Rats
Étude des interactions des circuits corticaux et de la prise de décision chez le rongeur par imagerie et électrophysiologie.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Rats : 424
1248 souris et 424 rats vont être utilisés dans ce projet, 237 opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, les 1435 autres soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal peut passer jusqu'à 180 jours en cage individuelle, la tête fixée pendant une à deux séances quotidiennes de tâches de décision, avec un accès à l'eau restreint jusqu'à 120 jours consécutifs et une seule journée d'eau à volonté par semaine. La chirurgie de pose du dispositif d'enregistrement dure une à deux heures, six à sept en cas d'injections bilatérales. Le porteur plafonne la perte de poids à 18 % chez la souris et 9 % chez le rat, et rattache ces expériences fondamentales à des perspectives d'optimisation des neuroprothèses sensorielles ou motrices, sans échéance.
Objectifs
Notre objectif est d’élucider comment certaines voies de communication s’organisent pour transformer des événements en décision. Les informations sensorielles, le contexte interne et la valeur des actions convergent au sein d’un maillage; les chronologies, les relais anatomiques et les mécanismes de coordination assurant une intégration rapide demeurent obscurs. Pour explorer cette dynamique, nous avons élaboré un projet utilisant des souris et des rats où les règles de choix varient entre séances : un même stimulus peut conduire, selon le contexte, à une action distincte. Durant l’apprentissage puis la performance stable, nous enregistrerons l’activité neuronale par différentes imageries en perturbant sélectivement des processus naux pour tester leur rôle causal. Nous irons au-delà de la simple cartographie des réponses. Ces expériences fourniront une vue causale et multi-échelle de la façon dont une zone du cerveau bâtit, adapte et exploite ses réseaux de communication pour convertir l’information en choix, ouvrant des perspectives fondamentales et cliniques.
Bénéfices attendus
Le bénéfice principal attendu de ces expériences est la possibilité de comprendre les bases neuronales de la prise de décision. En particulier, nous prévoyons de décrire précisément plusieurs aspects des communications entre neurones et entre réseaux de neurones. Ces différents aspects du code neuronal pourront être mis en relation avec la perception et la décision des animaux, nous permettant ainsi de répondre aux questions précédemment posées. Les retombées attendues dépassent cependant la simple connaissance fondamentale. Une meilleure compréhension des schémas de communication intra-corticaux est cruciale pour optimiser les neuroprothèses sensorielles ou motrices : toute stimulation artificielle, pour être perçue comme naturelle, doit s’insérer en suivant une circuiterie et une signalétique préexistante. Enfin, plusieurs troubles psychiatriques, dont la schizophrénie, sont associés à une dys-connexion fonctionnelle entre aires frontales et sensorielles ; en identifiant les circuits qui normalisent la circulation d’information inter-aires ou inter-hémisphères, notre travail pourra orienter de futures stratégies thérapeutiques.
Procédures
Dans cette étude, souris et rats subiront quelques procédures mineures puis une chirurgie unique sous anesthésie générale. Identification et génotypage À ≥ 3 semaines, un micro-poinçon de l’oreille unique servira à marquer chaque animal et fournira le tissu pour le génotypage. (1-2 minutes) Chirurgie Sous anesthésie (1-2 h ; 6-7 h si injections bilatérales), un dispositif d’enregistrement/stimulation sera fixé au crâne. Habituation Après ≥ 1 semaine de récupération, les animaux seront progressivement habitués à la contention tête-fixe (quelques minutes par jour pendant ~7 jours). Entraînement comportemental Les animaux suivront ensuite 1-2 séances quotidiennes de tests comportementaux (20 min-1 h) sur une période pouvant atteindre 180 jours. En dehors des séances, l’accès à l’eau sera restreint (période maximum de 120 jours consécutifs. Pauses avec accès à l’eau ad-libitum durant 1 jour, chaque semaine durant cette période de 120 jours.). Hébergement Individuel Les individus seront hébergés individuellement durant l’entrainement comportemental, et après la pose du dispositif d’enregistrement/stimulation. (max période de 180 jours). Fin d’expérience À la fin du protocole, les animaux seront profondément anesthésiés puis euthanasiés.
Impact sur les animaux
Les procédures expérimentales prévues peuvent induire plusieurs effets indésirables sur les animaux. Une douleur et un inconfort modéré peut survenir suite à la chirurgie d'implantation et de pose de fenêtre crânienne, pouvant durer jusqu'à quelques jours après l'intervention. Les animaux pourraient manifester par ailleurs des signes de détresse, d'inactivité, de mobilité réduite, de posture anormale, de défaut de toilettage ou d'altération du comportement exploratoire, dans les quelques jours (0 à 4 jours, le plus fréquemment 1 jour) suivant la chirurgie. Durant la période de restriction hydrique, les animaux pourront présenter une perte de poids contrôlée induisant potentiellement une sensation de soif, de faim ou de malnutrition modérée. Cette restriction peut également engendrer un stress physiologique et comportemental. Enfin, les effets de l’hébergement individuel des animaux pourraient augmenter leur état d’activité motrice durant les phases normalement associées au repos, dérégler leur apport en nourriture, augmenter leur anxiété et leur mémoire. Ces effets sont cependants mitigés en dessous de 4 semaines.
Devenir
Certains animaux ne pourront pas être réutilisés entre plusieurs projets, car les modifications neuronales spécifiques mises en place pour répondre à une question scientifique précise ne permettent pas de répondre à une autre question scientifique. De plus, ilIl est sera nécessaire pour chaque animal, de combiner les résultats obtenus sur à travers l'activité de sess neurones avec une analyse anatomique détaillée de la connectivité et la localisation de ces mêmes neurones. Cette analyse anatomique de leurs cerveaux dernière étape nécessite obligatoirement la mise à mort des animaux afin de prélever leurss tissus nerveux pour analyse. Ainsi, tous les animaux participant aux expériences de physiologie, qu'ils soient réutilisés ou non sur un ou plusieurs projets, devront être mis à mort à l'issue des expériences afin de réaliser cette étude histologique indispensable.
Remplacement
L'étude approfondie des interactions neuronales complexes au sein du système nerveux et de leur rôle dans les processus décisionnels en contexte comportemental nécessite impérativement l'utilisation d'animaux vivants capables d'interagir activement avec leur environnement. Actuellement, les alternatives non animales disponibles dans ce domaine incluent principalement les cultures cellulaires et les organoïdes cérébraux. Cependant, ces modèles présentent des limites importantes qui les rendent inadaptés à l’étude des processus décisionnels. En effet, les organoïdes cérébraux ne permettent pas d'étudier l'activité neuronale au sein de leurs circuits de manière réaliste. En l’absence d’une boucle sensori-motrice fonctionnelle, il ne peut y avoir de mise en place de circuit décisionnel, associant une entrée à une sortie en se basant sur l’expérience passée, autrement dit, une perception à une d’une décision d’action.
Réduction
Nous adoptons des taux d'erreur usuels pour ce type d’étude statistique. Les tailles d'effets sont estimées à partir d’études précédentes de l’équipe, ou d’études pilotes dans les cas où aucune donnée existante n'est publiée. Nous choisissons de comparer les stimulations qui produisent un effet comportemental observable tout en garantissant une utilisation minimale des animaux. Les propriétés statistiques des réponses neuronales et comportementales impliquent l’utilisation de tests spécifiques sur deux groupes indépendants. De manière générale, les mêmes animaux seront utilisés pour plusieurs mesures simultanées ou séquentielles, afin de réduire le nombre d’animaux au minimum.
Raffinement
Pour minimiser les nuisances sur le bien-être animal, plusieurs mesures seront appliquées tout au long du projet. Après la chirurgie, une surveillance renforcée sera maintenue pendant au moins cinq jours puis durant toute la phase expérimentale afin de détecter précocement toute infection, douleur ou détresse. Un stress hypothermique postopératoire étant possible, l’état thermique sera suivi ; la température des cages individuelles sera ajustée de 23-25 °C jusqu’à 30 °C durant la récupération. Si la détresse persiste, l’animal sera euthanasié. Des soins postopératoires adaptés seront systématiquement administrés : analgésiques et anti-inflammatoires oraux, renouvelés en cas de signes douloureux (absence de toilettage, posture anormale, perte de poids > 10 %), et antibiotiques en cas d’infection. Pendant la restriction hydrique nécessaire à la motivation, les animaux seront pesés quotidiennement. La perte de poids ne devra pas excéder 18 % (rats : 9 %) du poids de référence. Toute réduction > 18 % entraînera une double ration d’eau ou une hydratation sous-cutanée et, si le poids n’est pas rapidement rétabli, la sortie du protocole. Toute perte > 20 % conduira à l’euthanasie. Les animaux disposeront régulièrement d’un accès ad libitum à l’eau durant 24 h pour limiter l’inconfort. Pour compenser l’hébergement individuel requis par l’implantation, l’environnement sera enrichi (roue, objets à ronger, matériel de nidification, abris) et les animaux seront manipulés par les expérimentateurs plusieurs fois par jour. Lorsque seule une observation passive est nécessaire, les sessions seront regroupées sur une période maximale de quatre semaines, durée pour laquelle l’impact de l’isolement reste minime. Enfin, une veille scientifique permanente permettra d’intégrer toute nouvelle technique de raffinement validée afin d’améliorer continuellement les conditions expérimentales et le bien-être animal.
Choix des espèces
Les interventions chirurgicales de ce projet dans le cerveau de souris sont très utilisées / contrôlées, et bien décrites dans la littérature. Le grand avantage de la souris est la possibilité d'utiliser des animaux transgéniques pour étudier différents sous-types de neurones génétiquement marqués, et identifiable en microscopie. Celui du rat est sa plus grande capacité d’apprentissage et de décisions complexes lors de tâches de discrimination sensorielle. Ces considérations se traduisent par l'utilisation de souris pour certaines expériences, combinées avec celle de souris et de rats, pour d’autres. L’objectif scientifique étant d’étudier le fonctionnement neuronal normal et l’apprentissage chez l’adulte, nous utilisons des animaux mâles adultes (âge > 42 jours). Il est également important que les animaux soient adultes lorsque les implants chroniques sont placés de façon à ce qu'il n'y ait pas de tissu cicatriciel et de changements dans l'emplacement des électrodes.
Echographies et Dopplers de rongeurs sur une plateforme de recherche pré-clinique
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Rats : 500
Anesthésiés au gaz le temps d'une échographie, parfois injectés de microbulles pour visualiser la circulation du sang, 2000 souris et 500 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils repartent ensuite vers leur animalerie d'origine pour la poursuite des expérimentations auxquelles ils sont destinés. Ce projet couvre l'activité d'une plateforme d'imagerie qui réalise ces examens pour des établissements extérieurs, et qui déclare ne pas disposer des protocoles expérimentaux dans lesquels ces animaux sont engagés. Le porteur en tire que la stratégie de réduction figure dans les dossiers des demandeurs, ce qui laisse ce projet sans justification propre de ses 2500 animaux.
Objectifs
Notre plateforme d’échodoppler propose un service d’imagerie cardiovasculaire, tumorale et anatomique non invasive pour les rongeurs de laboratoire. Ce service inclut la mise à disposition des équipements pour les utilisateurs autorisés, ou la réalisation par le personnel de la plateforme d’examens échographiques selon les besoins spécifiques du demandeur. La plateforme peut accueillir temporairement des animaux provenant d’établissements extérieurs à celui dont elle dépend. Ces animaux sont inclus dans des demandes d’autorisation de projet liées aux établissements d’expérimentation du concepteur du projet et demandeur de la prestation. Cette demande d’autorisation de projet concerne uniquement les protocoles d’échographie réalisés par la plateforme pour des utilisateurs extérieurs. La plateforme s’engage à effectuer les examens uniquement si les animaux sont inclus dans une demande d’autorisation ayant reçu un avis favorable du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche.
Bénéfices attendus
Les chercheurs utilisent l’échodoppler pour étudier les effets cardiovasculaires, tumoraux et anatomiques, en analysant les structures et la fonction cardiaque, la vascularisation tumorale, ainsi que l’anatomie des organes dans leurs différentes pathologies étudiées ; ce projet plateforme permettra de répondre à leurs questionnements.
Procédures
Pour tous les animaux, les échographies sont non invasives et effectuées sous anesthésie par voie gazeuse. Pour les expériences avec les injections des microbubbles (non douloureuses et sans effets délétères), elles seront réalisées sur les animaux à des fins de visualisation d’éventuelles ischémies par rapport à l’échographie cardiaque classique.
Impact sur les animaux
Pas d’effets indésirables prévus sur les animaux pour l’imagerie en elle-même car c’est un examen non invasif. L’anesthésie peut provoquer un léger inconfort au début. Lorsqu’un produit est injecté pour mieux voir la circulation du sang, l’animal peut ressentir une petite douleur passagère au moment de la piqûre. Aucun effet secondaire n’est attendu après l’injection.
Devenir
Tous les animaux imagés retournent dans leur animalerie d’origine après la réalisation de l’imagerie pour poursuite des expérimentations
Remplacement
Les études in vitro présentent des limites pour l’évaluation des mécanismes au niveau cellulaire. De plus il est impossible d’étudier des paramètres fonctionnels et ne permettent pas d’identifier des processus physiologique et/ou physiopathologique comme la régulation de la pression artérielle ou l’évaluation de la fonction cardiaque qui ne peuvent être évaluées qu'in vivo, c'est pourquoi ce projet nécessite des modèles murins.
Réduction
La plateforme d’échodoppler ne possède pas les procédures expérimentales des utilisateurs extérieurs qui font appel à ses services. Ces procédures sont détaillées dans chaque demande d’autorisation de projet, en incluant les aspects sur la stratégie de réduction. De plus par expérience nous savons que le suivi longitudinal des animaux par échographie doppler permet de réduire leur nombre dans les groupes.
Raffinement
Les examens réalisés sur la plateforme d’échodoppler sont courts, non invasifs et sans contrainte majeure pour les animaux. Lors de l’examen, les animaux sont anesthésiés pour faciliter la réalisation des examens. Pendant l’échographie, ils sont placés sur une table chauffante, puis placés dans une cage chauffée après l’examen, avant d’être remis dans leur cage de transport. Enfin, les volumes de microbilles injectés sont strictement limités et adaptés au poids de chaque animal, afin de minimiser l’impact sur leur organisme. Pour éviter tout risque de contamination entre animaux provenant de lieux différents, les transferts se font dans des cages de transport filtrés. Ils sont généralement en groupe dans les cages, ce qui réduit leur stress.
Choix des espèces
Le système d’échodoppler est un appareil d’imagerie spécialement conçu pour observer de manière non invasive le cœur et les vaisseaux et les organes chez les souris et les rats. Ces animaux sont très utilisés en recherche biomédicale, car leur organisme ressemble beaucoup à celui de l’être humain sur le plan anatomique, physiologique et génétique. Leur petite taille, leur coût raisonnable et leur reproduction rapide en font des modèles particulièrement adaptés à la recherche. L’échodoppler est utilisé pour étudier le fonctionnement du cœur, la structure des vaisseaux et anatomie des organes tels que le cœur, le rein, le foie, l’aorte etc… ou pour suivre l’apparition et la croissance de tumeurs.
Gestion de la production d’une lignée de rats modèles de la myopathie myotubulaire à des fins de recherche biomédicale à visée thérapeutique
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
Produire et génotyper des rats porteurs d'une myopathie myotubulaire, pour alimenter d'autres projets du laboratoire : 3000 rats vont être utilisés sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 2250 d'entre eux et modéré pour 750. L'acte infligé se limite à un prélèvement de tissu de la queue sur animal vigile, en même temps que l'identification, une seule fois dans leur vie et en moins de deux minutes. La part modérée vient de la maladie elle-même, une faiblesse musculaire et une atteinte locomotrice que la lignée reproduit, et le porteur indique tuer les animaux avant l'apparition des symptômes quand aucun projet ne les attend. Les autres sont gardés en vie pour la reproduction ou une utilisation continue. Les 600 rats par an annoncés reposent sur l'historique de production de l'établissement, et le porteur ajoute que ce chiffre pourra évoluer selon de nouvelles orientations scientifiques.
Objectifs
Ce projet a pour but de produire et de génotyper des animaux afin de maintenir une souche de rats génétiquement altérée nécessaire à la mise en œuvre de différents projets de recherche ayant pour but de comprendre la physiopathologie de la myopathie myotubulaire dans notre Laboratoire et de trouver des approches thérapeutiques innovantes.
Bénéfices attendus
Les bénéfices devant découler de ce projet concernent le domaine de la santé humaine. Ils visent à valider l’effet thérapeutique de molécules d’intérêt ou de produits de thérapie génique pour une maladie génétique humaine grave, rare et orpheline de médicaments à partir d'un modèle murin mimant cette maladie. L’observation d’un effet thérapeutique permettra d’envisager un essai clinique qui, s’il est probant, devrait permettre de stopper l’évolution de la pathologie chez les patients atteints de myopathie myotubulaire.
Procédures
Les prélèvements de tissus de queue se font sur animaux vigiles. Cet acte se fait en même temps que l'identification individuelle des animaux et n’est pratiqué qu’une seule fois au cours de la vie des animaux. Au total, moins de 2 minutes sont nécessaires pour réaliser ce double geste. A considérer comme étant de gravité légère.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont liées à la méthode de prélèvement de tissu (queue) sur jeunes animaux vigiles. La contention d’animaux jeunes peut entrainer un stress et une douleur légère passagère ne dépassant pas quelques heures. Les animaux porteurs de la pathologie étudiée dans notre laboratoire peuvent présenter un phénotype dommageable de type atteinte locomotrice. Ces symptômes peuvent correspondre à un degré d'inconfort jugé modéré.
Devenir
Euthanasie des animaux ou gardé en vie pour la reproduction ou une utilisation continue.
Remplacement
Un effort de remplacement est réalisé en amont et en parallèle de ce projet. En effet, nous essayons dans un premier temps de répondre aux questions scientifiques dans des modèles cellulaires. L’utilisation d’animaux dans des études scientifiques ne se fait que lorsque les modèles cellulaires ne peuvent pas répondre aux questions. Par exemple lorsqu'il est nécessaire d’étudier les symptômes de perte de la locomotion typiques des maladies neuromusculaires, ou la distribution d’un traitement dans l’ensemble d’un organisme.
Réduction
Nous avons prévu d’utiliser un total de 3000 rats pour satisfaire les besoins de l'ensemble des études pour les 5 années à venir sachant que nos besoins peuvent évoluer en fonction d'éventuelles ré-orientations des objectifs scientifiques à l'appui de nouvelles publications scientifiques et de nouveaux résultats. Aussi nous sommes-nous basés sur les données statistiques de 2023 ainsi que sur l'historique des données de production des lignées maintenues dans notre établissement pour faire cette estimation. Cette base d'estimation nous amène à envisager une moyenne de 600 rats par année pour la lignée de rat objet de ce dossier, soit un total de 3000 rats sur 5 ans. Les deux sexes seront utilisés dans les protocoles lorsque la maladie n’est pas liée au sexe ou que le projet n’est pas dépendant d’un des deux sexes.
Raffinement
Dans ce projet, les rats mimant la myopathie myotubulaire seront utilisés pour les projets applicatifs ou seront euthanasiés avant l’apparition des symptômes. Nous évitons ainsi l’expression du phénotype dommageable quand il n’est pas associé à un besoin expérimental. Les animaux sont élevés dans un environnement enrichi (igloo en cellulose, bâtonnets de bois pour ronger, éléments pour la confection des nids, copeaux, tunnel, etc. et sont observés quotidiennement. Au moment du sevrage, nous ne séparons les fratries que par sexe (sexage). De la nourriture est ajoutée directement sur le sol de la cage et des pipettes d’eau plus longues sont mises en place pour que les juvéniles sevrés ou les animaux présentant une atteinte locomotrice, aient facilement accès à l'eau et à l'aliment. Le cas échéant, un aliment hydratant et apétant peut être placé à même le sol dans une coupelle pour les animaux déshydratés. Pour transférer les animaux d'une cage à l'autre lors du change des litières, les zootechniciens soulèvent délicatement les animaux par le corps et utilisent leurs des tubes-maisons pour inciter les animaux à passer d’une cage à l’autre par eux-mêmes. Concernant les biopsies de tissu pour l’identification génétique des animaux, elles sont effectuées une seule fois entre 7 et 12 jours de vie post-natale par prélèvement d’un très petit bout de queue (moins de 0,5 mm). Ce prélèvement de tissu est réalisé à un âge où l’ossification et l’innervation des tissus ne sont pas encore différenciés.
Choix des espèces
Le rat a été choisi comme animal modèle car cet animal a pu être modifié génétiquement afin de présenter une altération génétique responsable de l’apparition de la myopathie myotubulaire qui est l'un des axes de recherche de notre Equipe de recherche. Ce modèle reproduit les signes cliniques et pathologiques de la maladie connue chez les patients, ce qui inclus une faiblesse musculaire et une insuffisance respiratoire. Les animaux de ce projet d’élevage seront utilisés à un stade précoce afin de réaliser l’identification et le prélèvement pour génotypage (biopsie), et aux stades sexuellement matures pour la reproduction.
Utilisation d’agents d’imagerie TEP (radiotraceurs) dans le diagnostic et le suivi de traitements.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1100
Sous anesthésie, des souris et des rats reçoivent dans une veine une molécule radioactive puis passent sous une caméra TEP couplée à un scanner, une seule fois pendant une à deux heures pour un premier groupe, trois à quatre fois en six semaines au plus pour un second. 2 200 rongeurs, soit 1 100 souris et 1 100 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, et tous sont tués à la fin pour mesurer la radioactivité dans leurs tissus. Le projet doit valider de nouveaux traceurs pour l'imagerie de recherche et le diagnostic des cancers. Le porteur affirme qu'aucune toxicité tardive ne peut se développer, puisque la mise à mort intervient moins de 45 jours après l'injection. Il prévoit aussi de suivre "l'évolution des pathologies", avec ou sans traitement, sans préciser de quelles maladies ces rongeurs sont atteints ni comment elles leur sont provoquées.
Objectifs
L’imagerie TEP (tomographie par émission de positons) est une technique non invasive permettant la visualisation d’une molécule dans un organisme en temps réel. Son principe consiste au marquage d’une molécule d’intérêt à un élément radioactif. Après injection de la molécule marquée, appelé aussi radiotraceur, l’agent va se fixer sur sa cible. Grâce à l’élément radioactif, son emplacement pourra être estimé afin d’obtenir une image 3D de la distribution de la molécule. La TEP est couplée à de l’imagerie de tomodensitométrie ou scanner (TDM), permettant l’acquisition d’information anatomique. Ainsi cela permet d’avoir une cartographie complète de la molécule dans l’organisme. De plus, l’imagerie TEP permet le suivi d’un même animal dans le temps. L’utilisation de cette technique va permettre : • De révéler des mécanismes biologiques, comme le métabolisme glucidique ou lipidique ou encore la prolifération cellulaire. • De révéler et de suivre la réponse aux traitements (chimiothérapie, radiothérapie, hormonothérapie) dans des pathologies, comme des cancers ou encore de la neurodégénérescence. • Etudier la biodistribution (c’est-à-dire la répartition de la molécule dans les différents organes) de médicaments. Cette technique est un réel atout pour la compréhension des mécanismes biologiques. Elle est déjà utilisée en routine clinique pour le diagnostic de certains cancers. Cependant les radiotraceurs disponibles sont limités, il est donc nécessaire d’en développer pour une meilleure prise en charge des patients atteints de cancers et d’autres pathologies.
Bénéfices attendus
Cette technique va permettre de valider des radiotraceurs pour leur utilisation à la fois dans les projets scientifiques précliniques et cliniques. Plus précisément, elle va participer à l’amélioration de l’exploration physiologique et fonctionnelle en recherche, à la détection de tumeur et à la visualisation des réponses tumorales suite aux traitements. Cela va permettre des avancées majeures dans la compréhension du vivant. Le développement de nouveaux radiotraceurs plus spécifiques que ceux déjà disponibles va permettre une meilleure prise en charge des patients. Il est également essentiel pour améliorer le diagnostic et le traitement des cancers mais également pour améliorer la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans diverses pathologies (cardiovasculaires, neurologiques…).
Procédures
Dans un premier lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés (1 fois par animal). Après injection du radiotraceur, l’animal est positionné sous la TEP/TDM (TDM, tomodensitomètre : scanner). Des images dynamiques (plusieurs acquisitions pouvant aller de 1h à 2h, réalisés une seule fois par animal) sont réalisées permettant d’évaluer et quantifier la distribution de la molécule marquée dans les organes au cours du temps (2h max) Dans un deuxième lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés, puis l’animal est réveillé. Après un intervalle de temps adéquat (défini grâce au premier lot d’animaux), l’animal est de nouveau anesthésié puis positionné sous la caméra pour un scanner, suivi de l’acquisition TEP (max 20min). Cette manipulation pourra être répétée 3 à 4 fois sur une période de 6 semaines maximum (avec administration de traitements ou non en parallèle), afin de suivre l’évolution des pathologies chez les animaux.
Impact sur les animaux
L’injection du radiotraceur par voie intraveineuse n’est pas douloureuse pour l’animal. Une gêne de courte durée liée à la piqûre elle-même est attendue. Cette technique est dite « non invasive », l’injection du radiotraceur est uniquement sous forme de « trace ». Les doses de radiotraceurs injectés n’induiront pas d’effets néfastes sur les animaux car la quantité de molécule est trop faible (inférieure au µmol) pour induire une modification conséquente des mécanismes biologiques. Etant donné les doses de radioactivité injectées, ils ne souffriront pas de toxicité aigüe. De plus, étant donné le court intervalle de temps (inférieur à 45 jours) entre l’injection du radiotraceur et la mise à mort de l’animal, aucune toxicité tardive ne peut se développer.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
L’utilisation de radiotraceur passe toujours par une première phase in vitro pour confirmer que la fonctionnalité de la molécule marquée n’a pas été altérée. Des tests sur animaux sont nécessaires afin de caractériser la biodistribution de la molécule, son activité en lien avec le métabolisme de l’organisme et sa quantification dans les tissus cibles. Il n’y a pas d’approche qui puisse se substituer à ce type d'imagerie.
Réduction
L’objet de la demande vise à valider l’utilisation de radiotraceurs pour de l’imagerie TEP préclinique et à aider à caractériser des modèles tumoraux de façon non invasive. Ce type d’imagerie permet la réduction d’animaux puisqu’elle permet un suivi longitudinal du même animal au cours du temps Pour réduire le nombre d’animaux utilisés tout en s’assurant de résultats fiables et statistiquement significatifs, nous avons déterminé le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental grâce à des approches statstiques robustes. A la fin de toutes les expériences, les tissus d’intérêt sont prélevés. Le maximum d’informations est récolté afin de répondre aux mieux aux questions scientifiques posées.
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, un délai d’une semaine est respecté entre la réception des animaux et la mise en place des procédures expérimentales pour leur permettre de s’adapter à leur nouvel environnement. Les animaux seront suivis 3 fois par semaine afin d'assurer leur bien-être et mettre en place des soins si besoin. Les expérimentations seront arrêtées dès l’atteinte d’un point limite tel que décrit dans la grille de score. Lors de l’injection des radiotraceurs, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale. Un tapis et un lit chauffant permettent un maintien continu de leur température corporelle, leur évitant ainsi une hypothermie. De plus, des électrodes directement intégrées au µTEP/TDM permettent la mesure des constantes vitales des animaux, facilitant le monitoring durant les phases d’acquisition des images (scanner et TEP). A la fin de toutes les procédures, les animaux sont mis à mort et les tissus cibles sont prélevés pour quantification des radiotraceurs aux seins des tissus et analyse histologique. Le maximum d’informations est récolté afin de répondre aux mieux aux questions scientifiques posées.
Choix des espèces
Les rongeurs (rats et souris) sont particulièrement utilisés en cancérologie : les souches sont génétiquement caractérisées et la parenté biologique avec l’Homme va nous permettre d’obtenir des informations extrapolables à la pratique clinique humaine. Les études sont réalisées sur des animaux adultes afin de favoriser la reproductibilité des résultats (métabolisme différent à différents stades de développement, …)
Sélection d’une nouvelle lignée de rats résistants à l’accident de décompression 1/2
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système urogénital
Issus d'un élevage sélectif poursuivi sur huit générations, 1868 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal du groupe résistant subit une plongée simulée d'une heure quarante en caisson hyperbare avant de se reproduire pour former la génération suivante, les témoins passant le même temps à pression atmosphérique. Le porteur indique que les symptômes de l'accident de décompression provoquent chez ces rats une douleur qu'il qualifie de modérée et de moins de deux minutes, et que seul l'élevage sélectif permet de séparer les individus résistants de ceux qui sont à risque. 1410 rats seront tués pour prélever leurs organes, 248 proposés à l'adoption et 210 réutilisés.
Objectifs
L’accident de décompression (ADD) est le risque le plus grave chez les plongeurs subaquatiques. L’objectif de ce projet est de mettre en œuvre un programme d’élevage sélectif chez le rat basé sur la résistance à l’ADD afin d’identifier les mécanismes associés à la résistance à cette pathologie.
Bénéfices attendus
Les études précédentes ont clairement montré l’existence d’une composante héréditaire dans la résistance à l’accident de décompression, mais sans en révéler les mécanismes. Les résultats de ce projet représenteront les premières données concernant les gènes impliqués ou leur régulation dans le cadre de l’accident de décompression et, plus largement, de la plongée. A court terme, les bénéfices portent donc sur une meilleure caractérisation des gènes et des voies métaboliques et de signalisation qui modulent la résistance à l’ADD. A moyen terme, L’utilisation d’un modèle murin présentant une grande variabilité génétique favorisera le transfert à l’Humain. A plus long terme, l’identification des déterminants génétique permettrait alors une détection plus précise du risque individuel d’ADD et ouvrirait la voie à une approche de type médecine de précision pour adapter les procédures de décompression en fonction du risque individuel. La sécurité des plongeurs s’en trouverait ainsi améliorée en évitant les accidents avec respect des tables.
Procédures
Les animaux faisant partie de la souche résistante à l'accident de décompression subiront une seule plongée simulée dans un caisson hyperbare adapté d'une durée de 1 heure 40 minutes avant de se reproduire pour former la génération suivante jusqu'à atteindre 8 générations. Les animaux contrôles suivent le même processus mais sans l’exposition hyperbare, remplacée par un séjour de même durée à pression atmosphérique.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont : - pour les animaux des groupes "contrôles" et "résistants" : - Le stress, d’intensité légère à modérée, généré par le transport entre les deux établissements utilisateurs (d’une durée de 15 minutes). - L’angoisse lors de la plongée simulée. Elle dure 1h40 min mais son intensité reste légère – -Uniquement pour les animaux du groupe "résistants" : la douleur induite par l’apparition de symptômes de l’ADD pendant la période d’observation à l’issue de l’exposition hyperbare. Cette nuisance est modérée et dure moins de 2 minutes.
Devenir
•1410 animaux reproducteurs et issus des élevages seront mis à mort pour prélever les organes et permettre les analyses biologiques. •Sur les 458 animaux restants, en accord avec la structure chargée du bien-être animal : - 38 reproducteurs initiaux et 210 animaux issus des générations suivantes seront proposés à l’adoption, soit un total de 248 rats. - Les 210 animaux issus des générations successives non adoptés seront réutilisés.
Remplacement
Bien que l’existence d’une importante variabilité interindividuelle de la résistance à l’accident de décompression soit largement démontrée, son origine est encore quasiment inconnue. Il est donc encore impossible de distinguer dans une population « normale » quel individu est à risque élevé et quel autre est résistant. L’élevage sélectif est donc la seule stratégie permettant de séparer deux populations d’individus dont la résistance à l’accident de décompression est connue a priori ; Or, ce type d’expérimentation n’est possible ni chez l’Humain, ni sur des modèles cellulaires.
Réduction
Le nombre d’animaux soumis protocole hyperbare correspond au minimum nécessaire pour obtenir 15 couples reproducteurs dans le groupe Résistants, afin de prévenir une éventuelle morbidité ou mortalité indépendante des conditions expérimentales ; cet effectif a été déterminé lors de projets précédents. Le nombre d'animaux obtenus lors des accouplements, (entre 50 et 70 rats de chaque sexe) permet également d’éviter les croisements consanguins. Nous avons besoin d'une différence de 20% du taux d’ADD entre les groupes pour détecter un effet de la sélection sur la résistance à l’accident de décompression.
Raffinement
Tous les animaux seront suivis en appliquant des points limites stricts et spécifiques du projet. Le transport entre les deux établissements utilisateurs peut générer un stress (visible dès le changement de cage), les animaux seront laissés au calme 1 heure avant l’exposition hyperbare. Cette dernière sera étroitement surveillée par les concepteurs. Avant chaque exposition, les animaux sont maintenus pendant 30 minutes dans le caisson ouvert afin de réduire le stress induit par le changement d’environnement. Entre deux plongées simulées consécutives, le caisson est aéré à l’aide d’air comprimé pour éliminer toute odeur laissée par les animaux précédents.
Choix des espèces
Le Rat est un modèle très utilisé pour l’étude des mécanismes de l’accident de décompression. De ce fait, nous possédons de nombreuses données biologiques concernant les effets de l’exposition hyperbare et une bonne connaissance des symptômes de l’accident de décompression pour cette espèce. Cette expertise acquise au cours des projets précédents permettra une meilleure gestion du projet et de ses résultats. De plus, l’utilisation de la souche murine « génétiquement hétérogène » devrait faciliter le futur transfert de connaissances à l’Humain. Chez le Rat, en plus de dépendre du sexe, le risque d’accident de décompression augmente avec la masse corporelle, le pourcentage de masse grasse et l’âge. 11 semaines au moment de l’expérimentation hyperbare permet à la fois d’être certain que les animaux, mâles et femelles, ont atteints le stade de « jeunes adultes », matures sexuellement, tout en conservant une masse et un pourcentage de masse grasse suffisamment modérés pour masquer le moins possible les facteurs génétiques qui déterminent la résistance à l’ADD.
Évaluations précliniques de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les infections multirésistantes bactériennes, fongiques ou virales
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Rats : 1500
Infectés une fois sous anesthésie gazeuse par des virus, des bactéries ou des champignons, des souris et des rats reçoivent des composés testés jusqu'à quatre fois par jour pendant dix jours au plus, et les symptômes attendus de l'infection sont la fièvre, la perte de poids, la détresse respiratoire et une mobilité réduite. 6 750 rongeurs, soit 5 250 souris et 1 500 rats, vont être utilisés au fil de 90 études prévues sur cinq ans, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère. Selon les protocoles s'ajoutent jusqu'à une prise de sang par semaine, la pose d'un cathéter dans l'urètre pour les infections urinaires ou des lésions de la peau provoquées pour étudier la cicatrisation. Le porteur chiffre la douleur de chaque geste, deux secondes de douleur légère pour une piqûre, dix de douleur modérée pour une administration par le nez, deux minutes de "douleur importante" pour une lésion de la peau, et ne donne aucune durée aux symptômes de l'infection. À la fin de chaque procédure, tous sont mis à mort pour mesurer la charge microbienne et l'inflammation dans leurs organes et leur sang.
Objectifs
Le projet propose l’évaluation préclinique de composés anti-infectieux pour déterminer leur efficacité contre des agents pathogènes, incluant des virus, des bactéries et des champignons. L’objectif principal est d’explorer le potentiel thérapeutique de ces traitements pour la diminution de la résistance aux antibiotiques et la découverte de traitement contre les infections virales et fongiques dans les secteurs de la santé humaine et animale. Le nombre d'étude envisagées sur 5 ans est 90. L'efficacité des traitements sera mesurée à travers des tests biologiques et cliniques sur les modèles animaux, en évaluant leur capacité à éliminer ou inhiber la prolifération des agents infectieux, tout en favorisant une réponse immunitaire appropriée. Ce projet s’inscrit dans une démarche de développement de nouvelles solutions thérapeutiques, dans une perspective de prévention et de traitement des infections.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont multiples avec un impact significatif sur la santé humaine et animales. En développant des composés anti-infectieux, le projet vise à répondre à des besoins non satisfaits dans la lutte contre les infections virales, bactériennes et fongiques, en particulier face à la résistance antimicrobienne et aux effets secondaires des traitements existants. Le projet permettra de concevoir de nouveaux traitements ciblant plus efficacement les infections, en particulier dans les contextes où les thérapies actuelles échouent. Cette innovation pourrait améliorer la gestion des infections résistantes et des maladies difficiles à traiter. Les résultats du projet auront un impact direct sur la santé humaine et animale, en réduisant la prévalence des infections et la résistance aux traitements, contribuant ainsi à améliorer la santé publique. A court terme, ce projet permettra l'identification rapide de composés prometteurs ayant une activité anti-infectieuse spécifique et une compréhension fine de la physiopathologie infectieuse, en particulier les interactions hôte-pathogène et les réponses immunitaires induites. A long terme, ces recherches autoriseront le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour des infections graves ou résistantes alternatives aux antibiotiques. La réduction de la mortalité et de la morbidité associées aux infections bactériennes, fongiques ou virales, en particulier dans les populations à risque (immunodéprimés, enfants, patients hospitalisés), favorisera l'amélioration de la préparation face aux pandémies par la mise au point de traitements adaptables à différents pathogènes et des avancées scientifiques transversales profitant à d’autres domaines (cancérologie, immunologie, microbiome, médecine personnalisée).
Procédures
Le projet implique une seule administration des virus, bactéries ou champignons pour l'ensemble des protocoles. Cette procédure n'excède pas 15 secondes pour chaque animal et est réalisée sous anesthésie gazeuse. Les traitements avec les composés testés sont de 1 à 4 fois par jour pendant 10 jours maximum. Ce geste n'excède pas 10 secondes par animal. Pour l'ensemble des protocoles, des pesées journalières sont réalisées ; pour chaque souris, une contention de 20 secondes maximum est nécessaire pour cette mesure. Enfin, des prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse (pendant 1 minute) sont pratiqués pour la mesure des paramètres inflammatoires. En prenant en compte le temps de récupération des souris, le nombre maximum de prélèvement est de 1 fois par semaine pour l'ensemble des procédures. 30 minutes avant le prélèvement, un traitement avec un analgésique est pratiqué pour réduire la douleur ; ce traitement est également réalisé pour les installations de cathéters et la génération de lésions cutanées.
Impact sur les animaux
Les nuisances principales concernent la douleur et l'inconfort induits par les injections, les inflammations et l'infection. Des efforts sont faits pour limiter ces impacts en suivant des protocoles de réduction de la douleur et du stress. L'anesthésie avec l'isoflurane induit un stress de courte durée (15 secondes). Les piqûres d’aiguille pour infecter ou traiter les animaux entraînent une douleur légère de courte durée (2 secondes). Lors d'infection urinaire l'installation d’un cathéter intraurétral peut induire une inflammation locale de la vessie, causant un léger inconfort temporaire (1 minute). L'administration par voie intranasale de molécules peut entraîner une inflammation : douleur modérée (10 secondes). La génération de lésion cutanée (modèle cicatrisation) induit une douleur importante de 2minutes ; cet effet indésirable majeur sera contrôlé par analgésique et anesthésie. L'infection par des agents pathogènes induit la pathologie avec des symptômes attendus comme la fièvre, la perte de poids, la diminution de la prise alimentaire et hydrique, détresse respiratoire et une mobilité réduite. Ces symptômes sont causés par la maladie elle-même, ce qui constitue une altération de l'état général de l'animal. La préhension répétée, bien que de courte durée (20 secondes), peut être perturbant pour les animaux et induit un stress, mais il est géré en limitant la fréquence et la durée de ces manipulations. Ceci peut affecter le bien-être psychologique des animaux pendant la durée de la manipulation.
Devenir
A la fin de chaque procédure tous les animaux sont mis à mort et des prélèvements d'organes et de sang sont réalisés pour des mesures de charge microbienne, de paramètres inflammatoires et des études d'histologie.
Remplacement
Préalablement à toute utilisation d'animal, nous intègrons dans nos projets des modèles in vitro, tissulaires et des organoïdes, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et d’optimiser les essais précliniques. Il existe plusieurs alternatives non animales dans la recherche sur les maladies infectieuses et inflammatoires, mais elles ne peuvent pas remplacer totalement les tests sur les animaux utilisés dans ce projet. 1. Modèles in vitro : Les cultures cellulaires humaines ou animales permettent d’étudier des interactions cellulaires et les réponses inflammatoires. Cependant, elles ne peuvent pas reproduire la complexité d'un organisme entier, notamment les interactions multicellulaires complexes et la réponse immunitaire systémique. 2. Modèles ex vivo : Les tissus humains ou animaux (biopsies, organes) permettent d’étudier des processus biologiques en conditions plus réalistes, mais il manque des interactions entre plusieurs systèmes organiques, essentiels pour comprendre les maladies infectieuses et inflammatoires. 3. Modèles organoïdes et organes sur puce : Ces systèmes imitent des organes comme les poumons ou les reins pour étudier les réponses biologiques. Cependant, ils ne peuvent pas reproduire la réponse systémique d'un organisme complet. 4. Modélisation informatique : Les simulations informatiques peuvent modéliser certaines interactions pathogènes et immunitaires, mais elles ne peuvent pas simuler toutes les réactions biologiques complexes d'un organisme vivant. Ces alternatives ne peuvent pas complètement remplacer les animaux, pour les raisons suivantes : • Complexité biologique : Les modèles non animaux ne peuvent pas reproduire la complexité d’un organisme vivant complet, limitant leur capacité à simuler des réponses biologiques globales. • Interactions systémiques : Les maladies infectieuses et inflammatoires nécessitent l'étude des interactions complexes entre les systèmes biologiques, ce qui ne peut être simulé sans un modèle vivant.
Réduction
Nous intègrons dans notre projet des modèles in vitro, tissulaires et des organoïdes, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés et d’optimiser les essais précliniques. Les modèles in vitro et tissulaires permettent de tester les composés anti-infectieux et immunomodulateurs sur des cultures cellulaires et tissulaires, évaluant leur efficacité, leur innocuité et leurs mécanismes d’action avant tout essai in vivo. Les organoïdes reproduisent des structures d’organes spécifiques, comme les poumons, la vessie et les reins, permettant d’étudier la réponse des tissus aux infections et traitements dans un environnement plus réaliste. En combinant ces approches, nous contribuons à la réduction des expérimentations animales, tout en garantissant la précision des résultats. Cette approche permet d'identifier les composés les plus prometteurs et de maximiser l'efficacité des traitements contre les infections virales, bactériennes et fongiques. De façon systématique des analyses statistiques sont effectuées pour déterminer le nombre d’animaux optimal afin de produire des résultats robustes pour chaque end point: généralement la charge virale, bactérienne ou fongique dans les organes ciblés, analyse de la survie, mesure de biomarqueurs (exemple: biomarqeur hépatique) et évaluation de l'inflammation.
Raffinement
Dans les expérimentations pour les maladies infectieuses et inflammatoires, la fréquence de surveillance des animaux est essentielle pour garantir leur bien-être. Les signes de détérioration de l’état de santé, sont particulièrement surveillés par l'observation de points limites en raison des effets des infections et inflammations. Après l'infection ou l'administration de traitements, une surveillance plus rapprochée (toutes les 2 à 4 heures) est mise en place dans les premières 12 heures, pour détecter rapidement des signes de détresse. Des critères d'arrêt stricts sont définis pour éviter la souffrance excessive des animaux. L’objectif est de garantir que l’état de l’animal est constamment suivi et que des soins vétérinaires sont fournis dès que nécessaire. La prévention du stress est intégrée au protocole expérimental par l'utilisation d'une anesthésie gazeuse et administration d'analgésique au préalable des gestes douloureux (injection par piqure...).
Choix des espèces
En infectiologie, les souris sont le modèle le plus documenté pour les infections bactériennes, fongiques et virales. Leur système immunitaire, bien caractérisé et très proche de celui de l’humain, permet l’analyse fine de la réponse hôte. Il y a une grande disponibilité de lignées transgéniques, utiles pour étudier des voies spécifiques des défenses immunitaires. Les rats ont une taille corporelle supérieure à celle de la souris, permettant des prélèvements répétés de sang en quantité suffisante pour des dosages biochimiques, hématologiques ou pharmacocinétiques. Ils présentent une meilleure tolérance aux manipulations, ce qui les rend adaptés aux études de suivi prolongé, à administration chronique. Les modèles infectieux bien établis pour certaines pathologies spécifiques, comme les infections pulmonaires et urinaires, sont parfois plus représentatifs chez le rat que chez la souris. Les animaux utilisés dans le cadre des modèles de pathologies infectieuses sont des jeunes adultes, âgées de minimum de 6 à 10 semaines. Ce stade de développement correspond à une maturité immunologique, métabolique et physiologique optimale, ce qui en fait un modèle préclinique pertinent et standardisé pour l’étude des maladies infectieuses et inflammatoires humaines. A partir de la 6e semaine, les animaux présentent un système immunitaire complet (réponses innée et adaptative), permettant une réponse fiable aux agents pathogènes étudiés (bactéries, virus, champignons). Les animaux sont sevrés, stabilisés, et moins sujets aux fluctuations hormonales ou de croissance rapides, ce qui renforce la reproductibilité expérimentale. La morphologie permet des manipulations techniques précises (voies d’infection, prélèvements sanguins, administration de traitements). La majorité des publications scientifiques et des recommandations réglementaires utilisent ce stade pour modéliser des infections systémiques, respiratoires, digestives ou cutanées.
Evaluation comportementale de nouvelles entités pharmacologiques dans des modèles de parkinson chez le rongeur.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Tous tués à l'issue, parce que la lésion intracérébrale interdit selon le porteur toute réutilisation, 1040 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour la moitié d'entre eux et sévère pour l'autre. Sous anesthésie, ils reçoivent dans le cerveau un composé qui détruit leurs neurones dopaminergiques, à des doses graduées pour produire un parkinsonisme plus ou moins avancé. Suivent jusqu'à huit tests comportementaux étalés sur deux mois, destinés à mesurer la dépression, l'anxiété, les troubles de la mémoire et les difficultés de locomotion ainsi provoquées, avec un hébergement individuel de trois jours après la chirurgie puis de quatre jours au plus pendant certains tests. Le porteur indique qu'environ 30 % des lésions échouent, ce qui l'amène à opérer quatorze rats par groupe pour en exploiter dix, et présente ces données comme "indispensables" au développement de candidats médicaments.
Objectifs
La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative progressive avec destruction des neurones dopaminergiques. Les patients restent asymptomatiques jusqu'à ce que 50 à 70% des neurones à dopamine soient détruits. Trois symptômes moteurs principaux sont engendrés par cette perte neuronale : akinésie (difficulté d'initiation du mouvement, difficulté dans les mouvements fins), hypertonie (rigidité des membres) et tremblements (survenant au repos). Cependant les premiers signes de la maladie sont des symtômes non moteurs (trouble du sommeil, dépression, constipation, perte de l'odorat...), ces symptômes persistent après l'apparition des symptômes moteurs. Le premier objectif de ce projet va être mettre en place des modèles d'animaux développant un parkinsonisme léger afin d'étudier les symptômes non moteurs de la maladie et d'essayer de les corriger avec de nouvelles molécules développées au sein de notre laboratoire. Un deuxième objectif sera de tester nos nouvelles molécules sur des modèle de rats présentant les signes moteurs de la maladie de parkinson. Ces différents stades de la maladie de parkinson seront obtenus en injectant en intracérébral un composé ciblant spécifiquement les neurones dopaminergiques à des doses plus ou moins importantes. Une des activités de notre centre de recherche est de développer de nouvelles molécules ayant pour cible le système nerveux central. Les effets de nos molécules seront évalués sur ces modèle de rats parkinsoniens à l'aide de tests comportmentaux (motricité, dépression, anxiété....).
Bénéfices attendus
Les procédures mises en oeuvre permettront d’évaluer la capacité de nouvelles entités pharmacologiques à moduler les symptômes autistiques observés. A long terme, ce projet permettra de générer des données scientifiques pré-cliniques indispensables au processus de développement de nouveaux candidats médicaments, notamment avant le passage en phase de tests cliniques.
Procédures
Les rats vont recevoir sous anesthésie une administration intracérébrale d'un composé qui ciblera spécifiquement les neurones dopaminergiques. Cette intervention durera maximum 30 minutes. La destruction partielle des neurones dopaminergique sera à l'origine de troubles non moteurs (dépressions, anxiétés, troubles cognitifs) ou moteurs. Les animaux vont suivre une batterie de tests comportementaux (maximum 1 par semaine et 8 tests maximum par rat) sur une durée de 2 mois après la lésion. Ces tests comportementaux permettront d'évaluer les effets de nouveaux composés sur les symptômes non moteurs tels que la dépression, l'anxiété, les troubles de la mémoire et sur les symptomes moteurs (problèmes de locomotion). Les animaux seront hébergés individuellement le temps de la récupération postchirurgicale (3 jours) et 4 jours maximum lors de certains tests comportementaux.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux peuvent avoir plusieurs origines : - nuisances liées au geste chirurgicale proprement dit. - nuisances liées à l'administration du composé (difficultés à se mouvoir ou à se nourrir, perte de poids). - problème de tolérance aux nouveaux produits à tester. -Légère douleur liée à l'administration du produit. -Stress lié à la contention lors de l'administration des traitements ou stress lié aux tests comportementaux. -Hébergement individuel des animaux pendant la récupération postopératoire et lors de certains tests comportementaux (maximum 4 jours).
Devenir
L'ensemble des animaux seront mis à mort à l'issue des procédures. En effet la lésion intracérébrale ne permettra pas une réutilisation des animaux dans d'autres procédures. De plus les traitements pharmacologiques ou les tests comportementaux pourraient interragir avec d'autres expérimentations.
Remplacement
L'objectif du projet est d'évaluer les effets de nouvelles molécules sur un animal présentant des symptômes de la maladie de parkinson. Installer un modèle de parkinson et évaluer des comportements ne peuvent se faire que sur un animal vigile. Il n'existe pas à ce jour de méthode de substitution (in vitro ou in silico) suffisante pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet.
Réduction
En raison de la variabilité liée aux études comportementales, un effectif de 10 animaux est nécessaire pour la robustesse des tests statistiques. Il existe un taux d'échec des lésions de l'ordre de 30%. Ainsi afin d'avoir un nombre suffisant d'animaux pour les tests statistiques, 14 animaux par groupe au moment de la chirurgie seront nécessaires. Les tests de plusieurs molécules ou plusieurs doses d'une même molécule pourront être groupés afin de n'utiliser qu'un seul groupe témoin et le cas échéant qu'un seul groupe recevant une molécule de référence.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en animalerie centrale (température et hygrométrie contrôlées) groupés par 2 à 4 par cage. Une période de 5 jours d'acclimatation après livraison est prévue avant toute expérimentation. Tout au long des études les animaux sont hébergés dans des cages adaptées à l'espèce avec la présence d'enrichissement de milieu (tunnel, balle, aspen bricks à ronger, graines de tournesol....) et avec accès à l'eau et à la nourriture. Une fois par semaine, les rats seront placés dans une enceinte plus grande avec des aménagements types échelles, plateformes, roue d’activité….Les animaux sont observés chaque jour (week-end compris), une fiche de contrôle du bien-être animal comprenant 30 critères est renseignée chaque semaine. Les membres de la structure bien-être animal effectuent une observation mensuelle de tous les animaux. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie gazeuse avec administration d'analgésiques. Dans le suivi postopératoire est prévue une administration d'analgésie de manière systématique les 2 jours suivant la chirurgie. Si 3 jours après le réveil, l'animal présente des signes de mal-être (non reprise de poids, poil hérissé, absence de toilettage, prostration, absence de fèces....) alors il sera euthanasié.
Choix des espèces
Le modèle parkinson après lésion intracérébrale chez le rat est largement caractérisé dans la littérature. Le cerveau du rat est suffisamment gros pour permettre d'avoir une neuroanatomie particulièrement bien détaillée et il existe de très bons atlas permettant des implantations précises. Les rats ont un système nerveux suffisamment évolué pour extrapoler certains résultats à l'homme sans avoir à utiliser des modèle primates non humains. Les conditions d'hébergements en animalerie sont raisonnables et permettent d'avoir des effectifs suffisants pour obtenir des résultats statistiquement robustes. Les rats seront utilisés à l'âge adulte. En effet les coordonnées qui permettront de déterminer les sites d'injections intracérébrales sont obtenues à partir d'atlas définis pour des animaux adultes. Les expérimentations seront effectuées sur des mâles comme classiquement décrit dans la littérature. L'utilisation d'animaux femelles pourra cependant être considérée selon les nécessités du projet.
Mesure de l’activité cérébrale par électrocorticographie chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Implantés d'électrodes crâniennes au cours d'une chirurgie d'environ une heure, isolés une semaine pour que leurs congénères ne touchent pas les sutures, puis enfermés huit heures par jour dans des cages sans accès à l'eau, des rats sont exposés six heures durant à des composés organiques volatils. La séquence se répète cinq à sept fois par animal, deux jours par semaine, pour chacun des treize composés testés, soit 416 rats dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend de la somnolence, des troubles de l'équilibre et des problèmes de coordination, qu'il décrit comme réversibles. L'objet est de situer les seuils d'effet sur l'activité cérébrale par rapport aux limites réglementaires de l'air des ateliers. Tous sont tués par prélèvement final du sang et du cerveau.
Objectifs
Dans l’industrie, de nombreux Composés Organiques Volatils (COV) sont utilisés. Lorsqu’ils se dispersent dans l’air des ateliers, ils peuvent être inhalés par les travailleurs, passer dans le sang et s’accumuler dans certains organes, notamment le cerveau. Ce projet s’inscrit dans la continuité d’études précédentes et vise à mieux comprendre les effets immédiats de certains des COV sur le cerveau, encore mal connus. L’objectif est double : d’une part, comparer la toxicité de plusieurs substances appartenant à une même famille chimique, et d’autre part, confronter les seuils d’effet aux limites réglementaires existantes et aux mesures réalisées en milieu professionnel.
Bénéfices attendus
Les Composés Organiques Volatils (COV) sont des substances qui peuvent provoquer des effets immédiats sur l’activité du cerveau comme la somnolence, une sensation d'ébriété ou des troubles de la concentration. Cependant, pour de nombreuses substances, nous ne savons pas exactement à partir de quelle concentration ces effets apparaissent. C’est pourquoi des rats seront exposés à diverses concentrations de COV alors que leur activité cérébrale est enregistrée, afin de déterminer la concentration au-dessus de laquelle l’acitivté du cerveau est modifiée. Si certaines substances s’avèrent dangereuses à des niveaux proches de ceux retrouvés dans l’air des lieux de travail, ces résultats permettront d’alerter sur un risque potentiel pour la santé des travailleurs. En parallèle, des analyses sanguines et cérébrales seront menées après l’exposition. Cela nous aidera à faire le lien entre la quantité de COV dans l’organisme et les conséquences de cette imprégnation sur l’activité du système nerveux central. Ces données, aujourd’hui majoritairement absentes de la littérature scientifique, permettront d’apporter de nouvelles connaissances sur les risques liés à l’utilisation des COV dans l’industrie, ainsi que sur la toxicité aiguë de ces substances chez l’animal.
Procédures
Treize COV seront testés dans le cadre de ce projet. Les nombres d’animaux indiqués s’entendent pour chaque COV. Pour chaque COV testé, des animaux différents sont utilisés. Ils sont répartis en deux groupes suivant deux procédures différentes. Les animaux de la première procédure (10 mâles et 10 femelles) sont tout d’abord implantés avec des électrodes à demeure permettant de recueillir l’activité du cerveau pendant l’exposition au COV. Cette implantation requiert une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie qui dure environ 1 heure. Après une semaine de récupération, au cours de laquelle les animaux seront en hébergement individuel afin d’éviter que les congénères n’explorent les sites d’incision ou de suture, ils seront exposés deux jours par semaine à diverses concentrations de COV (à raison de 6h par jour). Pendant ces journées d’exposition, la durée totale dans les cages d’exposition est de 8 heures, car l’exposition au COV est précédée et suivie de deux périodes d’une heure lors desquelles l’air n’est pas chargé en COV. Au total, ces journées d’exposition se répètent entre 5 et 7 fois par animal. Enfin, les animaux sont mis à mort par prélèvement final du sang et du cerveau (5 minutes maximum, sous anésthésie profonde). Les animaux de la deuxième procédure (6 mâles et 6 femelles) suivent la même séquence d’interventions, à l’exception de la chirurgie crâniènne.
Impact sur les animaux
Les substances étudiées ici peuvent affecter l’activité du cerveau. Il est donc possible qu’on observe des effets comme de la somnolence, des troubles de l'équilibre ou des problèmes de coordination. Ces effets, bien que réversibles, seront attentivement surveillés. À la suite d’une intervention chirurgicale prévue pour une partie des animaux, un hébergement individuel sera temporairement mis en place pendant environ une semaine, afin d’éviter que les autres animaux ne touchent les zones opérées. Pendant cette période, les animaux seront logés dans des cages transparentes et grillagées leur permettant de rester en contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Des éléments d’enrichissement (tunnels, matériaux à ronger et à manipuler) seront ajoutés dans les cages pour réduire le stress lié à l’isolement. Pendant les expositions, les animaux seront placés dans des cages qui ne permettent pas l’accès à l’eau. Il est possible que cette contrainte puisse provoquer du stress chez eux, raison pour laquelle ils seront habitués progressivement à cette situation.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet seront mis à mort à la fin des procédures, afin de prélever les tissus nécessaires pour les analyses.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est indispensable ici car on essaye de comprendre comment les COV altèrent la fonction cérébrale et comment ils s'accumulent et sont éliminés dans un organisme entier ; il faut ainsi un organisme avec un métabolisme fonctionnel. Les tests en laboratoire sur des cellules ou des tissus isolés, ou les modèles mathématiques, ne permettent donc pas de répondre à ces questions.
Réduction
Le protocole a été construit de telle sorte que le nombre d’animauxrequis soit réduit à son minimum, tout en incluant à la fois des mâles et des femelles afin d’avoir des résultats représentatifs des deux sexes. Au lieu d’utiliser un groupe d’animaux pour chaque condition expérimentale, nous avons mis en place un système où chaque rat est soumis séquentiellement à toutes les conditions expérimentales. Il est donc son propre témoin. Cela permet de s’affranchir des différences de sensibilité entre les animaux, d’augmenter la puissance statistique et d’utiliser beaucoup moins d’animaux.
Raffinement
Tout au long du projet : Les animaux seront manipulés avec soin par du personnel qualifié et surveillés chaque jour pour évaluer leur état de santé et leur comportement. Ils seront hébergés par deux dans des cages enrichies (tunnels en carton, blocs à ronger, matériaux de nidification), avec un accès libre à la nourriture et à l’eau, sauf durant les phases d’habituation et d’exposition (maximum 8 h). Autour des chirurgies : Un analgésique sera administré avant l’intervention, et un anti-inflammatoire deux fois à 24 h d’intervalle après. L’induction de l’anesthésie sera réalisée à l’isoflurane à 5 % dans un mélange air/oxygène, puis maintenue à une concentration de 2 à 3 % pendant toute la durée de l’intervention. Un gel ophtalmique évitera le dessèchement des yeux, une pommade cicatrisante sera appliquée sur les plaies, et une injection de sérum physiologique assurera la réhydratation. Le réveil aura lieu en armoire chauffée à 28 °C sous surveillance, avant le retour en hébergement. Une alimentation en bouchons et sous forme gélifiée facilitera l’accès à la nourriture. Pendant les 5 jours suivant la chirurgie, les animaux seront observés (douleur, comportement) et pesés quotidiennement. Ils seront logés seuls pour éviter que leurs congénères ne touchent les zones opérées ou n’abîment le dispositif implanté, mais dans des cages transparentes pour maintenir un contact visuel. Si possible, ils seront ensuite remis par deux, avec un environnement enrichi. Pendant l’exposition aux COV : Une habituation progressive aux cages compartimentées et aux enceintes d’inhalation réduira le stress. Les animaux seront aussi entraînés à la manipulation pour la pose/retrait de l’appareil d’enregistrement de l’activité cérébrale. Lors des expositions, ils seront placés individuellement dans des compartiments grillagés, permettant un contact visuel et olfactif entre eux. Ils seront observés toutes les 2 heures, et une fiche consignera tout signe clinique. Si un score d’arrêt est atteint, l’exposition s’arrêtera et les animaux seront surveillés pendant 2 heures pour vérifier leur bien-être. Les données des appareils d’enregistrement seront transmises en direct aux ordinateurs des expérimentateurs, afin de détecter rapidement un signal plat ou des interférences liées à des mouvements anormaux.
Choix des espèces
Le rat a été sélectionné parce que son métabolisme traite les COV de façon similaire à celui de l’humain. Cela permet d’obtenir des résultats plus pertinents pour comprendre leurs effets sur l’Homme. Nous avons choisi une souche de rats pigmentés, qui possèdent de la mélanine, un pigment également présent chez l’Homme. La mélanine joue un rôle protecteur contre certaines substances toxiques. À l’inverse, les rats albinos, qui n’en ont pas, sont plus sensibles à certaines substances. De plus, cette souche a déjà été utilisée dans nos études précédentes, et nous allons continuer à l’utiliser pour assurer la cohérence des résultats entre les différentes expériences. Des animaux des deux sexes sont étudiés ici car il pourrait exister des différences entre mâles et femelles sur l’effet des COV sur l’activité du cerveau, ainsi que sur la distribution et l’élimination de ces polluants par l’organisme. Les rats seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 3 mois), période à laquelle le système enzymatique hépatique, impliqué dans le métabolisme des substances testées ici, est considéré comme pleinement fonctionnel. Ces choix nous permettront d’obtenir des données plus précises et applicables à l’Homme.
CARC2025: Etudes de toxicité chronique et de cancérogénèse d’une nouvelle molécule avant sa mise sur le marché
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 600
600 rats et 480 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun suivi jusqu'à vingt-quatre mois, tous tués pour prélever leurs organes. À 3, 6, 12, 18 puis 24 mois, ils subissent trois prises de sang dans une même journée sur animal vigile, une quatrième sous anesthésie, et jusqu'à seize heures d'isolement pour recueillir leurs urines, les rats étant privés de nourriture. Des tumeurs apparaissent, spontanées ou provoquées par le produit testé, et le porteur indique que les animaux sont gardés en vie tant qu'elles ne remettent pas en cause leur déplacement, leur capacité à boire ou à manger, et qu'aucune ulcération n'apparaît. Le produit peut aussi provoquer chez le rat une opacité de la cornée et une cécité. Cette étude sert à faire entrer une molécule chimique sur le marché, et le porteur précise que les deux groupes supplémentaires exigés par les lignes directrices chinoises ne seront pas utilisés puisque la molécule n'y est pas destinée.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer les risques pour la santé liés à l’exposition à un produit chimique spécifique tout au long de la vie de l’espèce considérée, avant sa mise sur le marché. Pour cela, nous réaliserons une étude combinée de toxicité chronique et de cancérogénicité. Ce projet permet de recueillir des informations sur les effets toxiques de la substance, y compris son potentiel cancérogène, tout en identifiant les potentiels organes cibles et la possibilité d’accumulation du produit dans ces derniers. De plus, il peut fournir une estimation de la dose sans effet nocif observé pour les effets toxiques, ainsi que, dans le cas de substances cancérogènes non génotoxiques, des réponses tumorales. Ces estimations sont cruciales pour établir des critères de sécurité concernant l'exposition humaine et donc le potentiel effet cancérogène pour l’homme. Pour caractériser et évaluer la cancérogénicité potentielle ainsi que la toxicité chronique de ce produit chimique, l’installation d’essai intègre toutes les informations disponibles sur la substance à tester.
Bénéfices attendus
Les études d’exposition chroniques et de cancérogenèse vont permettre : l’identification des propriétés cancérogènes d'un produit chimique susceptible d'augmenter les risques de tumeurs, la fréquence de survenue de tumeurs bénignes ou malignes ou la diminution du temps nécessaire à leur apparition, par rapport au groupe témoin non traité ; l’identification de la toxicité chronique d’un produit chimique ; l’identification d'un ou de plusieurs organes cibles de la toxicité chronique et de la cancérogenèse ; la caractérisation de la relation dose-effet ; l’identification d’un niveau de dose sans effet nocif observé ou du point de départ de l’effet pour l’établissement d'une dose de référence ; l’extrapolation des effets cancérogènes aux niveaux d’exposition humaine correspondant à de faibles doses ; la prévision des effets de toxicité chronique aux niveaux de doses représentatifs de l'exposition humaine ; l’obtention de données permettant de vérifier les hypothèses concernant le mode d’action de la molécule. Toutes ses données seront rapportées, soumises aux autorités internationales et serviront à l’analyse du risque pour l’homme.
Procédures
Aprés 3, 6, 12 et 18 et/ou 24 mois environ, 3 prélèvements sanguins sont réalisés au cours d'une même journée en moins de 2 minutes sur animaux vigiles. Aprés 3, 6, 12 et 18 et/ou 24 mois environ, 1 prélèvement sanguin est réalisé en moins de 2 minutes sur animaux anesthésiés. Aprés 3, 6, 12 et 18 ou 24 mois environ au cours de l’étude, les animaux peuvent être isolés pour une durée maximale de 16h (avec mise à jeun pour les rats) pour le recueil de leurs urines. La mise à mort précédée par une administration d'un analgésique et d'une anesthésie.
Impact sur les animaux
Les niveaux de doses sont fondés sur les résultats des études précédentes. Le choix de la forte dose doit permettre l’évaluation d’une dose bien tolérée par les animaux et induisant une toxicité légere à modérée. Les prelevements de sang peuvent induire une douleur légère et de légers hématomes au point de prelevement. Pour la mesure et le prelevement d’urines, les animaux sont isolés pendant 16h maximum (avec mise à jeun pour les rats). La veille des autopsies prévues, les rats n’ont plus accès à la nourriture pendant 16 h maximum ce qui peut induire un stress léger ainsi qu’une baisse de poids. Compte tenu de l’objectif de l’étude et de sa durée, des tumeurs bénignes ou non , spontanées ou induites par le produit peuvent apparaitre, les animaux seront gardés en vie tant que la taille des tumeurs ne remet pas en cause leur déplacement, et leur capacité à boire ou à s'alimenter(
Devenir
En raison du but de l’étude qui est d’évaluer l’atteinte au niveau des tissus, des organes de l’animal et l’apparition de tumeurs, tous les animaux seront mis à mort pour prelevement d'organes .
Remplacement
Malgré les nombreux tests in silico ( évaluation grace à des calculs/modéles complexes informatisés), in-vitro (essais réalisés sur micro-organismes, organes ou cellules) , et in-vivo conduits lors du developpement de cette molecule qui ont permis de mettre en évidence le mode d’action et les organes cibles de la molécule, ces études animales restent une obligation avant la mise sur le marché d’une nouvelle molécule chimique. Il n’existe pas aujourd’hui de tests substitutifs validés et acceptés par les autorités relatifs à l’évaluation de tumeurs après une exposition chronique.
Réduction
L'essai combiné dans l’étude rat ou l’ajout d’un sous-groupe pour mise à mort intermédiaire (phase chronique) dans l’étude souris permet une meilleure efficacité en temps et en coûts, et un moindre recours aux animaux, par rapport à la conduite de deux essais séparés, et ne compromet pas la qualité des données de la phase chronique ou de la phase de cancérogenèse. La taille des groupes est la taille minimale requise par la ligne directrice. La molecule n’étant pas destinée au marché chinois, les groupes supplémentaires requis par les guidelines chinoises (2 groupes de 10 animaux par doses et par sexes mis à mort après 6 et 18 mois d’exposition) ne seront pas nécessaires.
Raffinement
Compte tenu de la durée de l’étude, une observation quotidienne de l’état clinique des animaux sera assurée et une attention particulière sera portée à l’apparition de tumeurs spontanées ou induites par le produit. Ces tumeurs seront recherchées, observées et mesurées au moins 1 fois/semaine afin de suivre leur progression et/ou l’apparition de zone de nécrose. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués. Lors des prises de sang en cours d’étude l’usage d’un tapis chauffant pourra être utilisé pour maintenir la température corporelle des animaux sous anesthésie. Des micro prélèvements seront utilisés pour l’évaluation des paramètres toxicocinétiques. Le jour précédent leur mise à mort les animaux sont déplacés dans une salle proche de la salle de nécropsie pour éviter le stress du transfert le jour même. Les prélèvements de sang sont réalisés dans une salle séparée et différente de celle utilisée pour la mise à mort. Afin d’éviter toute douleur, les animaux seront mis à mort après une analgésie à l’aide d’un opioïde de type méthadone suivi d’une anesthésie gazeuse à l’isoflurane.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les modèles expérimentaux choisis en raison de leur durée de vie relativement courte, de leur utilisation fréquente dans les études pharmacologiques et toxicologiques, de leur sensibilité à l'induction de tumeurs et de la disponibilité de souches suffisamment caractérisées. Les rongeurs sont recommandés par la communauté scientifique et les instances réglementaires. Des données historiques issues des études précdemment conduites sont disponibles dans le laboratoire avec les espèces et souches choisies (Rat Wistar et souris C57Bl6J). Ces caractéristiques permettent d'obtenir une grande quantité d'informations sur la physiologie et la pathologie de ces animaux. Les animaux utilisés sont de jeunes animaux sevrés à l’arrivée sur le lieu de l’expérimentation dont l’âge après la période d’acclimatation doit être inférieur à 8 semaines compte tenu de l'objectif et de la durée de l'étude (exposition pendant toute la vie de l'animal). Cet age est requis par les lignes directrices internationales.
Tutorat pour l’habilitation et le maintien des compétences techniques en expérimentation animale chez le rongeur
- Formation professionnelle
Rats : 300
Six gestes d'administration répétés chaque jour pendant deux semaines sur des animaux vigiles maintenus en contention, et trois gestes de prélèvement sanguin : 300 souris et 300 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour prélever leur cerveau. Ces gestes ne répondent à aucune question scientifique, ils entraînent des expérimentateurs à les maîtriser et à valider leur habilitation. Le porteur affirme que cet apprentissage sur des animaux vivants est "indispensable" et ne peut être remplacé, les simulateurs et mannequins ne reproduisant pas selon lui les conditions réelles. Les neuf gestes concernés ne sont jamais nommés, et rien n'explique pourquoi un projet de formation se conclut par le prélèvement de 600 cerveaux.
Objectifs
Pour assurer le bien-être des animaux, la réussite des projets et la qualité des résultats scientifiques, il est crucial que les expérimentateurs soient compétents dans l’exécution des gestes techniques. Cela signifie qu'ils doivent être formés et maintenir leurs compétences au fil du temps, que ce soit pour les employés actuels ou les nouveaux arrivants. Un bon encadrement par un personnel qualifié permet de former les expérimentateurs et d'améliorer le bien-être des animaux en réduisant les erreurs et en augmentant la rapidité des gestes, ce qui limite le stress et la douleur des animaux. Cela garantit également des études fiables et solides, avec suffisamment de données pour les analyses, réduisant ainsi les risques de remettre en question les résultats et d'avoir à faire des études complémentaires, ce qui diminue le nombre d'animaux utilisés.
Bénéfices attendus
L’habilitation des expérimentateurs aux gestes techniques améliorera la qualité et la fiabilité des procédures expérimentales et des résultats, tout en réduisant le nombre d'animaux nécessaires pour les études. Cela permettra d'avoir suffisamment de données pour les analyses, réduisant ainsi les risques de remettre en question les résultats et d'avoir à faire des études complémentaires.
Procédures
Durant ce projet, 6 gestes techniques d’administration et 3 gestes techniques de prélèvement sanguin seront effectués. Les gestes techniques d’administration effectués quotidiennement pendant 2 semaines se feront sur animaux vigiles, les animaux étant si nécessaire maintenus en contention par du personnel qualifié pour limiter les mouvements lors de l’exécution des gestes. Certains gestes techniques d’administration et de prélèvement sanguin seront effectués 1 seule fois sous anesthésie gazeuse. Le temps passé à effectuer un geste technique d’administration ou de prélèvement sur un animal sera de 1 minute maximum.
Impact sur les animaux
Les nuisances subies par les animaux seront temporaires et principalement dues aux administrations répétées et aux prélèvements sanguins effectués. Les animaux ressentiront une légère gêne, ainsi qu'une douleur similaire à une piqûre d'aiguille lors de certains gestes techniques d’administration et de prélèvement. Les animaux vigiles maintenus immobiles pour la réalisation de ces gestes pourront également ressentir un stress léger mais temporaire.
Devenir
A la fin du projet, tous les animaux seront donc mis à mort permettant le prélèvement du cerveau post fixation pour analyse.
Remplacement
L’utilisation d'animaux pour l’acquisition et la maîtrise des gestes techniques par les expérimentateurs est indispensable et ne peut être remplacée par d’autres méthodes. Les simulateurs ou mannequin peuvent compléter la formation de base, mais ne reproduisent pas les conditions réelles nécessaires à l’acquisition des gestes techniques sur des animaux vivants. De tels gestes nécessitent une pratique directe pour observer et appréhender le comportement spécifique à chaque espèce, afin d’assurer la précision de leur réalisation. Selon la réglementation, l’habilitation implique d’acquérir et de valider les compétences sur des animaux, garantissant la qualité des procédures et l’amélioration du bien-être animal. Utiliser des animaux dans un cadre contrôlé minimise les risques de souffrance tout en assurant la maîtrise des gestes techniques avant de les appliquer en recherche.
Réduction
Des animaux utilisés dans des études précédentes seront réutilisés autant que possible, afin de réduire le nombre d’animaux commandés spécifiquement pour la réalisation de ce projet de tutorat et d’habilitation. Cela permettra d’utiliser au maximum les animaux disponibles. Pour ce projet, le nombre minimum de souris et de rats a été choisi pour que les expérimentateurs à habiliter puissent se former, un animal étant utilisé pour la réalisation de plusieurs gestes techniques.
Raffinement
Chaque expérimentateur sera supervisé par un personnel qualifié (tuteur) maîtrisant parfaitement les gestes techniques auxquels les expérimentateurs devront être habilités. L’objectif est de garantir une exécution correcte des procédures expérimentales, minimisant ainsi le stress et les erreurs potentielles d’exécution des gestes sur les animaux. Les animaux seront observés 2 fois par jour en semaine par du personnel qualifié, avant et après l’exécution d’un geste technique, et 1 fois par jour le week-end et jours fériés inclus. Pour gérer la douleur de certains gestes techniques, une anesthésie gazeuse sera utilisée. De plus, un suivi de poids avec au moins 2 pesées par semaine sera réalisé au cours du projet. Si l’atteinte d’un point limite est constatée, l’animal sera euthanasié dans des conditions éthiques.
Choix des espèces
Le rat et la souris étant les deux espèces utilisées dans notre établissement, il est donc primordial que le personnel soit habilité à effectuer les gestes techniques sur ces deux espèces. Nous allons réutiliser autant que possible les animaux d’études précédentes menées dans notre établissement. Les animaux réutilisés seront âgés d’au moins 10 semaines.
Evaluation de l’efficacité de substances pharmaceutiques administrées par voie orale à 2 doses sur la prévention et le traitement de la colite ulcérative chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Soumis à une ulcération du côlon provoquée par l'introduction d'un agent chimique sous anesthésie, 64 rats subissent des procédures d'un niveau de souffrance sévère, tandis que 16 rats témoins reçoivent une substance neutre dans les mêmes conditions. Les 80 rats sont mis à jeun douze heures avant l'induction, puis gavés quotidiennement pendant six ou vingt et un jours, et tous sont tués pour prélever leur côlon. Le porteur écrit qu'aucun traitement antidouleur ne pourra leur être administré, puisqu'il interférerait avec l'évaluation des deux substances anti-inflammatoires testées. Il annonce un test comportemental de cinq minutes en fin de protocole pour mesurer la douleur ressentie, sans préciser lequel ni quels paramètres y sont relevés.
Objectifs
La colite ulcéreuse ou rectocolite hémorragique (RCH) fait partie des deux principales maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) avec la maladie de Crohn, et affecte l'extrémité du tube digestif, côlon et rectum. La colite ulcéreuse se classe parmi les maladies inflammatoires parce qu'elle occasionne une inflammation, des plaies, des saignements et une déstructuration sur les parois internes du côlon. L’inflammation s’accompagne de la formation d’ulcères pouvant saigner et produire du mucus ou du pus. Les personnes atteintes de colite ulcéreuse doivent être attentives au risque d’anémie car lorsque la maladie est grave, les pertes de sang peuvent être abondantes, pertes que l’on peut compenser grâce à des suppléments en fer. Des facteurs génétiques et environnementaux influenceraient l’apparition de cette maladie. Le stress et les intolérances alimentaires peuvent déclencher les symptômes chez certaines personnes, mais ces facteurs ne seraient pas à l’origine de la maladie. Des complications liées à l’usage à long terme de certains médicaments peuvent survenir (ostéoporose, cataracte, hypertension, diabète...), médicaments qui peuvent aussi augmenter le risque d’infection. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité de 2 substances pharmaceutiques ayant des propriétés anti-inflammatoires et antalgiques, administrées par voie orale à 2 doses en traitement préventif pour l’une, et en traitement curatif pour l’autre, chez des rats soumis à l’induction d’une ulcération colique. Les effets observés seront comparés à ceux obtenus chez des rats traités avec un placebo ou avec un traitement anti-inflammatoire intestinal de référence. A l’issue de l’étude, les rats seront euthanasiés et le colon et la matière fécale qu’il contient seront prélevés pour la réalisation d’analyses biologiques.
Bénéfices attendus
La réalisation de cette étude va permettre d’évaluer les effets de 2 substances pharmaceutiques à 2 doses différentes, l’une en traitement préventif et l’autre en traitement curatif, chez le rat soumis à l’induction d’une ulcération colique expérimentale, et de comparer ces effets avec un placebo et un traitement anti-inflammatoire intestinal de référence utilisé pour le traitement de la colite ulcéreuse. Les données des différents paramètres suivis au cours de l’expérimentation, poids corporel, prises alimentaire et hydrique, ainsi que les données comportementales relévées quotidiennement concernant l’activité, la posture, l’aspect de la fourrure et l’ouverture des yeux dans la cage d’habitation, l’évaluation comportementale effectuée à la fin de l’expérimentation pour mesurer l’activité exploratoire, et les analyses biologiques qui seront effectuées sur le colon et la matière fécale prélevés en fin d’expérimentation, permettront d’appréhender les effets bénéfiques ou non de traitements préventifs et curatifs avec ces 2 substances pharmaceutiques sur ses activités anti-inflammatoire intestinale et antidouleur chez le rat. Cela permettrait d’envisager la réalisation d’une étude clinique chez l’Homme avec l’une et ou l’autre de ces 2 substances pharmaceutiques, et à terme de proposer une nouvelle thérapie pour le traitement de la colite ulcéreuse.
Procédures
Les 80 rats nécessaires à la réalisation de ce projet seront placés à jeun pendant 12 heures avant l’induction de l’ulcération colique. L’ulcération colique sera induite par administration dans le colon d’une substance chimique permettant l’induction de cette pathologie. Elle sera effectuée sur 64 des 80 rats placés sous anesthésie générale et nécessitera environ 40 minutes pour être réalisée. Les 16 autres rats ne subiront pas l’induction de l’ulcération colique mais ils seront également placés sous anesthésie générale pendant 40 minutes environ et recevront une administration de substance neutre dans le colon. Avant ou après induction de l’ulcération colique, un traitement par voie orale avec les 2 substances pharmaceutiques à évaluer sera effectué quotidiennement pendant 21 ou 6 jours sur les animaux éveillés, geste effectué en moins d’1 minute par une personne expérimentée. Un test comportemental sera effectué à la fin de l’expérimentation pour évaluer la douleur ressentie par les animaux. Chaque rat sera placé pendant 5 minutes dans un dispositif expérimental permettant d’évaluer plusieurs paramètres comportementaux.
Impact sur les animaux
La mise à jeun des animaux la veille au soir de l’induction de l’ulcération colique, pendant une durée de 12 heures, nécessaire pour que l’ensemble des animaux soient dans les mêmes conditions physiologiques et que leur colon soit vide de matière fécale, va induire une légère perte de poids des animaux. L’induction de l’ulcération colique va quant à elle induire un inconfort des animaux et une douleur ressentie notoires, se traduisant par une perte de poids modérée liée à une diminution de la prise alimentaire, voire également de la prise hydrique, et des modifications du comportement des animaux avec une activité moindre, une posture plus prostrée, une fourrure plus hérissée et des yeux moins ouverts, ainsi qu’avec une diminution de l’activité exploratoire. L’évaluation comportementale effectuée à la fin de l’expérimentation par la mise en place des animaux individuellement dans un dispositif expérimental pendant 5 minutes, va engendrer un stress modéré des animaux par l’isolement et la perte des interactions sociales entre congénères durant ce laps de temps.
Devenir
A l’issue de chacune des 2 procédures expérimentales, les 80 rats seront euthanasiés afin de permettre le prélèvement de du colon et de la matière fécale contenue dans celui-ci pour la réalisation d’un ensemble d’analyses.
Remplacement
Des études préliminaires effectuées in vitro sur des cultures de cellules intestinales ont permis de sélectionner ces 2 substances pharmaceutiques ayant démontré les effets anti-inflammatoires les plus probants. Nous souhaitons donc maintenant confirmer ces effets anti-inflammatoires dans un modèle bien caractérisé de colite ulcérative. Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant d’évaluer les effets de substances pharmaceutiques sur l’inflammation intestinale qui est un processus complexe impliquant le système digestif, le système immunitaire et le microbiote intestinal, et sur l’évaluation comportementale. Cela ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet et permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé à partir des résultats d’études précédemment menées par notre laboratoire sur ce modèle expérimental de colite ulcérative ayant montré des effets "forts" de traitements sur l’inflammation intestinale générée, l’évolution pondérale et les paramètres comportementaux évalués dans un test comportemental spécifique à la fin de la période de traitement. Nous utiliserons ainsi 8 animaux par groupe expérimental pour chacune des 2 études en traitement préventif et curatif. A l’issue des expérimentations, une analyse statistique de l’ensemble des données générées sera réalisée.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles avec un enrichissement adapté, et ils auront accès à la nourriture et à l’eau ad libitum. Une attention toute particulière sera portée aux animaux après l’induction de la colite ulcérative, lors de la réalisation des traitements et la réalisation de l’évaluation comportementale. Les animaux seront observés plusieurs fois par jour tout au long de l’expérimentation par du personnel qualifié, week-end et jours fériés inclus. Un suivi régulier et/ou quotidien de leur poids et de leurs consommations alimentaire et hydrique sera effectué tout au long de l’expérimentation, de même qu’une observation spécifique de leur comportement dans leur cage pour évaluer le niveau de douleur ressentie au travers de l’observation de leur activité, de leur posture, de l’état de leur fourrure et de l’ouverture de leurs yeux. Cela permettra ainsi d’évaluer l’effet antidouleur de chaque substance pharmaceutique testée sur la pathologie induite et de la comparer à celui des autres groupes de traitement. L’évaluation de la douleur ressentie se fera également par la réalisation d’un test comportemental 24 heures après le dernier traitement oral et juste avant leur euthanasie, pour évaluer l’activité exploratoire des animaux au travers de différents paramètres. Le but de cette étude étant d’évaluer les effets anti-inflammatoires des 2 substances pharmaceutiques qui seront testées, il ne sera pas possible d’administrer de traitement antidouleur qui interférerait avec les résultats de l’étude et leur interprétation. Cependant, la surveillance de points limites définis permettra d’isoler voire d’exclure éventuellement des animaux avec une prise en charge en conformité avec les recommandations éthiques.
Choix des espèces
Le rat est un modèle très utilisé pour les études dans le domaine de l’inflammation et notamment le modèle d’ulcération colique induit par l'agent chimique utilisé qui est reconnu par la Communauté Scientifique Internationale. C'est donc l’espèce animale la plus appropriée pour ce type d’étude. Les animaux seront de jeunes rats âgés de 6 à 9 semaines et d’un poids de 175-250 g à l’arrivée au laboratoire pour les 2 études à réaliser, correspondant à l’âge et au poids de rats que nous utilisons pour la réalisation d’expérimentations sur ce modèle de colite ulcérative. Lors de l’induction de l’ulcération colique pour les 2 études à réaliser, tous les animaux auront ainsi le même âge, 9-10 semaines, et environ le même poids, 250-275 g, conditions expérimentales que nous avons validées sur ce modèle de colite ulcérative avec des rats de cet âge et de ce poids.
Sélection d’une nouvelle lignée de rats résistants à l’accident de décompression 2/2
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système urogénital
Produire par élevage sélectif, sur huit générations, une lignée de rats résistants à l'accident de décompression : 1 868 rats vont être utilisés, 1 170 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 698 un niveau léger. Chaque animal de la lignée résistante subit une plongée simulée d'une heure quarante dans un caisson hyperbare, précédée d'un transport entre deux établissements, avant d'être mis à la reproduction. Le porteur décrit la douleur des symptômes de l'accident de décompression, qui apparaissent après la sortie du caisson, comme modérée et durant moins de deux minutes. La finalité déclarée touche la sécurité des plongeurs, avec l'espoir lointain d'un dépistage individuel du risque. Sur les 1 868 rats, 1 410 sont tués pour prélever leurs organes, 248 proposés à l'adoption et 210 réutilisés.
Objectifs
L’accident de décompression (ADD) est le risque le plus grave chez les plongeurs subaquatiques. L’objectif de ce projet est de mettre en œuvre un programme d’élevage sélectif chez le rat basé sur la résistance à l’ADD afin d’identifier les mécanismes associés à la résistance à cette pathologie.
Bénéfices attendus
Les études précédentes ont clairement montré l’existence d’une composante héréditaire dans la résistance à l’accident de décompression, mais sans en révéler les mécanismes. Les résultats de ce projet représenteront les premières données concernant les gènes impliqués ou leur régulation dans le cadre de l’accident de décompression et, plus largement, de la plongée. A court terme, les bénéfices portent donc sur une meilleure caractérisation des gènes et des voies métaboliques et de signalisation qui modulent la résistance à l’ADD. A moyen terme, L’utilisation d’un modèle murin présentant une grande variabilité génétique favorisera le transfert à l’Humain. A plus long terme, l’identification des déterminants génétique permettrait alors une détection plus précise du risque individuel d’ADD et ouvrirait la voie à une approche de type médecine de précision pour adapter les procédures de décompression en fonction du risque individuel. La sécurité des plongeurs s’en trouverait ainsi améliorée en évitant les accidents avec respect des tables.
Procédures
Les animaux faisant partie de la souche résistante à l'accident de décompression subiront une seule plongée simulée dans un caisson hyperbare adapté d'une durée de 1 heure 40 minutes avant de se reproduire pour former la génération suivante jusqu'à atteindre 8 générations. Les animaux contrôles suivent le même processus mais sans l’exposition hyperbare, remplacée par un séjour de même durée à pression atmosphérique.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont : - pour les animaux des groupes "contrôles" et "résistants" : - Le stress, d’intensité légère à modérée, généré par le transport entre les deux établissements utilisateurs (d’une durée de 15 minutes). - L’angoisse lors de la plongée simulée d'intensité légère et d'une durée de 1h40 min. -Uniquement pour les animaux du groupe "résistants" : la douleur induite par l’apparition de symptômes de l’ADD pendant la période d’observation à l’issue de l’exposition hyperbare. Cette nuisance est modérée et dure moins de 2 minutes.
Devenir
•1410 animaux reproducteurs et issus des élevages seront mis à mort pour prélever les organes et permettre les analyses biologiques. •Sur les 458 animaux restants, en accord avec la structure chargée du bien-être animal : - 38 reproducteurs initiaux et 210 animaux issus des générations suivantes seront proposés à l’adoption, soit un total de 248 rats. - Les 210 animaux issus des générations successives non adoptés seront réutilisés.
Remplacement
Bien que l’existence d’une importante variabilité interindividuelle de la résistance à l’accident de décompression soit largement démontrée, son origine est encore quasiment inconnue. Il est donc encore impossible de distinguer dans une population « normale » quel individu est à risque élevé et quel autre est résistant. L’élevage sélectif est donc la seule stratégie permettant de séparer deux populations d’individus dont la résistance à l’accident de décompression est connue a priori ; Or, ce type d’expérimentation n’est possible ni chez l’Humain, ni sur des modèles cellulaires.
Réduction
Le nombre d’animaux soumis protocole hyperbare correspond au minimum nécessaire pour obtenir 15 couples reproducteurs dans le groupe Résistants, afin de prévenir une éventuelle morbidité ou mortalité indépendante des conditions expérimentales ; cet effectif a été déterminé lors de projets précédents. Le nombre d'animaux obtenus lors des accouplements, (entre 50 et 70 rats de chaque sexe) permet également d’éviter les croisements consanguins. Nous avons besoin d'une différence de 20% du taux d’ADD entre les groupes pour détecter un effet de la sélection sur la résistance à l’accident de décompression.
Raffinement
Tous les animaux seront suivis en appliquant des points limites stricts et spécifiques du projet. Le transport entre les deux établissements utilisateurs peut générer un stress (visible dès le changement de cage), les animaux seront laissés au calme 1 heure avant l’exposition hyperbare. Cette dernière sera étroitement surveillée par les concepteurs. Avant chaque exposition, les animaux sont maintenus pendant 30 minutes dans le caisson ouvert afin de réduire le stress induit par le changement d’environnement. Entre deux plongées simulées consécutives, le caisson est aéré à l’aide d’air comprimé pour éliminer toute odeur laissée par les animaux précédents.
Choix des espèces
Le Rat est un modèle très utilisé pour l’étude des mécanismes de l’accident de décompression. De ce fait, nous possédons de nombreuses données biologiques concernant les effets de l’exposition hyperbare et une bonne connaissance des symptômes de l’accident de décompression pour cette espèce. Cette expertise acquise au cours des projets précédents permettra une meilleure gestion du projet et de ses résultats. De plus, l’utilisation de la souche murine « génétiquement hétérogène » devrait faciliter le futur transfert de connaissances à l’Humain. Chez le Rat, en plus de dépendre du sexe, le risque d’accident de décompression augmente avec la masse corporelle, le pourcentage de masse grasse et l’âge. 11 semaines au moment de l’expérimentation hyperbare permet à la fois d’être certain que les animaux, mâles et femelles, ont atteints le stade de « jeunes adultes », matures sexuellement, tout en conservant une masse et un pourcentage de masse grasse suffisamment modérés pour masquer le moins possible les facteurs génétiques qui déterminent la résistance à l’ADD.