Rats
Evaluation de candidats médicaments dans des modèles de néphropathie chez le rat et la souris
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Rats : 2520
Tester les molécules de clients industriels sur des reins malades occupe 2520 rats et 1620 souris, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les animaux développent une néphropathie spontanément, par diabète ou par lupus, ou bien par induction chimique, puis reçoivent les composés à évaluer au fil de 55 études étalées sur cinq ans. Chaque semaine, ils passent jusqu'à vingt-quatre heures isolés en cage à métabolisme pour la collecte d'urine, subissent une vidange manuelle de la vessie, deux heures d'anesthésie gazeuse pour la mesure de la filtration rénale, des prises de sang et parfois l'implantation d'une pompe osmotique. Le porteur écrit ne connaître "ni la nature ni les effets secondaires possibles" des molécules testées, et retient un modèle de lupus dont la littérature annonce 50 % de mortalité à six mois, en gardant les animaux en vie jusqu'à sept mois.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet de nouveaux candidats médicaments dans des modèles de néphropathie. Nous pensons réaliser 55 études dans ce projet sur 5 ans.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de tester de nouveaux candidats médicaments pour trouver de nouvelles molécules plus efficaces que les molécules utilisées actuellement pour traiter les patients atteints de néphropathie.
Procédures
Les animaux vont développer naturellement une néphropathie (animaux diabétiques ou ayant le lupus) ou celle-ci sera induite chimiquement. Les animaux vont recevoir des administrations de composés chimiques (inducteur de pathologie ou de candidats médicaments à tester). Ces gestes seront très rapides (moins d’1 minute) et seront réalisés par du personnel compétent pour diminuer tout stress. Les animaux seront mis dans des cages à métabolisme et isolés temporairement de leurs congénères (24H maximum 1 fois par semaine) afin de récolter de l’urine. Une vidange manuelle de la vessie pourra aussi être réalisée (environ 30 secondes pour ce geste sans douleur). Les animaux auront une anesthésie gazeuse afin de pouvoir leur « scotcher » un capteur afin d’évaluer la filtration glomérulaire pendant 2 heures et seront remis avec leurs congénères ensuite. Des prélèvements sanguins pourront être réalisés au cours de l’expérimentation ainsi que des dosages de glycémie à l’aide d’un glucomètre (nécessité d’avoir 1 goutte de sang, geste durant 30 secondes). Les animaux auront une procédure chirurgicale rapide (10 minutes) que s’il y a implantation de pompes osmotiques.
Impact sur les animaux
Nous testons des molécules clients dont nous ne connaissons ni la nature ni les effets secondaires possibles, il nous est, pour cette raison, difficile d’anticiper les nuisances pour les animaux dues aux candidats médicaments. Toutefois, des manipulations, administrations répétées, prélèvements de sang peuvent provoquer du stress, une légère douleur (douleur de l’aiguille). Nous utiliserons des animaux génétiquement modifiés développant spontanément des néphropathies selon le modèle étudié ou nous induirons chimiquement cette pathologie rénale. Les animaux vont donc ressentir les symptômes de cette pathologie à savoir des troubles rénaux (douleur possible) et par conséquent des troubles urinaires.
Devenir
Tous les animaux de l’expérience seront mis à mort et des prélèvements d’organes seront réalisés.
Remplacement
Aujourd’hui il n’existe pas de thérapie pharmacologique efficace pour le traitement des néphropathies. Actuellement, aucun modèle in silico, in vitro ou ex vivo ne peuvent mimer la pathologie dans son ensemble et dans sa complexité. Ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale pour tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments.
Réduction
Nous avons établi une stratégie d’expérimentation nous permettant dans la mesure du possible, de mesurer la valeur basale de chaque animal (l’animal est son propre contrôle) pour certains paramètres (récolte d’urines via des cages métaboliques, mesure de la filtration glomérulaire qui sont des méthodes non invasives). Cette stratégie permet donc de réduire sensiblement le nombre d’animaux par groupe. Aucun test statistique sera utilisé pour calculer le nombre d’animaux par groupe mais de par notre forte expérience en expérimentation animale et pour ces différents modèles, les publications scientifiques publiées, un nombre minimum de 10-15 animaux par groupe sera utilisé pour avoir des résultats statistiquement différents et fiables selon les modèles. Des tests statistiques seront réalisés pour évaluer la différence entre les groupes
Raffinement
Dès leur arrivée dans la zone d’exploration fonctionnelle, les animaux seront hébergés dans des conditions définies par la directive européenne 2010/63/UE et auront une phase d’acclimatation de 3-4 jours minimum avant d’être manipulés. Un enrichissement (type tunnel, igloo, aspen brick, carré de coton…) sera introduit dans l’hébergement des animaux. L’état des animaux (aspect général de l’animal, pâleur, poils hérissés, sales ou toilettage, prostration ou non, difficulté à se mouvoir, plaie…) sera suivi quotidiennement par du personnel compétent afin de s’assurer de leur bien-être et de l’absence de point limite à savoir prostration, perte de poids, difficulté à se mouvoir, s’alimenter, boire, piloérection, présence de blessure, … Les procédures sous anesthésie seront réalisées sur plaque chauffante thermorégulée afin d’éviter toute hypothermie de l’animal. Des analgésiques seront administrés selon les protocoles expérimentaux. Si un animal présentait un point limite, il serait isolé dans un premier temps, soigné, hydraté et mis en présence de nourriture dans la litière si besoin. Si son état ne s’améliorait pas dans les 72h, les expérimentateurs compétents excluraient l’animal de l’étude et réaliseraient une mise à mort.
Choix des espèces
Tous les modèles sont bien décrits dans la littérature chez le rat ou la souris. Certains modèles nécessitent l’utilisation d’animaux particuliers : Modèle de néphopathie lupique : Le modèle choisi pour cette étude est un modèle murin génétiquement modifié. Elles vont développer de manière spontanée une néphropathie cliniquement similaire à ce qui est observé dans la pathologie humaine. Dans la littérature, il est précisé qu’il y a un taux de mortalité de 50 % chez des animaux âgés de 6 mois. A moins que les animaux présentent des signes cliniques nécessitant leur mise à mort, nous les garderons en vie maximum jusqu’à l’âge de 7 mois. Modèle de néphropathie diabétique : Il existe plusieurs modèles diabétiques développant une néphropathie chez le rongeur : certains chez le rat, d’autres chez la souris. Les modèles de néphropathie diabétique chez les souris génétiquement modifiées que nous avons choisis sont largement décrits dans la littérature et leurs caractéristiques sont très proches de la pathologie humaine du diabète de type II. En accord avec ces données et avec l’objectif de notre étude, nous avons choisi ces modèles pour évaluer l’effet de candidats médicaments sur la fonction et les dommages rénaux induits par cette pathologie. Toutefois, la réalisation de ce projet avec des rats rendus diabétiques chimiquement est tout à fait envisageable et dépendra des demandes des clients et de leur préférence. Selon les modèles, différents animaux seront utilisés : - animaux âgés de 7-8 semaines afin d’avoir des animaux sexuellement matures permettant de mimer au mieux les conditions cliniques humaines (lupus) - des rats de 100 -125 g ou 5 semaines au début de l’expérimentation seront utilisés pour un modèle induit chimiquement en accord avec la littérature et notre expérience. - des rats de 90-100 g ou 4 semaines au début de l’expérimentation seront utilisés pour un autre modèle induit chimiquement en accord avec la littérature et notre expérience. - des animaux d’au moins 6 semaines, stade auquel les animaux ont initié un diabète de type II avec une hyperglycémie ainsi qu’une albuminurie, principales caractéristiques de la néphropathie diabétique. Cependant, selon les demandes du sponsor, l’âge des animaux pourra être différent.
Travaux pratiques de physiologie dans le cadre de la 2ème année de Licence Nutition Pharmacologie
- Enseignement supérieur
Opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil pour 350 d'entre eux, 525 rats vont être utilisés dans des travaux pratiques de licence, les autres relevant de procédures d'un niveau de souffrance léger ou modéré. Les étudiants mesurent le volume sanguin au bleu Evans, prélèvent des utérus pour observer les contractions, étudient le transport du glucose dans l'intestin grêle, suivent des rats rendus hypothyroïdiens par traitement chimique pendant huit semaines, d'autres rendus diabétiques par une alimentation grasse, et des mâles castrés dont ils constatent huit semaines plus tard l'involution de la prostate et de l'épididyme. Le porteur affirme que le traitement de la thyroïde et le régime gras "n'induisent pas de phénotypes particuliers de nature à nuire aux animaux". Il écarte les organoïdes et les cellules souches en partie pour une raison budgétaire, les jugeant "inabordables avec nos budgets enseignement".
Objectifs
Les travaux pratiques concernent deux Unités d’Enseignement : une unité de « physiologie » et une unité de « Nutrition ». Dans ces enseignements, les étudiants sont amenés à : - (unité 1) Déterminer le volume sanguin du rat par la méthode de dilution du bleu Evans et de mettre en évidence le phénomène de clairance. Mettre en évidence le transport actif du glucose au niveau des cellules épithéliales de l'intestin grêle de rat. Caractériser les contractions utérines et mettre en évidence la localisation de l’ocytocine et son mode d’action. Dans l'unité 2, trois séances de travaux pratiques : _ Suivre des rats thyroïdectomisés par traitement chimique, effet sur la croissance et sur le métabolisme (consommation d’oxygène) et analyses statistiques ; _ Suivre des rats mâles castrés, mise en évidence de l’involution des organes androgéno dépendants (épididyme, prostate, …) et analyses statistiques _ Mesurer la diurèse, la consommation hydrique et la glycémie de rats diabétiques de type II, induis par une alimentation riche. Cette formation accueille en moyenne 140 étudiants (70 LAS2 et 70 L2) par an donc environs 700 sur 5 ans.
Bénéfices attendus
Illustration et compréhension des grands concepts physiologiques abordés en cours. Compétences pratiques autour de la paillasse de laboratoire (aseptise du champ opératoire, bonnes pratiques de chirurgie, peser une poudre avec une balance de précision, importance de l’osmolarité des solvants, faire la différence entre un rat et une souris (un écran ne leur apprend pas à faire la différence...), apprendre les bons gestes de manipulation des animaux, observer une chirurgie, les points de suture…)
Procédures
Unité d’enseignement 1 -rats pour le Travail Pratique de mesure du volume sanguin (procédure sans réveil) 30minutes de chirurgie - rates pour le Travail Pratique d’endocrinologie (contraction utérus, procédure de prélèvement de l’utérus sans réveil). -rats pour le transport de glucose (procédure sans réveil) une heure d’intervention. Unité d’enseignement 2 - rats pour la thyroïdectomie chimique (procédure de prélèvement de matériels biologique sans réveil) 8 semaines de PTU et 30 minutes de prélèvements avec l’anesthésie - rats pour le diabète de type 2 (procédure de prélèvement de matériels biologique sans réveil) 8 semaines de nourriture HFD puis 30mins de mesures de consommations de production O2 et CO2 et les prélèvements -rats pour le modèle de castration (procédure légère, administration d’un anti inflammatoire immédiatement après la chirurgie puis 12 et 24 h après), puis 8 semaines après procédure de prélèvement de matériels biologique sans réveil - rats témoin (procédure de prélèvement de matériels biologique sans réveil) 30 minutes de prélèvements avec l’anesthésie.
Impact sur les animaux
Seuls les rats ayant subi une castration sont susceptibles de subir des nuisances les premiers jours post-opératoires, mais ils seront suivis et traités pour supprimer ses nuisances. Le traitement chimique pour la tyroïde et le régime gras n'induisent pas de phénotypes particuliers de nature à nuire aux animaux. Les grandes fonctions physiologiques (reproduction, respiration, homéostasie intérieure, circulation) sont conservées même si elles sont légèrement modifiées (prise de poids, réduction de la consommation d’o2, hyperglycémie…) les animaux seront suivis tous les jours.
Devenir
Tous les animaux sont sacrifiés afin de prélever le matériel biologique (organes, sang, urine) nécessaire au déroulé des travaux pratiques. Ces prélèvements permettront de comparer le poids des organes entre les témoins et les animaux expérimentaux, d'analyser la composition biochimique du plasma et des urines (dosage de glucose, acides gras, enzymes).
Remplacement
Ces travaux pratiques de physiologie sur différents modèles animaux, sont nécessaires pour appréhender les mécanismes intégrés sous-tendant la physiologie et pour évaluer la pertinence de traitements pharmacologiques chez l’Homme, vus en cours. Il n’existe pas de méthodes alternatives pour la physiologie (la culture cellulaire, les Cellules souches pluripotentes induites, les organoïdes, qui nécessitent des mois de différenciations multiples à partir de cellules souches Humaines et qui ne présentent pas de connexions synaptiques complètes ou même de réseaux sanguins et nécessitent du matériel de culture 3D de pointe (inabordables avec nos budgets enseignement), ne sont pas des modèles expérimentaux utiles pour la physiologie. Nous utilisons cependant pour d’autres travaux pratiques dans ces unités d'enseignement des travaux pratiques virtuels types labstation (Électroencéphalogramme, Explorations fonctionnelles respiratoires, électrocardiogramme, Potentiel d’action…) qui sont complémentaires.
Réduction
La mise en commun des résultats de plusieurs groupes de Travaux pratiques permet de minimiser la taille des échantillons par groupe d'étudiants. Les données obtenues dans chaque groupe d'étudiants seront regroupées pour l’ensemble de la promotion, ce qui leur permet, malgré tout, d'utiliser des tests statistiques classiques pour analyser les données. Dans ce nombre sont compris les 10% de perte potentiel lors de la chirurgie (castration) ou pour les travaux pratiques de mesure du volume sanguin (perte possible pendant les prélèvements mais très rare). De plus, dans une optique de réduction des animaux, plusieurs tests et prélèvements seront effectués sur le même groupe de rats témoins. Afin de faciliter l’observation des différents gestes techniques sur les animaux nous avons acquis une caméra vidéo spécifique, ainsi nous pouvons avoir des groupes d'étudiants plus importants pour les travaux pratiques, ce qui réduit le nombre de groupes et donc d'animaux.
Raffinement
Les animaux seront stabulés en groupe avec un nombre de n dépendant de la surface des cages, conformément à la législation. Un suivi permanant avec rotations du personnel les vacances et les weekends pour assurer notamment un accès ad-libitum à l’eau et la nourriture. Une attention particulière sera portée après la chirurgie des animaux. Les animaux opérés le jour même ne sont pas séparés les uns des autres mais gardés en groupe dans la même cage (ainsi ils se réveillent en même temps et ne reste pas seul la nuit). Les opérations cessent en début d’après-midi pour avoir un suivi des animaux dès leur réveil. Les animaux opérés sont stabulés dans une zone avec une chaleur plus importante (lampe) le temps de leur réveil.
Choix des espèces
Le rat est une espèce de choix reconnue internationalement pour l’étude de la physiopathologie et la pharmacologie. Les rongeurs sont choisis car leurs grandes fonctions, bien que différentes, sont assez proche de celles de l’Homme. De plus, les rats présentent des avantages par rapport aux souris au niveau technique (taille plus grande : pour les canulations, la taille de l'utérus, la quantité de matériel prélevée permettant les analyses biochimiques, la consommation d’o2 est trop faibles chez les souris pour la détecter avec notre matériel de TP). Les modèles utilisés ont déjà été validés dans la littérature et au laboratoire. Rats adultes (200-300 g) pour les procédures 1,2 et 3. Les rats adultes sont plus faciles à manipuler pour les canulations ou pour la surface d'intestin disponible. Pour les procédures 4.5.6 et 7 des rats juvéniles en croissance (75-100 g) que nous allons suivre pendant 2 mois, pour observer justement l'impact des différents traitements sur la croissance des rats.
Implantation sous-cutanée de biomatériaux candidats comme substituts de dure-mère chez le rat, preuve de concept de biocompatibilité
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Anesthésiés puis incisés trois fois dans le dos, 8 rats mâles reçoivent deux membranes de biomatériau de cinq millimètres de côté, la troisième incision étant refermée sans implant pour servir de témoin. Ils passent les vingt-quatre heures suivantes isolés, puis un mois sous observation, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur juge le risque de réaction inflammatoire douloureuse "très limité" du fait des essais in vitro préalables, alors que l'étude a précisément pour objet de mesurer l'inflammation produite par ces implants. Il conclut que les étapes de validation chez l'animal ne peuvent pas être "totalement remplacées" avant le passage à l'humain, et tous les rats sont tués au bout du mois pour prélever les implants et les tissus alentour.
Objectifs
A la suite de traumatismes ou d’opérations au niveau du cerveau, la dure-mère (partie localisée entre le crâne et le cerveau) peut être endommagée. Lorsque cela arrive, des substituts artificiels de remplacement, créés en laboratoire, peuvent être implantés pour remplacer les zones où la dure-mère est lésée. Ces derniers sont cependant responsables de nombreux effets secondaires (infection, douleurs, fuite de liquide en provenance du cerveau …), qui affectent la récupération des patients. Notre équipe travaille donc au développement de nouveaux substituts, dont la composition est très proche de celle de la dure-mère naturelle, dans le but de limiter ces effets indésirables. Les études menées en laboratoire à partir de cultures cellulaires montrent que deux des substituts que nous avons créés pourraient être compatibles avec un usage chez le patient. Le travail que nous proposons aujourd’hui vise à faire une première évaluation de la compatibilité de ces matériaux dans un organisme entier. Pour cela, les deux substituts seront implantés sous la peau de 8 rats et nous analyserons l’inflammation et le devenir de ces substituts 1 mois après leur implantation. Si les résultats sont concluants, de nouvelles études plus sensibles seront envisagées, avec implantation des substituts au niveau crânien, après un retrait de la dure-mère.
Bénéfices attendus
Ces implantations permettront de confirmer une réponse biologique positive après implantations peu invasives (sous la peau) des substituts candidats et d’envisager ainsi la suite des étapes pré-cliniques avec un risque de complication réduit au minimum, ou bien de mettre à jour des effets indésirables non anticipés suite aux campagnes d’évaluation et de caractérisation in vitro, permettant alors une amélioration des substituts ou l’arrêt du projet sans recourir à plus d'animaux. A long terme, ce projet doit permettre d’améliorer le parcours de santé des patients ayant subi un intervention sur la dure-mère (baisse du risque de complication, donc baisse des coûts et hausse du bien-être des patients).
Procédures
Suite à une période d’acclimatation, chaque individu recevra sous analgésie et anesthésie générale les deux biomatériaux candidats en implantation sous-cutanée sur le dos. Les biomatériaux se présentent sous la forme de membranes carrés de 5 mm de côté et de moins d’1 mm d’épaisseur. Une troisième incision sera réalisée puis suturée sans insertion de biomatériau comme auto-contrôle. Les animaux seront maintenus en observation quotidienne pendant 1 mois puis euthanasiés après analgésie et anesthésie pour réaliser l’analyse des tissus et le devenir des biomatériaux.
Impact sur les animaux
La réalisation de l’incision suivie d’une suture entraine un faible risque d’infection indépendant du biomatériau implanté. L’anesthésie et la manipulation liées à la chirurgie peuvent entrainer du stress, tout comme l’isolement temporaire post-chirurgie (24 heures). La chirurgie elle-même entraine une douleur locale à chaque site d’implantation, qui sera prise en charge pendant et après la procédure par des analgésiques cutanés. La littérature indique pour les sutures cutanées une disparition de la douleur dans les 24h. L’implantation du biomatériau peut engendrer une réaction inflammatoire à l’origine de douleurs locales, mais ce risque est jugé très limité du fait de la caractérisation in vitro de la cytocompatibilité effectuée en amont et de la littérature sur les matériaux utilisés.
Devenir
Les animaux devront être mis à mort à la fin de la procédure pour prélever les implants et les tissus environnants, les analyser et pouvoir ainsi remplir les objectifs scientifiques de l'étude.
Remplacement
Nous cherchons à développer des biomatériaux pour soigner la dure-mère chez l'homme, des étapes de validation chez l’animal ne peuvent pas être totalement remplacées pour évaluer précisément leur comportement après implantation et leurs conséquences sur l'organisme entier, avant de passer aux études cliniques. Une importante phase d’évaluation in vitro a cependant précédé l’étude présentée ici afin de réduire à 2 les biomatériaux candidats à tester chez le rat et anticiper des résultats positifs avec confiance.
Réduction
Seuls deux substituts candidats seront évalués. Dans un souci de réduction du nombre d’animaux, les deux biomatériaux seront implantés sur le même animal, séparés de quelques centimètres. Une incision supplémentaire sans implantation de biomatériaux (incision contrôle) sera réalisée afin que chaque animal soit son propre contrôle. Cette approche permettra de limiter à 8 le nombre d’animaux nécessaires à cette étude. Seul des mâles seront utilisés, des différences selon le sexe n’étant pas attendues pour les phénomènes étudiés (évolution des biomatériaux et inflammation).
Raffinement
La composition et la compatibilité des substituts candidats ont été vérifiés in vitro avant implantation chez l’animal afin de limiter le risque d’effets indésirables. De plus, une amélioration des conditions d'hébergement sera mise en place par des jouets présents dans les cages et des interactions avec les soigneurs encouragées lors des inspections quotidiennes. Analgésie et anesthésie seront utilisées pendant et après la procédure, et des points limites adaptés ont été établis. Pour minimiser les biais liés au rythme jour/nuit et éviter les erreurs engendrées par de nombreuses répétitions du même geste à la chaine, les animaux seront implantés 2 par 2 chaque matin, le groupe total de 8 étant ainsi étalé sur 4 jours.
Choix des espèces
Le rat constitue une espèce peu sensible et bien référencée pour ce type d’étude, facile à manipuler (réduisant ainsi le stress) et d’une taille suffisante pour permettre l’implantation de deux matériaux ainsi qu’une incision contrôle sur chaque individu. Les animaux seront adultes (10 semaines) : les éléments évalués au cours de l’étude n’impliquent aucune notion de développement qui amènerait à utiliser des rats immatures ou âgés, le substitut développé est à visée d’utilisation chez l’humain adulte, et la taille des rats adultes permettra l’implantation de plusieurs substituts candidats sur le même individu.
Étude de l’efficacité d’une thérapie génique dans un modèle d’hypertension artérielle pulmonaire chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
140 rats de huit semaines vont être utilisés, chacun passant au moins cinq anesthésies, de l'induction de l'hypertension pulmonaire aux trois échocardiographies hebdomadaires puis au cathétérisme cardiaque final. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré à sévère et tous les rats sont tués, leur cœur et leurs poumons analysés après la mort, le porteur annonçant par ailleurs un total de 120 animaux quand la déclaration en compte 140. À partir du quatorzième jour, la maladie provoquée entraîne un inconfort respiratoire, un essoufflement à l'effort, une fatigue et une mobilité réduite, jusqu'à une insuffisance cardiaque droite. Le porteur choisit de jeunes adultes parce que l'induction de l'hypertension y est "plus rapide et plus sévère", et annonce une utilité "majeure" pour des patients dépourvus de traitement, quand le projet en reste à valider l'intérêt d'une cible chez le rat.
Objectifs
Le projet vise à mieux comprendre et à améliorer le traitement d’une maladie rare et grave : l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). La pathogenèse de l’HTAP est complexe, et implique une dysfonction vasculaire, des facteurs hémodynamiques et environnementaux, ainsi que des prédispositions individuelles. En juin 2013, une étude scientifique commune à notre laboratoire de recherche et un laboratoire américain a démontré chez des patients atteints d’hypertension pulmonaire, l’existence de mutations dans le gène codant le canal potassique KCNK3. De plus, nous avons récemment mis en évidence dans différents types d'HTAP chez l'homme ainsi que dans différents modèles animaux d'HTAP, une perte d'expression et de fonction du KCNK3. Ces travaux démontrent qu’une perte d'expression ou de fonction du canal KCNK3 est un élément crucial initiateur de l'HTAP. Ainsi, nous voulons restaurer l'expression pulmonaire de KCNK3, par une approche de thérapie génique afin de réduire le développement de l’HTAP.
Bénéfices attendus
La réalisation de ce projet permettra de valider l'intérêt de notre approche thérapeutique pour réduire le développement de l’hypertension pulmonaire. Les patients atteints de cette pathologie n'ayant actuellement aucun traitement spécifique, ce projet présente une utilité majeure dans la prise en charge de ces malades.
Procédures
L'induction de l'hypertension artérielle pulmonaire sera réalisée sous anesthésie. Tous les animaux subiront des échocardiographies, chaque semaine (au nombre de 3), réalisée sous anesthésie (environ 15 min par rats). Les prélèvements sanguins à la veine caudale, réalisés sous anesthésie, seront réalisés au moment des échocardiographies de fin de procédure. À la fin des procédures, tous les animaux subiront un cathétérisme cardiaque sous anesthésie (environ 20 minutes par animal). Toutes les interventions sur les animaux seront réalisées sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Comme décris précédemment, l'induction de l'hypertension artérielle pulmonaire sera réalisée sous anesthésie générale. Celle-ci va conduire à des effets secondaires important tels que de l'inconfort respiratoire, de l'essoufflement à l'effort ou encore la fatigue conduisant à une mobilité réduite de l'animal, à partir du 14ème jour. Les réveils des anesthésies réalisées pour les échographies peuvent également être une source de stress pour l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure, à moins qu'ils aient atteint leurs points limites avant celle-ci. Des analyses post-mortem seront alors réalisées ensuite sur le cœur et les poumons.
Remplacement
L’objectif de recherche est de mieux comprendre le développement de l'hypertension artérielle pulmonaire et de déterminer la pertinence d'une nouvelle cible thérapeutique. Le recours à des animaux se justifie par la nécessité d’étudier la fonction cardiovasculaire dans un contexte dit normal ou sain (physiologique) et un contexte ou l'animal est malade (physiopathologique). Il se justifie par l'impossibilité de simuler ex vivo la mise en place de l'hypertension artérielle pulmonaire qui est un processus complexe.
Réduction
Les fonctions cardiovasculaires seront étudiées par des méthodes non invasives (échocardiographie) permettant de limiter le nombre d'animaux utilisés. Un dernier bilan (cathétérisme) de leur fonction cardiaque est réalisé à la fin de l'expérimentation afin de collecter un maximum de données. Le nombre total de rats utilisés sera de 120 sur l'ensemble de l'étude en combinant plusieurs approches expérimentales par différents expérimentateurs sur le même animal. Des expériences de biochimie et de biologie moléculaire à partir des différents tissus collectés et des études sur cellules isolées seront effectuées afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Afin de déterminer le plus précisément possible le nombre nécessaire et suffisant d'animaux, nous avons utilisé un test statistique adéquat.
Raffinement
Toutes les procédures seront pratiquées en utilisant des anesthésiques. À la fin des expérimentations, les animaux seront sacrifiés pour prélèvement d’organes. L'eau ainsi que la nourriture sera en illimité pour les animaux. De l'enrichissement sera ajouté dans les cages des animaux. La procédure conduira à une insuffisance cardiaque droite, les animaux seront donc surveillés quotidiennement (évaluation de la présence de points limites précoces, notamment la perte de poids) et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s'assurer que les animaux ne subissent aucun stress.
Choix des espèces
Les rats présentent une anatomie vasculaire et des caractéristiques hémodynamiques similaires à celle de l’homme, en faisant le meilleur modèle pour ce projet. Il est indispensable d'évaluer l'efficacité d'une thérapie génique sur un modèle animal avant de pouvoir tester cette approche chez l'homme. Jeune adulte (8 semaines, 200g). A ce stade de développement (pleine phase de croissance) l’induction de l’hypertension artérielle pulmonaire est plus rapide et plus sévère. De plus, chez l'Homme l'hypertension artérielle pulmonaire se développe chez les jeunes adultes.
Etude pharmacologique de nouveaux candidats médicaments sur les activités électroencéphalographiques dans un modèle de rat parkinsonien
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Tous tués à l'issue pour vérifier l'exposition aux molécules testées, 2 100 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie subit une neurochirurgie de deux heures pour recevoir dans le cerveau une toxine qui détruit les neurones et reproduit la maladie de Parkinson, suivie de rétention urinaire, de perte d'appétit et de perte de poids. 900 d'entre eux vivent avec une ration limitée à 20 ou 25 grammes par jour pendant deux à six mois, en cage individuelle sur toute la durée du projet, avec trente minutes de contact avec leurs congénères par semaine dans ce que le porteur appelle une "cours de récréation". Le rat est décrit comme l'espèce "idéale" pour ce travail, en raison des similitudes entre son cerveau et celui de l'être humain, et parce que les rats adultes récupèrent plus facilement après la chirurgie.
Objectifs
La maladie de Parkinson résulte de la destruction progressive d'un réseau spécifique de neurones dans le cerveau, perturbant le fonctionnement de certains circuits neuronaux, ce qui cause les principaux symptômes moteurs de la maladie : la rigidité, la difficulté à initier les mouvements (akinésie) et les tremblements de repos. Le principal problème de cette maladie est que les symptômes moteurs apparaissent quand environ 60 à 80 % des neurones sont détruits. La maladie se détecte donc très tard, quand la plupart de ces neurones ont disparu. Les traitements actuels soulagent seulement les symptômes moteurs de la maladie sans la guérir. Bien que ces traitements soient efficaces plusieurs années, ils provoquent à long terme des effets secondaires importants (mouvements involontaires), parfois plus graves que les symptômes de la maladie elle-même. Il est donc crucial de trouver des moyens de détecter la maladie plus tôt, avant l'apparition des symptômes moteurs, pour intervenir rapidement, ralentir son évolution et améliorer la qualité de vie des patients sur une plus longue période. Pour développer de nouvelles thérapies contre la maladie, on utilise souvent des tests comportementaux. Bien qu'ils soient utiles, ils manquent parfois de sensibilité pour détecter l'efficacité de nouveaux traitements. Dans ce projet, nous proposons d'utiliser des tests fonctionnels en enregistrant directement les perturbations causées dans le cerveau. Pour cela nous allons enregistrer l'activité électrique du cerveau. Cette technique est utilisée en clinique et en recherche préclinique, ce qui permet de passer facilement de l’un à l’autre. Nous nous basons sur des études cliniques qui ont montré des changements dans l’activité électrique de certaines parties du cerveau chez les patients parkinsoniens. Nous étudions ces activités cérébrales dans un modèle animal de la maladie, le rat parkinsonien. Des études préliminaires ont montré des activités cérébrales anormales chez ces animaux, similaires à celles observées chez les patients parkinsoniens. Ces signatures électriques nous aideront à évaluer plus efficacement les nouvelles thérapies dans des tests à court et long terme.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à identifier, sélectionner et valider de nouveaux candidats médicaments pouvant traiter la maladie de Parkinson
Procédures
Génération des rats parkinsoniens : une neurochirurgie d’environ 2 heures sera réalisée sous anesthésie générale sur un sous-groupe d’animaux de ce projet. Certains animaux vont recevoir pendant 15 jours une injection quotidienne d'un traitement anti-parkinsonien qui induira des rotations et des mouvements involontaires pendant quelques heures. Contrôle alimentaire : en dehors des phases critiques - à savoir l’établissement du modèle et la période de récupération post-chirurgicale (7 jours) - tous les animaux (900) recevront une ration quotidienne limitée de 20 à 25 g de nourriture, et ce, pendant toute la durée de l’étude à laquelle ils participent (2 à 6 mois). Tests pharmacologiques en administration de courte durée : • Des administration orales (durée : moins d’une minute par administration par animal) et des injections (durée : 30 secondes par animal) pourront être utilisées. Tests pharmacologiques en administration de longue durée (chronique) : les administrations pourront être réalisées jusqu’à deux fois par jour, sur une durée maximum de 28 jours. Différents prélèvements sanguins pourront être faits au cours des procédures expérimentales. Ils seront conduits sous anesthésie générale si nécessaire, en fonction du protocole établi dans chaque étude (durée : moins de 20 min par prélèvement, fréquence : une à deux fois par semaine maximum). Les animaux seront hébergés en cage individuelle tout le long du projet (entre 2 à 6 mois).
Impact sur les animaux
Les animaux subiront une neurochirurgie d’environ 2 heures durant laquelle ils recevront une injection intracérébrale unilatérale de toxine,qui induit la maladie, afin de reproduire la pathologie de Parkinson. La lésion des neurones peut engendrer une rétention urinaire, une perte temporaire de la motivation pour boire et manger causant une perte de poids (3 à 5 jours post chirurgie), une diminution transitoire du transite digestif. Les administrations de composés pharmacologiques peuvent causer un stress aigu et une douleur brève lors de leur injection. Lors d’injections répétées, un hématome ou des dommages tissulaires superficiels peuvent apparaitre aux sites d’injections (récupération en deux semaines). Les injections chroniques de molécule pour l’induction des mouvements involontaires (15 jours) engendrent des mouvements et rotations involontaires non-interruptibles, pouvant causer un stress aigu et une fatigue de l’animal (90 minutes post-injection). Malgré les études toxicologiques préalablement conduites et exigées avant tout test de candidats médicaments sur nos animaux, certains effets indésirables non anticipés peuvent survenir : relachement musculaire, somnolence ou excitation (quelques heures post-administration). Après implantation des électrodes, les animaux seront hébergés en cages individuelles, avec un contact social réduit (plusieurs semaines) ce qui peut engendré du stress. Des prélèvements sanguins peuvent être faits pouvant causer stress et douleur brève au point de piqure.
Devenir
Tous nos animaux seront mis à mort à la fin de la procédure en effet : à l’issue de chaque procédure, il sera nécessaire de vérifier l’exposition aux nouvelles thérapies testées, à la fois chez les animaux rendus parkinsoniens et chez les animaux sains. Ceci se fera par la réalisation de prélèvements sanguins et de différents tissus.
Remplacement
Ce projet a pour but de démontrer l’efficacité de nouvelles stratégies thérapeutiques sur un modèle animal de la maladie de Parkinson. Actuellement, il n’existe aucune alternative in vitro, ni de modèle computationnel reproduisant dans leur intégralité les circuits neuronaux impliqués dans cet pathologie qui puisse se substituer à ce modèle. De plus, toute demande de mise sur le marché nécessite de prouver l’innocuité et l’efficacité du candidat médicament ou de la nouvelle thérapies testé, les tests précliniques in vivo préalables aux essais cliniques sont dans ce contexte indispensables. L’utilisation d’un organisme vivant est donc nécessaire.
Réduction
Dans le cas de nos études, chaque animal est son propre contrôle, permettant de limiter le nombre d’animaux nécessaire par groupe. Le nombre d’animaux a ainsi été déterminé de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité scientifique des expériences menées.
Raffinement
Les animaux qui entrent dans ce projet ont au minimum une semaine d’acclimatation à la zone d’hébergement. Une injection d’analgésique sera faite avant la neurochirurgie et sera renouvelée 6 à 8 h après afin de prévenir toute douleur liée à la phase de chirurgie. Après la neurochirurgie, l’état de santé des animaux sera surveillé tout au long des expériences et évalué grâce à une grille codifiant le niveau de douleur et les points limites adaptés. Cela nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Les animaux seront hébergés dans des cages d’hébergement avec enrichissement, pour limiter tout stress dû à l’environnement quotidien. Les animaux sont rassemblés 1 fois par semaine dans une « cours de récréation » pour assurer le maintien du contact social. Les animaux d’une même étude (maximum 12 animaux par session) sont rassemblés dans une enceinte fermée sur les cotés avec litière et divers enrichissements, leur permettant une liberté de mouvement plus grande et une interaction entre congénères. Cette session dure 30 minutes. Des échelles de cotation de comportement seront utilisées afin de prendre les mesures nécessaires pour préserver le bien-être de l’animal. Enfin, afin d’éviter un stress aigu de nos animaux lors des injections, les rats sont habitués à la contention par les techniciens en charge des injections les jours précédents les traitements. Afin de réduire la douleur associée à ces injections, les aiguilles sont à usage unique et les sites d’injections alternés pour éviter d’injecter au même endroit consécutivement.
Choix des espèces
Le rat est considéré comme l'espèce idéale pour ce projet en raison des nombreuses similitudes entre le cerveau du rat et celui de l'humain, notamment en ce qui concerne le circuit neuronal impliqué dans la maladie de Parkinson et ses connexions avec le reste du cerveau. Pour ce projet, nous utiliserons des rats adultes. La maladie de Parkinson étant liée à l'âge, il est essentiel de travailler sur un cerveau adulte et pleinement développé. Un cerveau mature nous permettra également un meilleur positionnement des injections intracérébrales et des électrodes. De plus, les rats adultes récupèrent plus facilement après la chirurgie.
Travaux Pratiques-Formation relative à l’expérimentation animale destinée aux personnels concepteurs et réalisateurs de procédures
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Rats : 150
Cinq voies d'administration et trois sites de prélèvement sanguin, dont le sinus rétro-orbitaire, pratiqués sur chaque animal maintenu quarante-cinq minutes sous narcose : 450 souris et 150 rats vont être utilisés dans cette formation, une partie tuée sans reprise de conscience, l'autre dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. La séance se termine par une ponction intracardiaque, la mise à mort étant réalisée par les apprenants eux-mêmes sous supervision. D'autres souris, vigiles et à jeun depuis douze heures, subissent une incision de l'extrémité de la queue pour six gouttes de sang prélevées sur quatre-vingt-dix minutes après injection de glucose ou d'insuline. Ces séances ne produisent aucune connaissance, le porteur décrit une offre de formation dispensée deux fois par an, dont l'effectif n'a fait l'objet d'aucun calcul statistique.
Objectifs
L'objectif du projet vise à former les futurs chercheurs et techniciens qui seront amenés dans leur métier à utiliser des animaux vivants dans des procédures expérimentales. Il est attendu que la maîtrise des aptitudes pratiques se développe de façon progressive au cours de trois (3) séances de travaux pratiques sous supervision sans accroître les risques pesant sur le bien-être animal. Les mises en situation pratique des apprenants permettront de compléter les connaissances acquises dans les cours théoriques avec acquisition de gestes qui correspondront aux procédures expérimentales légères et/ou sans réveil pour lesquelles les stagiaires pourront acquérir une base d’expérience pratique du fait d’un encadrement renforcé (ratio apprenants/enseignants de 5 à 6 maximum).
Bénéfices attendus
Les bénéfices de cette formation modulaire axé sur des acquis d’apprentissage permettront aux apprenants de maîtriser la contention manuelle chez les rongeurs tout en exécutant les procédures courantes faiblement invasives comme les administrations et les prélèvements (voie d’administration, volumes, fréquences) dans le respect du cadre juridique et réglementaire de l’expérimentation sur les animaux vivants (selon la Directive 2010/63/UE). Il est aussi attendu que les apprenants puissent décrire la biologie minimale de base chez le groupe d’espèces rongeurs et lagomorphes (anatomie comparée, physiologie), définir la sédation, l’analgésie, l’anesthésie (avec évaluation des niveaux d’anesthésie, décrire les effets indésirables) et les urgences anesthésiques. La formation permettra d'intégrer les questions d’éthique et de bien-être soulevées par l’utilisation des animaux vivants dans les procédures expérimentales (application des 3Rs, classification et degré de gravité) tout en décrivant des exemples de méthodes et de stratégies de recherches alternatives.
Procédures
Le projet utilisera en majorité des animaux maintenus sous anesthésie générale pour atténuer les effets indésirables et supprimer les sensations douloureuses lors des contentions et des manipulations. Les animaux seront donc soumis à des confinements en chambre d’induction et à des injections intrapéritonéales pour le maintien des anesthésies générales. La pratique additionnelle de 5 voies d’administration (po, sc, id, im, iv), et de 3 sites de prélèvement sanguin (veine de la queue, veine saphène, sinus-rétro-orbitaire) chez les animaux maintenus sous narcose pendant 45 minutes précèdera le prélèvement sanguin terminal par ponction intra-cardiaque après un renfort de l’analgésie effectif de 30 minutes. Enfin les prélèvements répétés chez la souris vigile à jeun de 12 heures se feront par une incision superficielle unique de l'extrémité de la queue insensibilisée par l’application locale de lidocaïne et permettront de collecter un total de 6 gouttes de sang sur une période de 90 minutes après injection ip de glucose ou d'insuline. Les interventions/manipulations sur les animaux n'occasionneront que des contraintes légères et de courte durée limitant les douleurs ou dommages engendrés.
Impact sur les animaux
Le projet utilisera en majorité des animaux maintenus sous anesthésie générale pour atténuer les effets indésirables et supprimer les sensations douloureuses lors des contentions et des manipulations. Les principales nuisances seront un confinement en chambre d’induction pour les (pré)anesthésies gazeuses (isoflurane 4%, station TEM SEGA), puis des administrations/prélèvements sous narcose après injection intra-péritonéale (ip) d’un mélange de kétamine 100mg/kg et de xylasine 10mg/kg chez le rat (aiguille 23G) et la souris (aiguille 27G). Le maintien de la narcose et de l’analgésie limitera les interventions aux contraintes légères et de courte durée avec une pratique additionnelle de 5 voies d’administration de solution saline (po, sc, id, im, iv), et de 3 sites de prélèvement sanguin (veine de la queue, veine saphène, sinus-rétro-orbitaire) avec aiguilles 27G et seringues de 1ml. L’anesthésie sous surveillance (maximum 45 minutes) sera suivie d’une injection sous-cutanée de buprénorphine (0,05mg/kg) et de lidocaïne (7mg/kg) pour renforcer l’analgésie chez les animaux 30 minutes (délai d'action) avant prélèvements terminaux par ponction intra-cardiaque. Enfin chez la souris vigile à jeun, une incision superficielle unique de l'extrémité de la queue insensibilisée par l’application locale de lidocaïne permettra de gérer les prélèvements répétés avec prise de 6 gouttes de sang sur une période de 90 minutes après injection ip de glucose ou d'insuline.
Devenir
Les animaux utilisés dans chacune des procédures seront mis à mort par les apprenants sous supervision selon les recommandations de l’annexe IV de l’arrêté du 1er février 2013 pour le groupe d'expèces rongeurs. Une aide technique adéquate permettra aux apprenants de procéder à une mise à mort de manière compétente et sans cruauté sur les espèces d’animaux de laboratoire concernées (rat, souris), puis d’inculquer les principes pour maîtriser le traitement ou l’élimination des cadavres après confirmation du décès par une méthose supplémentaire (arrêt respiratoire, rigidité cadavérique).
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants dans ce projet est jusitifée par la nécessité de mettre en situation pratique les apprenants pour l'acquisition de gestes réalisés dans le cadre de procédures courantes et peu invasives (sans et avec anesthésie). Afin de respecter la régle des 3R, une approche progressive prévoyant des méthodes de remplacement avec des maquettes et des démonstrations vidéo permettra de garantir qu’aucune douleur, souffrance ou angoisse ainsi qu’aucun dommage durable ne soient infligés aux animaux lors du passage à l’utilisation d’animaux vivants après développement d’aptitudes manuelles.
Réduction
Le nombre d'animaux a été réduit au minimum tout en répondant aux critères de qualité de la formation et à ses objectifs qui sont axés sur les acquis d’apprentissage afin de garantir que les procédures réalisées par les apprenants atteignent un niveau de qualité suffisant. Cette formation proposée deux (2) fois par an s’appuiera sur un nombre limité de séances de travaux pratiques en favorisant le travail par binôme de façon à réduire l'utilisation des animaux à son nombre minimum sans nécessité de recourrir à une approche statistique pour calculer leur nombre au plus juste. La réutilsation et le partage des tissus permettront également de répondre à la régle des 3Rs en réduisant le nombre d'animaux.
Raffinement
En plus d'un encadrement renforcé, l'utilisation d'agents anesthésiants locaux et généraux (isoflurane, kétamine, lidocaïne) et d'analgésiques (xylasine, buprénorphine) fera partie des mesures pour réduire au minimum les inconforts et les nuisances causées aux animaux. Cette stratégie de raffinement s’appuiera aussi sur la protection des yeux (onguent ophtalmique) et l’utilisation de tapis chauffants pendant la durée de l’anesthésie générale. En complément, les réactions inattendues aux procédures, puis l’évaluation régulière des signes vitaux (respiration, coloration muqueuses, hypothermie) pendant l’anesthésie seront choisies comme points limites précoces compatibles avec les objectifs scientifiques du projet relatifs à l’anatomie comparée des rongeurs (rats, souris). Les signes cliniques de malaise (déshydratation, tremblement, convulsion) qui pourraient apparaitre lors d’un diabète sucré chez le rongeur serviront quant à eux de points limites chez les animaux modèles de diabète alloxanique pour le personnel zootechnicien (et d'astreinte) et les participants au projet de formation.
Choix des espèces
L’utilisation de rongeurs (rats/souris) dans le cadre de cette formation pratique permet aux apprenants de développer leurs aptitudes manuelles afin de concevoir et de réaliser des procédures expérimentales chez ce groupe d’espèces dans le cadre de leur(s) fonction(s). Ce groupe d’espèces comprend les modèles animaux les plus employés en recherche biomédicale et leur utilisation en expérimentation permet d’étudier la biologie et les comportements normatifs, puis les processus pathologiques spontanés ou induits ayant un ou plusieurs aspects communs avec l'homme. Les animaux utilisés (souris femelles, rats mâles) seront de jeunes adultes à maturité sexuelle qui autoriseront une étude de la physiologie des systèmes ainsi que l'analyse de paramètres biologiques (volume sanguin, hématocrite) et biochimiques (glycémie).
Evaluation de l’innocuité et de l’immunogénicité d’antigènes associés ou non à des adjuvants en vue de l’identification de nouveaux candidats vaccins
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
Rats : 1000
Cochons d'Inde : 1000
Hamsters dorés : 1000
Lapins : 1000
Cochons : 100
Des souris transgéniques, des animaux âgés choisis pour leur immunité déclinante et des nouveau-nés au système immunitaire immature figurent parmi les 29 100 animaux non-humains de ce projet. 25 000 souris, 1 000 rats, 1 000 cobayes, 1 000 hamsters dorés, 1 000 lapins et 100 porcs vont être utilisés dans des procédures que le porteur classe en souffrance légère. Chaque animal reçoit d'une à six immunisations espacées de une à huit semaines, avec les prélèvements sanguins associés, pour mesurer la réponse immunitaire à des candidats vaccins destinés à l'être humain. Le porteur annonce 200 lapins adoptés, 150 lapins et porcs réutilisés et 100 rendus à l'élevage, soit 450 individus sur 29 100, les autres étant tués dès que les prélèvements de sang deviennent importants ou que des organes doivent être prélevés.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’évaluer, l’immunogénicité et l’innocuité de candidats vaccins développés en traitements préventifs ou thérapeutiques de maladies infectieuses humaines. Ces candidats incluent des protéines recombinantes, des bactéries ou virus vivants atténués ou inactivés, des acides nucléiques (ARN ou ADN), des vaccins sous-unitaires de type polysaccharides, etc…. Les études d'immunogénicité permettent d'évaluer le bénéfice de nos candidats préventifs ou thérapeutiques, d'identifier les composants nécessaires à leur formulation, d'évaluer les nouvelles voies d'administration ou les nouvelles formes pharmaceutiques qui permettent d'améliorer leur performance et leur innocuité. Ces études permettent également de comprendre le mécanisme d'action des candidats vaccins. L’objectif est d’analyser la réponse immune primaire, de rappel ou mémoire, ainsi que certains paramètres d’innocuité (réactogénicité locale et systémique, suivi du poids et éventuellement de la température corporelle, …). Des études de dosage du candidat vaccin d’intérêt peuvent être aussi nécessaires (contexte thérapeutique ou de biodistribution).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont la mise sur le marché ou éventuellement l’utilisation en essai clinique, de nouveaux vaccins qui répondent aux besoins cliniques des patients. Ce projet permettra également d’évaluer les nouvelles voies d’administration ou les nouvelles formes pharmaceutiques qui permettent d’améliorer la performance du vaccin. Enfin, ce projet permet de comprendre les mécanismes d’action, la caractérisation de l’innocuité et de la réponse immunitaire des candidats. La découverte de nouveaux candidats vaccins permettra de lutter contre des maladies pour lesquelles il n'existe pas de thérapies ou de prophylaxies suffisamment efficaces et de sauver des vies humaines dans le monde.
Procédures
Les études d’immunogénicité et d’innocuité consistent à administrer des vaccins constitués d’antigènes, mRNA ou DNA,ou germes entiers dont la dose peut être unique ou multiple sous différentes voies d’immunisation en vue de générer des réponses immunitaires spécifiques contre un pathogène défini. Les études d’immunogénicité et d’innocuité consistent à administrer des vaccins constitués d’antigènes, mRNA ou DNA,ou germes entiers dont la dose peut être unique ou multiple sous différentes voies d’immunisation en vue de générer des réponses immunitaires spécifiques contre un pathogène défini. Le nombre d'immunisations/ injections est compris entre 1 et 6 avec un intervalle entre chaque immunisation de 1 à 8 semaines. L’ensemble des voies d’administration peut être réalisé sur animal vigile ou anesthésié. En fonction des voies, des anesthésiques sont utilisés. Ces différents types d’injection durent moins d’une minute, tout comme les différents prélèvements envisagés
Impact sur les animaux
Le degré de gravité des procédures utilisées est évalué en léger. L’administration des candidats vaccins génère des signes cliniques légers. Une réactogénicité systémique comme une élévation de la température corporelle pourraient être observés. Ces signes sont transitoires et disparaissent quelques jours après l’immunisation. La contrainte représentée par les prélèvements est également évaluée en degré léger. Les nuisances associées aux prélèvements sont un inconfort local, il peut y avoir un petit hématome (prélèvement sanguin) en conséquence la contrainte représentée par les prélèvements est également évaluée en degré léger.
Devenir
Les animaux pour lesquels des volumes sanguins prélevés nécessaires permettant le maintien en survie pourront être adoptés ou replacés. Dans le cadre de volumes sanguins plus importants et des prélèvements d’organes, les animaux seront euthanasiés. Le placement des animaux n’ayant pas fait l’objet ni d’un prélèvement terminal ni d’une injection par un germe entier sera possible et analysé au cas par cas sous réserve que : – l’état de santé de l’animal, certifié par un vétérinaire, le permette ; – il n’existe aucun danger pour la santé publique, la santé animale et l’environnement – des mesures appropriées aient été prises pour préserver son bien-être.
Remplacement
L’immunogénicité induite par un candidat vaccin nécessite un enchainement d’étapes et implique de multiples organes et tissus. Cette succession d’évènements est difficile à reproduire in vitro. Dans le cadre du développement de candidats vaccins, la réponse immunitaire ainsi que la protection induite doivent être évaluées sur un organisme entier. A ce jour, il n'existe pas de méthodes alternatives in vitro pour reproduire la complexité des réponses immunes et évaluer les capacités d’un vaccin à induire une réponse immunitaire. Les essais in vitro apportent des données complémentaires, mais ne peuvent substituer les essais in vivo. Le recours à l'animal de laboratoire s'avère donc indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est revu par nos équipes de biostatisticiens et correspond au nombre minimal d’animaux permettant d’avoir des résultats scientifiquement fiables et reproductibles. Lorsque le design du test le rend possible, un prélèvement sanguin des animaux avant la première immunisation est réalisé pour éviter l’ajout d'un groupe contrôle non immunisé.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe dans des locaux appropriés et au sol (lapins), dans des modules (lapins, cobayes) ou dans des cages (lapins, souris, hamsters, cobayes) contenant des enrichissements conformément aux standards réglementaires. Pour chaque étude, une période d’acclimatation est prévue et permet de diminuer le stress des animaux avant les manipulations. L’ensemble des contentions et des gestes techniques sont réalisés par du personnel qualifié. Des points limites sont mis en place et seront appliqués. Ainsi, un suivi clinique quotidien 7/7 jours est réalisé tout au long de l’étude, avec surveillance du poids. La voie, la fréquence et le volume des prélèvements sont conformes aux pratiques en vigueur. En fonction des voies, des anesthésiques sont utilisés. En fonction des procédures réalisées et des traitements administrés, les animaux peuvent être proposés à l’adoption.
Choix des espèces
Le modèle animal utilisé est sélectionné en fonction des antigènes évalués, de la réponse immune analysée et des données de la littérature ou des connaissances scientifiques. Plusieurs critères entrent en ligne de compte pour le choix de l’espèce, voire de la souche : - développant une maladie et/ou une réponse immunitaire similaire à l’homme - type d’antigènes : protéines, polysaccharides, pathogènes (vivants, atténués, non réplicatifs ou inactivés), acides nucléiques, anticorps en présence d’adjuvant ou non. D’autres aspects techniques sont aussi à prendre en compte : âge et taille des animaux (voie ou volume administrés, volume de prélèvement…), disponibilité des outils immunologiques adaptés à l’espèce (cytokines, marqueurs cellulaires…). Les souris transgéniques constituent une opportunité unique pour étudier les mécanismes d’actions et les voies associées à la réponse immunitaire et à la protection. Elles seront à phénotype non dommageable et ne nécessiteront pas de génotypage. Pour des projets Recherches & Développement (R&D) particuliers, des animaux âgés seront utilisés pour étudier les phénomènes d’immunosénescence et l’évaluation de candidats vaccins pour les personnes âgées. De même, pour l’évaluation de candidats vaccins pédiatriques des modèles d’animaux juvéniles avec des systèmes immunitaires non matures, (souriceaux, raton ; etc…) seront utilisés.
Système nerveux central – modèle chronique de depression chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 1000
Rendre des rongeurs dépressifs pour y faire passer une quinzaine de molécules : 2 000 souris et 1 000 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent des situations stressantes de quinze minutes à quatre heures par jour pendant une à huit semaines, sont privés de nourriture ou d'eau jusqu'à vingt-quatre heures d'affilée une fois par semaine, et reçoivent des substances jusqu'à deux fois par jour. L'état obtenu est mesuré par des tests comportementaux que le porteur ne nomme pas, et la mise à mort de tous les animaux est justifiée par les effets méconnus des substances testées. Quinze molécules par modèle et par espèce doivent passer par ce criblage sur la durée du projet.
Objectifs
La dépression est une maladie psychiatrique complexe qui est actuellement reconnue comme l’une des principales causes d’invalidité et de souffrance dans le monde. Le National Institute of Mental Health (NIMH) rapporte qu’environ 12 % des Américains souffrent de dépression clinique, avec deux fois plus de femmes touchées que d’hommes. La dépression représente des milliards de dollars de coûts directs de santé et aussi indirects (baisse des revenus et perte de productivité). Les symptômes de la dépression comprennent l’anhédonie (absence de prise de plaisir), les changements de poids et des cycles de sommeil, la diminution de l’activité physique et de l’hygiène personnelle, des sentiments de désespoir ou de culpabilité et/ou des pensées récurrentes de mort ou de suicide. Des études épidémiologiques et cliniques ont indiqué que la dépression est prédictive d’un pronostic plus sévère de pathologies cardiovasculaires. L’étiologie et la physiopathologie associée de cette maladie sont mal comprises et l’hétérogénéité de la maladie due à divers facteurs (par exemple, des composants génétiques, biologiques et environnementaux, particulièrement l’exposition chronique au stress est un facteur de risque majeur) rend le diagnostic clinique difficile à définir. La dépression est principalement traitée avec des inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine. Cependant, après une période de 2 à 3 mois de traitement, les taux de rémission sont faibles et certains patients ne présentent pas de rémission après des traitements avec plusieurs antidépresseurs : la résistance à la pharmacothérapie est conventionnellement appelée dépression résistante au traitement. Les modèles animaux des troubles psychiatriques demeurent des éléments critiques dans la compréhension de la physiopathologie de ces maladies, l’identification des nouvelles cibles et de nouveaux candidats médicamenteux ainsi que la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents. Ce projet vise à mettre en place des modèles de stress chronique induisant des comportements anxio-dépressifs chez le rongeur et permettant d’évaluer de nouveaux traitements. Nous prévoyons évaluer environ 15 molécules différentes de chacun des modèles chez le rat et la souris au cours de la durée du projet
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'améliorer la qualité de vie des patients et de leur entourage. Un traitement plus efficace pourrait réduire plus rapidement et plus durablement les symptômes de la dépression, sa sévérité et le taux de rechute permettant ainsi une meilleure qualité de vie des patients, de maintenir un état de santé stable plus longtemps, de diminuer les taux d'invalidité . Ce projet permettra également d'avoir un impact socio-économique positif en réduisant les coûts de santé (nombre de consultations médicales, d'hospitalisations et de traitements complémentaires nécessaires).
Procédures
Les animaux sont exposés à des situations inconfortables et stressantes de 15 min à 4 heures par jour pendant 1 à 8 semaines selon les procédures de façon à induire un état depressif. Cet état est évaluer en 2 ou 3 occasions à partir de tests comportementaux dont la durée varie de 5 à 40 minutes environ. Pour certaines procédures les animaux sont privés de nourriture ou d'eau pour une période maximale de 24 heures pouvant être répétés (1 fois par semaine, maximum 8 semaines). Les administrations de substances pourront être réalisées jusqu’à 2 fois par jour (en général 1 minute par administration). La durée du traitement peut aller jusqu’à 8 semaines. Les autres interventions subies par les animaux sont la préhension (maximum 1 minute) pour le placement et le retrait dans les différents dispositifs de mesures comportementales et l’administration du traitement.
Impact sur les animaux
La répétition des situations inconfortables et stressantes vont engendrer un état de stress chronique et une modification de comportement pendant plusieurs semaines (maximum 8 semaines). Les manipulations/contentions des animaux réalisées au cours des procédures d’administrations peuvent également engendrer un stress de courte durée. L'injection des différents traitements pourra entraîner une douleur légère de courte durée.
Devenir
Compte tenu de l'induction de stress chronique, tous les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure. De plus, les substances d’essai dont les effets à moyen et long terme sont méconnus pourrait induire un effet délétère sur l’animal, ce qui ne serait pas compatible avec un maintien des animaux en vie dans de bonnes conditions de santé.
Remplacement
Dans le cadre du développement des médicaments, des tests in vitro ont déjà eu lieu avant l'utilisation chez l'animal. Ceux-ci constituent un point de départ permettant de générer des données préliminaires et d’effectuer un tri moléculaire pour ne retenir que les molécules présentant une certaine efficacité, réduisant de façon significative le nombre de substances à tester et donc le nombre d’animaux. L'impact des traitements pré-sélectionnés sur le comportement des animaux, et l'amélioration de symptômes liés aux états d'anxiété/dépression ne peut se faire que sur des animaux vigiles. Ainsi, les modèles d'animaux restent indispensables pour valider et optimiser de nouvelles thérapies pour leur utilisation en toute sécurité chez l'Homme.
Réduction
Les mesures de réduction s'intégrant à la règle des 3Rs vont consister à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible pour chaque étude permettant d'obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte et d’éviter ainsi une répétition inutile des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement à un contrôle positif (substance de référence ou de comparaison) si cela s'avère pertinent. Selon les données de la littérature, il est estimé qu’un effectif de 12 - 18 animaux en standard par groupe (nombre d'animaux et groupes variables, selon l’objectif de l’étude) sera nécessaire pour atteindre une sensibilité correcte des tests statistiques. Par ailleurs, des prélèvements terminaux (tissus, organes, sang) peuvent être ajoutés en fin de procédure pour éviter une répétition inutile de l'étude.
Raffinement
Les mesures de raffinement s'intégrant à la régle des 3Rs vont consister en un suivi des points limites clairement définis et spécifiques pour chaque procédure, permettant de stopper l'étude et/ou d'euthanasier, de façon précoce, tout animal présentant des signes de douleur et de souffrance (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids). De plus, les animaux sont suivis par le vétérinaire et manipulés fréquemment par des techniciens préalablement formés et attentifs, prêts à agir lorsque les critères d'interruption prédéfinis sont atteints. Il est également mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, tunnels, présence de congénères (sauf cas contraire imposé par la procédure). En cas de doute, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux ou attendus ou jusqu’à atteinte des points limites. Tous les points limites et leur cotation sont décrits dans un formulaire interne. Cette observation faite par du personnel formé inclut une surveillance de l'aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal sous stimulation, la respiration, l’appétit, l’état d’hydratation, les tremblements ou convulsions. Une évaluation interne impliquant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à postériori la catégorie éthique si nécessaire. Lorsque nécessaire, les animaux sont anesthésiés et analgésiés. Le programme d’anesthésie et d’analgésie est défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. Prises dans leur ensemble, ces mesures tendent à limiter la variabilité des données.
Choix des espèces
Un certain nombre de symptômes des troubles anxieux et dépressifs comprenant l’anhédonie, apathie, troubles du sommeil, changements de poids/d'appétit, alltération psychomotrice, retrait social peuvent être facilement évaluées chez les animaux, en particulier chez le rongeur. Ainsi, divers tests ont été conçus pour mesurer ces différents aspects. L’impact de substances pharmacologiques sur le comportement de rongeurs est prédictif de leur efficacité en clinique. Tous les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines de développement (après sevrage) que ce soient des rats ou des souris, conformément à la littérature. Les symptômes d'anxiété et dépression se retrouvent plutôt chez des sujets adolescents ou adultes, aussi les traitements qui seront appliqués dans ce projet seront appliqués sur des rongeurs dont le SNC a atteint ce niveau de maturité.
Acquisition d’une maitrise des gestes techniques nécessaires à la bonne réalisation des procédures expérimentales
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 690
Cochons d'Inde : 817
Lapins : 647
Pour que le personnel d'animalerie acquière et maintienne la maîtrise de gestes techniques exigée par l'arrêté du 1er février 2013, 2 772 animaux non-humains vont être utilisés et tous tués. Ce sont 817 cobayes, 690 rats, 647 lapins et 618 souris, chacun soumis vigile et sous contention à quatre gestes différents au maximum, de trente secondes à deux minutes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que les mannequins et les simulateurs d'injection servent en amont mais ne suffisent pas à réussir le geste sur un animal vigile. Il précise que ces animaux sont des animaux de réforme "déjà destinés à l'euthanasie" ou repris d'autres protocoles, et qu'ils ne sont pas gardés en vie afin de pouvoir vérifier la qualité du geste.
Objectifs
Ce projet est dédié à l’acquisition d’une parfaite maîtrise de gestes techniques nécessaires à la bonne réalisation des procédures expérimentales par les personnels d’animalerie. Il répond aux exigences réglementaires de l'arrêté du 1er février 2013 relatif à l’acquisition et à la validation de compétences du personnel des établissements utilisateurs, éleveurs et fournisseurs d’animaux à des fins scientifiques. Maîtriser les gestes techniques est fondamental pour le bien-être animal (réduction au maximum du stress et de la douleur associé à ces gestes) et la reproductibilité des résultats scientifiques (exécution correcte du geste et fiabilité du résultat scientifique en découlant) lors des prochaines procédures de l’établissement. L’objectif de ce projet est d’assurer, après une première acquisition théoriques et sur modèles inertes, des compétences relatives aux gestes techniques, leur qualification et leur maintien dans le temps tout en garantissant le bien-être des animaux.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont la maitrise pour nos personnels travaillant avec les animaux des gestes techniques de routine dans nos activités, en respectant les bonnes pratiques actuelles et en minimisant les contraintes sur les animaux. En s’assurant que nos personnels sont à jour dans les connaissances pratiques et théoriques des gestes techniques, nous nous assurons que les procédures sont réalisées dans les meilleures conditions possibles et dans le respect du bien-être de l’animal.
Procédures
Chaque animal sera soumis au maximum à 4 gestes techniques différents, vigile et sous contention, d’une durée oscillant entre 30 secondes et 2 minutes.
Impact sur les animaux
Stress lié à la contention et douleur associée aux gestes techniques (introduction d’une aiguille).
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort. Les animaux utilisés sont des animaux de réformes déjà destinés à l’euthanasie, il a donc été décidé de ne pas les garder en vie après les procédures pour éviter tout stress supplémentaire et pouvoir, le cas échéant, vérifier la qualité du geste technique.
Remplacement
Des méthodes alternatives comme des vidéos explicatives ou encore le recours à des mannequins ou autre support inerte (ex : simulateur d’injection intra veineuse) serviront de supports préalables lors des volets théoriques et pratiques des différents gestes techniques. Cependant, ces méthodes alternatives ne suffisent pas pour que le personnel réussisse à réaliser les gestes en conditions réelles, sur animal vigile tout en minimisant les nuisances sur cet animal lors de la réalisation du geste : cette partie ne peut être réalisé in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour les procédures est composé d’un minimum et d’un maximum, afin de pouvoir vérifier que le personnel maitrise la technique. Dès lors que le nombre minimum d’animaux est atteint et que le geste est maîtrisé, la procédure s’arrête. Si le nombre maximum est atteint et que le personnel ne maîtrise toujours pas le geste, il repasse sur modèle inerte. Les animaux utilisés seront uniquement des animaux de réforme de l’animalerie de l’établissement où se déroule le projet ou des animaux réutilisés de protocoles expérimentaux (après validation vétérinaire et selon les recommandations éthiques). Lors de ces procédures et sur les conseil du vétérinaire et/ou la SBEA, il est possible d’utiliser un même animal pour plusieurs gestes techniques (selon leur caractère invasif) afin d’utiliser le nombre minimal d’animaux pour atteindre les objectifs du projet.
Raffinement
Les animaux utilisés seront hébergés dans un environnement adapté à l’espèce, au nombre et à l’âge. Des points limites en fonction des spécificités des gestes seront appliqués. Une observation de l’état clinique général des animaux est réalisée tout au long de la procédure. Des soins spécifiques sont apportés en cas de signes cliniques (soins locaux, ajout d’enrichissement, ajout d’aliment, ...). ...). En cas de détection d’un point limite, l’animal est immédiatement mis à mort. Des points limites spécifiques sont établis et raffinés au fur et à mesure des observations. La manipulation et la contention des animaux se fera par le biais de méthodes les moins stressantes possibles (creux de la main, tunnels, habituation …). Les techniciens s’entraineront d’abord à la contention avant d’effectuer le geste, pour que le geste soit réalisé de manière sécurisée et non stressante pour l’animal et la personne. Les volumes prélevés ou injectés seront basés sur les doses minimales, et avec des produits neutres comme du sérum physiologique, ceci dans le respect des volumes d’administration et de prélèvements propres à chaque espèce.
Choix des espèces
Mâles ou femelles peuvent être utilisés. Dans la mesure du possible, les surplus de stock comme les mâles chez l’espèce souris et lapins et les femelles chez l’espèce rat et cobayes seront choisis. Ces espèces ont été choisies car ce sont les espèces élevées et utilisées dans notre établissement, il est donc nécessaire que le personnel maitrise les gestes techniques sur ces différentes espèces qui ont chacune leurs particularités. Pour pouvoir être cohérent avec les conditions réelles dans laquelle ces gestes techniques vont être réalisés et minimiser ainsi l’impact sur le bien-être animal, la qualification et la requalification des gestes techniques est effectuée sur des animaux vivants dont l’espèce correspond à celle sur laquelle les gestes seront réalisés. Les mâles ou femelles peuvent être utilisés. Dans la mesure du possible, les surplus de stock comme les mâles chez l’espèce souris et lapins et les femelles chez l’espèce rat et cobayes seront choisis.
Développement et utilisation d’une nouvelle technique double d’activation neuronale et d’imagerie simultanée : la sonogénétique
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Rats : 480
344 souris et 480 rats vont être utilisés, chacun pouvant subir jusqu'à trois opérations du cerveau de trente minutes à quatre heures, et jusqu'à 28 tests de sensibilité de la patte. 320 souris relèvent d'un niveau de souffrance sévère, une partie des animaux recevant une lésion du nerf sciatique qui installe une douleur persistante, tandis que les séances sur le sommeil et la récompense durent de trente minutes à deux heures, deux fois par semaine. Le porteur décrit cette douleur tantôt comme de "faible intensité", tantôt comme d'"intensité moyenne", et annonce qu'elle n'occasionnera "qu'une gêne ou une douleur légère". Tous sont tués à la fin du protocole, leur cerveau étant collecté pour l'étude histochimique.
Objectifs
Ce projet a pour but de développer une nouvelle technique d’étude des circuits cérébraux, par stimulation ultrasonore. Nous souhaitons stimuler les neurones et enregistrer en même temps les conséquences de cette stimulation sur les réseaux cérébraux, ainsi que le comportement animal.
Bénéfices attendus
Ces travaux permettront le développement d’une nouvelle technique d’étude du cerveau chez le petit rongeur (principales espèces modèles en neuroscience) permettant à la fois de stimuler et d’imager des zones cérébrales et des réseaux avec une grande précision spatiale et temporelle. De plus cette nouvelle modalité d’étude est non invasive chez la souris ce qui en fait une méthode de stimulation cérébrale unique. Par ailleurs, en plus de cet apport technologique, nos travaux visent à définir le réseau de structures cérébrales activées et désactivées au cours d’une tâche de récompense et au cours du sommeil.
Procédures
Au cours des phases du projet, les animaux seront amenés à subir : - Des opérations chirurgicales sous anesthésie générale qui durent entre 30 minutes et 4 heures. Certains animaux subiront plusieurs interventions chirurgicales (dans tous les cas, 3 au maximum par animal), celles-ci sont espacées d'au moins 1 semaine. Ces chirurgies se dérouleront sous anesthésie générale. Ils subiront également 4 semaines après la chirurgie, un test pour évaluer le seuil de douleur. - Des tests comportementaux pour étudier leur sommeil ou leur comportement de récompense. Ces tests dureront entre 30 minutes et 2 heures, deux fois par semaine maximum. - Certains animaux seront soumis à une douleur persistante de faible intensité car ils subiront une chirurgie de lésion du nerf sciatique au niveau de leur patte droite et une chirurgie au niveau de leur cerveau. Ces animaux subiront à des tests de leur seuil de sensibilité de la patte : avant cette chirurgie de lésion du nerf sciatique, puis deux fois par semaine (délai de 4 jours minimum après la chirurgie avant la reprise des tests) jusqu’à la fin du protocole expérimental (soit un total de 28 tests maximum). Il n'occasionnera qu’une gêne ou une douleur légère.
Impact sur les animaux
Suite aux chirurgies (présentes dans toutes les procédures du projet), une légère difficulté dans les déplacements des animaux est attendue, mais celle-ci disparaît dans les 48-72h après la chirurgie. Les animaux ayant reçu une lésion d'un nerf de la patte postérieure vont développer une douleur persistante d'intensité moyenne. Dans les différentes parties de notre étude, la technologie utilisée nécessite des procédures d'implantation invasives à l'intérieur du cerveau de l'animal. Cette procédure, douloureuse, sera donc effectuée sous anesthésie générale et durera environ une heure. Au cours des expériences sur le sommeil, il se pourrait que le repos et le rythme de vie des animaux soit impacté négativement. Nous espacerons donc les sessions d’expérimentation pour chaque animal afin que les effets potentiellement négatifs ne s’accumulent pas. Au cours des séances d’imagerie chez les animaux anesthésiés, l’anesthésie prolongée des animaux pourrait induire des effets indésirables, notamment sur les constantes vitales de l’animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du protocole. La collecte de leur cerveau est nécessaire à notre étude histochimique.
Remplacement
Au vu de notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in silico. En effet, l'analyse anatomo-fonctionnelle des réseaux cérébraux impliqués dans la sensibilité, l'action motrice ou le sommeil nécessitent une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vivant et vigile.
Réduction
Le nombre d’animaux est limité au nombre minimal permettant de faire des études statistiquement significatives. Ce nombre a été calculé grâce à un calcul de puissance statistique sur la base d'expériences antérieures de notre laboratoire, des articles publiés et le taux de succès attendu de certaines procédures. Autant que possible, nous allons recueillir le maximum de données scientifiques des animaux utilisés afin d' utiliser le plus petit nombre possible. Nous utilisons également leurs tissus après les expériences, maximisant ainsi l’utilisation de chaque animal.
Raffinement
Afin d’améliorer les conditions de vie des animaux, réduire la douleur, le stress et l’anxiété causés lors des différentes procédures, un certain nombre de mesures ont été mises en place : - Les animaux sont manipulés à l’aide de la technique du tunnel pour limiter les interactions négatives avec les experimentateurs. - Chez le rat, une interaction par ‘tickling’ (chatouillis mimant les interactions de jeux entre congénères) sera mise en place pour améliorer leur bien-être quotidien. - Des protections de fenêtre chronique ont été développées afin de permettre de garder les animaux implantés chroniquement en petite colonie. - Les animaux seront habitués plusieurs jours avant les expériences aux branchements et débranchements de leurs implants afin de réduire leur stress. - En plus de l’utilisation d'anesthésiques, analgésiques adaptés et d’anti-inflammatoire, nous appliquons également un anesthésique local ainsi qu’un analgésique lors de la chirurgie et après la chirurgie en cas de signes de douleurs.
Choix des espèces
Il est important que cette nouvelle technologie soit développée et validée chez le rat et la souris. Les deux espèces sont largement utilisés en Neurosciences pour des raisons différentes : - Le rat a un comportement très riche. Plus calme, il peut porter des charges plus importantes sur sa tête (comme le porte sonde et la sonde échographique) et est, de ce fait, l' espèce de référence pour faire des études chez l'animal vigile. Son cerveau est aussi plus gros, ce qui rend la quantification de l' imagerie plus robuste. - La souris est un choix évident pour comparer l'efficacité de notre technique avec une prédente approche qui activait les neurones avec de la lumière. De plus, le modèle de douleur utilisé dans cette étude a été caractérisé et validé chez la souris et non dans une autre espèce. De plus, de nombreuses lignées de souris transgéniques existent et sont disponibles ce qui nous permettra de répondre de façon précise aux questions scientifiques posées.
Etude de l‘oubli adaptatif chez le rat après administration d’un composé à visée promnésiante.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Amenés à 85 ou 90 % de leur poids initial par restriction alimentaire pour rester motivés à chercher de la nourriture, 72 rats Dark Agouti parcourent un labyrinthe à huit bras puis un labyrinthe en croix, après trois injections dans l'abdomen. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré, et le porteur prévoit de proposer tous les rats à l'adoption ou à la réutilisation dans un autre projet de l'unité, la mise à mort ne venant qu'en l'absence de solution. L'objectif est de voir si une molécule qui active le système histaminergique améliore l'oubli des informations inutiles et la mémoire de travail, avec en visée lointaine l'autisme, les troubles de l'attention et la maladie d'Alzheimer. Cette molécule n'est jamais nommée, pas davantage que la dose administrée aux rats.
Objectifs
Le projet vise à mieux comprendre comment un composé qui stimule le système histaminergique influence la mémoire. Plus précisément, il s'agit d'étudier son impact sur l'oubli nécessaire lors de tâches de mémoire spatiale et sur l'efficacité de l'apprentissage dans ces tâches. Pour cela, nous utilisons des rats dans des expériences qui créent différents niveaux de confusion entre anciennes et nouvelles informations. Cela nous aide à voir comment ils gèrent l'oubli et la mémorisation à court terme, ainsi que l'apprentissage à long terme. Nous allons évaluer leurs performances dans un labyrinthe à 8 bras après leur avoir administré un composé qui active le système histaminergique. En activant ce système, nous espérons améliorer leur attention, ce qui pourrait les aider à mieux accomplir les tâches et à mieux mémoriser et/ou oublier des informations.
Bénéfices attendus
Cette étude va examiner si un composé qui stimule le système histaminergique aide à mieux se concentrer et à mieux oublier des informations inutiles. Cela pourrait améliorer la façon dont nous traitons les informations à court terme et renforcer notre mémoire à long terme. Le but final est le traitement des déficits de mémoire de travail qui sont visibles dans des pathologies telles que l’autisme, les troubles de l’attention ou encore la maladie d’Alzheimer.
Procédures
3 piqures (10 secondes chaque) avec administration intrapéritonéale de ringer (J1) et d’un composé activant le système histaminergique (J2), le matin juste avant les deux jours (J1 et J2) de test comportemental en labyrinthe à 8 bras (test de mémorisation) et une un semaine plus tard avant le test en labyrinthe en croix (test d’anxiété).
Impact sur les animaux
Les animaux subiront 3 administrations intraperitonéales (douleur liée à la piqure). Les autres effets indésirables attendus sur les animaux découlent principalement de la restriction alimentaire qu’ils subiront pendant le test du labyrinthe à 8 bras : les rats seront amenés à 85-90% de leur poids initial durant la semaine d’habituation.
Devenir
Tous les rats (72 au total) seront proposés à l'adoption (interne ou externe = GRAAL) et/ou proposés pour une réutilisation dans un autre projet au sein de notre unité à la fin du projet. La mise à mort pourra être effectuée si aucune solution de replacement n'a abouti.
Remplacement
La nature même de l’expérience ne permet pas d'envisager de remplacement. En effet, elle repose sur une tâche d'apprentissage complexe que les animaux effectuent et ne peut donc pas être réalisée à partir de modèles in vitro ou in silico car nécessitant l’animal entier comme modèle expérimental. On ne peut donc envisager pour l'instant une méthode alternative de modélisation qui ne nécessiterait pas l'utilisation d’animaux. Le rat sera préféré à la souris puisqu’il est moins facilement stressé et possède un répertoire comportemental plus riche, des études pilotes ont été conduites au sein de l’équipe avec des souris et se sont révélées non concluantes pour les tâches comportementales nécessaires à ce projet.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans ce projet est réduit à son minimum (n = 12 pour chaque groupe, soit 72 animaux) en se basant sur les études précédentes. Ce nombre d’animaux est nécessaire car nous allons étudier différents apprentissages comportementaux ainsi que leurs contrôles et de par la nature des tâches, un rat ne peut en effectuer plusieurs (les phénomènes de sur-apprentissage biaisant les performances comportementales). Le calcul de puissance avec les chiffres connus d’une étude précédente nous indique un nombre d’animaux nécessaires de 11 minimum nous élargissons ce chiffre à 12 dans le cas ou un animal présente des difficultés dans la réalisation des tests (ce qui est probable et connu de part nos précédentes études)
Raffinement
Les animaux seront hébergés en binômes. Tâches comportementales : la restriction alimentaire nécessaire à l’induction de la motivation dans notre tâche d’apprentissage ainsi que ses conséquences seront hautement contrôlées (de précédentes expériences de l’équipe montrent que la perte de poids modérée (maximum 10-15% de leur poids initial) est bien supportée par les rats). Nous adaptons ensuite chaque jour l’apport d’aliments pour que l’animal reprenne un peu de poids chaque jour (2 à 3 g) et reste motivé pour autant. Cela implique un contrôle strict du poids de l’animal chaque matin et adaptation de la dose de nourriture chaque soir. Nous utilisons une grille de suivi avec des points limites adaptés aux tâches comportementales et à la restriction alimentaire, nous permettant d'arrêter l'expérience si l'animal présente un mal-être. L'expérience comportementale sera précédée d’une période d’habituation à l’expérimentateur, à la pièce et au matériel d’expérimentation, dans le but de faire disparaître tout stress lié à la manipulation des animaux ou l’agencement des labyrinthes. La durée de cette période d’habituation sera adaptée aux besoins de chaque animal.
Choix des espèces
Ce protocole nécessite un apprentissage de paradigmes comportementaux. Le rat est donc préféré à la souris quand cela est possible puisqu’il est moins facilement stressé et possède un répertoire comportemental plus riche. Il existe notamment une large littérature traitant des bonnes performances des rats dans des tâches d’orientation spatiale et de planification. La souche Dark Agouti possède une bonne vision ce qui est nécessaire pour nos tâches d'orientation spatiale dans un labyrinthe. Cette souche est également peu agressive et facilement manipulable. Les rats de souche Dark Agouti sont de plus consanguins ce qui permet de réduire la variabilité inter-individuelle. Les animaux auront 7 semaines lors de leur réception et effectueront les test comportementaux à l'age de 10-11 semaines (repos post-transport, habituation a la manipulation, restriction alimentaire, habituation au labyrinthe), ce qui correspond à de jeunes adultes ayant atteint leur maturité cérébrale et étant à leur pic de capacités cognitives, qui resteront inchangées tout au long de l’expérience.
Evaluation du potentiel thérapeutique d’une protéine médicament pour la myopathie de Duchenne
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
36 rats porteurs de la dystrophie de Duchenne vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Âgés de quatre à six mois et déjà atteints dans leurs muscles, ils reçoivent une injection dans chaque patte, puis une évaluation de leur force musculaire sous anesthésie huit semaines plus tard et un prélèvement de sang avant la mise à mort. Le porteur attend à court terme une amélioration du muscle chez les rats traités, à moyen terme une combinaison avec une thérapie génique, à long terme un usage chez les patients, alors qu'aucun traitement de cette maladie n'existe à ce jour. Il indique que la protéine a déjà été validée sur des cellules puis chez la souris, et juge le passage au rat "indispensable" parce que ce modèle mime la maladie humaine plus fidèlement.
Objectifs
La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une myopathie génétique rare qui touche un garçon sur 3500 à la naissance. Le pronostic de la DMD est très sombre et les jeunes patients meurent prématurément d'insuffisance cardiorespiratoire, en raison de l'absence de la protéine dystrophine dans les muscles striés. Cette maladie entraîne une dégénérescence de l’ensemble des muscles (squelettique, cardiaque ou lisse). Il n’existe pas à ce jour de traitement pour la DMD mais des stratégies de thérapie génique prometteuses sont en cours d’évaluation dans des essais cliniques. L’un des principaux inconvénients dans ce type de thérapies est que chez les patients DMD, les fibres dépourvues de dystrophine se cassent, ce qui produit une diminution de la synthèse des protéines et de la masse musculaire, laissant place à l’accumulation de tissus de remplacement sans capacité contractile. Aujourd’hui il est connu que l’utilisation de thérapies pour la restauration de la dystrophine devra s’accompagner d’une stratégie permettant un meilleur maintien des capacités contractiles. La protéine-médicament testée dans ce projet a été décrite comme étant un acteur clé du maintien de la masse musculaire en inhibant la dégradation et en stimulant la synthèse protéique. L’objectif est d’évaluer le supposé bénéfice de sa supplémentation dans le muscle dystrophique de rats modèles de la DMD, pour renforcer le dossier préclinique préparatoire au montage d’un essai clinique chez les enfants atteints de DMD.
Bénéfices attendus
L’objectif est d’identifier des traitements combinés pour optimiser la restauration fonctionnelle des muscles dystrophiques. La protéine testée joue un rôle dans le maintien de la masse musculaire en maintenant plus longtemps actif le processus de régénération des fibres musculaires. A court terme, chez les rats DMD traités avec la protéine-médicament, une amélioration du phénotype histologique et fonctionnel du muscle dystrophique est attendue. A moyen terme, en cas de succès, l’idée est de combiner l’utilisation de cette protéine-médicament avec une stratégie permettant la restauration de la dystrophine (protéine absente dans les patients DMD) en améliorant l’intégrité musculaire. A long terme, le but est d’utiliser cette protéine comme traitement utilisable chez le patient DMD en complément des outils de thérapie génique en cours de développement.
Procédures
Les animaux recevront un unique traitement dans la patte gauche puis un autre dans la patte droite, procédure qui au total n’excède pas 10 minutes. La force musculaire sera évaluée après 8 semaines (fin de la procédure), sous anesthésie. Sur des animaux encore anesthésiés, un prélèvement de sang sera réalisé (moins de 1 minute), en vue de quantifier des biomarqueurs de la maladie.
Impact sur les animaux
L’administration du traitement dans la patte des animaux est susceptible d’entraîner une douleur transitoire liée à l’acte de traitement lui-même, au volume administré, ainsi qu’à la maladie musculaire préexistante.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour récupérer les prélèvements nécessaires aux analyses de laboratoire nécessaires à l'évaluation complète du produit testé.
Remplacement
Le but de ce projet est l’identification d’une possible stratégie thérapeutique complémentaire pour le maintien de l’intégrité musculaire dans le muscle malade. Des expériences ont été préalablement réalisées dans des cellules pour valider le fonctionnement de la protéine évaluée ici. Les premières expériences in vivo de preuve de concept ont été réalisées chez un modèle de souris de la DMD. L’objectif aujourd’hui est de tester son efficacité sur un modèle plus sévère et plus proche de la maladie humaine. L’utilisation du modèle utilisé ici parait donc indispensable pour évaluer un éventuel bénéfice de cette protéine sur des processus tels que la régénération et le maintien de la masse musculaire pendant plusieurs semaines au cours de la phase active du processus pathologique.
Réduction
De nombreuses données ont déjà été accumulées sur le modèle utilisé ici, traité avec des candidats médicaments (thérapie génique ou pharmacologique). Pour chacun des groupes, traiter 6 animaux permet d'obtenir in fine des valeurs en nombre suffisant pour confirmer ou infirmer un effet majeur de la thérapie sur l'évolution fatale de la maladie. Pour réaliser cette estimation, des tests statistiques en prenant en compte des paramètres tels que la différence à mettre en évidence entre les différents lots, la puissance et le risque du test sont réalisés. Par ailleurs, en raison de ce nombre important de projets qui incluent toujours des animaux sains et malades traités avec un placebo, de nombreuses données sont maintenant disponibles et permettent de documenter avec fiabilité l'histoire naturelle de la maladie, en comparaison avec les congénères contrôles. Il est donc possible de réduire les cohortes de ces animaux. Finalement, chacun des groupes a pu être réduit à 6 animaux. Pour l’analyse des résultats, des logiciels qui permettent de comparer deux groupes ou plusieurs groupes entre eux seront utilisés.
Raffinement
Les animaux sont stabulés en portoirs à cages ventilées, dans des pièces dont la température et l’humidité sont contrôlées, monitorées et fidèles à la réglementation. Pour leur bien-être, de grandes cages disponibles sur le marché sont utilisées, de sorte qu'ils puissent marcher et se dresser sur leurs pattes arrière. Cet exercice spontané quotidien est pleinement justifié lorsque les capacités locomotrices sont évaluées. Les animaux ont un accès ad libitum à la nourriture et à l'eau avec un cycle d'éclairage est de 12h par jour. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères, à 7 ou 8 animaux par cage à l'âge d'un mois. Puis le nombre de rats par cage est progressivement réduit jusqu'à atteindre un maximum de 3 par cage. L'isolement n'existe jamais et le milieu est enrichi avec des lanières de papier Kraft, des bâtons de bois à ronger, des balles rondes, des tunnels ou des carrés de coton compacté. Pour éviter une réponse de stress induite par les divers tests, les animaux sont habitués dès leur plus jeune âge à être manipulés régulièrement, le plus en douceur possible. Le traitement sera administré sous anesthésie générale et des molécules de prévention, d'atténuation ou de suppression de la douleur seront systématiquement utilisées pour rendre la procédure aussi indolore que possible. Afin d’anticiper tout signe de douleur, des critères de suivi du bien-être ont été établis et sont évalués quotidiennement en observant individuellement les animaux, week-ends et jours fériés inclus. Ces critères portent sur l’aspect général des animaux (pelage et yeux), leur comportement (mobilité) et l’état général de l’animal (masse corporelle). En cas de signes de douleur, des mesures sont prises : surveillance renforcée (biquotidienne) et mesures médicamenteuses visant à atténuer ou supprimer la douleur.
Choix des espèces
Le rat est une espèce de mammifère appartenant à la classe des Euarchontoglires qui contient également les primates (donc l'humain). À ce titre, le rat phylogénétiquement proche de nous constitue un modèle apprécié. Les récents outils d'édition du génome ont permis d'en faire un modèle de choix pour l'analyse des troubles musculosquelettiques. Ce modèle de rat DMD mime la maladie humaine de manière beaucoup plus fidèle que ne le fait le modèle historique de la souris, tout en conservant les atouts des rongeurs (courte durée de gestation, taille raisonnable, longévité moyenne, effectifs plus importants). Pour ce projet, les animaux utilisés seront âgés de 4 à 6 mois. A cet âge (stade intermédiaire de la maladie), les animaux présentent des signes de la dystrophie dans le muscle squelettique, ce qui permettra d’évaluer l’efficacité de cette protéine médicament.