Rats

Vingt et un jours de stress chronique pendant l'adolescence, puis une restriction alimentaire à 20 grammes par jour pouvant durer trois mois, attendent 960 rats utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour prélèvement du cerveau. Quatre prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse s'y ajoutent, espacés d'au moins trois semaines. Le porteur réduit les nuisances attendues à un ralentissement de la prise de poids et à un stress de courte durée lié aux tests, et écrit vouloir "éviter toute souffrance" alors que le protocole consiste précisément à stresser les animaux pendant trois semaines. Il annonce plusieurs tests comportementaux durant de cinq minutes à une heure, sans préciser lesquels.

Objectifs

Les troubles psychotiques sont fréquents. Ils apparaissent généralement à l’adolescence, une période de grands changements, tant sur le plan physiologique, psychologique, que social. Ces troubles ont des conséquences majeures sur la vie personnelle, sociale, et professionnelle des patients et de leur entourage en font un véritable enjeu médical et socioéconomique. Malheureusement les origines de la maladie restent mal connues car plurifactorielle. Son développement résulterait d’une interaction entre gènes et environnement, suggérant qu’il existe une vulnérabilité génétique précipitée par des facteurs environnementaux comme le stress. Des adolescents ou jeunes adultes présentant des symptômes atténués ou très transitoires de psychose ont été identifiés comme des individus à ultra-haut risque de psychose. Deux tiers des sujets à ultra-haut risque ne développeront pas de trouble psychotique. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la sensibilité ou la résilience au stress notamment pendant la période cruciale qu’est l’adolescence pourrait permettre de faire émerger de nouvelles cibles thérapeutiques. Ce projet, chez le Rat, vise à étudier les conséquences comportementales et plus particulièrement sur la cognition pouvant s’apparenter aux les troubles psychotiques suite à stress chronique à l’adolescence afin d'identifier les mécanismes biologiques et moléculaires impliqués dans cette dernière et la résilience au stress.

Bénéfices attendus

A terme, l’identification des mécanismes biologiques sous-tendant la vulnérabilité au stress pourrait ouvrir la voie au développement de stratégies thérapeutiques innovantes ciblant les stades précoces des troubles psychotiques.

Procédures

Les animaux pendant l'adolescence subiront sur une période de 21 jours un stress chronique. Ils seront également évalués à 2 périodes de temps dans plusieurs tests comportementaux espacés de 24h au minimum et durant entre 5 minutes et 1h. Chez ses mêmes animaux 4 prélèvements sanguins seront effectués avec au minimum 3 semaines entre chaque prélèvement. Les prélèvements seront réalisés sur une période de 5 minutes sous anesthésie gazeuse générale. Pour une partie des tests cognitifs effectué l’animal sera place en restriction alimentaire (20g de nourriture/jour/rat). Cette restriction se fera sur toute la durée des tests et pourra donc atteindre 3 mois.

Impact sur les animaux

Le stress réalisé pendant l'adolescence va induire un ralentissement de la prise de poids. Les tests comportementaux utilisés peuvent engendrer un stress chez l'animal mais sont de courte durée. Les prélèvements sanguins peuvent entrainer un stress et une douleur.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin des expériences afin de pouvoir collecter leur cerveau pour des analyses moléculaires.

Remplacement

L’utilisation d’un modèle animal est une nécessité pour cette étude qui propose une approche comportementale qui n’est possible qu’à l’échelle de l’organisme entier.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est le minimum nécessaire permettant une analyse statistique robuste des résultats grâce aux données collectées au cours d’expériences précédentes et une analyse de puissance statistique. De plus, certaines expériences présenteront un aspect longitudinal afin de minimiser le nombre d’animaux à utiliser.

Raffinement

Les rats sont hébergés en groupes sociaux dans un environnement enrichi. Les soins sont toujours effectués par les mêmes expérimentateurs et animaliers afin de réduire le stress des animaux. Pour éviter toute souffrance, les animaux seront observés régulièrement et une grille précise d’évaluation des points limites sera utilisée. Tout signe de douleur sera soulagé avec des analgésiques. Les prélèvements sanguins seront effectués sous anesthésie générale avec prise en charge de la douleur pour limiter le stress et la douleur associés à ce geste.

Choix des espèces

Nous avons choisi le rongeur et plus particulièrement le Rat car il présente l’avantage, d’être proche physiologiquement de l’Homme, conférant ainsi aux résultats des recherches une meilleure performance translationnelle. D'ailleurs, le Rat, contrairement aux souris, est plus réceptif aux interactions sociales et présente dans le temps des performances cognitives plus stables. De plus, des résultats préliminaires issus de notre laboratoire ont pu montrer que certains stress pendant l'adolescence pouvaient avoir des répercutions à long terme qui pouvaient varier d'un individu à l'autre, comme chez l'Homme. Les animaux issus de femelles gestantes commandées seront utilisés à partir de 28 jours de vie (adolescence).

Gavage quotidien pendant jusqu'à 84 jours, jusqu'à 84 mesures de glycémie par piqûre du bout de la queue, jusqu'à 84 injections d'insuline et jusqu'à 14 prélèvements sanguins : 690 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le diabète leur est provoqué par une injection pharmacologique, et tous sont tués en fin d'étude après un prélèvement de sang total sous anesthésie. Le porteur liste parmi les effets attendus l'infection et la nécrose de l'extrémité de la queue, liées à la répétition quotidienne des mesures de glycémie et des prises de sang. Les molécules antidiabétiques orales évaluées ne sont désignées que comme des molécules d'intérêt, sans indication de leur nature ni du nombre de composés testés.

Objectifs

Le diabète est une maladie chronique grave qui se déclare lorsque le pancréas ne produit pas suffisamment d’insuline (hormone hypoglycémiante), ou lorsque l’organisme n’est pas capable d’utiliser correctement l’insuline qu’il produit. De nombreux traitement des patients diabétiques consistent en des injections par voie sous-cutanée, douloureuses et inconfortables (Insuline etc…). Ces traitements sont la plupart du temps combiné à des traitements oraux tel que la metformine afin d’avoir des résultats plus ou moins efficace selon les patients. Enfin ces traitements actuels sont souvent associés à des effets secondaires indésirable. L’objectif du projet est de développer et valider de nouvelles molécules orales pour le traitement du diabète. Le projet se déroulera pour chaque molécule d’intérêt en 2 phases : - Validation de la biodisponibilité de nos molécules d’intérêt sur un modèle de rat sain - Si nous validons la biodisponibilité de nos molécules d’intérêt, une étude de bio efficacité serra réalisé sur un modèle de rat diabétique.

Bénéfices attendus

Les médicaments oraux sont souvent perçus comme plus pratiques et moins contraignants à prendre que les injections. Cela améliore ainsi la compliance des patients ce qui est un point fondamentale pour une prise en charge efficace et optimale du patient vivant avec un diabète. De plus, les médicaments oraux sont plus faciles à stocker, à transporter et à administrer dans de nombreux contextes, y compris dans des environnements ruraux ou éloignés où l'accès à des soins médicaux spécialisés peut être limité. Enfin, l’un des bénéfices important que le projet apportera sera la découverte de nouvelles molécules efficaces présentant peu ou pas d’effet secondaire chez le patient atteint de diabète.

Procédures

Le diabète sera induit par injection pharmacologique réalisée sur animal vigile (1 injection/animal, durée une minute). Des molécules seront administrés aux rats (sains ou diabétiques) par voie orale (gavage 1 fois par jour sur maximum 84 jours, acte de 30 secondes par rat).Tout au long de l’étude, la glycémie sera mesurée sur animal vigile à l’aide d’un glucomètre à l'aide d'une micro goutte de sang obtenue par piqûre de l'extrémité de la queue (durée de quelques secondes) afin d’évaluer l’efficacité de nos molécules (84 fois/animal maximum). De plus, les animaux diabétiques recevront au maximum 84 injections d’insulines si la glycémie reste élevée après traitement (durée quelques secondes). Enfin, afin d’évaluer l’efficacité de notre traitement, au maximum 14 prélèvements sanguins seront réalisées par animal sur l’ensemble de l’étude (1 minute par prélèvement). En fin de procédure, le sang totale des rats sera prélevé sous anesthésie, analgésie profonde.

Impact sur les animaux

Les principaux effets indésirables attendus sont : • Peur de courte durée en lien avec le gavage quotidien et les prises de sang au cours du suivi. • Douleur légère de courte durée de l’incision de la pointe de la queue pour le prélèvement sanguin. • Détérioration (infection ; nécrose) de l’extrémité de la queue en lien avec les mesures glycémiques quotidienne et les prises de sang • Saignement post incision de la queue • Douleur légère de courte durée en lien avec l’injection d'une molécule induisant le diabète • Perte de poids en lien avec l’induction du diabète • Hyperglycémie en lien avec le développement du diabète au cours de l’étude • Répétition des interventions durant toute la durée de l’étude (mesure de glycémie, gavage, prise de sang).

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort pour la collecte de sang/organes et analyses.

Remplacement

Nous souhaitons évaluer l’efficacité de nos traitement oraux dans le cadre du diabète. Or, Il est largement démontré aujourd’hui que la régulation glycémique et la physiopathologie du diabète font intervenir de nombreux organes tous interconnectés entre eux. Ainsi, pour valider l’efficacité de notre traitement anti diabétique, il ne suffit pas de s’intéresser uniquement à les cellule insuline isolée, mais il est impératif de l’évaluer dans un environnement complexe où tous les acteurs impliqués dans l’homéostasie du glucose sont présent (pancréas, foie muscle….). Le recours à une étude in vivo est alors indispensable.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum tout en permettant, grâce à des tests statistiques adaptés, de mettre en évidence des différences significatives au niveau des paramètres étudiés. Le nombre d’animaux total nécessaire pour obtenir des résultats statistiques a été déterminé en utilisant un logiciel adapté. De plus, que ce soit avant les tests sur l’animal (étude in vitro de toxicité…) et après l’étude de bio disponibilité (PE1), le nombre de groupes (et donc le nombre total d’animaux) sera réévalué afin de ne tester que les concentrations présentant un intérêt thérapeutique. Par conséquent au maximum cette étude nécessitera 690 rats. Enfin, la réalisation de ces procédures par du personnel formé et habitué à ces manipulations, et la standardisation du protocole, garantiront une bonne reproductibilité et une réduction du nombre d’animaux.

Raffinement

Afin de réduire au maximum le stress, les rats seront maintenus en groupe sociaux tout en respectant la règlementation en vigueur concernant le nombre de rat par cage. Le raffinement intervient également au niveau de l’hébergement avec un enrichissement des cages à l’aide de cylindres en PVC rouge, qui servent de refuge aux animaux et permet ainsi de diminuer leur stress, ainsi qu’à l’aide de bâtons en bois qui leur permettent de reproduire leur comportement naturel de rongeurs. Afin de limiter au maximum le stress lors du suivi, une habituation à la manipulation et au gavage est réalisée 2x/semaine pendant la période de quarantaine. Le bien-être des animaux sera pris en compte durant l’ensemble de l’étude avec un suivi journalier de ceux-ci avec une surveillance accrue après administration oral de nos molécules. Le raffinement est aussi présent dans le suivi des animaux réalisé quotidiennement durant toute la durée de l’étude, avec l’utilisation d’une grille d’évaluation adaptée aux procédures, qui permet de détecter rapidement la souffrance, la douleur chez les animaux et de mettre en place les traitements adaptés voir la mise à mort en cas d’atteinte de points limites. Les animaux diabétiques recevront une insulinothérapie en fonction de leur glycémie. Les posologies appliquées seront celles couramment utilisée au laboratoire et validée par notre vétérinaire référent. Le cas échant, la cétonémie sera mesurée afin d’ajuster les doses d’insuline à injecter. Enfin, les prélèvements terminaux sont réalisés sous anesthésie et analgésie profonde.

Choix des espèces

Le rat est la principale espèce utilisée dans les études sur le diabète car les rats diabétiques partagent des caractéristiques similaires à la physiopathologie du diabète chez l’Homme. De plus, notre laboratoire possède une grande expertise sur la sensibilité à la molécule induisant le diabète chez le rat, du pourcentage de réussite d’induction du diabète et son suivi. Enfin, le volume de sang pouvant être récolté nous permet de réaliser l’ensemble de nos dosages biologiques/biochimiques. Les rats pour cette étude seront âgés de 8 semaines, coïncidant avec un poids d'environ 200g. C’est à ce poids que le protocole d’induction du diabète présente le meilleur taux de succès avec un risque de mortalité faible.

Injectés sous la peau, intubés jusqu'à trente minutes, puis opérés du thorax pour reproduire un infarctus du myocarde, 180 rats de huit semaines vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Suivent trois à cinq anesthésies générales d'une heure pour les séances d'imagerie, deux à quatre injections intraveineuses et une injection intrapéritonéale par animal. Le porteur indique que l'opération peut induire une insuffisance cardiaque, une perte de poids et un affaiblissement, et que les examens d'imagerie génèrent eux aussi du stress. Tous sont tués à l'issue pour que leurs tissus soient analysés ex vivo.

Objectifs

Après la phase aiguë d'un infarctus du myocarde, un processus de réparation et de formation de tissu cicatriciel, appelé fibrose, est déclenché pour combler la région endommagée et éviter la rupture du coeur. Cependant la fibrose peut se développer au delà de la zone atteinte par l'infarctus, entraînant une diminution de la force contractile du coeur et conduire à de l'insuffisance cardiaque, source de morbidité et de mortalité. La détection le plus précocement possible de la fibrose, sa localisation et sa quantification précise sont donc essentielles dans la prise en charge des patients post infarctus. Le but de ce projet est la détection précoce par imagerie médicale non invasive de la fibrose cardiaque dans l'infarctus chez le rat.

Bénéfices attendus

Les méthodes testées dans ce projet pourraient émerger comme outils de diagnostique précoce pour le suivi de la fibrose cardiaque et l'évaluation de nouveaux traitements à la fois dans l'infarctus du myocarde, mais aussi pour d'autres pathologies cardiaques.

Procédures

Un premier groupe de rats subira : Injection sous-cutanée (

Impact sur les animaux

Des effets indésirables peuvent être attendus suite aux actes chirurgicaux, telle qu’une douleur modérée et de courte durée liée à l’opération et aux points de suture, bien que ces actes soient menés sous anesthésie générale gazeuse. Suite à l'opération, 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, intrapéritonéales et sous cutanées les animaux peuvent ressentir du stress et de l’inconfort lors de la manipulation et une douleur légère et de courte durée au niveau du lieu d’injection. Un stress peut également être généré lors des examens d'imagerie médicale, 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 tester les méthodes non invasives de détection et de quantification du développement de la fibrose cardiaque suite à un infarctus. Le développement de fibrose musculaire est un processus physiologique global faisant interagir différents types cellulaires, dont certains issues de différents organes. De plus, les méthodes de détection 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 maximal 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 statistiquement pour conclure sur la bonne détection de la fibrose par des méthodes d'imagerie. Le nombre d'animaux obtenu est cohérent avec les expériences précédentes de protocoles d'imagerie lors desquels des résultats statistiquement significatifs et reproductibles ont pu être obtenus. 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 post-opératoire accrue et la mise en place de points limites adaptés permettront d’identifier et de limiter toute souffrance et douleur, d’abord par l’injection d’antalgiques et par une mise à mort anticipée dans le cas d’atteinte de plusieurs points limites. L'ensemble des chirurgies de ce projet seront réalisées sous anesthésie générale associée à une analgésie pré- et post-opératoire. Les méthodes d'imagerie utilisées dans ce projet sont non invasives et non douloureuses. Elles nécessitent l'anesthésie des animaux afin qu'ils restent immobiles pendant l'examen.

Choix des espèces

Le modèle animal choisi est le rongeur qui est le modèle le plus courant pour les études de l’ischémie du myocarde. Le rat a été choisi pour la comparaison des études en scintigraphie de la littérature. De plus, la taille du rat et son rythme cardiaque plus lent par rapport à la souris facilitent le succès des études en imagerie cardiaque non invasive. Les infarctus du myorcade affectent principalement les êtres humains à l'âge adulte. Des rats de 8 semaines seront utilisés car c’est l’âge ou les animaux sont de jeunes adultes ayant atteint la maturité.

Jusqu'à quatre-vingt-dix administrations de traitement en trois mois, neuf séances d'imagerie de quatre-vingt-dix minutes sous anesthésie et douze prélèvements sanguins par animal : 3 600 souris et 200 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin pour prélever sang, tumeur et organes. Certains reçoivent une greffe tumorale, et les séances d'imagerie peuvent être précédées d'une mise à jeun de quinze heures. Le laboratoire vend ces prestations d'imagerie et de radiothérapie interne à des équipes extérieures, en mettant en avant des équipements "équivalents voire supérieurs" à ceux de l'imagerie humaine. Une partie des souris est immunodéprimée pour faciliter la prise des greffes de tumeurs humaines, d'autres sont génétiquement modifiées pour développer les pathologies étudiées.

Objectifs

Le laboratoire prend en charge des projets scientifiques en proposant plusieurs techniques d’imageries expérimentales chez l’animal de laboratoire, avec des performances technologiques équivalentes voire supérieures à celles des équipements correspondants pour l’imagerie humaine. Des agents de contraste ou des radiotraceurs sont utilisables pour chacune des modalités, et se caractérisent notamment par leur capacité à marquer les espaces vasculaires et interstitiels, ou des évènements moléculaires et cellulaires spécifiques de pathologies (cancéreuses, cardiovasculaires, rénales, métaboliques, neurologiques). L’imagerie anatomique de scanner par rayons-X est en général choisie pour sa grande résolution spatiale. Elle apporte des informations structurelles dans les pathologies affectant le squelette. En effet, elle est largement utilisée pour étudier la structure et la densité osseuse chez les rongeurs. L’imagerie nucléaire permet-elle de l’imagerie fonctionnelle moléculaire et cellulaire et présente la sensibilité la plus importante pour détecter des tissus dont les caractéristiques métaboliques ou biologiques sont anormales. Elle permet de mesurer l’activité métabolique ou moléculaire d'un organe ou d’un tissu grâce à un produit radioactif injecté au préalable (traceur). Cette approche d’imagerie est non invasive. Le laboratoire propose également la réalisation d’études théranostiques, c’est-à-dire de diagnostic couplé à la thérapie. En effet, une thérapie spécifique peut être envisagée de type chimiothérapie, immunothérapie, hormonothérapie ou bien encore le radiotraceur peut être thérapeutique (thérapie innovante appelée : radiothérapie interne vectorisée). Les études d’imageries pourront permettre de suivre l’efficacité de ces traitements. L’objectif de ce projet est donc de pouvoir prendre en charge des études nécessitant de l’imagerie anatomique ou nucléaire, couplée ou non à de la thérapie.

Bénéfices attendus

Les bénéfices de ce projet sont a) de réaliser des études d'imageries innovantes et non invasives permettant d'utiliser moins d'animaux pour obtenir des résultats fiables b) d'utiliser ces résultats chez l'Homme pour proposer des thérapies classiques adaptées ou des thérapies très innovantes comme la radiothérapie ciblée qui détruit précisément les cellules malades tout en limitant les effets sur les tissus sains.

Procédures

Les animaux pourront avoir une greffe tumorale (sous anesthésie, 1 fois, 10 minutes). Les animaux seront suivis par imagerie non invasive (sous anesthésie, 3 fois par semaine maximum et au total 9 imageries possible sur tout le protocole, 90 minutes maximum). Ces imageries pourront être précédées d'une mise à jeun de 15h maximum. Ils pourront également suivre une thérapie (animal vigile ou anesthésié suivant la voie de thérapie, 90 fois maximum pendant 3 mois pour certaines administrations, quelques minutes, 24 fois maximum pour d'autres) avec un suivi par prélèvement sanguin (animal vigile, 12 fois maximum pendant 3 mois, quelques minutes). En fin d'étude un dernier prélèvement de sang sera réalisé (animal anesthésié, 1 fois, quelques minutes).

Impact sur les animaux

Les animaux pourront développer un phénotype dommageable pouvant entrainer une sensibilité accrue aux infections, ou des douleurs modérées ou une réduction de la mobilité. Les animaux seront soumis à des anesthésies (greffe, imageries) qui pourront engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. Ils pourront également ressentier de la douleur modérée et une perte légère de mobilité suite à la croissance des tumeurs greffées. L'administration des traitements pourront induire un stress aux animaux. Les injections intrapéritonéales et intramusculaires pourront induire une douleur légère au point d'injection. Les injections intraveineuse pourront induire une douleur légère au point d'injection et une irritation de la queue. Les administrations par voie orale pourront induire une irritation de l'oesophage et une fausse route dans de rares cas. Les traitements pourraient induire une perte de poids avec une altération de l'état général des animaux. Les prélèvements sanguins pourront induire une douleur légère de courte durée au point de prélèvement et un hématome dans de rares cas.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés en fin de procédure afin de réaliser des prélèvements pour analyse (sang, tumeur, organes).

Remplacement

Pour étudier la cinétique de biodistribution de nouveaux radiotraceurs, il n'existe aujourd'hui aucun modèle non vivant qui pourrait mimer le modèle animal vivant. Nous n'avons donc pas la possibilité de remplacer le modèle vivant utilisé.

Réduction

Ce projet nécessitera 3600 souris et 200 rats maximum sur les 5 ans d'autorisation. Ce nombre permettra de pouvoir conclure sur l'interêt d'un radiotraceur ou d'un traitement dans une certaine pathologie grâce à une bonne puissance statistique. Le nombre d'animaux a été réduit, notamment par l’utilisation de l’imagerie non invasive sous anesthésie qui permet des analyses corps entier en 3D et un recueil de données longitudinales.

Raffinement

Tous les animaux bénéficieront d'une période d'acclimatation à l'animalerie d'au moins 7 jours. Pour minimiser les dommages aux animaux, ils bénéficieront d’un environnement enrichi (outil de nidification, maisonnettes, ou batonnets à ronger) et du maintien de l’interaction sociale en étant groupés, et resteront sous surveillance tout au long du projet. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Plusieurs indicateurs physiologiques et comportementaux permettront de suivre le bien-être de l’animal. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. La douleur et le stress sont limités en apportant une anesthésie gazeuse pour les actes techniques ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.

Choix des espèces

Nous travaillons avec des souris immunodéprimées car les greffes de tumeurs humaines sont facilitées et validées sur ces animaux. Nous utiliserons également des souris avec un système immunitaire actif pour les greffes de tumeurs murines. Nous utiliserons des animaux génétiquement modifiés suceptibles de développer certaines pathologies afin de les étudier grâce à l'imagerie. Nous utiliserons des rats pour réaliser des tests d'imagerie de radiotraceurs et ou produits de contraste sur des plus gros rongeurs. Les rats seront utilisés à l'âge de 12 semaines au stade de jeunes adultes et jusqu'à 17 semaines de vie maximum. Les souris seront utlisées à l'âge de 4 à 5 semaines au stade de jeunes adultes ou entre 1 et 3 mois de vie suivant le développement du phénotype le cas échéant. Le stade jeune adulte pour les rongeurs facilite la prise des greffes. Pour les lignées transgéniques, l'âge sera justifié par le développement du phénotype (entre 1 et 3 mois).

Pour tester la biocompatibilité de biomatériaux destinés à la régénération osseuse, 15 rats Wistar adultes vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie dorsale d'environ trente minutes, au cours de laquelle huit échantillons sont implantés sous sa peau, avec un risque d'infection ou de réouverture de la plaie. Les rats sont tués groupe par groupe, à chaque temps expérimental, pour l'analyse histologique des implants. Le porteur justifie le choix du rat parce qu'il "est utilisé dans de nombreuses études", et annonce déjà, si les résultats sont satisfaisants, une validation "chez le gros animal".

Objectifs

Les pertes de substances osseuses représentent un défi en chirurgie orale et orthopédique. En clinique, l'utilisation de greffe autologue est très répandue mais présente certains inconvénients (chirurgie additionnelle, morbidité du site donneur...). Ainsi, le développement de biomatériaux en régénération osseuse est indispensable pour pallier ces limitations. Pour évaluer la biocompatibilité des biomatériaux étudiés, nous souhaiterions avoir recours à un modèle animal déjà développé et maîtrisé au sein de notre unité. Ce modèle est facile à mettre en œuvre et reproductible. Le modèle sous-cutané chez le rat adulte réalisé au niveau dorsal est le modèle choisi afin d’évaluer la bicompatibilité des biomatériaux implantés.

Bénéfices attendus

Ce projet permettrait le développement de nouveaux dispositifs médicaux (membranes pour la régénération osseuse guidée) dans le domaine de l'ingénierie tissulaire osseuse dans la perspective d’une utilisation en clinique.

Procédures

Les animaux auront une chirurgie cutanée au niveau dorsal (implantation sous-cutanée de conditions expérimentales). L’intervention a lieu une seule fois et dure environ 30 mn par animal.

Impact sur les animaux

L'implantation en site sous-cutané peut entraîner une douleur modérée. De rares complications post-opératoires sont à envisager : infection, notamment en cas de rejet du matériel implanté, ou réouverture de la plaie.

Devenir

Après l'implantation, les animaux de chaque lot correspondant à un temps expérimental donné seront mis à mort à l’issu de ce temps expérimental. Des analyses histologiques seront ensuite réalisées sur ces animaux.

Remplacement

La cytotoxicité des matériaux utilisés aura au préalable était évaluée in vitro selon les recommandations de la norme NF EN ISO 10993. En suivant, les produits destinés à être implantés chez l'humain doivent nécessairement être testés chez l'animal avant les essais cliniques. Les matériaux doivent être d'abord testés dans modèle de rat, et si les résultats obtenus sont satisfaisants, d'autres essais seront envisagés permettant de valider tous les aspects nécessaires à une future application chez l'Homme. Ces différentes phases ne peuvent être remplacées actuellement dans le processus de validation d'un nouveau dispositif médical.

Réduction

Ne seront testés in vivo que les matériaux ayant démontré une absence de cytotoxicité in vitro , et une seule lignée de rats sera utilisée. De plus, afin de réduire le nombre de rat, 8 échantillons seront implantés par animal. Enfin, la même lignée de rats que celle déjà utilisée au sein de notre unité est choisie, afin de diminuer le nombre de conditions à évaluer et d'éviter l'ajout de rats supplémentaires pour cette évaluation.

Raffinement

Pour réduire l’angoisse : une période d’adaptation d’une semaine sera respectée avant le début des expérimentations. Une cage après l’autre sera amenée à la salle de chirurgie, séparée de la zone d’hébergement des animaux pour éviter toutes sources de stress des animaux opérés et des animaux à opérer. Avant la chirurgie, les animaux recevront des analgésiques afin de prévenir toute douleur lors de l'opération. Ils seront ensuite anesthésiés dans une chambre à induction puis maintenue anesthésiés au masque avec de l'isoflurane. Après la chirurgie, chaque rat se réveille dans une cage à part pour éviter le contact avec des congénères non anesthésiés. Après le réveil complet, le rat sera réintégré à sa cage d’origine. Les animaux seront ensuite observés sur une semaine. Toutes les modifications de comportement et d’aspect seront consignées dans un fichier informatique par les personnes impliquées directement dans ce projet. Une grille de score basée sur des critères significatifs sera mise en place et des points limites adaptés seront utilisés. Un arbre décisionnel sera suivi pour déterminer la conduite à tenir, incluant la mise à mort en fonction de critères d'arrêt de souffrance définis. Un raffinement est également mis en place lors de l'hébergement : les animaux sont avec leurs congénères avec présence de litière en copeaux de peupliers et de jouets, ainsi que des bâtons à ronger qui sont régulièrement mis dans les cages.

Choix des espèces

Le Rat est une espèce adaptée à la première étape de validation chez l'animal de matériaux destinés au traitement des pertes osseuses. Le rat permet de valider la biocompatibilité du produit. De plus, il est utilisé dans de nombreuses études. La lignée choisie est d’ailleurs volontairement identique à celle utilisée par d’autres travaux réalisés également au sein de notre unité, permettant la comparaison des résultats ainsi que la diminution du nombre d’animaux nécessaires, par la reprise de données déjà disponibles. En cas de résultats satisfaisant et supérieurs à ce qui est obtenu avec les produits de référence actuellement sur le marché, une validation chez le gros animal sera nécessaire. Des rats Wistar adultes de 9 à 10 semaines, d'un poids d'environ 350 g seront utilisés. En effet les animaux utilisés doivent avoir achevé leur développement et leur croissance.

Pour distinguer ce que la perte de dopamine abîme dans la motricité et ce qu'elle abîme dans la prise de décision, 860 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie intracérébrale d'une heure trente, puis des tests quotidiens de 45 minutes pendant 21 jours, répétés trois fois à quatre semaines d'intervalle, avec une restriction alimentaire à 15 ou 16 grammes de croquettes par jour sur toute la durée du test. 172 rats sont opérés une dernière fois sous anesthésie sans réveil, pour prélever leur cerveau. Le RNT annonce 200 rats rendus à l'élevage dans son champ chiffré et 20 animaux replacés vers d'autres projets dans sa narration, sans expliquer l'écart.

Objectifs

La maladie de Parkinson est une maladie qui affecte le système nerveux, entraînant la perte de cellules responsables de la production de dopamine, une substance chimique essentielle pour contrôler les mouvements et certaines fonctions cognitives. Des recherches précédentes sur des rats ont montré que la perte de ces cellules peut nuire à leur capacité à s'adapter à des changements, appelée flexibilité comportementale, ce qui affecte à la fois leurs mouvements et leurs décisions. Ce projet vise à explorer comment la maladie de Parkinson impacte différents circuits neuronaux dans le cerveau, en se concentrant sur deux fonctions principales : la motricité (comment nous bougeons) et les fonctions exécutives (comment nous prenons des décisions). Plus précisément, ce projet cherche à déterminer si la perte de dopamine, selon la flexibilité comportementale initiale des animaux, entraîne des problèmes dans ces deux domaines.

Bénéfices attendus

En comprenant mieux les déficits cognitifs et moteurs, des interventions plus efficaces pourraient être mises en place, améliorant ainsi la qualité de vie des patients. Ces expériences devraient aider à mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent la maladie de Parkinson et comment ces mécanismes se traduisent par des difficultés à la fois dans les mouvements et la prise de décision. Ce projet pourrait non seulement enrichir notre connaissance de la maladie, mais aussi avoir sur le long terme des retombées concrètes sur la prise en charge des patients.

Procédures

Tous les animaux vigiles réaliseront 2 tests comportementaux : 1 test d'une durée de 3 minutes tous les jours pendant 3 jours et 1 autre test d'une durée de 45 minutes tous les jours pendant 21 jours avec 3 répétitions espacées de 4 semaines. Tous les animaux, anesthésiés et sous couverture antalgique, auront une chirurgie intracérébrale d'une durée d'1 heure et 30 minutes. En amont et après la chirurgie, tous les animaux vigiles recevront au total 2 injections sous cutanée d'antalgique (durée de l'intervention : 15 secondes). 172 animaux anesthésiés avec antalgie auront 1 chirurgie sans réveil pour le prélèvement du cerveau.

Impact sur les animaux

Les tests comportementaux peuvent induire un léger stress transitoire dû à l'isolement de l'animal au cours de la réalisation du test 2 et à la légère contention au cours du test 1. La chirurgie peut induire un léger stress au réveil des animaux ainsi qu'une légère perte de poids et des douleurs/un inconfort au cours de premiers jours suivant l'acte chirurgical qui sont minimisés par une couverture antalgique. L’induction de la maladie va induire un ralentissement global de l’activité locomotrice et des difficultés de motricité fine. Inconfort transitoire de la contention ou léger stress lors de la pesée hebdomadaire. Lors du suivi post chirurgical, l’animal peut ressentir un inconfort lors de l’injection d’analgésique en sous cutané. La restriction alimentaire (15-16g de croquettes/ animaux/jour) durant 21 jours lors de la phase du test 2 peut induire un léger stress.

Devenir

Tous les animaux de la procédure seront mis à mort en fin afin de récupérer les cerveaux pour analyse 20 animaux seront replacés pour être utilisés dans d’autres projets. La décision est prise par le porteur de projet.

Remplacement

Les approches de modélisations informatiques ou basées sur des cultures cellulaires sont impossibles à mettre en place dans ce projet puisque nous nous intéressons aux modifications de réseaux neuronaux et aux comportements associés.

Réduction

Le nombre d’animaux dans chaque groupe expérimental a été calculé à l'aide d'un test statistique qui tient compte de la variabilité du vivant et permet d'obtenir des résultats robustes. La standardisation des conditions expérimentales et la maitrise des facteurs environnementaux décrits dans le paragraphe raffinement contribuent à limiter la variabilité.

Raffinement

Les expérimentations sont réfléchies de façon à minimiser au maximum l’inconfort, la douleur, la détresse ou l’angoisse des animaux au cours des différentes procédures de ce projet. Lors de la chirurgie nous aurons recours à l’anesthésie générale (gazeuse, facilement modulable et permettant un réveil rapide et plus confortable) avec surveillance de la température corporelle, additionnée d’une anesthésie locale en présence d’antalgique. Le traitement antalgique sera poursuivi au lendemain de la chirurgie soit 48h de couverture antalgique. Des points limites gradés, précis et adaptés ont été définis de façon à obtenir un arbre décisionnel en fonction des observations faites et aboutir à une gestion optimale de ceux-ci. Des critères d'arrêt de souffrances sont définis. Les animaux sont hébergés deux par cage avec eau et nourriture ad libitum. L’hébergement en animalerie est réalisé en portoir ventilé, dans des pièces à température et hygrométrie régulées et contrôlées selon les normes en vigueur. Un enrichissement avec des bâtons de bois est mis dans les cages d'hébergement permettant aux rats d'assouvir leur besoin de ronger. Les animaux sont manipulés au minimum de façon hebdomadaire tout au long du projet permettant une habituation à un binôme d’expérimentateurs, qui reste le même tout au long de l’étude.

Choix des espèces

L’espèce animale utilisée est le rat. La lignée de rat a été choisie en raison des données déjà disponibles pour la modélisation de la maladie de Parkinson. De plus, ces rats viennent de croisements entre différentes familles, ce qui réduit la consanguinité (ils ne sont pas tous très proches génétiquement). Cela permet de maintenir une diversité génétique, offrant ainsi un meilleur reflet de la variabilité observée chez l’Homme et permettant d’obtenir des groupes présentant des flexibilités comportementales différentes. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte (11 semaines au moment de la chirurgie) puisque nous avons besoin d'avoir des circuits et systèmes neuronaux entièrement développés