantir que les résultats soient fiables. Pour les porcs un effort de réduction est entrepris puisque un certain nombre seront utilisés pour les 4 agents de contrastes et les 2 voies d’administration. Le nombre d’animaux a été déterminé en tenant compte de deux contraintes : la quantité d’agent de contraste nécessaire et les différences naturelles entre chaque individu observées dans les études précédentes. Les techniques d’imagerie non invasive, permettent de suivre les mêmes animaux dans le temps, réduisant le besoin de grands effectifs pour des études distinctes.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en collectivité, au sol dans des boxes (lapins et porcs) et des cages (rats) dédiés avec alimentation et eau ad libitum. Les animaux seront suivis de manière quotidienne, manipulés par le personnel de zootechnie pour réduire toute forme de stress. Ils seront pesés pour un suivi de gain de poids qui permettra le bon calcul des doses à administrées le jour de l’expérimentation. Les paramètres environnementaux de la pièce seront également relevés quotidiennement. Le raffinement est appliqué, par l’utilisation de boxes/cages enrichis : foin, abris, bâton et bloc de cellulose à ronger pour les lapins. Foin et jouets de différentes textures pour les cochons. Tunnel, abri, nid et bloc de bois à ronger pour les rats. Ceux-ci leur permettent d’exprimer au mieux leur comportement naturel. La règle de raffinement est aussi mise en place au cours de la procédure via des traitements analgésiques, anti-inflammatoires et une grille de suivi adaptés.
Choix des espèces
• Rat : stade adultes, 300 à 450 g, Choisi dans un premier temps pour les tests initiaux de faisabilité et pour sa taille qui est adaptée à la résolution du scanner. Ils permettent d’obtenir des données préliminaires avant de passer à des espèces plus proches de l'Homme. • Lapin : stade jeunes adultes, d’environ 3 à 6 mois, de 3-4 kg Choisi pour sa physiologie pulmonaire proche de celle de l'Homme, ce qui permet de simuler des conditions humaines avec des volumes respiratoires et sanguins comparables à ceux d'un enfant de 4kg. • Porc : stade jeunes adultes, d’environ 3 mois, ayant un poids entre 30 et 40 kg. Le porc est un modèle adapté pour la recherche clinique, car sa taille, son poids et son anatomie, notamment le système respiratoire, sont proches de ceux de l’Homme. C’est une espèce clé pour les tests précliniques qui visent à transposer les résultats chez l'Homme.
Développement d’anticorps chez le rat
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
La production d'anticorps destinés à des partenaires de recherche passe ici par l'immunisation de rats sur une période de 88 à 365 jours. 60 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tués en fin de projet par exsanguination sous anesthésie pour obtenir le maximum de sérum et prélever des organes. Chaque animal peut recevoir jusqu'à 12, 15 puis 10 injections selon les voies et subir jusqu'à 20 prélèvements sanguins, avec des boules inflammatoires sous-cutanées de moins de six millimètres dans une partie des cas. Le porteur présente ces anticorps comme des outils "essentiels" pour la recherche et le développement, et met en avant les centaines de publications de ses partenaires qu'ils ont alimentées.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de générer des anticorps à partir de rat. L’immunisation des rate est réalisées par voie sous-cutanée, intra-veineuse ou par intra-musculaire sur une période de 88 à 365 jours. Cette immunisation va nous permettre de générer des anticorps spécifiques de l’antigène d’intérêt. Ces nouveaux anticorps ainsi produit sont des outils essentiels pour le monde de la recherche et développement. Les résultats obtenus grâce aux anticorps générés que nous avons générés ont participé à l’avancée des connaissances scientifiques à travers plusieurs centaines de publications de nos partenaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont la création de nouveaux anticorps monoclonaux et polyclonaux. Les anticorps jouent un rôle crucial dans la recherche scientifique et les applications thérapeutiques. Recherche Scientifique 1- Détection des protéines : Les anticorps permettent d’identifier et de mesurer certaines protéines dans des échantillons biologiques. 2- Analyse des cellules : Grâce à un marquage, les anticorps aident à reconnaître et à trier différents types de cellules. 3- Observation au microscope : Ils sont utilisés pour repérer des structures cellulaires. 4- Purification des protéines : Les anticorps permettent d’isoler des protéines d’intérêt à partir d’un mélange complexe. Applications Thérapeutiques 1- Traitements avec des anticorps monoclonaux : Utilisés contre le cancer, les maladies auto-immunes et certaines infections. 2- Thérapies ciblées : Les anticorps peuvent transporter des médicaments directement vers les cellules malades. 3- Neutralisation des micro-organisme : Ils peuvent bloquer l’action de virus ou de toxines bactériennes pour protéger l’organisme. 4- Stimulation du système immunitaire : Les anticorps peuvent renforcer ou réguler la défense immunitaire pour traiter certaines maladies, notamment le cancer. 5- Outils de diagnostic : Présents dans de nombreux tests médicaux, ils permettent la détection de différentes maladies. 1. . Les anticorps sont des outils puissants en recherche et en thérapeutique en raison de leur spécificité et de leur capacité à se lier à des cibles moléculaires précises. Leur utilisation continue de se développer, ouvrant la voie à de nouvelles approches pour la recherche fondamentale et pour le traitement de maladies.
Procédures
- Prélèvements sanguins sur animaux anesthésiés, environ 5 min, maximum 20 prélèvements. - Injection sur animaux anesthésiés, environ 1 minutes, maximum 12 injections. - Injection sur animaux anesthésiés, environ 1 minutes, maximum 15 injections. - Injection sur animaux anesthésiés, environ 20 seconde, maximum 10 injections. Exsanguination sous anesthésie, sans réveil.
Impact sur les animaux
Il existe plusieurs effets indésirables pouvant toucher les rats au cours de ces programmes de recherche : La préhension de l’animal lors des prélèvements et des injections pouvant entraîner un léger stress. Les injections sous-cutanées peuvent entrainer l’apparition d’une petite boule inflammatoire dont le diamètre ne dépasse pas 6 mm au maximum dans moins de 50% des cas l’apparition Pour les injections intra-musculaires, une très légère douleur pourrait avoir lieu lors de l’injection avec un adjuvant, une analgésie sera mise en place dans ce cas
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin de projet afin d’obtenir le maximum de sérum et de pouvoir prélever des organes.
Remplacement
À ce jour, il n'est pas envisageable de remplacer le modèle in vivo chez le rat pour la génération des anticorps. En effet, la réponse immunitaire est un phénomène complexe qui implique la coopération de multiples types cellulaires, pour lequel il n'existe pas d'équivalent in vitro. Bien que des méthodes alternatives émergent, elles ne permettent pas d'obtenir des anticorps de qualité équivalente (propriétés et fonctions). Ces technologies de développement d'anticorps in vitro ne sont pas encore matures. Elles nécessitent un équipement spécifique et des réactifs adaptés et les chances de succès sont limitées, comme le démontre le faible nombre d'anticorps cliniques généré par ces approches alternatives.
Réduction
Le nombre de rat utilisé pour chaque expérimentation est réduit à un minimum de 2 animaux. Pour les anticorps polyclonaux, la purification des anticorps requiert une quantité conséquente de sérum, c'est pourquoi nous utilisons généralement 2 rats par immunogène. Pour les anticorps monoclonaux, nous immunisons 2 rats par immunogène. La réponse immunitaire variant d'une rat à l'autre et selon la nature des immunogènes, plusieurs rats sont nécessaires pour générer des anticorps monoclonaux de qualité.
Raffinement
Les rats sont logés dans des cages standard, en groupe (2 par cage). Ils bénéficient d'un enrichissement sous forme de tunnels pour améliorer leur environnement. Les animaux sont habitués au personnel pour réduire le stress. Le personnel est formé et sensibilisé à une manipulation douce des rats pour limiter le stress au maximum. De plus, ils sont anesthésiés à l'isoflurane 3% lors de chaque intervention pour minimiser la douleur et le stress.
Choix des espèces
Le rat montre une très bonne réponse immunitaire basée sur les anticorps. De plus de nombreux outils existent déjà pour l’utilisation des anticorps générés dans la recherche et le diagnostic. Nous utilisons des jeunes adultes (environ 7-8 semaines) car c'est à cet âge que la réponse immunitaire est optimale.