Rats

288 rats des groupes témoins seront proposés à d'autres équipes et 648 seront tués, dont 288 pour prélever leur cerveau. Au total 936 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Tous subissent l'implantation chirurgicale d'un cathéter veineux qu'ils gardent jusqu'à soixante-douze jours, 720 reçoivent en plus une puce d'identification par radiofréquence, et 468 s'auto-administrent de l'héroïne au cours de dix séances de six heures ou de la nicotine au cours de vingt-cinq séances de deux heures. Quatre semaines d'abstinence suivent, en cage standard pour 216 d'entre eux et dans un dispositif d'environnement enrichi pour 720, avant des tests d'anxiété et de sensibilité que le porteur déclare irréalisables in vitro comme in silico.

Objectifs

L'addiction est un problème complexe qui affecte notre comportement, nos émotions et notre cerveau. Elle se développe souvent en réponse à des substances ou des activités qui apportent un plaisir immédiat, mais qui, à long terme, mènent à une perte de contrôle. Un des grands défis de l'addiction est le risque de rechute, même après avoir arrêté pendant un certain temps. Cela est dû à des changements durables dans le cerveau causés par les drogues. Comprendre comment réparer ces changements dans le cerveau est important pour créer de meilleurs traitements. Mais même avec les progrès récents, les traitements actuels restent limités, en partie parce que les modèles de recherche sur les animaux ne prennent pas toujours en compte l'influence de l'environnement sur ces troubles. Cependant, une approche appelée « Environnement Enrichi » a montré qu'elle pouvait aider à prévenir et traiter l'addiction, notamment en réduisant le risque de rechute à la cocaïne. Cela suggère qu'il est important de fournir aux personnes dépendantes des activités sociales, physiques et intellectuelles. Pour mieux comprendre comment cela fonctionne, il faut étudier les comportements des animaux dans un environnement enrichi. Le PhenoWorld est un dispositif qui permet de placer des animaux dans un environnement super enrichi et interactif, où leur comportement est suivi grâce à des capteurs. Cela aide à étudier comment l'addiction évolue et comment les animaux se rétablissent. Le PhenoWorld permet un suivi précis des animaux sur le long terme, ce qui permet de mieux comprendre les effets de l'environnement enrichi sur l'addiction. Cette méthode a déjà montré des résultats positifs pour la cocaïne, réduisant le risque de rechute. Ce projet de recherche vise maintenant à tester ces effets pour d'autres drogues comme l'héroïne et la nicotine, afin de comprendre les mécanismes derrière cette approche. Cette recherche est importante pour savoir si l'Environnement Enrichi peut aider à traiter l'addiction à d'autres drogues, ce qui pourrait améliorer les traitements pour les personnes dépendantes.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre d’étudier si l’effet connu de l’environnement enrichi sur l’addiction à la cocaïne peut être généralisable à d’autres drogues de classe pharmacologiques différentes. De plus, pour mieux comprendre comment l’Environnement Enrichi agit et comment il pourrait être mis en place chez l’Homme, il est fondamental de comprendre précisément comment les animaux interagissent avec cet Environnement Enrichi. Ces informations seront fondamentales pour guider les projets translationnels visant à tester ces effets chez l’humain.

Procédures

Sur animaux anesthésiés : - Tous les rats (936) seront soumis à une chirurgie d’implantation de cathéter de 15 minutes pour l’auto-administration de drogue. - Injection d’une puce de tracabilité et de suivi individuel de l'activité par radiofréquence de 5 minutes pour pouvoir suivre l’activité de l’animal dans l'environnement enrichi (720rats) Sur animaux vigiles : - 10 sessions d’auto-administration d’Héroïne ou Solution physiologique (1 session / jour, 6heures/session ; 468rats) - 25 sessions d’auto-administration de Nicotine ou Solution physiologique (1 session / jour, 2heures/session ; 468 rats) - test de recherche de drogue (1 session / rat de 6 heures maximum) -période d’abstinence de 4 semaines en environnement standard (216rats) ou en environnement enrichi (720rats) - mesure de l'anxiété (648 rats, 1 session de 60 minutes) - mesure de la sensibilité (648 rats, 1 session de 120 secondes).

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues pour ce projet sont : -Chirurgies : inconfort transitoire au réveil, et douleur postopératoire minorée par des antalgiques -Cathéter intraveineux : gène légère pendant la durée de l’expérience (72 jours maximum) - Période d’abstinence : léger stress (pendant 4 semaines) - puce de tracabilité par radiofréquence : Inconfort léger pendant la durée de l'expérience (4 semaines) - Les tests d’anxiété et de sensibilité sur animal vigile induisent un stress transitoire.

Devenir

Les rats salines des procédures 1 et 2 seront proposés à la communauté (288 rats) et tous les autres animaux seront mis à mort (648). Le cerveau des animaux pour l’étude moléculaire (288) sera récupéré pour analyses.

Remplacement

Ce type de recherche, visant à comprendre les mécanismes comportementaux et moléculaires impliqués dans les effets de la stimulation environnementale sur la rechute dans l’addiction, peut-être uniquement menée sur un animal vivant. En effet, l’étude du comportement nécessite la présence de réseaux neuronaux intacts et fonctionnels qui sont uniquement accessibles dans des modèles d’animaux intègres et donc vivants. Après vérification, il n’a pas été trouvé de test in vitro ou in silico permettant d’effectuer cette recherche et il n’est donc pas envisageable d’utiliser des méthodes de substitution à l’animal entier.

Réduction

Le nombre d'animaux nécessaires pour ce projet est basé sur des calculs permettant de définir le nombre suffisant par groupe pour détecter des différences comportementales et biologiques importantes.

Raffinement

Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière de l’état de santé des animaux (alimentation, apparence, comportement) et des actions seront mises en place en cas de problème(s) observé(s), avec la mise en place d’une grille de score, l’utilisation de points limites adaptés, gradés, précis et spécifiques, d’un arbre décisionnel et de critères d’intervention et d’arrêt de souffrance suffisamment précoces. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Le bien- être des animaux est pris en compte à chaque étape avec une pesée 1 fois par semaine. Les procédures débuteront après une période d’acclimatation à l’animalerie de 10 jours. Lors des chirurgies un recours à une anesthésie générale, additionnée d’une anesthésie locale en présence d’antalgiques, ainsi que d’un maintien de la température par tapis chauffant sera effectué. Un traitement antalgique sera poursuivi en postopératoire durant 48heures, soit une couverture totale de 72 heures. Après la procédure d’auto-administration une partie des rats sera hébergé dans le Phenoworld qui constitue un environnement super-enrichi. Les animaux ont une période d’habituation aux tests.

Choix des espèces

Le rat est l’animal le plus utilisé pour l’étude de l’addiction dans les modèles animaux. En effet, les rats ont des réponses aux drogues qui sont similaires à celles de l’humain et ils s’auto-administrent toutes les drogues abusées par l’humain de façon spontanée, ce qui n’est pas aussi évident avec d’autres espèces, pour lesquelles la réalisation de tâches opérantes modélisant l’addiction est plus difficile à obtenir. Nous utiliserons des rats avec un niveau de consanguinité limité ce qui permet une certaine variabilité génétique entre les individus pour un meilleur reflet de ce que l’on trouve chez l’humain. Dans cette étude, nous utiliserons des rats « jeunes adultes » de 7-8 semaines au début du projet, car l’addiction aux drogues chez l’Homme est une pathologie qui se développe et se manifeste surtout dans cette période.

Mis à jeun quinze heures, puis anesthésiés pour une exploration chirurgicale de quatre heures, 192 rats reçoivent des perfusions de protéines animales et végétales directement dans l'intestin pendant qu'on enregistre l'activité de leurs neurones. Tous subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Parmi les effets indésirables prévus, le porteur ne retient que le stress du jeûne et la douleur des injections d'anesthésiques, sans mentionner l'ouverture chirurgicale elle-même. Les rats sont tués à la fin de l'enregistrement pour prélever leur cerveau et leur tube digestif, dans un projet présenté comme un appui à la transition alimentaire des êtres humains vers les protéines végétales.

Objectifs

Pour accompagner la transition alimentaire des êtres humains vers des régimes sains et durables, il faut comprendre les mécanismes qui président à la sélection et à la digestion des aliments. Les politiques de santé mondiale recommandent une transition alimentaire vers une consommation moindre de protéines et un rééquilibrage vers les protéines végétales. Au laboratoire, les rongeurs sont capables de distinguer les aliments sur la base de la quantité de protéines qu’ils contiennent, et adaptent leur alimentation en conséquence. Le nerf vague relie anatomiquement le tube digestif au cerveau. Il apporte au cerveau des informations sur la quantité et la qualité des aliments ingérés. Dans le système nerveux central, le tronc cérébral est le premier relai du nerf vague. L’objectif du projet est de mieux comprendre quelles informations relatives aux protéines ingérées le tronc cérébral reçoit par le nerf vague, et comment il les transforme. Pour y parvenir nous réaliserons des enregistrements de l’activité des neurones du tronc cérébral durant la perfusion intestinale de solutions de protéines animales et végétales chez le rat anesthésié. Si le tronc cérébral est capable de coder la quantité des aliments ingérés, en revanche ce sont d’autres structures du cerveau qui permettent de mieux qualifier ce qui a été ingéré : par exemple celles qui jouent un rôle dans l’apprentissage et la mémoire, dans l’évaluation du potentiel énergétique du repas, dans la récompense. Nous réaliserons des enregistrements de l’activité des neurones du striatum ventral pour rechercher et comparer la valeur positive de récompense de protéines animales et végétales. Dans le tronc cérébral et dans le striatum ventral, la transmission des informations nerveuses est modulée par la présence de substances chimiques, les neuromédiateurs. Nous chercherons à mettre en évidence le rôle de neuromédiateurs dans l’activité des neurones du tronc cérébral et dans celle des neurones du striatum ventral à l’aide de produits mimant (agonistes) ou bloquant (antagonistes) leurs effets. Dans l’ensemble le projet vise à fournir des preuves de l’activation du tronc cérébral et du striatum ventral par l’ingestion de protéines. Il proposera des molécules candidates à la modulation de cette activation nerveuse, une étape importante pour envisager des modèles de modification du comportement alimentaire, que ce soit dans le cadre de transition alimentaire ou de troubles du comportement alimentaire.

Bénéfices attendus

Aujourd’hui, la réduction de la consommation de protéines animales et un rééquilibrage en faveur des protéines végétales sont des messages largement diffusés pour des raisons environnementales et de santé. Les sociétés occidentales sont ainsi au début d’une réorientation des préférences alimentaires. Toutes les conséquences de ces réorientations ne sont pas élucidées notamment d’un point de vue de la physiologie et du comportement alimentaire. Il est donc nécessaire de les étudier en amont sur un modèle d’étude, le rat, dont la physiologie et le comportement alimentaire en relation avec la consommation des protéines est proche de l’Humain. En étudiant l’impact des apports protéiques chez le rat, ce projet permettra de fournir des données expérimentales solides pour anticiper les conséquences d’une transition alimentaire chez l’Humain et contribuer à l’établissement des recommandations pour la santé humaine notamment en termes de qualité et quantité des protéines ingérées. Le projet fournira des données de neurobiologie fondamentale sur les mécanismes par lesquels le système nerveux central détecte et intègre la nature et la quantité de protéines ingérées. Complété par des études comportementales menées chez le rat (un autre projet du laboratoire), il fournira un corpus de connaissances qui pourront être utilisées, en prenant en compte les différences physiologiques et comportementales, pour anticiper les conséquences d’une transition alimentaire chez l’Humain et contribuer à l’établissement des recommandations pour la santé humaine notamment en termes de qualité et quantité des protéines ingérées

Procédures

Les animaux sont soumis à une procédure chirurgicale d’exploration fonctionnelle, sous analgésie et anesthésie générales, après une mise à jeun de 15 heures. La procédure dure 4 h, et concerne tous les animaux. A l’issue de la procédure ils sont mis à mort.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sur les animaux sont le stress dû au jeun de 15 heures précédant l’anesthésie générale, les douleurs liées à l’administration de produits vétérinaires par injection d'analgésiques et d'anesthésiques.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation pour la collecte de différents tissus : le cerveau et le tube digestif.

Remplacement

L’objectif du projet est d’étudier les signaux nerveux qui, partant du tube digestif, modulent la prise alimentaire chez un animal. Ces signaux déclenchent des réponses dans un réseau complexe de neurones répartis dans plusieurs structures. En plusieurs endroits leur action est modulée par les hormones digestives. L’emploi d’un modèle in vivo permet de conserver l’ensemble des structures mises en jeu par la stimulation du tube digestif. Ainsi les modèles in vitro (tranches de bulbe rachidien, de cerveau antérieur) ne gardent pas le lien anatomique et fonctionnel avec le tissu cible, dans notre cas le tube digestif. De plus le système hormonal intervient à plusieurs niveaux (tube digestif, complexe vagal dorsal, striatum ventral) pour moduler leur activité. Or aucun modèle in vitro ou in silico ne peut intégrer l’ensemble de ces paramètres dans un système complexe permettant de modéliser l’ensemble des interactions. Le modèle rat est bien établi et couramment employé par les laboratoires de référence dans ce domaine de recherches.

Réduction

Le nombre minimum d'animaux par groupe a été calculé à 16 rats (8 mâles et 8 femelles) / groupe à partir de tests statistiques afin de garantir qu'avec ce nombre d'animaux les données soient interprétables.

Raffinement

A leur arrivée dans l'animalerie, les rats ont une période d'acclimatation de 7 jours à leur nouvel environnement. Notre projet n'incluant que la mesure de l'activité du cerveau sous anesthésie après chirurgie, les mesures que nous prenons pour prendre en charge ces aspects sont : maintien de la température corporelle en plaçant le rat sur un tapis chauffant, analgésie puis anesthésie générales, anesthésie locale des plans chirurgicaux, monitoring du rat durant toute la durée de l'exploration et réhydratation. La mise à mort est réalisée à la fin de l'exploration fonctionnelle sans réveil de l'animal. Des points limites seront mis en place et seront appliqués.

Choix des espèces

Le rat présente un tube digestif et un comportement alimentaire proches de ceux de l'Homme. Il fait plusieurs repas séparés et son goût et son attraction pour les protéines, sont comparables à ceux de l'Homme. Le rat est un modèle reconnu et utilisé par les laboratoires étudiant les mécanismes régulateurs du comportement alimentaire. Chez le rat, un régime riche en protéine provoque rapidement l'arrêt du repas, alors qu'un régime pauvre en protéines provoque un excès de consommation. Chez le rat, les aires du cerveau qui reçoivent des informations en provenance du tube digestif sont connues et dans ces aires, la présence de plusieurs substances chimiques, les neuromédiateurs, intervenant potentiellement dans le contrôle des informations digestives a été démontrée. La petite taille des rats facilite leur manipulation sans être un obstacle à la chirurgie. Les animaux employés sont des rats de 6 à 8 semaines. Cela correspond à un stade de jeune adulte. A ce stade de développement, les besoins en protéines des rats sont les plus élevés pour assurer leur croissance. Cette période cruciale est donc idéale pour étudier l'activité cérébrale en lien avec la consommation de protéines. Ce stade de développement correspond aussi aux populations humaines visées par les recommandations de santé publique, qui sont les adultes jeunes, représentant la cible privilégiée en termes d'apprentissage de l'alimentation, des transitions alimentaires et de troubles du comportement alimentaire.

Une injection dans la moelle épinière sous anesthésie générale, puis des injections systémiques sous sédation tous les deux jours pendant huit jours : 120 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. L'objectif déclaré est d'étudier le rôle des cellules gliales dans l'installation d'une hypersensibilité douloureuse, dans un modèle de migraine chronique. Le porteur attend explicitement le développement de cette hypersensibilité, et prévoit la mise à mort des rats perdant plus de 20 % de leur poids initial. Il annonce des tests de mesure de la douleur deux fois par semaine, qu'il décrit comme peu douloureux, sans préciser lesquels.

Objectifs

La migraine est une pathologie qui a un fort impact sur la santé publique (12-15% de la population touchée). Une des signatures comportementales de la migraine est l’hypersensibilité à la douleur mécanique cutanée appelée allodynie qui représente en plus de la douleur spontanée un symptôme très handicapant pour les malades. L’objectif de ce projet va consister à étudier l’implication des cellules gliales dans un modèle de migraine chronique.

Bénéfices attendus

La migraine est une pathologie qui a un fort impact sur la santé publique (12-15% de la population touchée). Les traitements proposés ont une efficacité limitée, surtout au stade chronique de la maladie. Le développement et l'évaluation des effets antalgiques de nouvelles molécules est indispensable pour l’amélioration des thérapeutiques.

Procédures

Les expériences sont effectuées par du personnel compétent et selon les bonnes pratiques de l'expérimentation animale. 1 groupe: 1 injection intra médullaire (1 par animal:20min) sous anesthésie générale + tests de mesure de la douleur en comportement (2 fois par semaine) 1 groupe: 1 injection intra médullaire (1 par animal:20min) sous anesthésie générale + tests de mesure de la douleur en comportement (2 fois par semaine) injection systémique sous sédation ( tous les 2 jours pendant 8j)

Impact sur les animaux

Nous nous attendons au développement d’une hypersensibilité douloureuse. Les mesures de sensibilité cutanée sont peu douloureuses, puisqu’elles consistent en la mesure d’un seuil, avec possibilité d’échappement et n'entrainent pas de réactions visibles, autre que le retrait moteur de la zone stimulée Les injections peuvent entraîner une légère inflammation de courte durée au niveau du site d'injection. Lors de l'injection, dans de rare cas, les animaux peuvent ne pas se réveiller suite à l'anesthésie. Très rarement, l'injection peut causer des traumatismes au niveau des vaisseaux sanguins. Ces procédures présentent des risques de stress physiologique chez les rats.

Devenir

A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort car ils ne peuvent pas être utiliser dans d'autres procédures.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole. Il est nécessaire de réaliser ces études in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux aussi bien central que périphérique. Des études comportementales chez l’animal vivant sont donc nécessaires pour mettre en évidence l’installation d’une l’allodynie mécanique.

Réduction

Pour chaque procédure, nous allons adapter notre approche statistique aux données obtenues afin d'obtenir des résultats statistiquement fiables et pertinents avec une puissance d’analyse d’au moins 70%. Si lors des procédures, 8 animaux sont suffisants, nous n'utiliserons pas plus d'animaux. Des tests statistiques seront utilisés pour déterminer le nombre d'animaux suffisant et nécessaire. Afin de limiter le nombre d'animaux, les études comportementales et moléculaires seront réalisées avec les mêmes groupes.

Raffinement

Préalablement à toutes études comportementales, les animaux sont (i) hébergés dans des cages à environnement enrichi dans notre animalerie, pendant une semaine, et (ii) soumis à des séances d’habituation, pendant 4 jours, afin de diminuer le stress lié au nouvel environnement et à la manipulation par l’expérimentateur. Pour les injections, les rats sont préalablement anesthésiés. L’anesthésie adéquate des animaux est confirmée par l’absence de réflexe de retrait de la face en réponse à un pincement de la patte postérieure. Nous utiliserons un analgésique lors de la phase per opératoire et un anti inflammatoire en phase post opératoire. De plus, en cas d’injection d’un produit inflammatoire au niveau de la face, le suivi post-opératoire, avec un examen minutieux de la zone d’injection, est poursuivi dans les jours suivants. L'état général de l'animal est surveillé tous les jours avec contrôle du poids. Plusieurs critères seront surveillés quotidiennement durant tout le temps des procédures, et des points limites ont été établis par une grille de scores. Le poids est mesuré quotidiennement. La nourriture sera humidifiée pour faciliter son absorption. Si la perte de poids excède 20% du poids initial, les animaux seront mis à mort par surdose d'anesthésique avec sédation préalable. Nous regarderons également l’apparence et le comportement (poils ébouriffés, animal prostré, posture anormale, vocalisations, agitation, toilettage). S’il apparait un comportement correspondant aux points limites définis par la grille de scores, alors les animaux seront exclus de l'expérimentation.

Choix des espèces

La souche Sprague-Dawley est couramment utilisée au sein du laboratoire depuis de nombreuses années. C’est par ailleurs un bon modèle pour les études comportementales. Les animaux utilisés seront des rats adultes, par comparaison avec les autres données de la littérature. Les animaux utilisés seront des rats adultes, par comparaison avec les autres données de la littérature.

73 100 animaux non-humains vont être utilisés sur la durée du projet, 26 000 souris, 26 000 rats, 11 500 lapins, 4 800 cobayes et 4 800 hamsters dorés, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chacun reçoit des administrations par voie orale, intraveineuse, intra-artérielle, sous-cutanée, intradermique, intrapéritonéale, intramusculaire ou intranasale, possiblement quotidiennes jusqu'à la mise à mort, avec des prélèvements répétés. Le porteur indique que ces gestes peuvent provoquer des douleurs aux sites d'administration et de prélèvement, ainsi que celles liées à la toxicité éventuelle de la substance testée. Il s'agit d'une prestation pour l'industrie pharmaceutique et agroalimentaire, une centaine d'études par an, dont le bénéfice annoncé, améliorer la santé humaine, reste énoncé comme une finalité générale.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’évaluer la pharmacocinétique, l'immunogénicité et la biodistribution de substances pour l’industrie pharmaceutique chez les rongeurs, de type rat, souris, hamster et cobaye et chez les lagomorphes de type lapin. La pharmacocinétique permet d'étudier le devenir d'une substance, contenue dans un médicament, dans l'organisme après son administration selon différentes voies d'administration. L’immunogénicité permet d’étudier une réponse immunitaire induite par les vaccins et les adjuvants. La biodistribution permet d’étudier le devenir d'un candidat médicament dans l'organisme par l'analyse de l'évolution de ses concentrations dans l'urine, les fèces et le/les organe(s) cibles au cours du temps. Le nombre d'étude par an est d'environ 29 études pour la pharmacocinétique, 36 études pour l'immunogénicité et 36 études pour la biodistribution. Le nombre d'études par espèces est le suivant : Pour les pharmacocinétiques : - Rats : 10 études/an - Souris : 10 études/an - Cobayes : 3 études/an - Hamsters : 3 études/an - Lapins : 3 études/an. Pour les biodistributions : - Rats : 10 études/an - Souris : 10 études/an - Cobayes : 3 études/an - Hamsters : 3 études/an - Lapins : 10 études/an. Pour l'immunogénicité : - Rats : 10 études/an - Souris : 10 études/an - Cobayes : 3 études/an - Hamsters : 3 études/an - Lapins : 10 études/an.

Bénéfices attendus

Ce projet permet d’évaluer les essais de pharmacologies ainsi que la reponse de l’organise face a des substances et dispositifs pharmaceutiques ou agro-alimentaires sur des modèles animaux. Le bénéfice attendu est donc de pouvoir développer et tester ces substances ou dispositifs sur l’Homme afin de proposer des vaccins, des traitements ou des produits agro-alimentaires. In fine, l’objectif est d’améliorer la santé humaine.

Procédures

Les animaux sont utilisés dans le cadre d’études de pharmacocinétique, de biodistribution ou d’immunogénicité. Les animaux recevront des administrations par voie orale, intraveineuse, intra-artérielle, sous-cutanée, intradermique, intrapéritonéale, intramusculaire, ou encore intra-nasale selon les besoins de l’étude. Ces administrations peuvent être quotidiennes jusqu’à la mise à mort des animaux. En fonction de l’étude, si l’administration sur animal vigile n’est pas possible, il peut être réalisée une anesthésie générale et la mise en place d’une analgésie adaptée. La durée de chaque traitement ne dépassera pas 10 minutes par animal. Les prélèvements durent 10 minutes maximum par animal. Le nombre maximum de prélèvements peut varier en fonction de l'étude mais ne peut dépasser les volumes et fréquences défini dans Diehl et al., A good practice guide to the administration of substances and removal of blood, including routes and volumes, J. Appl. Toxicol. 21, 145-23 (2001).

Impact sur les animaux

La procédure de pharmacocinétique peut provoquer des douleurs au niveau des sites d’administration et de prélèvements et du stress lié aux prélèvements répétés. La procédure de biodistribution et d’immunogénicité peut provoquer des douleurs diverses dues à la potentielle toxicité de la substance test. Ainsi que des douleurs liées aux prélèvements répétés pouvant se dérouler en cours d’étude.

Devenir

A l’issue de chaque procédure, tous les animaux sont mis à mort pour réaliser des analyses vitro et ex-vivo.

Remplacement

Le développement de produits pharmaceutiques ou de dispositifs médicaux nécessite de réaliser des expériences chez l’animal dans le cadre du développement préclinique et des essais réglementaires, afin d’évaluer l’activité des produits dans un organisme complet et complexe. Des tests in vitro sont réalisés au préalable. Il est nécessaire de recourir aux animaux afin de tester une substance dans un organisme complexe. Les procédures décrites dans ce projet permettent d’obtenir des informations relatives au temps que passe la substance dans l’organisme pour la pharmacocinétique. La biodistribution permet d’obtenir des informations sur le déplacement de la substance dans l’organisme. Et l’immunogénicité perme d’assurer le potentiel protecteur et l’innocuité des vaccins et adjuvants testés. Ces signes ne peuvent être observés qu’avec l’utilisation d’animaux.

Réduction

Pour chaque protocole, le nombre d’animaux est réduit au minimum requis tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement fiables. Par exemple, un nombre minimum d’animaux est requis pour les essais réglementaires, chaque groupe est composé de 10 animaux minimum (5 mâles et 5 femelles minimum). Les analyses statistiques seront effectuées à l'aide d'un logiciel, comme décrit dans les procédures internes.

Raffinement

De l’enrichissement comme des bâtonnets à ronger, des huttes/tunnels, du papier kraft/coton ou encore des jouets sont ajoutés dans les cages. Les animaux sont hébergés en groupe sociaux compatibles. En fonction du mode d’administration et en fonction de l’observation des animaux, si les points limites adaptés sont atteints, nous mettrons en place une analgésie adaptée. En fonction du projet, le poids corporel des animaux sera enregistré deux fois par semaine jusqu’à la fin de l’expérience. Si nécessaire, une pesée plus régulière peut être réalisée. Les animaux sont observés quotidiennement et un monitoring (observation du déplacement, posture, paralysie, comportement, respiration, aspect des yeux, de la peau, des poils, des muqueuses et des excrétions dans la cage) est mis en place en fonction des observations quotidiennes. La perte de poids sera évaluée en fonction du poids de départ de chaque animal. Selon les essais et besoins expérimentaux, une observation de la tolérance locale (observation de l’apparition et de l’évolution d’œdème ou d’érythème au niveau du site d’administration) après chaque traitement peut être réalisée. Des points limites spécifiques sont développés pour chacune des procédures décrites.

Choix des espèces

Les rongeurs et les lagomorphes sont des mammifères de petite taille ayant un organisme similaire à l’Homme. Leur génotype est connu et ils sont faciles à héberger. Les animaux utilisés seront des adultes ou des jeunes adultes, car ils nécessitent un système immunitaire et des organes totalement développés et fonctionnels.

Jusqu'à seize anesthésies générales d'une heure trente par animal sur six mois, et jusqu'à huit injections d'agent de contraste : 576 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour prélever des tissus. Le syndrome de Takotsubo leur est provoqué par une injection d'hormone de stress dans le péritoine, qui déclenche selon le porteur un stress important pendant environ une heure et peut évoluer vers une insuffisance cardiaque, une perte de poids et un affaiblissement. L'imagerie doit servir à évaluer un médicament candidat contre cette atteinte cardiaque, faute de traitement validé chez les patients. Le rat Wistar a été retenu parce que les appareils d'imagerie sont adaptés à sa taille et pour comparer les résultats aux études de scintigraphie déjà publiées.

Objectifs

Le syndrome de Takotsubo est une pathologie cardiaque causée par un stress physique ou émotionnel, qui déforme temporairement le ventricule gauche. Bien que les symptômes ressemblent à ceux des infarctus du myocarde, il n'y a pas d'obstruction des artères du coeur, et les signes cliniques sont réversibles. À long terme, cependant, ce syndrome évolue vers de l'insuffisance cardiaque et présente un taux de mortalité comparable à celui d'un infarctus. Les mécanismes et traitements de cette pathologie sont encore mal connus, et il n'existe pas de consensus sur le traitement thérapeutique. Cette étude vise à évaluer à l'aide de techniques d'imagerie médicale non invasives les effets d'un nouveau médicament pour traiter le Takotsubo dans un modèle de rat.

Bénéfices attendus

À l'heure actuelle, il n'existe pas de traitement spécifique validé pour le syndrome de Takotsubo, mis à part les soins de support, malgré une mortalité non négligeable. La recherche de nouvelles options thérapeutiques pourrait combler cette lacune, offrir des solutions plus ciblées, et améliorer la qualité de vie des patients souffrant des suites de ce syndrome.

Procédures

Les animaux seront soumis à une injection intrapéritonéale sous anesthésie (

Impact sur les animaux

Tous les rats de cette étude seront soumis à une injection intrapéritonéale d'hormone de stress pour induire le modèle ce qui provoque une douleur faible de courte durée au point d'injection. L'hormone de stress provoque un stress important durant environ une heure. Par la suite, à plus long terme, une insuffisance cardiaque peut être induite et entrainer des effets indésirables comme par exemple une perte de poids et un affaiblissement de l’animal. Au cours des injections intraveineuses et intrapéritonéales, les animaux peuvent ressentir du stress et de l’inconfort lors de la manipulation (nuisance courte et de faible intensité) et une douleur faible et de courte durée lors de l’injection. Un stress léger et de courte durée peut également être généré lors des examens d'imagerie, qui nécessitent manipulation et anesthésie.

Devenir

A l'issue de ce projet, tous les animaux seront mis à mort afin d’obtenir des échantillons de tissus qui seront utilisés pour des analyses ex vivo nécessaires au projet.

Remplacement

Il n’existe pas aujourd’hui de modèle alternatif pour évaluer des thérapies pour le syndrome de Takotsubo. Cette pathologie cardiaque liée au stress est un processus physiologique global faisant interagir différents organes et différents types cellulaires au sein des organes. De plus, les méthodes de diagnostique et suivi thérapeutique testées dans ce projet sont des méthodes d'imagerie médicale qui ont vocation à être appliquées ensuite chez l'homme. Ce projet ne peut donc pas être réalisé in vitro.

Réduction

Le nombre d'animaux nécessaire a été évalué à l'aide d'un logiciel d'aide à l'expérimentation animale, proposant un outil de calcul statistique. Les groupes ont été établis de façon à ce que les résultats obtenus soient suffisants pour aboutir à des conclusions statistiquement significatives. Le nombre d'animaux obtenu est cohérent avec nos expériences précédentes de protocoles d'imagerie lors desquels nous avons pu obtenir des résultats cohérents et reproductibles. Les données générées seront ensuite analysées à l'aide de tests statistiques appropriés.

Raffinement

Le suivi quotidien des animaux par un personnel qualifié (zootechniciens et expérimentateurs) avec une surveillance accrue post induction du Takotsubo. La mise en place de points limites adaptés permettra d’identifier et de limiter toute souffrance et douleur, d’abord par l’injection d’antalgiques dans la mesure du possible pour ne pas interférer avec l’expérience en cours et par une mise à mort anticipée selon les méthodes réglementaires, dans le cas d’atteinte de plusieurs points limites. Les méthodes d'imagerie que nous utiliserons dans ce projet sont non invasives et non douloureuses. Elles nécessitent l'anesthésie des animaux afin qu'ils restent immobiles pendant l'examen. Le bien-être animal passera également par de bonnes conditions d'hébergement selon la réglementation en vigueur (animaux hébergés à deux par cage, dans la limite réglementaire) avec un enrichissement du milieu.

Choix des espèces

Le modèle animal choisi est le rat qui est le modèle le plus utilisé pour les études de cardiomyopathies. Les intruments d’imagerie sont adaptées pour la taille des rats. De plus le modèle rat est le modèle le plus répandu pour étudier ce syndrome d’après la littérature. Le rat Wistar a été choisi pour la comparaison avec les études en scintigraphie de la littérature. Adultes de 12 semaines car c’est l’âge adulte auquel les animaux auront atteint la maturité, nous permettant ainsi de s’affranchir des problèmes liés à l’âge. De plus, cet âge est retrouvé dans la littérature, ce qui nous permettra de confronter nos résultats.

290 rats et 290 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sédatés par inhalation puis piqués à répétition. Chaque animal reçoit une injection sous la peau, une dans le péritoine, une dans une veine de la queue couplée à un prélèvement de sang, et un gavage, tous de sérum physiologique. Ces gestes ne produisent aucune connaissance, ils alimentent une séance de travaux pratiques de quatre heures offerte chaque année à 96 étudiants de première année de BUT et à dix personnes extérieures. Aucun animal n'est tué ici, les rats partant ensuite vers des protocoles sans réveil ou des travaux pratiques hors procédure, et les souris vers des procédures légères à modérées. Le porteur écrit que le recours à l'animal vivant est "indispensable", tout en indiquant que les participants s'exercent d'abord sur des mannequins.

Objectifs

Les laboratoires de recherche privés ou académiques emploient de nombreux techniciens intervenant directement dans la mise en oeuvre de projets scientifiques utilisant des animaux vivants. Ces projets ont pour but d'améliorer à la fois nos connaissances mais aussi la santé humaine ou animale. L'objectif de ce projet est d'assurer les compétences des agents appliquant des procédures expérimentales sur rongeurs conformément à la directive 2010/63/UE et le décret du 1er février 2013 sur l'utilisation des animaux vivants en expérimentation animale. Dans le cadre du module de spécialisation rat-souris, 1 séance de travaux pratiques (4h) sera réalisée chez le rat et la souris vigile. La séance consistera à former les participants aux principales techniques faiblement invasives de préhension manuelle en vue d'administrations de sérum physiologique en mode sous cutané, intraperitonéal, intramusculaire, intraveineux, gavage et de prélèvement sanguin intraveineux (au niveau de la queue) . La règle des 3 R sera respectée sachant que des méthodes alternatives ne sont pas disponibles en remplacement des procédures faiblement invasives dont l'apprentissage sur animal est un requis fondamental dans ce type de formation. De plus le nombre d'animaux (1 rat et 1 souris par participant) a été reduit au minimum nécessaire et suffisant pour assurer un apprentissage de qualité et les compétences demandées. Afin de limiter les contraintes lors des manipulations les animaux seront préalablement sédatés facilitant ainsi les procédures. Ce projet concerne la formation chaque année de 96 étudiants du parcours BMB 1ère année du BUT Génie biologique nécessaire aux manipulations lors des TP inclus dans le programme national de la formation. Il concerne aussi la formation (pour applicateurs) de personnels extérieurs à l'IUT que l'établissement délivre chaque année (1 session) pour 10 participants.

Bénéfices attendus

Ce projet doit permettre aux futurs applicateurs de procédures de maitriser (dans le cadre des 3Rs) les techniques d'administrations et prélévements peu invasifs sur rat ou souris vivantes.

Procédures

Les animaux subiront chacun une sédation qui pourra être suivie d'une injection intrapéritonéale de serum physiologique , d' une injection sous cutanée de serum physiologique, d'une injection intraveineuse de serum physiologique couplée à un prélèvement sanguin (veine de la queue). Ils recevront également une administration per os (gavage) de serum physiologique. Tous ces actes sont de tres courtes durées (quelques secondes à 1 minute maximum).

Impact sur les animaux

Chaque animal subira : - une sédation par inhalation gazeuse entrainant un stress léger de courte durée. - 1 piqure d'aiguille pour l'injection intrapéritonéale, entrainant une douleur légère de courte durée. - 1 piqure pour l'injection sous cutanée entrainant une douleur légère de courte durée. - 1 piqure pour l'injection/prélévement intraveineuse entrainant une douleur légère de courte durée. - 1 administration orale entrainant un stress léger de courte durée.

Devenir

Tous les animaux seront maintenus en vie à la fin de la procedure, et réutilisés , apres avis du vétérinaire référent, dans d'autres procedures d'autres projets dans le but de Réduire le nombre d'animaux des dits projets. Les animaux seront utilisés soit pour des experiences hors procedures ( mise à mort dans le but de prélevee des organes ou tissus) ou bien dans des projets avec procedures sans reveil pour les rats , et dans projets à procedures légéres à modérées pour les souris.

Remplacement

Aucune méthode alternative n’est ici adaptée. En effet, afin de former les personnels aux gestes techniques et expérimentation in vivo, le recours à l’animal vivant est indispensable. Les personnels impliqués directement dans l’expérimentation animale in vivo doivent, sinon être opérationnels, maitriser les techniques pratiques de base de l’expérimentation animale in vivo. Ce projet fait partie intégrante de la formation de niveau applicateur agréée que nous délivrons et qui est requise par la directive européenne 2010/63/UE. Il est à noter que préalablement à la procédure d'administration/prélèvements sur animaux vivants, les participants seront formés aux gestes sur des mannequins (rat souris).

Réduction

Le nombre d’animaux est réduit au maximum ( 1 rat + 1 souris par participant) tout en restant dans des limites pédagogiques efficaces pour la formation et l’acquisition des compétences dans le cadre de la formation spécifique des personnels appliquant les procedures expérimentales sur animaux vivants. De plus ces animaux seront réutilisés ce qui contribue à une réduction a posteriori du nombre d'animaux dans d'autres projets (du BUT). En effet Les rats seront re-utilisés plus tard pour une utilisation dans les travaux pratiques hors procédures (mise à mort en vue de prelever organe), ou dans des procedures sans reveil d'autre projets. Les souris pourront être re-utilisées dans des travaux pratiques ultérieurs avec procedures légères à modérées d'un projet autorisé pour le parcours de 2eme année BUT.

Raffinement

Afin de favoriser au maximum le bien être de l'animal ( limiter les nuisances , la douleur, le stress,...) pour les animaux mais également pour assurer l'apprentissage des gestes des participants, différentes actions sont mises en place. Pour ce faire, une periode d'habituation de quelques heures à la salle /poste de manipulations pour les animaux est sytématiquement respectée. Les animaux sont préalablament sédatés (inhalation de courte durée de gaz anesthésiant) avant la pratique des différentes administrations. De plus les participants ont pu simuler sur mannequins les différentes opérations ce qui optimise leur apprentissage sur animaux vivants. Les caractéristiques du matériel (aiguilles sondes) sont adaptées à l'espece rat ou souris afin de garantir la résussite de l'acte en limitant la douleur ( considérée comme légère pour une administration) ou le risque physiologique (volume d'injection ou de prélévement et intervalles de temps suffisant entre chaque administration). La substance injectée (serum physiologique) est à pH controlé (selon les règles d'utilisations des médicaments). Les animaux sont hébergés dans les conditions standard (cage enrichies ) mais beneficient en plus d'une game room en dehors des manipulations. Cette game est un espace de jeu pour les rat ou souris qui leur permet ,en groupe , d'interagir avec différents objets ( tunnels, boites à trous, grelots hamacs ...), en dehors de leurs cages, et ce pendant 1h par jour (2 à 3 fois par semaine). La methode d'administration volontaire par le rat ou la souris via micropipette (solution appétante) est utilisée en vue d'une substition à la methode de gavage.

Choix des espèces

Le rat et la souris sont les animaux modèles les plus utilisés dans l’expérimentation in vivo pour les études en pharmacologie ou en physiologie Animaux adultes pour faciliter les manipulations.

Tous tués à l'issue, sous une nouvelle anesthésie destinée au prélèvement des organes et du sang, 80 rats Wistar de huit semaines vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie de l'aorte de 60 à 72 minutes avec arrêt du flux sanguin vers les reins, puis des douleurs abdominales dès le réveil et une mobilité réduite en postopératoire. Le projet sert à caler un modèle d'atteinte rénale et à tester une molécule anti-héparanase, les retombées annoncées pour les personnes opérées d'un anévrisme de l'aorte étant renvoyées à la suite des travaux. Sur le remplacement, le porteur écrit qu'aucun modèle non vivant ne reproduit un corps humain en activité et conclut au "besoin" de refaire la chirurgie sur le rat, "un rongeur qui est proche de l'Homme".

Objectifs

Il existe des patients ayant une maladie de l'aorte (la plus grosse artère du corps humain) qui nécessite d'être opérée. Cette maladie s'appelle les anévrismes de l'aorte. Le risque de cette maladie est le décès brutal si elle n'est pas prise en charge. Le traitement chirurgical de ces anévrysmes de l’aorte peut nécessiter un clampage rénal, c'est à dire un arrêt du flux sanguin vers les reins, induisant une souffrrance de ceux-ci. Cette souffrance rénale, le plus souvent temporaire, peut-être amenée à se chronisicer et à évoluer vers une insuffisance rénale chronique (défaut de fonctionnement du rein sur le long terme). Il existe ainsi un risque de dialyse rénale pour cette chirurgie. Quelques études sur l'animal et l'Homme ont pu mettre au point des molécules responsables de cette souffrance rénale. Notre hypothèse est de cibler ces molécules par l'intermédiaire de médicaments et de techniques chirurgicales afin de réduire cette souffrance rénale. Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est de mettre en place ce modèle afin de réduire cette souffrance pour pouvoir opérer les malades avec le moins de complications et de séquelles rénales possibles.

Bénéfices attendus

Nous comptons évaluer et caractériser les effets protecteurs de notre médicament et de la technique chirurgicale

Procédures

La procédure expérimentale concerne l'ensemble des 80 rats de l'étude. Pour tous les groupes la procédure chirurgicale va durr 60 à 72 minutes. La mise a mort nécessitera une nouvelle induction anesthésique pour le prelevement des organes et du sang, d'une durée de 10 minutes par rat.

Impact sur les animaux

Pour la Classe légère, la nuisance sera la contention de l'animal qui peut le stresser lors de l'injection des anesthésique et analgésique Pour la classe modérée, les douleurs attendues seront d'ordre abdominal dès le réveil pendant la période de reperfusion et en postopératoire, nous nous attendons également à une réduction de la mobilité du rat.

Devenir

Tous les rats inclus dans ce protocole seront mis à mort à la fin de l’étude afin de permettre la récupération des organes pour des analyses fonctionnelles, moléculaires et structurelles. Cette démarche vise également à prévenir toute éventuelle souffrance.

Remplacement

La chirurgie de l'aorte se fait chez une personne vivante, avec un coeur battant et du sang circulant dans tout le corps. L'agression engendrée par cette chirurgie va être responsable d'une série de réactions qui ne peuvent se mettre en place que sur un être vivant. Actuellement, il n'existe pas encore de modèle non vivant permettant de mettre en place une copie du corps humain en activité, avec les liens étroits entre le flux sanguin et les différents organes. C'est pour cette raison que pour notre étude de modèle de chirurgie nous avons besoin de la reproduire sur un être vivant : le rat. C'est un rongeur qui est proche de l'Homme. Ce modèle de chirurgie chez le rat permet de reproduire ainsi les conditions réelles chez l'Homme de cette même chirurgie aortique. L’utilisation des animaux est rendue nécessaire car il n’existe pas à ce jour de modèle non vivant reproduisant pleinement une chirurgie aortique.

Réduction

Nous avons opté pour des études sur des espèces animales élevées à des fins scientifiques, caractérisées par une faible variation génétique entre individus. Cette homogénéité réduit la variabilité des réponses biologiques, permettant ainsi de limiter le nombre d'animaux nécessaires. Le nombre d'animaux requis a été estimé à partir des études antérieures au sein de notre unité. De plus, nous avons mis en place une stratégie d’optimisation des prélèvements et des analyses lors de la mise à mort. Ce nombre d’animaux garanti un effectif suffisant pour réaliser les analyses . En l’absence de données existantes sur le traitement dans ce modele nous avons estimé qu’il faudrait 20 rats par groupe.

Raffinement

Les animaux seront hébergés conformément aux normes réglementaires, avec un enrichissement des cages pour favoriser leur bien-être. Un contrôle rigoureux de l’analgésie et de l’anesthésie sera également assuré. Pour limiter l’angoisse des animaux, les interventions auront lieu 1 à 2 semaines après leur arrivée à l’animalerie, leur laissant ainsi le temps de s’adapter et de se reposer après le transport. Les interventions chirurgicales et les prélèvements se dérouleront dans une pièce isolée et calme, avec un seul expérimentateur présent, afin de limiter les sources de bruit et les mouvements perturbateurs. Durant toute l’expérimentation, les signes cliniques suivants seront surveillés : respiration pénible, bruyante ou faible, poils hérissés, dos arrondi, position recroquevillée, prostration, et réduction importante de l’activité motrice. L’apparition de l’un de ces signes cliniques constituera un point d’arrêt anticipé, et l’animal sera immédiatement exclu de l’étude et euthanasié pour éviter toute souffrance supplémentaire en l’absence de moyens de soulagement efficaces et rapides. Une grille d’évaluation du bien-être animal, basée sur la perte de poids, le comportement et l’état général, sera utilisée pour définir des points limites. Des mesures spécifiques seront mises en place pour réduire les nuisances et les effets indésirables. Par ailleurs, les animaux seront manipulés régulièrement par les mêmes expérimentateurs afin de favoriser leur habituation. Pendant toute la durée de l’étude, les animaux seront nourris ad libitum et hébergés à raison de trois individus maximum par cage, avec un enrichissement. Le réveil post-anesthésique se fera dans des cages individuelles pour garantir leur sécurité.

Choix des espèces

Les premiers modèles ont été développés chez le rat, en particulier chez le rat Wistar. Les études antérieures menées au laboratoire sur ce type de chirurgie chez le rat ont permis d’identifier et de valider des marqueurs spécifiques de cette pathologie. Par ailleurs, notre animalerie dispose d’une infrastructure adaptée, garantissant des conditions optimales d’hébergement et de bien-être pour les animaux. Les animaux utilisés pour l’étude seront des rats Wistar âgés de 8 semaines et qui pèseront entre 300 et 400 g.

2 280 rats vont être utilisés, chacun porteur d'un cathéter implanté dans la veine fémorale ou jugulaire, avec jusqu'à trois administrations par jour pendant quatre semaines, six prélèvements sanguins en vingt-quatre heures et jusqu'à seize heures en cage à métabolisme, privés d'eau. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et tous sont tués à l'issue, pour rechercher dans leurs organes les cibles de la toxicité des molécules testées. Une partie d'entre eux est hébergée seule, de l'implantation à la fin du traitement, quand le cathéter oblige à poser un harnais qu'un congénère abîmerait. Ces essais interviennent en amont des études réglementaires, pour trier les candidats médicaments d'une recherche pharmaceutique privée avant les tests obligatoires, plus consommateurs d'animaux.

Objectifs

L’objectif de la Recherche et Développement (R&D) Pharmaceutique est de développer de nouvelles molécules qui seront évaluées durant des essais cliniques en vue de satisfaire les besoins médicaux. Pour un candidat médicament, la R&D pharmaceutique vivo se doit de déterminer la fenêtre thérapeutique pour l’administration chez l’Homme, c’est-à-dire l’intervalle de doses entre lequel le candidat est à la fois actif et efficace et engendre le moins de toxicité possible. Pour cela, des études de toxicologie (incluses dans ce projet) ainsi que des études de pharmacologie (efficacité, mode d’action du candidat médicament) doivent être mises en place conformément à la réglementation. Les études préliminaires in vivo de sécurité non clinique incluses dans ce projet permettent de déterminer le profil de sécurité des candidats médicaments et de connaître ainsi la fenêtre thérapeutique (marge de dose permettant une efficacité et absence de toxicité). Les données d’efficacité et de sécurité permettent ainsi conjointement de décider à chaque étape l’arrêt ou la poursuite du développement du médicament. Les études de ce projet concernent des candidats médicaments dont l’administration sera réalisée par administration intraveineuse chez le Rat via un cathéter implanté dans un vaisseau de large diamètre tel que la veine fémorale ou jugulaire (mimant l’administration chez l’Homme, ce qui diminue les risques d’intolérance locale par rapport à une administration périphérique dans un vaisseau de plus petit calibre et permettant des administrations répétées et/ou sur une longue durée sans aucune contention de l’animal). Elles interviennent précocement dans le processus de développement pharmaceutique (en amont des études vivo réglementaires) et ne sont réalisées que sur des molécules sélectionnées après une première étape de caractérisation et de sélection des molécules in vitro (modèles cellulaires de neurotoxicité, d’hépatotoxicité, de cardiotoxicité...) et in silico (analyse informatique de la génotoxicité). Ces études sont réalisées chez le Rat (présentant une forte homologie physiologique et anatomique avec l’Homme et étant considéré comme le plus prédictif en toxicologie) en utilisant les candidats médicaments les plus prometteurs mais également les composés autres que le principe actif du candidat médicament qui seront utilisés pour la suite du développement afin de déterminer en parallèle leurs profils de sécurité s’ils n’étaient pas encore établis.

Bénéfices attendus

Ce projet s’inscrit dans le cadre de la recherche et du développement de nouvelles entités à visée thérapeutique. Le bénéfice apporté par ce projet est l’optimisation du développement de candidats médicaments en évaluant très précocement leur toxicité éventuelle, en déterminant un profil de sécurité complet (réduction ainsi du nombre d’études réglementaires et du nombre global d’animaux utilisés pour un projet de recherche) et en ajustant au mieux les doses et le schéma expérimental avant d’initier des études réglementaires et d’évaluation pharmacologique qui nécessitent un nombre plus important d’animaux. Cette approche permet ainsi d’optimiser les études et de réduire les contraintes auxquelles les animaux sont soumis dans ces études en s’assurant de la bonne tolérance du candidat médicament dans le cadre d’administrations via un cathéter. Les deux procédures de ce projet (et associées aux informations fournies par les études de pharmacologie) permettent la sélection du meilleur candidat et l’arrêt des candidats les moins prometteurs, réduisant ainsi le nombre d’études réalisées et donc le nombre d’animaux utilisés pour un projet thérapeutique donné.

Procédures

L’ensemble des animaux inclus dans ce projet pourront être soumis : - A l’administration (unique à réitérée 1 à 3 fois par jour pendant 1 jour à 4 semaines) de composés via le cathéter (de quelques minutes jusqu’ à perfusion de 4 heures maximum) - A l’administration d’analgésique avant l’euthanasie (administration unique de quelques secondes) - A des prélèvements de sang en prélevant une faible quantité de sang prélevée à la veine marginale externe de la patte ou veine caudale sur animal vigile : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 2 fois maximum dans l’étude (30 secondes par prélèvement environ) - A des prélèvements via le cathéter dédié de courte durée et maximum 6 fois par jour à ces prélèvements si besoin de quantités répétées plus importantes - A des recueils urinaires d’une durée comprise entre 6h (cas standard) et 16 heures (cas exceptionnel) en cage à métabolisme (1 fois par étude au maximum) avec diète hydrique d’une durée correspondant à celle du recueil (6h en standard et 16h maximum) - A un prélèvement unique de sang réalisé sous anesthésie et analgésie avant l’euthanasie - A des examens paracliniques (ophtalmologie, cardiologie,) nécessitant une contention légère (en dessous du seuil réglementaire) au maximum 2 fois par étude

Impact sur les animaux

Dans le cadre de ce projet, des nuisances ou douleurs peuvent survenir à savoir : - Conséquences directes des actes expérimentaux : • L’administration via le cathéter nécessite une contention douce quel que soit le système utilisé (VAB ou VAH) et le placement de l’animal dans une cage dédiée au traitement – Traitement hebdomadaire à une fois par jour pendant 4 semaines maximum – Durée de quelques minutes à plusieurs heures – Degré de sévérité modéré • Hébergement individuel : le cathéter implanté peut nécessiter la mise en place d’un harnais de protection sur l’animal. L’utilisation de ce système appelé VAH (Vascular Access Harness), qui sera limitée à son maximum, et mise en place seulement si le système VAB (Vascular Access Button) ne peut pas être utilisé, nécessite une stabulation individuelle des animaux de l’implantation jusqu’à la fin de la période de traitement puis du maintien des animaux (afin d’éviter la dégradation du dispositif par un congénère) ce qui peut générer un stress pour l’animal – Degré de sévérité modéré • Prélèvements de sang à la veine marginale externe de la patte ou à la veine de la queue : La contention d’une durée maximale de 2min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer du stress et de la douleur (Degré de sévérité modéré). Placement préalable de l’animal dans une enceinte thermorégulée pour la dilatation des vaisseaux dans le cas d’un prélèvement à la veine de la queue (5 minutes – degré de sévérité modéré) • Recueil urinaire (cage à métabolisme) : Le changement d’environnement et l’hébergement individuel de courte durée (6h en prélèvement diurne en standard, exceptionnellement prélèvement nocturne inférieur à 16h, cas qui devra être justifié par le demandeur) peuvent générer une nuisance et un stress pour l’animal – 1 seule fois par étude (Degré de sévérité léger) • Administrations sous-cutanées (analgésique) : la contention d’une durée maximale de 15s peut générer du stress et l’injection (moins de 10s) de la douleur (Degré de sévérité léger) - Conséquence indirecte des actes expérimentaux : La molécule administrée peut en elle-même induire des effets cliniques et peut provoquer une nuisance pour l’animal (impacts sur l’activité, état général, le poids corporel par exemple).

Devenir

Tous les animaux de la procédure ayant reçu une administration de candidat médicament (ou de formulation/véhicule) seront euthanasiés pour prélèvements et examens divers (histologie, toxicogénomique, etc…) puisqu’un des objectifs est de rechercher les organes cibles potentiels. Si les animaux cathétérisés venaient à ne pas être utilisés dans le cadre de ce projet ils seront euthanasiés pour prélèvement d’organes ou de fluides et mise au point (histologie, biologie clinique, études vitro par exemple).

Remplacement

Ce projet couvre la réalisation d’études très précoces réalisées sur l’ensemble des candidats médicaments de notre recherche (intervenant en complément d’autres études de sécurité non clinique décrites dans d’autres projets, et mises en place seulement si nécessité d’utilisation de cathéters pré-implantés des administrations centrales longues ou des composés non tolérés quand administrés par voie périphérique telle que la veine de la queue), études pour lesquelles il n’existe pas d’alternative, validée scientifiquement, éthiquement et réglementairement, à l’utilisation d’animaux. En effet, la mise en place précoce d’un profil de sécurité d’un candidat médicament nécessite l’utilisation d’organismes complexes. L’ensemble des designs expérimentaux de ce projet est néanmoins optimisé afin de n’utiliser que le strict minimum d’animaux et de générer des données utilisables pour les études ultérieures. De plus des méthodes alternatives in vitro et in silico sont utilisées au préalable dans la caractérisation et la sélection des molécules à tester dans ces études ce qui permet de réduire fortement le nombre de molécules testées in vivo.

Réduction

Une sélection des molécules les plus prometteuses est réalisée à l’aide de tests vitro et ou silico avant la mise en place des études incluses dans ce projet. Le nombre habituel de rats (2 à 4 individus/sexe/dose ou candidat médicament) est déterminé pour être un compromis efficace pour atteindre les objectifs des procédures tout en utilisant le nombre d’animaux le plus réduit possible (nombre éprouvé basé sur une solide expérience en interne et sur les recommandations de la littérature). Il permet d’intégrer de la mixité (nécessaire pour évaluer principalement la toxicité d’un composé sur l’appareil reproducteur mâle et femelle) dans les groupes sans avoir à doubler le nombre d’animaux. Ces études permettent de confirmer ou d’infirmer les données obtenues grâce aux méthodes alternatives. Elles sont mises en place précocement et profitent des informations des études de pharmacologie réalisées en parallèle (développement de modèle et recherche du mode d’action du candidat médicament). Elles correspondent ainsi à une étape supplémentaire de sélection du candidat médicament, visant à réduire le nombre total d’animaux utilisés : selon les résultats de ces études et des études de pharmacologie, le développement de la molécule peut être arrêté évitant ainsi de réaliser les études suivantes comportant un nombre d’animaux plus important. Elles permettent de mieux cibler les doses et le schéma d’administration pour les études suivantes, diminuant ainsi le risque et l’impact en termes de bien-être pour les animaux. Un nombre important d’examens cliniques et paracliniques peuvent être réalisés par animal (observations cliniques, poids et température corporels, examen ophtalmologique, prélèvement de sang pour cinétique ou biologie clinique, collecte d’urine, et à son issue prélèvements d’organes …) réduisant aussi le nombre de rats nécessaire dans chaque procédure. En cas de protocole particulier (ex besoin de suivre plus précisément un paramètre particulier) le service de biostatistiques sera sollicité pour définir le design expérimental le plus optimal. Enfin, l’utilisation du microsampling pour prélèvement de sang (prélèvement d’un faible volume à la veine marginale externe de la patte ou à la veine caudale) peu invasive, permet de réaliser une cinétique complète sur un même individu, contribuant ainsi à la réduction du nombre de rats (en évitant l’ajout d’animaux dédiés à la pharmacocinétique dans l’étude), tout en respectant la volémie physiologique.

Raffinement

L’utilisation du cathéter pour l’administration Intraveineuse permet de réaliser les administrations uniques ou réitérées des substances étudiées sans contention de l’animal contrairement à une administration intraveineuse périphérique. De plus l’administration via un cathéter dans un vaisseau de gros calibre diminue les risques d’intolérance locale par rapport à une administration périphérique dans un vaisseau de plus petit calibre. L’une des voies d’accès au cathéter à l’extérieur de l’animal consiste en un harnais de protection du cathéter, réglé tous les jours pour s’adapter à la croissance du rat (impliquant une manipulation régulière du rat). La présence de ce harnais nécessite néanmoins l’hébergement individuel et nous privilégierons donc, une nouvelle voie d’accès au cathéter consistant en un bouton transcutané (permet l’hébergement collectif et donc un raffinement important). Des observations cliniques sont réalisées chaque jour. Dès que des signes cliniques sont observés, une décision est prise en concertation entre le vétérinaire, le responsable d’étude, la Structure en charge du Bien-être animal (SBEA) et les équipes en charge des animaux. Selon les signes cliniques observés, et si les animaux sont en phase de traitement ou non, une prescription de soins, un arrêt de traitement, une diminution de doses ou une euthanasie peut être mise en place. Cette décision se base si besoin sur le score d’une grille de points limites spécifique au rat qui est mise en place rapidement. Le personnel technique formé interagit tous les jours avec les animaux (manipulation) pour générer le moins de stress possible lors des actes expérimentaux. Pour les prélèvements de sang, la technique de prélèvement d’un faible volume de sang à la veine marginale externe de la patte est mise en place dès que possible. Cette technique, rapide, peu invasive, permet de limiter l’impact d’une cinétique, de respecter la volémie physiologique du rat et d’améliorer ses conditions de manipulation. La durée du recueil urinaire est limitée, réalisée en standard en journée sur une durée de 6h ou exceptionnellement sur une période nocturne

Choix des espèces

Les 2 procédures de ce projet sont réalisées sur l’espèce rat car elles interviennent en amont des études réglementaires réalisées sur ce modèle. Comme ces études permettent, en particulier, de choisir les doses et le schéma d’administration des études réglementaires et d’identifier les organes cibles potentiels pour ajuster au mieux les examens à réaliser dans les études réglementaires obligatoires, elles doivent être réalisées sur le même modèle expérimental que celui des études réglementaires. La sélection se fait aussi sur des critères réglementaires, éthiques, scientifiques afin d’obtenir la meilleure prédiction possible de la réponse chez l’Homme. Lorsque cela est possible, l’espèce rat doit répondre aux effets pharmacodynamiques du candidat médicament. S’ajoutent à cela les données historiques (internes et issues de la littérature) relatives au rat (par souche, âge, sexe) et nécessaires à l’évaluation et l’interprétation des effets ainsi que les données des études pharmacologiques réalisées en parallèle chez la souris. Les animaux sont des jeunes adultes et adultes, conformément aux requis réglementaires et correspondant à l’âge des animaux utilisés communément dans les protocoles de recherche de candidat médicament et dans les études ultérieures à ce projet.