Rats
Evaluation de l’efficacité de composés d’intérêts dans des pathologies inflammatoires cutanées chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
Rats : 900
Évaluer pour un laboratoire l'efficacité de composés contre le psoriasis, l'acné et la rosacée conduit à utiliser 10 010 souris et 900 rats, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'inflammation cutanée est provoquée par dix injections sous-cutanées quotidiennes sur deux semaines, puis deux à trois injections intradermiques ou des applications sur la peau, avant l'administration des composés à tester jusqu'à trois fois par jour. Le porteur décrit des atteintes possibles (érythème, œdème, épaississement de la peau, lésions, croûtes, saignements) ainsi qu'une inactivité, une absence de réaction aux stimuli et des vocalisations, qu'il qualifie de transitoires. Il rappelle par ailleurs que ces maladies sont le plus souvent bénignes et provoquent surtout une "gêne esthétique".
Objectifs
L’objectif de ce projet consiste à évaluer l’efficacité thérapeutique de nouveaux composés dans des modèles rongeurs mimant la physiopathologie humaine de maladies inflammatoires cutanées telles que le psoriasis, l’acné et la rosacée. Ces pathologies sont le plus souvent bénignes, elles affectent pour le psoriasis et la rosacée 2 à 3% de la population alors que l’acné vulgaire affecte 80% des adolescents et concerne plus de la moitié des consultations en dermatologie. Ces pathologies inflammatoires chroniques progressent par poussée d’intensité variable et de période de rémission inconnue et engendre ainsi du fait de leurs symptômes une gêne esthétique. Par ailleurs, elles peuvent également dans certains cas évoluer vers des formes modérées voir sévères conduisant à des rhumatismes psoriasiques (20% des cas de psoriasis) ou des hypertrophies au niveau du visage dans 5% des cas de patients atteint de rosacée. De nombreux modèles animaux ont été générés pour mimer la physiopathologie de ces maladies inflammatoires cutanées. Ils ont permis de développer des traitements visant à réduire les symptômes (démangeaisons, rougeurs, présence de squames de pustules, d’œdèmes, …), la gêne occasionnée et ainsi d’améliorer la qualité de vie des patients. Néanmoins aucun traitement curatif n’est à ce jour disponible. Notre objectif premier consiste à développer des modèles de choix permettant de reproduire le plus fidèlement possible la pathologie humaine afin d’évaluer l’efficacité de thérapies innovantes ou de nouvelles combinaisons thérapeutiques. En effet, la découverte récente de nouveaux acteurs cellulaires et moléculaires, l’influence du microbiote cutanée, impliqués dans les diverses phases de la réponse inflammatoire ouvre de nouvelles perspectives de traitement. Notre second objectif sera d’identifier, grâce à ces modèles de choix translationnels avec la clinique, de nouveaux biomarqueurs systémiques ou cutanés, de nouvelles cibles thérapeutiques ou de nouvelles voies de signalisation permettant d’adapter les futures thérapies.
Bénéfices attendus
A ce jour il n’existe pas de traitements curatifs de l’acné, de la rosacée ou du psoriasis. Les traitements actuels sont utilisés pour réduire les symptômes ou la gêne esthétique. Par ailleurs, des récidives aux traitements actuels ou des complications observées dans le cadre des thérapies biologiques soutiennent la recherche de solutions thérapeutiques innovantes. Notre projet s’inscrit dans le cadre d’une recherche innovante et translationnelle. L’utilisation de modèle de choix récapitulant la physiopathologie humaine, nous permettra de prédire l'efficacité de nouveaux candidats médicament dans ces pathologies. A plus long terme, les données générées seront utilisées pour déterminer les doses efficaces qui seront évaluées chez les patients dans les phases d’investigation cliniques. L’identification de nouveaux biomarqueurs permettra d’adapter les nouvelles thérapies ou réaliser des combinaisons de traitements efficaces menant ainsi à de la médecine personnalisée pour des patients atteints de formes sévères ou récidivant aux thérapies actuelles.
Procédures
Les gestes techniques concernent tous les animaux : •Immunisation: 10 administrations sous-cutanées quotidiennes sur 2 semaines, durée 30 secondes par administration; •Induction du modèle : 2 à 3 administrations intra-dermiques (durée 30 secondes), séparées de 24h à 72h, ou une application cutanée (durée 30 secondes) une fois par jour, sur une semaine maximum, selon les modèles •Pesées : Durée 30 secondes sur animal vigile, jusqu’à une fois par jour sur la durée des études. •Mesures d’épaisseurs cutanées quotidiennes : durée de 4 minutes maximum sous anesthésie générale, maximum 7 fois. •Mesure de la dilatation des vaisseaux : durée de 1 minute sous anesthésie générale •Prélèvements de sang sur animal vigile ou anesthésié : Durée 30 secondes à une minute; maximum 4 prélèvements par animal sur la durée de la procédure et des périodes de récupération seront mises en place pouvant aller jusqu'à une semaine. •Administrations de composés à potentiel thérapeutique : durée 30 secondes par animal sur animaux vigiles. Fréquence selon voie d’administration, 1 à 3 fois par jour sur une semaine.
Impact sur les animaux
Ces procédures peuvent engendrer chez quelques individus une dégradation de l’état de santé de l’animal pouvant se traduire par une modification du comportement animal (inactivité, absence de réaction aux stimuli, des vocalisations), des atteintes cutanées sévères (érythème, œdème, épaississement de la peau, lésions, croutes, saignements, …) et une perte de poids. Ces effets surviennent suite au développement de pathologies inflammatoires chroniques cutanées suite à l’application continue de substances maintenant cette inflammation. Néanmoins ces effets sont transitoires. Des points d'intervention anticipés et des points-limites adaptés sont appliqués pour limiter au maximum l'inconfort des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des études. Les modèles décrits ne permettent pas la réutilisation des animaux.
Remplacement
Il n'existe pas de modèles in silico ou in vitro qui permettent d’évaluer une potentielle efficacité thérapeutique de composés dans des pathologies inflammatoires cutanées. Seul un modèle animal peut permettre de mimer de manière séquentielle le développement de la pathologie et contenir tous les acteurs cellulaires et moléculaires nécessaires à ces diverses étapes.
Réduction
Les composés auront préalablement été évalués de manière extensive sur une batterie de tests in silico et in vitro. Ces tests permettent de prédire le profil pharmacocinétique du composé (ex : lipophilie, absorption, distribution, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d'interaction du composé avec la cible d'intérêt (ex. un récepteur, un canal ionique, une enzyme). En outre, le profil pharmacocinétique chez le rongeur aura aussi été déterminé. De nombreux composés auront donc été éliminés du fait de leur faible performance sur ces tests. La probabilité d'observer une activité sur les modèles qui font l’objet des procédures de ce projet sera par conséquent élevée. Le nombre d'animaux prévu pour ce projet se base sur les données de la littérature et les données de mise en place des modèles. Des tests d’analyses de puissance seront utilisés pour la détermination de la taille des groupes expérimentaux. A posteriori des analyses de puissance rétrospectives seront conduites pour s'assurer de la bonne adéquation du nombre d'animaux par groupe et de la puissance statistique recherchée Ce dernier sera révisé pour les futures études en fonction des résultats obtenus.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des locaux conformes aux standards réglementaires de la directive n°2010/63/UE. Ils seront groupés dans des cages contenant de l'enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Les procédures potentiellement douloureuses ou source d'inconfort ou de stress se feront sous anesthésie. Les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de la procédure. Les locaux d'hébergement font l'objet de surveillance sanitaire régulière par le biais de contrôles environnementaux des systèmes d'hébergement et d'animaux sentinelles. Des soins adaptés seront donnés aux animaux affectés, par ou sous l'autorité du vétérinaire, ou les animaux seront mis à mort selon les méthodes règlementaires et recommandations internes à l'établissement. Un plan d'action sera établi et mis en place lors d'apparition d'évènements inattendus. Le nombre de manipulations sur l'animal sera réduit au strict nécessaire. Le stress lié à la manipulation peut avoir un impact sur la réponse inflammatoire et immunitaire. Des critères d'arrêt anticipés seront mis en place pour chaque procédure afin de réduire tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile.
Choix des espèces
La grande majorité des modèles et techniques utilisés dans la recherche médicale et pharmaceutique ont été décrits chez le rat et la souris. De nombreuses données sur les modèles de pathologies inflammatoires cutanées chez le rongeur existent déjà dans la littérature et peuvent être utilisées pour la mise en place des modèles et aider à l'avancement des projets (doses de l'agent inflammatoire, effets de molécules de références etc.) Des souris seront utilisées en majorité car c'est l'espèce la plus décrite et pour laquelle les outils d'analyse sont les plus nombreux. Des rats seraient utilisés si la souris s'avérait ne pas être adaptée pour un projet (par exemple une différence significative d'homologie de séquence de la protéine cible entre la souris et l'homme). Le stade adulte est utilisé : Les données de la littérature indique clairement que les rats et les souris adultes représentent des modèles fiables pour l'évaluation de l'efficacité de composés dans le domaine des pathologies inflammatoires cutanées.
Dynamique des activités neuronales dans le cortex cérébral et les noyaux à sérotonine au cours d’un arrêt de l’oxygénation cérébrale et lors d’une réanimation chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Des rats sont opérés pendant deux heures pour l'implantation d'électrodes dans le cerveau et placés sous respiration artificielle, puis restent jusqu'à dix heures de plus sous anesthésie pendant des enregistrements, avant d'être tués sans réveil. D'autres reçoivent, lors d'une chirurgie d'une heure trente, une injection de traceurs dans le cerveau, et sont gardés en vie une semaine, pesés et observés chaque jour pour repérer douleur ou changement de comportement, avant d'être tués. 350 rats vont être utilisés dans des procédures sans réveil ou impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour l'étude de leur cerveau. L'équipe étudie l'activité cérébrale pendant un arrêt de l'oxygénation du cerveau et lors d'une réanimation, ainsi que le rôle de la sérotonine dans les expériences de mort imminente. Le résumé ne décrit pas comment l'arrêt de l'oxygénation est provoqué chez ces rats.
Objectifs
Un arrêt de l’apport en oxygène au cerveau total et prolongé, consécutif à un arrêt cardiaque et/ou respiratoire, est souvent responsable de graves lésions neurologiques et demeure l’une des principales causes de décès. Les processus neuronaux à l’origine des lésions et ceux accompagnant la récupération des fonctions cérébrales lors d’une réanimation réussie restent aujourd’hui mal connus. L'élucidation de ces processus représente un enjeu majeur en neurosciences puisqu’elle pourrait permettre d’améliorer la prise en charge des patients. Les récentes recherches sur des modèles animaux reproduisant les conditions d’une privation en oxygène au cerveau ont cependant permis des avancées dans notre compréhension des changements électriques du cortex cérébral qui surviennent successivement dans l'électroencéphalogramme (EEG) lors d’une privation d’oxygène : une première bouffée d'activités rapides, suivie d’un ralentissement et une atténuation des activités qui finissent par s’annuler et être remplacées par un EEG plat. Survient alors une onde de grande amplitude, qui marque l’arrêt d’activité des neurones du cortex et le début des processus de mort cellulaire. Si le cerveau est rapidement réoxygéné, les neurones récupèrent leur activité. Cette restauration des activités du cortex se traduit par la survenue d’une deuxième onde EEG appelée « onde de réanimation ». Les activités rapides au début de l’arrêt de l’apport en oxygène que l’on retrouve chez les patients ressemblent à celles observées au cours de l’éveil alors que les patients sont visiblement inconscients. Il a donc été suggéré qu’elles pourraient constituer un corrélat neuronal pour les expériences de mort imminente (EMI), qui sont souvent associées à de vives perceptions sensorielles et un sentiment de bien-être profond. Il a par ailleurs été montré de fortes similitudes entre les EMI et les effets hallucinatoires des drogues psychédéliques agissant sur un des grands systèmes de neuromodulation, le système à sérotonine. L’ensemble de ces observations nous a conduit à émettre l’hypothèse d’une participation du système à sérotonine aux EMI et aux changements séquentiels d’activité dans le cortex.
Bénéfices attendus
L'anoxie cérébrale globale consécutive à un arrêt cardio-respiratoire ou à un accident vasculaire cérébral, est une cause majeure de décès et 57 pourcent des patients conservent des déficits neurologiques permanents de degrés divers, principalement causés par des lésions ischémiques/anoxiques corticales. Ce projet permettra tout d’abord de mieux comprendre les mécanismes cérébraux conduisant à la mort cellulaire lors d’une anoxie cérébrale et ceux qui sous-tendent la récupération des activités et fonctions cérébrales lors d’une réanimation. Nous espérons trouver des nouveaux marqueurs électriques permettant de prédire la capacité du cerveau à récupérer après une anoxie. Dans ce contexte, nos travaux de recherche fondamentale devraient ainsi permettre à plus long terme une meilleure prise en charge des patients qui arrivent à l’hôpital après un arrêt cardiaque. Notre étude nous permettra également de faire progresser nos connaissances sur les mécanismes neuronaux à l’origine des sensations et perceptions qui accompagnent les expériences de mort imminente. Nous déterminerons plus particulièrement le rôle d’un des grands systèmes de neuromodulation cérébrale dans ces phénomènes qui demeurent pour le moment mystérieux.
Procédures
Une partie des animaux sera soumise à une procédure chirurgicale (une fois par animal, durée environ 2h), avec une prise en charge anesthésique et analgésique adaptées, permettant la mise en place d’électrodes d’enregistrement au niveau de différentes régions cérébrales et la mise sous respiration artificielle. Les animaux seront maintenus sous anesthésie pendant 10h supplémentaires maximum, pendant lesquelles des enregistrements intracérébraux seront réalisés puis ils seront euthanasiés par une méthode règlementaire. Une autre partie des animaux sera soumise à une procédure chirurgicale avec une prise en charge anesthésique et analgésique adaptées (une fois par animal, durée environ 1h30) durant laquelle une injection intracérébrale de traceurs sera réalisée pour colorer certains neurones. Les animaux seront gardés en vie une semaine puis seront euthanasiés selon une méthode règlementaire.
Impact sur les animaux
Les procédures chirurgicales seront associées aux nuisances et effets indésirables suivants : Les manipulations pré-chirurgicales réalisées sur l’animal générant un stress ; - La douleur induite par la procédure chirurgicale ; - Le risque rare de complications, tels que le saignement et l’infection, entraînées par la chirurgie ; - Les effets de l’anesthésie sur les variables physiologiques (hypothermie, dépression cardiorespiratoire) et une sécheresse oculaire.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue des procédures expérimentales afin de réaliser des études histologiques sur leur cerveau.
Remplacement
Nous prévoyons de tester une partie de nos hypothèses en réalisant sur ordinateur un modèle biophysique des neurones enregistrés ce qui permet de remplacer en partie les expériences chez l’animal. Cependant, ce projet de recherche fondamental, qui vise à comprendre les évènements électriques cérébraux survenant pendant l’arrêt de l’oxygénation cérébrale mais aussi lors de sa restauration, requiert de réaliser des enregistrements électrophysiologiques à différentes échelles (extracellulaires et intracellulaires) chez le rat pour être mené à son terme. En effet, ce type de préparation in vivo est la seule permettant de maintenir intacte les propriétés des neurones individuels et des réseaux neuronaux, condition absolument nécessaire à la survenue spontanée des évènements électriques cérébraux produits lors d’un arrêt transitoire de l’apport en oxygène au cerveau.
Réduction
Une stratégie expérimentale méthodique a été mise en place pour réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Nous combinerons également différents protocoles d’enregistrements cellulaires (différents tests sur l’activité et les propriétés des neurones à l’échelle unitaire, enregistrements de longue durée et si possible de plusieurs neurones/animal) au sein d’une même expérience, ce qui nous permettra de n’utiliser que les animaux nécessaires à l’obtention de résultats fiables et reproductibles. Enfin, la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance (350 animaux au total) et il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Une durée d’une à deux semaines d’acclimatation à la zone d’hébergement est respectée après la livraison des animaux. Avant le début de chaque expérience, une période d’acclimatation de 30 à 40 minutes sera observée au cours de laquelle les animaux, placés seuls dans leur cage dans la pièce d’expérimentation, ne seront pas manipulés. Cela leur permettra de s’habituer à leur nouvel environnement et éviter toute forme de stress. Les animaux bénéficient de nourriture et d’eau à volonté ainsi que d’un environnement enrichi à l’aide de tunnels. En ce qui concerne les enregistrements électriques cérébraux chez les animaux anesthésiés, un soin tout particulier sera apporté à la réduction de l’inconfort, de la douleur ou du stress des animaux grâce à une surveillance constante des paramètres physiologiques (activité cérébrale, fréquence cardiaque, température, pression artérielle, saturation en oxygène) et un protocole d’intervention spécifique (utilisation appropriée d’anesthésiques généraux ou locaux et myorelaxants) pour chaque indicateur de souffrance (sensibilité au pincement de la patte, réflexes musculaires, variation de température ou de fréquence cardiaque, modification du patron d’activité électrique cérébral). Pour les injections intra cérébrale de traceurs neuronaux chez des animaux anesthésiés, un protocole d’intervention sera mis en place pour chaque indicateur de souffrance (modification de comportement, signes identifiables de douleur ou d’inconfort, perte de poids, difficultés d’alimentation). La chirurgie sera réalisée avec une prise en charge anesthésique et analgésique adaptée. La profondeur de narcose sera contrôlée tout au long de la chirurgie. La température de l’animal sera maintenue à partir de l’induction de l’anesthésie et jusqu’à son réveil complet (tapis chauffant puis chambre réveil chauffée à 37 degrés celsius). Du gel oculaire sera appliqué pour prévenir toute sécheresse oculaire et du sérum physiologique sera injecté par voie sous-cutanée pour éviter toute déshydratation. Les zones d’incisions et de chirurgie seront préalablement aseptisées. Après la chirurgie, l’animal sera surveillé jusqu’à son réveil puis il sera transféré dans sa cage. Un suivi renforcé sera assuré (pesées et observations quotidiennes) pendant une semaine post-chirurgie. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale.
Choix des espèces
Les expériences seront réalisées chez des rats. Le rat constitue une espèce de choix pour les enregistrements intracellulaires in vivo en raison de leur taille et d’une très bonne cartographie anatomique de leur cerveau permettant un positionnement précis des électrodes d’enregistrement dans les différentes structures cérébrales. Nous utiliserons des rats adultes (âgés de deux à trois mois). Ces critères nous permettent d’effectuer nos expériences sur des rats ayant terminé leur développement cérébral. Les rats adultes fournissent une représentation plus fiable des conditions cérébrales observées chez les adultes humains. Etant donné que la plupart des cas d‘anoxie cérébrale (par arrêt cardiaque) touchent des adultes, étudier les dynamiques cérébrales survenant lors de l’arrêt et la reprise de l’oxygénation cérébrale sur des rats adultes permettra de mieux comprendre ses mécanismes et ses conséquences au sein de cette population.
Evaluation de nouveaux analgésiques par imagerie fonctionnelle ultrasonore (fUS) chez le rat.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
289 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie crânienne d'une heure trente, puis deux séances d'imagerie cérébrale d'une heure et demie à deux et quatre jours d'intervalle, certaines sur animal éveillé, d'autres sous anesthésie avec un courant électrique appliqué sur la patte. Le laboratoire évalue ainsi des candidats analgésiques non opioïdes qu'il a lui-même développés et dont il indique qu'ils ont déjà montré un effet chez le rat et la souris. La mise à mort est justifiée en ces termes : "dans un objectif de réduction de la douleur et pour le bien être des animaux, ils ne pourront pas être réutilisés".
Objectifs
Face à la crise des opioïdes largement répandue en Amérique du Nord, et qui menace aussi les pays européens, il est devenu essentiel de développer de nouveaux médicaments analgésiques non opioïdes, plus sûrs et sans risques d’addiction. L'objectif de ce projet est d'évaluer l'efficacité de nouveaux candidats-médicaments non addictifs et de mieux comprendre comment ils traitent la douleur. Les candidats- médicaments développés par le laboratoire ont montré un effet antidouleur significatif chez les rats et les souris. Pour renforcer ces résultats, nous utiliserons des techniques d'imagerie cérébrale pour observer les effets de ces médicaments sur le cerveau. Cette imagerie nous permet de visualiser et de comprendre les effets précis de ces molécules. Dans cette étude, nous utiliserons l'imagerie fonctionnelle pour observer la réponse du cerveau après l'administration des candidats-médicaments en les comparant à des analgésiques de référence. Cette méthode nous aide à mieux comprendre comment ces médicaments agissent sur le cerveau et à confirmer leur potentiel en tant que traitements sûrs et efficaces contre la douleur.
Bénéfices attendus
Les candidats médicaments développés par le laboratoire sont des molécules très affines et sélectives pour leur cible. Leur haute affinité les rend actives à faible dose et leur sélectivité limite les effets indésirables. Ces molécules ont montré des activités thérapeutiques très intéressantes lors d’études pré-cliniques. L’imagerie fonctionnelle permettrait d’apporter des informations complémentaires sur les mécanismes pharmacologiques de ces molécules et ainsi mieux comprendre leurs effets thérapeutiques. Dans ce projet nous nous intéresseront à leur effet analgésique et cela pourra aboutir au développement de potentiels nouveaux analgésiques plus sûrs pour les humains.
Procédures
Dans les deux expériences, chaque animal subira une chirurgie préalable (1h30) aux sessions d’imagerie. Cette chirurgie se fera sous anesthésie générale et sera complétée d’une anesthésie locale, d’une analgésie et d’une injection d’anti-inflammatoires. A J+2 et J+4 de cette chirurgie, 2 sessions d’imagerie d’une heure et demie (30 min de préparation + 1 heure d’acquisition) auront lieu. Les sessions d’imagerie se font chez l’animal éveillé libre des ses mouvements dans l'expérience 1 et sous anesthésie au cours de l'expérience 2. Au cours des sessions d’imagerie de l'expérience 2, le candidat-médicament sera injecté en sous-cutané puis un court stimulus sera appliqué par un courant électrique sur la patte de l'animal.
Impact sur les animaux
La chirurgie nécessaire pour préparer l'animal à l'imagerie, peut occasionner une douleur locale ainsi que du stress physique immédiatement après la procédure. Elle peut également conduire à une réduction temporaire de la prise alimentaire due à l'inconfort lors de la mastication et provoquer une perte de poids. De plus, l'implantation d'un dispositif pour l'imagerie éveillée, le cas échéant, peut engendrer une douleur post-opératoire et une gêne. Au cours de l’acquisition d’imagerie, le stimuli électrique appliqué provoquera une douleur courte et transitoire de la patte
Devenir
Dans un objectif de réduction de la douleur et pour le bien être des animaux, ils ne pourront pas être réutilisés. Ils seront donc euthanasiés à la fin de chaque procédure.
Remplacement
L’objectif du protocole est d’étudier la réponse du cerveau à l’effet analgésique d’un candidat médicament. La douleur étant un processus physiologique complexe, il n’existe pas actuellement de modèle in vitro permettant d’étudier l’intégration et le traitement du message nerveux douloureux dans sa globalité.
Réduction
Les analyses seront effectuées avec 8 animaux par condition, afin d’assurer une puissance statistique suffisante. Pour la procédure 1, ce nombre a été augmenté à 9 du fait d’une possible perte des dispositifs de maintien de la sonde. Pour réduire le nombre d’animaux, chaque animal pourra réaliser jusqu’à trois acquisitions d’imagerie
Raffinement
La douleur sera prise en charge à chaque étape de l’expérience (pré, per et post-opératoire) afin d’être minimisée. Les animaux seront suivis quotidiennement à l’aide d’une grille de score permettant dévaluer leur état général selon différents critères (apparence, comportement, poids). En cas de mal-être constaté, des mesures seront prises pour améliorer l’état de l’animal. Le stress sera minimisé grâce à une habituation aux expérimentateurs, un hébergement en groupe et des enrichissements. Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum selon les résultats de tests statistiques. En cas d'atteinte de points limites, les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Le rat est une espèce utilisée très régulièrement dans le développement préclinique de médicaments et l’étude physiopathologique du système nerveux central. Les premières études précliniques caractérisant les effets analgésiques du candidat médicament ont été réalisées chez le rat. Dans un souci de reproductibilité, le rat semble donc l’espèce la plus adapté à notre étude . Il s’agit également d’une espèce bien adaptée à la méthode d’imagerie. Les rats seront âgés de 6 semaines (225-250g) à leur arrivée au laboratoire afin d’étudier l’effet des agents pharmacologiques sur des cerveaux pleinement développés.
Etude de l’impact des chirurgies de l’obésité sur des rats obèses en insuffisance rénale chronique
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système urogénital
Rendus obèses par trois mois de régime gras et sucré, puis mis en insuffisance rénale terminale par une injection dans la veine jugulaire, 180 rats Wistar subissent ensuite une chirurgie de l'estomac ou de l'intestin d'une heure trente. La moitié d'entre eux relève d'un niveau de souffrance sévère, l'autre d'un niveau modéré, et chaque animal passe trois séances d'IRM de deux heures sous anesthésie ainsi que quinze jours en cage individuelle après l'opération. Le porteur écrit que ces chirurgies "n'entraînent pas de dégradation de l'état général de l'animal obèse" et qu'elles devraient même améliorer sa fonction rénale, tout en annonçant une perte de poids allant jusqu'à 20 % et une mortalité inférieure à 5 %. Tous sont tués à la fin de la procédure pour l'analyse détaillée de leurs reins.
Objectifs
L’insuffisance rénale chronique (IRC) est une maladie des reins d’évolution silencieuse : progressivement, la fonction de filtration des reins se détériore et peut évoluer vers un stade terminal (IRCT) nécessitant la mise en place d’un traitement par dialyse ou une transplantation rénale. L'obésité (indice de masse corporel (IMC) ≥ 30 kg/m2) affecte plus de 30% des patients en IRCT. Ces dernières années, la chirurgie bariatrique, appelée aussi chirurgie de l’obésité qui est un remodelage du tractus gastro-intestinal (c'est-à-dire du tube digestif), s’est imposée comme le traitement de référence de l’obésité sévère. Grâce à son efficacité sur la perte de poids et sur le contrôle des facteurs de risque cardiovasculaires, la chirurgie bariatrique permet de faciliter l'accès à la transplantation rénale dans la population de sujets obèses en IRCT. En outre, la chirurgie bariatrique en elle-même pourrait avoir un rôle bénéfique sur la fonction rénale de ces patients. Cette étude vise à étudier et à comparer les effets des deux types de chirurgies bariatriques principalement réalisées en France et dans le monde : la Sleeve ou VSG (réduction de l’estomac) et le bypass en Y ou RYGB (dérivation intestinale à une petite partie de l’estomac), dans un modèle d'insuffisance rénale chronique chez le rat obèse. Le contrôle de ces deux types de chirurgies est une chirurgie dite blanche qui consiste à endormir l'animal, l’ouvrir et le refermer sans modifier le tube digestif.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à étudier l’impact de la chirurgie bariatrique sur l’IRCT. Le modèle de rat obèse opéré de chirurgie bariatrique a un avantage important pour évaluer le devenir à moyen terme chez l’homme. En effet, 12 jours de vie d’un rat correspondent à 12 mois de vie d’un être humain. Les résultats de la chirurgie bariatrique à long terme ont déjà été analysés chez le rat obèse et il existe également des modèles de rats d’insuffisance rénale. Cependant, il n’existe aucune étude rapportant l’impact de la chirurgie bariatrique sur un modèle d’IRCT. Cette étude vise à étudier et comparer les effets de la chirurgie bariatrique de type Sleeve ou RYGB par rapport à une chirurgie blanche sur l'évolution de l'insuffisance rénale chronique chez le rat obèse. A terme ce projet permetra de déterminer chez les patients en IRCT et atteints d'obésité si la chirurgie bariatrique peut être une option thérapeutique en attendant la transplantation rénale et si oui quelle chirurgie bariatrique (Sleeve ou RYGB) est à recommander.
Procédures
Les animaux, après acclimatation, sont alimentés avec un régime riche en sucres et en graisse pour devenir obèses. Au bout de 3 mois de régime, leurs reins sont analysés par une analyse IRM sous anesthésie de 2heures. Durant l'anesthésie, ils ont un prélèvement de sang à la veine de la queue. Ils subissent ensuite une injection unique (de moins d'une minute), dans la veine jugulaire située dans le cou, d’un produit créant une l’insuffisance rénale chronique terminale (IRCT). Après quatre semaines, l’IRCT est mesurée par une nouvelle IRM de 2h avec un nouveau prélèvement de sang sous anesthésie. Une semaine plus tard, les rats sont opérés de chirurgie gastro-intestinale après une nuit de jeûne (mais accès libre à l'eau) : chirurgie blanche , ou chirurgie VSG , ou chirurgie RYGB. La chirurgie dure au maximum 1h30, elle est réalisée sous anesthésie avec une prise en charge de la douleur avant, pendant et après l’opération. Pendant les 15 jours suivant la chirurgie, les animaux sont hebérgés en individuel en cage cloisonée pour maintenir un contact visuel, olfactif, auditif avec leur congénaire. Quatre semaines après l’opération, les animaux ont une 3e IRM de 2h avec prélèvement de sang sous anesthésie pour déterminer si la chirurgie a amélioré les reins. Les animaux sont alors euthanasiés et leurs reins sont analysés en détails. Chaque procédure dure 22 semaines au total.
Impact sur les animaux
Le régime riche en sucres et en graisses entraîne une prise de poids sans autre maladie associée. L’IRCT peut induire des troubles comportementaux, des tremblements. La mortalité reste inférieure à 5% et la perte de poids est de l’ordre de 20%. Les chirurgies de l’obésité entrainent une diminution de la prise alimentaire pendant 15 jours puis les animaux s'adaptent en mangeant plus souvent. Elles entrainent une perte de poids qui est attendue et limitée (20% maximum). Elles n’entraînent pas de dégradation de l’état général de l’animal obèse, et au contraire, elle devrait même améliorer la fonction des reins des animaux en IRCT. Après la chirurgie, les animaux sont hebérgés en individuel pour évaluer leur prise alimentaire, cet hébergement peut entrainer un stress limité par le maintien d'un contact visuel, olfactif, auditif avec leur congénaire dans des cages cloisonées. Une irritation/inflammation est possible au niveau des cicatrices mais très rarement observée. L’IRM est strictement indolore. Les prélèvements sanguins sont limités et n'entrainent pas de nuisance. Le stress potentiellement provoqué par des IRM répétées est limité puisque ces IRM seront espacées d’au moins 4 semaines, et 3 sessions seront réalisées au maximum.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure. Les reins sont prélevés pour être analysés en détails.
Remplacement
A ce jour, il n’est pas possible de mimer la complexité des relations entre le rein et le tube digestif sans utiliser de modèle animaux. De plus la chirurgie bariatrique (chirurgie intestinale de l'obésité) fait perdre du poids mais provoque aussi d'autres effets bénéfiques qui sont connus mais dont on ne connait pas l'origine. On ne peut pas tester l'effet de la perte de poids sur la santé des reins sans animaux et en plus il est possible que les effets de la chirurgie ne soient pas que du à la perte de poids. Ces autres effets possibles de la chirurgie sur les reins ne peuvent donc pas être testés dans des modèles de cellules rénales par exemple.
Réduction
Nous avons réalisé une étude statistique du nombre d’animaux nécessaires à ce projet à partir des résultats de l’étude pilote et de nos précédente données sur la chirurgie bariatrique. De plus l'IRM est un moyen de suivi non invasif fiable de l'IRC des animaux permettant des études longitudinales (au cours du temsp sur les mêmes animaux). et donc de réduire le nombre d'animaux dans le projet.
Raffinement
Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et la prise en charge de la douleur, est prévue avant, pendant et après l’opération. Nous avons inclus dans toutes les procédures des grilles de suivi de poids et de la prise alimentaire des animaux avec des pesées journalières les 14 jours après l'opération puis hebdomadaires, ainsi qu’une grille d'évaluation de la douleur avec des points limites précis et adaptés. Si un point limite est atteint pour un animal, un antidouleur est administré et s’il n'y a pas d'amélioration de l'animal dans les 12h, ce dernier est euthanasié. Les animaux ont donc ce suivi clinique mais également un suivi quotidien au cours duquel un inconfort ou une éventuelle douleur peut être reconnu par un changement de comportement de l'animal qui sera alors aussitôt pris en charge de façon appropriée. Après les opérations chirurgicales, les animaux sont hebergés en individuel dans des cages cloisonnées pendant 14 jours pour suivre leur prise alimentaire individuelle, la reprise du transit intestinal et de la miction puis ils sont remis ensemble. Concernant l’IRM, les sessions d’imagerie se réalisent sous anesthésie générale avec un monitoring continu du rythme cardiaque et le maintien de l’animal à 37°C. Les cages sont enrichies avec des tubes en polycarbonate.
Choix des espèces
Nous développerons notre projet en utilisant le modèle de rongeur rat Wistar. Le modèle wistar est connu depuis longtemps pour être un bon modèle d’étude de l’obésité et de l’insuffisance rénale induite. Il est suffisamment gros pour pouvoir reproduire le plus fidèlement possible les chirurgies bariatriques réalisées chez l'homme. Nous utilisons des animaux adultes obèses puisque c'est à l'âge adulte seulement que les êtres humains souffrent d’insuffisance rénale chronique et peuvent subir une chirurgie bariatrique.
Evaluation de sondes ultrasonores pour la stimulation ultrasonore transcrânienne chez la souris et le rat mâle
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
Rats : 320
Cinq séances hebdomadaires de neurostimulation par ultrasons, doublées d'une électromyographie, puis dix minutes d'échographie cérébrale avec agent de contraste et d'imagerie photoacoustique : 320 souris et 320 rats mâles vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tués après la cinquième semaine. Le projet compare des sondes ultrasonores pour trouver la configuration la plus efficace, l'espoir déclaré étant de stimuler le cerveau "sans générer de lésions". Le groupe témoin reçoit de la cocaïne, dont le porteur indique qu'elle peut provoquer des troubles locomoteurs, une modification de la prise alimentaire et une hausse de l'anxiété. La pose d'un cathéter et la suture de la peau du crâne apparaissent seulement dans la liste des douleurs attendues, sans figurer dans la description des procédures.
Objectifs
Dans le cadre de cette étude nous souhaitons évaluer différentes sondes ultrasonores pour réaliser une stimulation ultrasonore non-invasive, précise et efficace chez la souris et le rat.
Bénéfices attendus
Nous espérons trouver une configuration de sondes et paramètres ultrasonores donnant le plus d'efficacité de stimulation cérébrale, sans générer de lésions.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs interventions comme la neurostimulation ultrasonore, pour une durée de 5 minutes, répétee 5 fois à raison de 1 fois par semaine. L'electromyographie sera réalisée en parallèle de cette neurostimulation avec la même durée et fréquence. Une échographie cérébrale avec agents de contraste ainsi qu'une imagerie photoacoustique seront réalisées successivement après la neurostimulation pendant 10 minutes et en suivant la même fréquence de 1 fois par semaine pendant 5 semaines. Enfin, l'injection de puces d'identification sera effectuée une fois pour une durée de 2 minutes.
Impact sur les animaux
Parmi les nuisances ou effets indésirables, il est possible que l'animal ait des douleurs au réveil suite à la pose du cathéter. Une gêne peut aussi être ressentie après l'apposition de la sonde ultrasonore de stimulation. Il est aussi possible que la suture de la peau sur le crâne soit douloureuse. L'injection de cocaïne au groupe contrôle afin de vérifier la capacité de l'imagerie ultrasonore d'observer les modifications vasculaires peut induire des problèmes locomoteurs, une modification de la prise de nourriture et une augmentation de l'anxiété des animaux.
Devenir
Nous conservons les animaux en vie jusqu'à la 5ème semaine de traitement par neurostimulation ultrasonore. Après les dernières imageries échographique et photoacoustiques, les animaux seront euthanasiés.
Remplacement
Dans une première approche expérimentale, nous avons mis en place et validé un dispositif expérimental permettant la stimulation ultrasonore. Dans la continuité de ce projet, nous souhaitons évaluer différentes sondes ultrasonores pour réaliser une stimulation ultrasonore précise et efficace chez la souris et le rat. Par conséquent, à cette étape du projet, le modèle animal ne peut être substitué par un autre modèle d'étude in-vitro ou in-silico.
Réduction
Sur la base de nos études antérieures et en raison des variables mesurées, notre étude nécessite 320 souris et 320 rats. Les groupes contrôles et expérimentaux seront constitués de 8 animaux. Nous réaliserons une étude statistique pour déterminer si les effets de la neurostimulation induisent une modification significative des variables mesurées.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe de 8 pour les souris et par 2 pour les rats en présence d'un ou plusieurs objets d'enrichissement. L'ensemble des stimulations et imagerie sur animaux endormis seront faites sous anesthésie gazeuse pour réduire les douleurs des animaux. Des points limites adaptés à chaque intervention seront suivis au cours du temps.
Choix des espèces
Le choix de ces deux espèces se justifie pour l'analogie des zones cérébrales et de la neurobiologie entre le rongeur et l'humain. Certains aspects de la stimulation ultrasonore chez la souris et le rat ont également été validés dans la littérature. Des animaux de sexe mâle seront utilisées afin d’éviter toute altération des résultats par le cycle menstruel femelle. Les souris BALB/cByJRj et les rats Sprague-Dawley seront adultes (âgées de 9 semaines) à J0 de l'expérimentation afin de comparer les effets d’une stimulation ultrasonore chez des animaux dont le phénotype comportemental est stabilisé (période neuro-développementale terminée).
Étude de la dysfonction du système lymphatique chez le Rat modèle de la maladie de Parkinson
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une substance destinée à léser le cerveau est injectée dans le crâne de rats anesthésiés pendant une heure et demie, suivie de séances d'IRM allant jusqu'à quatre heures, répétées jusqu'à cinq fois par animal. 82 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, 76 tués pour prélèvement et 6 gardés vivants en vue d'autres projets. Le but déclaré est de mesurer par imagerie si le système lymphatique du cerveau se dérègle dans un modèle de maladie de Parkinson que le porteur qualifie de récent, sans donnée antérieure sur laquelle s'appuyer. Quatre tests comportementaux répétés quatre fois par rat sont annoncés pour évaluer les symptômes moteurs et cognitifs, sans qu'aucun ne soit nommé.
Objectifs
La maladie de Parkinson est la seconde maladie neurodégénérative la plus répandue en Europe. Des études ont suggéré qu'un fonctionnement anormal de la barrière entre le sang et le liquide cérébral et le système lymphatique (vaisseaux où circule le liquide cérébral) pourrait contribuer à la maladie de Parkinson par l’accumulation anormal dans une structure du cerveau d’une molécule dans une certaine forme, cette dernière étant un composant toxique pour les cellules. Une étude récente sur un modèle animal humanisé de la maladie de Parkinson a suggéré que l'accumulation d’une autre molécule pourrait être un autre contributeur potentiel de la maladie de Parkinson. Récemment, un des partenaires du projet a mis en évidence un rôle de cette molécule dans le développement de la maladie. Elle est principalement contenue dans une structure cérébrale appelée substance noire qui est fortement impactée dans la maladie. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) permet de mesurer dans le vivant le volume de certaines structures cérébrales, incluant la substance noire, mais également de mesurer la présence de cette molécule. Dans ce projet, nos objectifs sont de déterminer, à l'aide de techniques d'IRM avancées, si les marqueurs du système lymphatique cérébral (volume et perfusion) sont altérés du fait d’une accumulation de cette molécule, dans un modèle rat de la maladie de Parkinson.
Bénéfices attendus
Ce projet participera à la recherche sur la maladie de Parkinson. Nos résultats devraient permettre de mieux comprendre le développement de maladie de Parkinson en étudiant la corrélation entre les niveaux d’une certaine molécule dans une structure du cerveau, le fonctionnement du système lymphatique (par lesquelles les flux de liquide cérébral passent), les symptômes moteurs et les caractéristiques de certains neurones spécifiques. Selon notre hypothèse, notre projet permettra de définir un seuil de cette molécule pathologique dans notre modèle, qui pourrait potentiellement être relié à un dysfonctionnement du système lymphatique. Ces résultats, qui pourront être valorisés à travers des publications dans des revues scientifiques, seront utiles à toute la communauté scientifique travaillant sur ces problématiques. De plus, de nouvelles pistes thérapeutiques pourrait être envisagé au niveau de l’évacuation des déchets moléculaire notamment au niveau du système lymphatique ou de la barrière cerveau-sang. Par ailleurs, les images acquises en imagerie par résonance magnétique et les échantillons cérébraux issus de rats modèles de la maladie de Parkinson à différents âges, pourront par la suite être réutilisés dans de futurs projets utilisant le même modèle, induisant une réduction de l’utilisation future des animaux.
Procédures
Le projet inclut les interventions suivantes : - Injection intracérébrale d’une substance permettant d’induire le modèle de la pathologie : Sera pratiquée une seule fois par animal, sous anesthésie générale avec prise en charge analgésique pour une durée de 1h30. Imagerie par résonance magnétique: Sera pratiquée sous anesthésie générale pour une durée de 4h maximum, entre 1 et 5 fois par rat en fonction des groupes expérimentaux (temps de maintien plus long), avec un minimum d'1 semaine entre deux sessions. 4 tests comportementaux pour évaluer les symptômes moteurs et cognitifs seront pratiqués 4 fois par rat, sur animaux vigiles pour une durée de 5-10 minutes (selon le test). Pour chaque session d’évaluation comportementale, ces 4 tests seront répartis sur 5 jours avec 24h de repos minimum entre chaque test. Une injection dans des vaisseaux du cerveau d’une molécule qui marque son passage sera réalisée sous anesthésie générale avec prise en charge analgésique pour une durée de 1h, une seule fois par animal. Une partie des animaux qui ne seront impliqués que dans des séances d’imagerie seront gardés seront maintenus à l’animalerie et pourront être réutilisés dans d’autres projets. En revanche, les animaux subissant l’ensemble des actes (chirurgie, administrations, tests de comportement) seront euthanasiés par une méthode règlementaire en vue des prélèvements et analyses nécessaires pour répondre aux objectifs du projet.
Impact sur les animaux
Les rats recevront, à l’age de 2 mois, une injection intracérébrale d’une substance permettant d’induire le modèle de la pathologie sous anesthésie lors d’un acte chirurgical. Suite à l’acte, les rats sont susceptibles de montrer des signes de douleur et une perte de poids qui devrait durer une semaine maximum. Les examens IRM seront réalisés sous anesthésie. L’anesthésie pourrait impliquer un stress thermique pour les animaux (hypothermie), des difficultés cardio-respiratoires et une non-récupération de la vigilance suite à la l’anesthésie. Enfin, les tests comportementaux prévus seront réalisés sur des rats vigiles. Ces tests pourraient générer un léger stress. Le développement du syndrome Parkinsonien chez ce modèle, très progressif, pourrait mener à terme (environ à 4 mois soit 2 mois après injection) à une perte de poids due à une lenteur et inactivité des rats.
Devenir
Une partie des animaux (n=6) qui ne seront impliqués que dans des séances d’imagerie seront gardés seront maintenus à l’animalerie et pourront être réutilisés dans d’autres projets. En revanche, les animaux (n=76) subissant l’ensemble des actes (chirurgie, administrations, tests de comportement) seront euthanasiés par une méthode règlementaire en vue des prélèvements et analyses nécessaires pour répondre aux objectifs du projet.
Remplacement
Il n’existe à ce jour aucun moyen de reproduire artificiellement la complexité du cerveau nécessaire à l’étude des mécanismes à l’origine de la maladie de Parkinson. Notre recherche porte sur la suraccumulation d’une molécule dans le cerveau qui a été corrélé avec la maladie de parkinson chez l’humain. C’est pourquoi un modèle animal sera nécessaire pour observer la réaction de l’organisme à cette molécule. Ce modèle étant récent, nous ne pouvons pas nous baser sur des données ou des articles antérieurs.
Réduction
Le nombre d’animaux inclus dans les procédures expérimentales (n= 82 rats) pour chaque condition a été établi sur la base de calcul de puissance statistique d’après nos précédents résultats, en limitant au maximum le nombre d’animaux tout en s’assurant des résultats statistiquement robustes et reproductibles. 6 animaux qui n’auront pas été soumis à une procédure invasive pourront être réutilisés dans un autre projet.
Raffinement
Les rats seront hébergés en groupe selon les normes réglementaires sur portoir ventilé, dans un environnement à température contrôlée, avec cycle diurne-nocturne progressif de 12h. L’eau et la nourriture seront fournies ad libitum. Un environnement enrichi par un tunnel renouvelé lors du change bimensuel sera fourni aux animaux. Une période d’acclimatation d’une semaine est prévue avant toute manipulation des animaux lors de leur arrivée. Ils seront ensuite observés quotidiennement par un responsable du projet ou la zootechnie. Le suivi hebdomadaire du poids corporel des rats nous permettra d’instaurer un point limite de nuisance au bien-être des animaux. Une surveillance et une fréquence de pesée accrues seront mises en place en cas d’approche d’un point limite nécessitant une euthanasie, en particulier en cas de perte de poids corporel constatée lors du suivi hebdomadaire. Lors des injections intracérébrales et des examens IRM, les rats seront sous anesthésies générale avec une prise en charge analgésique adaptée. Les suivis post opératoire et post IRM seront assurés par le responsable du projet pour s’assurer de la bonne récupération des animaux. Le temps de repos entre chaque test comportemental sera d’au moins 24h et entre chaque session IRM d’au moins une semaine. Des points limites seront mis en place et respectés pour éviter toute souffrance animale.
Choix des espèces
Les rats sont de bons modèles pour l’étude du cerveau par IRM, car leur taille permet de les examiner dans des scanners IRM à haute performance, avec de nombreux modèles pathologiques disponibles. De plus, de nombreux tests comportementaux permettent d’évaluer les altérations cognitives et motrices dans ces modèles. Ces tests permettant une meilleure caractérisation des symptômes du modèle, ce dernier étant récent. La caractérisation symptomatique du modèle pouvant être mise en lien avec la possible dysfonction d’une partie ciblée du cerveau. L’objectif de ce projet est l’étude du traitement des déchets dans une structure, ce modèle avec accumulation d’une molécule y est adapté. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge de deux mois, au début de l’âge adulte, idéal pour l’injection des produits permettant d’induire la maladie chez le rat et pour le passage à l’IRM car le cerveau est bien développé. Ils seront suivis jusqu’à 10 mois maximum afin de réaliser un suivi de l’évolution de la pathologie.
Formations pratiques à la chirurgie et aux gestes techniques utilisés dans les procédures expérimentales
- Formation professionnelle
Rats : 130
Chirurgies de trois heures au maximum sur 150 animaux anesthésiés, prélèvements et administrations répétés jusqu'à trois fois sur 500 autres : 520 souris et 130 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré ou menées sans réveil. Ces séances forment le personnel de l'animalerie aux gestes pratiqués en routine, une société extérieure intervenant pour la partie chirurgicale. L'argument avancé est que maîtriser ces gestes évite "un stress et une souffrance animale supplémentaires" et permet de "réduire le nombre d'animaux nécessaires", au prix de 650 animaux non-humains tués pour l'apprentissage. Le porteur précise que la mise à mort fait elle-même partie des gestes à acquérir, "dans le respect du bien-être animal".
Objectifs
Les personnes travaillant avec des animaux de laboratoire doivent maitriser des gestes techniques plus ou moins complexes : administrations, prélèvements, … Leur formation initiale doit parfois être complétée par une formation spécifique en chirurgie, en fonction des études qu’ils seront amenés à réaliser, et suivre un tutorat pour l’acquisition de gestes techniques ou maintenir leur compétence avec l’évolution des connaissances et pratiques. Le but de ce projet est d’acquérir de nouvelles techniques, notamment des techniques chirurgicales, se perfectionner ou de maintenir la maitrise des gestes techniques pratiqués en routine dans les animaleries expérimentales par le personnel utilisant des animaux à des fins scientifiques. Ces formations doivent lui donner les moyens d’optimiser les procédures expérimentales en évitant un stress et une souffrance animale supplémentaires liés à une non maitrise du geste technique et ainsi, réduire le nombre d’animaux nécessaires. Nous ferons appel à une société extérieure pour la réalisation des sessions de formation de chirurgie.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont, à l’issue de la formation, l’acquisition de nouvelles compétences, une maitrise des gestes techniques utilisés en routine ou des gestes chirurgicaux par les utilisateurs de l’animalerie et un maintien accru des compétences.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - des procédures chirurgicales sur animal anesthésié (150 animaux, 3h au maximum) ; - des prélèvements ou administrations sur animal vigile ou anesthésié (500 animaux, quelques secondes à 30 minutes). Chaque geste simple pourra être réalisé 3 fois au maximum, et ce avec au moins deux jours d’intervalle entre chaque geste.
Impact sur les animaux
Une infection peut apparaitre pour tout acte avec une piqure Des saignements peuvent être observés pendant quelques minutes lors des chirurgies ou des prélèvements. Un stress ou une douleur peut être occasionné par un geste non maitrisé. Détresse respiratoire, hypothermie ou hémorragie peuvent être observées lors d’anesthésie et chirurgie.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue des sessions de formation. L’euthanasie fait partie des gestes à acquérir dans le respect du bien-être animal.
Remplacement
La formation aux gestes techniques du personnel travaillant avec des animaux utilisés à des fins scientifiques nécessite de se former sur animaux vivants. Cet apprentissage nécessite de le faire la première fois en présence de personne experte et ayant une excellente maitrise de la technique. Cependant, à chaque fois qu’il sera possible, les stagiaires auront accès soit à des vidéos soit à des systèmes d’entrainement sans animaux vivant. Si les gestes techniques de base peuvent être enseignés et appris sur des systèmes inertes d’entrainement, la mise en condition réelle sur le modèle animal reste essentielle pour l’apprentissage du maintien de l’animal, la mise en place et la gestion du matériel, la dissection des tissus vivants et la gestion des mouvements. La mise en condition sur modèle animal est donc d’une aide fondamentale dans l’apprentissage des conditions réelles d’utilisation des animaux à des fins scientifiques. Pour la formation pratique, il n’existe pas de méthode de substitution, qui pourraient restituer fidèlement les comportements et réactions des animaux et/ou la manipulation des tissus vivants.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires aux formations en chirurgie expérimentale et pour la formation du personnel aux gestes techniques a été estimé à minima pour permettre la maitrise des gestes. Seuls les animaux nécessaires seront utilisés, si le personnel et les étudiants en formation acquièrent rapidement les gestes techniques, le nombre total d’animaux utilisés sur 5 ans sera réduit d’autant. La majorité des rongeurs utilisés seront des animaux surnuméraires issus des élevages de l’établissement utilisateur.
Raffinement
Les animaux utilisés pour l’apprentissage de gestes simples ou lors des travaux pratiques de chirurgie seront anesthésiés selon des méthodes appropriées et maitrisées par les formateurs. En fonction des gestes réalisés lors des sessions de tutorat et systématiquement pour les gestes chirurgicaux, une analgésie sera réalisée ainsi qu’une anesthésie locale. Le protocole d’anesthésie sera décidé par le vétérinaire formateur en chirurgie expérimentale ou par le tuteur qui a l’expérience de l’anesthésie la plus adaptée au geste réalisé. Les animaux sont maintenus sur un tapis chauffant tout au long de la chirurgie. Pour la formation chirurgicale, les procédures seront réalisées sans réveil des animaux. Pour les animaux utilisés pour l’acquisition de gestes techniques simples, ils pourront être utilisés plusieurs fois si nécessaire, mais pas plus de trois fois par geste, avec un temps de récupération de 2 jours minimum entre chaque session d’apprentissage. Certains gestes peuvent être réalisés sur animaux vigiles. Après réalisation des gestes, ils seront observés quotidiennement afin de s’assurer de leur bon état général et tout geste potentiellement stressant sera réalisé sous anesthésie générale afin de préserver le bien-être animal et celui du personnel apprenant. Les procédures sont toujours réalisées sous la supervision de personnel ayant la maitrise des gestes. Enfin, la définition de points limites permettra de réduire au minimum les nuisances sur le bien-être des animaux.
Choix des espèces
Ces formations sont destinées au personnel de l’établissement utilisateur travaillant sur le modèle souris et le modèle rat (bien que plus rarement utilisé). Les gestes techniques seront réalisés, si possible sur des animaux de même espèce/souche/sexe/âge que ceux prévus pour les projets nécessitant des gestes techniques ou de la chirurgie expérimentale.
Evaluation de la tolérance locale et de la performance de dispositifs médicaux de type III injectables, après implantation sous-cutanée ou intradermique chez le Rat, le Lapin et le Porc.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Lapins : 50
Cochons : 50
Des dispositifs médicaux injectables, solutions aqueuses plus ou moins visqueuses, sont implantés sous la peau ou dans le derme de rats, de lapins et de porcs pour en évaluer la tolérance locale et la résorption, en vue de leur marquage CE. 300 animaux non-humains, 200 rats, 50 lapins et 50 cochons, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec des injections sous anesthésie générale, des prises de sang possibles jusqu'à une par semaine pendant un mois puis plus espacées, et jusqu'à 20 biopsies de peau sous anesthésie générale chez les porcs. La plupart sont tués pour prélever les sites d'injection, une partie des porcs biopsiés peut être gardée en vue d'une réutilisation, et 10 des 300 animaux non-humains sont déclarés réutilisés. Le porteur écrit que l'emploi de ces espèces est "rendu obligatoire par le règlement Européen", et prévoit aussi des "études non réglementaires".
Objectifs
Le projet a pour objectifs d'obtenir des informations relatives à la tolérance locale de dispositifs médicaux injectables, ainsi qu'au comportement de ces derniers au sein des tissus, notamment en ce qui concerne leur résorption et leur intégration.
Bénéfices attendus
Les projet permettra d'obtenir des données fiables concernant la tolérance, l'intégration et la dégradation des dispositifs médicaux injectables. Il permettra également de répondre aux exigences réglementaires concernant la constitution des dossiers en vue d'une mise sur le marché. Ceci afin d'assurer la sécurité des patients recevant ces produits.ainsi d'assurer la sécurité des patients recevant les produits.
Procédures
Les animaux auront des injections sous anesthésie génér le à J0, pour une durée totale de 5 à 15 minutes/animal. D'autres actes sont envisagés mais non systématiques: Prises de sang: rats sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 1/mois maxi, 30 seconde par acte. Lapins vigiles avec anesthésie locale: 1 fois par semaine maximum pendant 1 mois, puis 1 fois par mois maximum, 1 minute maximum par acte. Porcs: sous anesthésie générale 1/semaine maxi pendant 1 mois, puis 2 fois par mois maximum. Biopsies cutanées chez le Porc: sous anesthésie générale (injection intramusculaire, 30 secondes), maximum 20 biopsies réparties sur la durée de l'étude, durée 15 minutes environ par biopsie.
Impact sur les animaux
Les produits développés sont constitués de produits biocompatiblesen solution aqueuse plus ou moins visqueuse. Il s'agit de composants très bien documentés pour une utilisation chez l'Homme. Ils sont par ailleurs évalués en premier lieu in vitro: les effets néfastes attendus chez l'animal après implantation sont donc mineurs, et constitués majoritairement d'inflammation locale légère à modérée. Dans de rares cas, les implantations intradermiques chez le Lapin peuvent générer des réaction un peu plus fortes, mais restant localisées au niveau du site d'injection.
Devenir
Dans la majorité des cas, les animaux devront être euthanasiés, afin de prélever les sites d'injection à des fins d'analyse. Cependant, chez les porcs, lors d'injections intradermiques, il sera parfois possible de réaliser les prélèvements par biopsie avec un biopsy punch (sous anesthésie générale) et de conserver les animaux en fin d'étude en vue d'une réutilisation.
Remplacement
Les produits étudiés sont d'abord évalués de façon approfondie grâce à des expériences in vitro: culture cellulaire, modèles de peau artificielle, organe isolé. Les essais de tolérance/biocompatibilité in vivo sont indispensables en complément des tests in vitro, lors de la mise au point d'un dispositif médical. En effet, seule l'implantation dans un organisme complet et vivant permettra d'évaluer d'éventuelles réponses immunitaires/inflammatoires ainsi que l'intégration des produits dans les tissus environnants. Par ailleurs, le recours aux animaux est rendu obligatoire par le règlement Européen (UE) 2017/745 tout en suivant la norme ISO 10993, pour l'élaboration des dossiers pour l'obtention d'un marquage CE (équivalent de l'AMM mais pour les dispositifs médicaux) et également demandé pour les dossiers équivalents dans les pays tiers.
Réduction
Le nombre d'animaux à utiliser dans les études réglementaires est imposé par la norme ISO 10993, les préconisations sont donc suivies, sans augmenter inutilement le nombre d'animaux et sans répéter les protocoles. Dans le cas d'études non réglementaires, on veille à n'utiliser que les animaux strictement nécessaires pour l'obtention des résultats voulus, généralement un nombre très inférieur aux exigences réglementaires. La possibilité d'injecter plusieurs produits en différents sites chez un même animal, permet également de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Une période d'acclimatation systématique est respectée (durée selon l'espèce animale, mais toujours minimum 1 semaine). Les animaux sont hébergés en groupe et ont accès à un enrichissement spécifique à leur espèce (matériel de nidification pour les rats, blocs/objets à mâcher pour tous les animaux, jouets…). Des points limites, suffisamment prédictifs, permettent de sortir un animal de l’étude en cas d'effet secondaire sévère, ou de mettre en place des traitements pour des réactions locales (application de cicatrisant, administration d'antidouleur) afin que l'animal soit impacté le moins possible. Toues les manipulations des animaux seront réalisées dans un contexte de renforcement positif, basé sur des interactions amicales avec les personnels en charge des soins, afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Les actes trop stressants ou douloureux sont effectués sous anesthésie générale: injections à J0, prises de sang chez le Rat, chez le Porc, et biopsies cutanées chez le Porc. Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité pendant les interventions mais aussi en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal tout au long de la procédure (observation quotidienne et suivi clinique avec pesée minimum une fois par semaine). Quelles que soient les procédures, toute éventuelle douleur est, si nécessaire, rigoureusement contrôlée grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (anesthésie/analgésie).
Choix des espèces
Les 3 espèces font parties des espèces préconisées par la norme 10993-6. Le rat et le lapin sont des modèles d'implantation utilisés et maitrisés dans l'établissement utilisateur depuis 2006. Leur taille est suffisante pour permettre l'implantation de plusieurs produits chez un seul animal, l'utilisation de techniques d'imagerie et d'appareils de mesures de paramètres cutanés. Le porc est l’espèce animale se rapprochant anatomiquement le plus de l’Homme ; notamment dans la structure de la peau (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent). Cette similitude permet d'évaluer avec une plus grande certitude l’effet attendu en clinique. Sa taille, plus importante, permet également l'implantation de plus de produits chez un seul animal, permettant alors de réduire le nombre d'animaux utilisé. Ces modèles sont des modèles de choix (nombreuses données dans la littérature). Leurs comportements sont bien connus, ce qui permet de détecter facilement tout signe de douleur et/ou de mal-être. Les rats utilisés seront de jeunes adultes, environ 300g (=en fin de croissance, paramètres physiologiques stables). Les lapins seront âgés d'environ 14 semaines, soit environ 3.5kg (= présence d'un derme suffisamment épais pour que l'implantation intradermique des produits ne génère pas une contrainte mécanique trop importante). Les porcs utilisés seront de jeunes adultes. En effet, leur taille doit permettre un hébergement en animalerie conventionnelle dans de bonnes conditions. D’autre part, leur poids de 35kg à 70kg permettra de travailler sur des structures épidermiques, comparable à celles de l'homme (couche cornée et ratio derme/épiderme équivalent) ; indispensable pour reproduire les conditions attendues en clinique.
Régénération de tissu adipeux à l’aide de matrices en polymères et d’hydrogels résorbables
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 750
Cochons : 84
Deux heures d'anesthésie par mini-porc pour l'implantation, puis un suivi par IRM à un, trois, six et neuf mois et à un an : 840 souris, 750 rats et 84 mini-porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Des matrices en polymères et des hydrogels leur sont implantés sous la peau ou dans une chambre d'ingénierie tissulaire, avec un prélèvement sanguin pendant la chirurgie, pour mettre au point une reconstruction du sein et de l'hypoderme destinée à remplacer implants en silicone et transferts de graisse. Le porteur annonce des risques de rejet, d'inflammation locale et de toxicité, et prévoit l'explantation ou la mise à mort selon la gravité de l'état de l'animal. Le choix des espèces tient à la ressemblance de leur peau avec la peau humaine et à leur taille, qui permet de tester plusieurs conditions sur un même individu.
Objectifs
Actuellement, les solutions cliniques pour la reconstruction des couches profondes de la peau et du sein à l'aide de tissu adipeux présentent des limitations significatives. Les procédures de transfert de graisse autologue peuvent entraîner des complications au site donneur et ne garantissent pas des résultats prévisibles. L'introduction de corps étrangers comme les implants mammaires en silicone comporte des risques potentiels pour la santé et nécessite une surveillance à long terme. Les approches de reconstruction cutanée après une atteinte profonde se concentrent sur l'utilisation de greffes de peau, négligeant l'hypoderme et limitant ainsi la reconstruction complète. Ce projet vise à développer une approche novatrice et biocompatible pour la régénération du tissu adipeux. Cette solution repose sur l'utilisation synergique d’une matrice en polymères et d'hydrogels cellularisés, offrant ainsi une alternative esthétique et fonctionnelle prometteuse pour les patient(e)s. Le premier objectif est d'évaluer la biocompatibilité des hydrogels utilisés dans cette approche. Il est essentiel de s'assurer que ces matériaux ne provoquent pas de réactions indésirables et qu'ils favorisent la régénération du tissu adipeux. Utilisant un modèle animal, nous chercherons à comprendre les interactions complexes entre les adipocytes, l'hydrogel, la matrice polymère, et l'organisme hôte. Cette étape est cruciale pour optimiser la compatibilité et l'intégration des matériaux dans le corps. Nous évaluerons également la possibilité d'utiliser des cellules souches humaines dans la combinaison hydrogel/matrice, en utilisant un modèle de souris immunodéprimées. Cette approche permettra de simuler au mieux les conditions humaines et d'évaluer l'efficacité de la régénération tissulaire. Afin d’étudier l’influence des matériaux sur un modèle de rongeur qui permet de tester des matériaux de taille moyenne, le rat sera employé pour une première comparaison des différentes combinaisons. Une fois la meilleure combinaison hydrogel/matrice sélectionnée, nous réaliserons des tests sur le porc, un modèle animal plus proche de l'homme en termes de physiologie et de composition cutanée. Cette étape sera cruciale pour valider l'efficacité clinique. Ce projet est porteur d'un potentiel majeur pour l'innovation en chirurgie plastique et reconstructrice, et il pourrait révolutionner les pratiques à l'échelle mondiale.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche vise à déterminer les combinaisons optimales d'hydrogels et de matrices pour la régénération du tissu adipeux, avec des implications majeures à la fois sur le plan clinique et scientifique. Il offre la possibilité d'améliorer considérablement les options de reconstruction mammaire et cutanée actuellement disponibles, en limitant les inconvénients des méthodes traditionnelles et en garantissant une meilleure biocompatibilité et performance.
Procédures
Ce projet se déroule en plusieurs étapes. Après une période d'acclimatation d'au moins une semaine, tous les animaux (840 souris, 750 rats et 84 mini-porcs) seront anesthésiés par inhalation (15 minutes pour les rongeurs et 1 heure pour les mini-porcs). Pour les rats, le pelage sera tondu dans les zones d'implantation (10 secondes). Pour tous les animaux, les zones d'implantation seront désinfectées à l'aide d'un désinfectant (10 secondes). Pour la procédure ayant pour but d'évaluer la biocompatibilité des hydrogels, une injection en sous-cutanée sera effectuée (10 min, 130 souris et 130 rats). Pour obtenir un tissu adipeux vascularisé reconstruit, une combinaison de chambres d'ingénierie tissulaire (pour la reconstruction du sein, 250 souris, 250 rats, 80 porcs) ou de matrices 3D (pour la reconstruction de l'hypoderme, 250 souris, 250 rats, 24 porcs) sera associée à des hydrogels cellules ou à de la graisse (durée totale de l'anesthésie : 30 minutes par rongeur ou 2 heures par mini-porc). Pendant la chirurgie, un prélèvement sanguin sera effectué. Afin d’avoir un applicatif clinique, il est nécessaire d’évaluer si la cryopréservation des construits permet d’obtenir la même performance que des construits préparés extemporanément, de ce fait 150 souris et 130 rats seront implantées avec des construits ayant bénéficié de différentes méthodes de cryopréservation. Toutefois, la procédure appliquée à ces animaux est identique à celles expliquées précédemment. Pour les souris et les rats, un essai de survie cellulaire in vivo sera suivi longitudinalement par bioluminescence. À cette fin, les animaux seront placés sous anesthésie gazeuse (10 minutes). Pour les rats et les porcs (utilisant une chambre d'ingénierie tissulaire pour la reconstruction du sein), le suivi longitudinal de la croissance du lambeau sera effectué par IRM à 1, 3, 6, 9 mois et 1 an après l'implantation. Pour cela, les animaux seront sous anesthésie gazeuse (durée de la procédure : 30 minutes par animal).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pouvant être constatés sont une irritation ou une inflammation locale à proximité du matériau, des risques de rejet ou de toxicité locale et systémique. Afin de limiter les risques, de nombreuses expériences in vitro ont été effectuées, ne montrant pas de signe de toxicité. De plus, des mesures sont mises en place et les animaux feront l’objet d’une vigilance quotidienne et rigoureuse pour détecter tout signe de souffrance ou d’approchement de point limite. Un contrôle du site opératoire sera réalisé lors de chaque visite quotidienne. La prise pondérale sera évaluée deux fois par semaine. Un traitement antidouleur sera administré, et si nécessaire, des mesures telles que l'explantation ou la mise à mort de l'animal seront envisagées en fonction de la gravité de son état.
Devenir
Du fait de notre protocole, nos animaux ne peuvent pas être replacés. Il est nécessaire de mettre à mort nos animaux pour réaliser nos prélèvements histologiques.
Remplacement
Nous avons employé une variété de techniques in vitro pour évaluer l'impact de nos polymères sur le destin des cellules, y compris leur survie et leur différenciation ainsi que sur l'angiogenèse en utilisant la membrane chorioallantoïque de poulet comme modèle. Toutefois, afin de déterminer pleinement les performances de nos biomatériaux en matière de régénération tissulaire, il est impératif de procéder à des essais in vivo. Ces expériences permettront de prendre en compte la complexité d'un système physiologique réel, incluant notamment les réponses inflammatoires, la formation de tissu cicatriciel, et les processus naturels de guérison. Les études in vivo nous fourniront ainsi des données cruciales pour optimiser notre technique avant de franchir l'étape des études cliniques.
Réduction
Une étude pilote sera réalisée dans un premier temps afin de vérifier que les conditions expérimentales choisies sont adéquates. Les études in vitro précédemment réalisées ont démontré l’efficacité des différents polymères résorbables quant à leur influence sur la survie et la prolifération cellulaire ainsi que sur la différenciation adipocytaire. Elles ont permis une sélection des polymères permettant le maintien des adipocytes et favorisant la néovascularisation. Elles ont également pu donner une idée du temps de résorption des polymères dans un liquide physiologique reconstitué à 37°C. Les expériences seront réalisées de manière séquentielle, ce qui permettra de limiter le nombre de répétition en fonction des résultats des groupes précédents. En fonction des résultats, les tests statistiques adéquats seront utilisés pour analyser les résultats.
Raffinement
Afin de limiter au minimum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de maximum 5 animaux par cage pour les souris et en hébergement unique pour les rats et les mini-pigs. Cet environnement est enrichi (balle pour le mini-pig par exemple) et dans des conditions classiques de stabulation (température régulée, cycle jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés de 7 à 10 jours dans leur salle d’hébergement. Les animaux seront manipulés individuellement avant la mise en place de l’expérimentation et dans une pièce séparée des autres animaux afin réduire leurs stress et angoisse. Lors de l’expérimentation, les animaux seront anesthésiés avant toute procédure pouvant provoquer un stress, une angoisse ou une souffrance. Les animaux seront ensuite suivis quotidiennement, de manière à pouvoir détecter le plus rapidement possible tout signe de souffrance ou d’angoisse. En cas de souffrance (modification de l’apparence, prostration, poil hérissé, perte de poids…), un traitement analgésique sera envisagé. Des points limites adaptés pour chaque procédure seront définis avant l’expérimentation et dans le cas où ceux-ci seraient atteints ou que le traitement analgésique n’aurait pas d’effet, les animaux seront mis à mort selon la méthode définie (avec anesthésie au préalable). La mise à mort sera réalisée à distance des autres animaux.
Choix des espèces
Le porc et le rat sont des espèces appropriées pour étudier les processus de régénération de la peau car les structures anatomiques et physiologiques de leurs peaux sont celles qui ressemblent le plus à celle des humains. Le rat est un animal que nous avons fréquemment utilisé dans nos études précédentes et dont le modèle est maitrisé. De plus, notre équipe maîtrise maintenant la levée des lambeaux chez ces espèces pour nos modèles de régénération du sein. La taille du porc et du rat nous permet de tester plusieurs conditions sur un seul animal et ainsi de réduire le nombre d’animaux utilisés. Notre intérêt s’est porté sur les souris standards, immunodéprimées utilisées dans une étude de reconstruction de la peau humaine et humanisées qui permettent d’évaluer le comportement de cellules/tissus humains en présence de nos biomatériaux. Les souris sont âgées de 8 semaines et pesant 20 à 23 grammes afin que les souris aient atteint leur maturité sexuelle. Utiliser des souris matures permet d'avoir une taille adéquate pour réaliser l'implantation. Les rats adultes sont agêes de 15 semaines minimum afin d'avoir une réserve de graisse sous-cutanée suffisante pour réaliser les implantations et permettre de tester plusieurs conditions expérimentales sur un même animal. Pour les porcs, nous utiliserons deux types d'animaux : des porcs 45 à 55kg pour la reconstruction de la peau afin d’éviter d’avoir un hypoderme trop épais (car la zone à reconstruire serait trop importante et peu représentative d’un hypoderme humain) et des porcs de 70 kg pour la reconstruction du sein afin que la taille de l’animal soit compatible avec l’implantation de chambre équivalente à celle que l’on pourrait implanter chez l’humain.
Changement de métabolisme et de vascularisation cérébral induit par différentes profondeurs d’anesthésie générale chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Comparer les effets de plusieurs agents anesthésiques sur le cerveau, faute d'étude disponible chez les patients cérébrolésés : 42 rats sont opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil, au cours d'une procédure unique de quatre heures. La préparation chirurgicale ouvre un accès au cortex cérébral et pose un cathéter artériel, pendant que la profondeur de l'anesthésie est modifiée et que le débit sanguin et le métabolisme du cerveau sont enregistrés. Le porteur écrit qu'"il n'y aura donc pas de nuisance pour les animaux", la seule gêne retenue étant le transport de dix minutes vers la salle d'expérimentation et l'induction de l'anesthésie. Il assigne un second usage au projet : permettre à des étudiants d'appréhender les étapes d'une démarche de recherche et de gagner en autonomie.
Objectifs
Différents agents sédatifs sont disponibles pour conduire une anesthésie générale : les halogénés ou deux types d’agents intraveineux. Chez les patients cérébrolésés nécessitant une sédation profonde pour réduire le métabolisme et le volume sanguin cérébral, il n’existe pas de recommandation ni d’étude comparant l’effet sur le volume sanguin cérébral et le métabolisme cérébral des différents agents anesthésiques lors de sédation profonde. L’objectif de ce projet est de comparer les changements de métabolisme et du débit sanguin cérébral en fonction des agents anesthésiques.
Bénéfices attendus
Une meilleure compréhension des effets des agents anesthésiques lors de sédations profondes permettra d’avoir des arguments pour choisir un agent par rapport à un autre en réanimation ou au bloc opératoire, et pourra servir de base à des travaux de recherche clinique. D’un point de vue pédagogique, ce projet permettra aux étudiants d’appréhender les étapes d’une démarche de recherche et leur permettra de gagner progressivement en autonomie au cours de leur cursus futur.
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule procédure expérimentale sous anesthésie générale sans réveil. Au cours de cette procédure d’une durée totale de 4h, une préparation chirurgicale permettra de surveiller la pression artérielle invasive et d’avoir accès au cortex cérébral.
Impact sur les animaux
Les deux procédures indépendantes de ce projet seront réalisées sous anesthésie générale sans réveil. Les animaux seront transférés depuis la cage de stabulation dans une cage similaire. Ils y seront isolés et transportés vers la pièce d’expérimentation jusqu’au début de la première étape de la procédure expérimentale (durée du transfert avant le début de l’anesthésie : 10min): nuisance légère. L’étape de préparation chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale, de même que l’étape d’enregistrement au cours des changements d’anesthésie, avant euthanasie sans réveil. il n’y aura donc pas de nuisance pour les animaux: nuisance légère lors de l'induction de l'anesthésie.
Devenir
En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés par une injection intraveineux.
Remplacement
L’analyse des changements d’activité des structures corticales et sous-corticales ainsi que des modifications physiologiques qui en découlent (changement de fréquence cardiaque, pression artérielle ou fréquence respiratoire), nécessite d’étudier un organisme vivant dans son ensemble. Les connaissances actuelles et la controverse qui existent autour des conséquences des différentes modalités de sédations ne permettent pas d’utiliser des modèles non-animaux.
Réduction
Notre plan d’expérience est prévu avec deux procédures: 1)Procédure pédagogique : Un nombre de 6 animaux est prévu pour la procédure préliminaire à visée pédagogique et préliminaire (2 animaux par ans sur 3 ans). 2) Procédure principale : Un nombre d’animaux minimal de 10 animaux par groupe (Un groupe glucose, un groupe oxygène, un groupe lactate; soit 3*10=30 animaux) permettant d’effectuer des analyses statistiques descriptives (moyenne ou médiane et distribution) fiables. Notre expérience sur les enregistrements électrophysiologiques chez l’animal anesthésié nous montre que certains capteurs peuvent s’endommager au cours de la procédure ne permettant pas une analyse des données. De même la préparation chirurgicale peut dans de rares cas conduire à des lésions corticales ou des vaisseaux fémoraux ne permettant pas de réaliser des mesures fiables. Afin de conserver un nombre de 10 animaux par groupe, une majoration de 20% soit 2 animaux est prévue en cas de problème expérimental rencontré au cours du projet. Ces 2 animaux ne seront pas utilisés en l’absence de problème expérimental. Soit un total maximal de 36+6=42 animaux. Les expérimentations seront réalisées sans réveil. La réutilisation de ces animaux dans d'autres protocoles ne sera donc pas possible puisqu’ils seront euthanasiés en fin de procédure. Si des animaux adultes déjà utilisés par d'autres protocoles comportementaux, ou la reproduction, sans altération de leurs physiologies sont mis à disposition par les utilisateurs de l'animalerie, ils pourront être utilisés dans ce protocole.
Raffinement
Tout au long de leur période de stabulation, les rats seront hébergés en groupes de 3 à 5 animaux dans des cages présentant des éléments d’enrichissement (e.g., nesting cup, tunnel, brique Carfil) avec boisson et alimentation ad libitum ce qui minimisera l’angoisse de ces animaux. Concernant la douleur, une injection sous-cutanée de buprénorphine sera pratiquée avant tout acte chirurgical pour obtenir un effet analgésique et une injection sous-cutanée d’anesthésique local (lidocaïne pour une action rapide + ropivacaïne pour une action prolongée sur l’ensemble de la procédure) sera réalisée au niveau du scalp et en regard des vaisseaux fémoraux pour obtenir un effet analgésique supplémentaire. La profondeur de l’anesthésie sera ajustée au cours de la procédure en fonction de l’étape (sédation dite légère qui correspondent à une sédation habituelle pour ce type d’intervention ou sédation profonde) et d’une grille décrivant les réactions de l’animal au pincement de la patte ou de la queue. En cas de survenue de points limite pendant la procédure, les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat, car c’est l’espèce la plus utilisée dans l’étude du métabolisme et de la vascularisation cérébrale. De plus, nous avons pu étudier préalablement les changements de concentrations cérébrales de glucose et de lactate engendrés par une dépolarisation corticale envahissante après un traumatisme crânien grave chez le rat sous anesthésie général et avons l'expérience de l'utilisation de nos techniques de monitorage dans cette espèce animale. Le choix de ce modèle nous permettra de comparer nos résultats à ceux obtenus par d’autres équipes. Nous utiliserons des rats adultes de 12 à 14 semaines. Il s’agit d’une étude chez l’animal ayant atteint un stade mature d’un point de vue cérébral et non d’une étude concernant le développement ou le vieillissement.
Rôle du thalamus dans la transmission nociceptive
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
192 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués par exsanguination pour le prélèvement de leur cerveau. Ils subissent une chirurgie cérébrale de deux heures avec injection virale, quatre jours d'hébergement individuel, puis, trois semaines plus tard, des séances où on leur applique des stimuli douloureux pour mesurer leur réaction. Le RNT annonce des tests comportementaux et "différents stimuli douloureux" sans jamais préciser lesquels, alors que toute la mesure repose sur eux. Le porteur affirme le recours à l'animal "indispensable", aucun modèle in vitro ne reproduisant selon lui les conditions étudiées, et présente les résultats obtenus chez le rat comme "très facilement transposables à l'homme".
Objectifs
Notre projet vise à comprendre comment le cerveau traite la douleur. Plus précisément, nous étudions une partie du cerveau appelée thalamus médiodorsal (MD). Nous nous intéressons à la fonction de chaque subdivision du MD dans la transmission et le traitement des différentes composantes de la douleur (sensorielle et émotionnelle), ainsi qu'à la connectivité du MD avec la partie frontale du cerveau et son rôle dans la douleur. Nous voulons comprendre le rôle des connexions du MD avec les autres régions cérébrales impliquées dans la douleur. Pour cela, nous stimulerons ou inactiveros spécifiquement chacune des sous-régions du MD et nous observerons les effets sur le comportement nociceptif de l’animal. Notre objectif est de mieux comprendre les mécanismes de traitement de la douleur dans le cerveau, et de développer de nouvelles solutions pour la diminuer.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de cette étude visent à améliorer le traitement de la douleur, en particulier de la douleur chronique. En effet, nous espérons améliorer notre compréhension des mécanismes par lesquels les trois subdivisions du thalamus médiodorsal (MD) contribuent à la transmission des composantes sensorielles et émotionnelles de la douleur. Ceci nous permettra de développer des traitements plus efficaces contre des symptômes spécifiques de la douleur chronique. La douleur chronique est bien plus qu'un simple inconfort temporaire, elle peut dégrader la qualité de vie de manière significative et entraîner des coûts économiques importants (arrêts de travail, consultations médicales, etc.). De plus, la sensibilisation à la douleur peut amplifier des symptômes psychiques tels que la dépression et l'anxiété, créant un cercle vicieux qui aggrave les conditions médicales des patients. Notre projet vise à décrire les mécanismes précis de ces interactions dans les zones du cerveau et les voies nerveuses qui régulent la transmission de la douleur. Ces mécanismes, qui sont partiellement communs aux douleurs et aux troubles psychiatriques associés, seront la cible des traitements que nous espérons développer. En résumé, notre étude vise à améliorer la compréhension et le traitement de la douleur chronique, en s'attaquant aux mécanismes qui la sous-tendent et à ses interactions avec les troubles psychiatriques.
Procédures
La chirurgie et l'injection virale seront effectuées simultanément chez les rats adultes en une seule intervention d'une durée approximative de deux heures. Après l'intervention, les rats seront hébergés individuellement pendant quatre jours pour favoriser leur récupération et limiter les risques de complications. Trois semaines après les chirurgies, les rats subiront des tests comportementaux pour évaluer leur sensibilité à la douleur. Ces tests permettront de déterminer l'effet de l'activation ou de l'inhibition du noyau d'intérêt sur la perception de la douleur. Chaque test comportemental comporte une phase d'habituation de 30 minutes suivie d'une phase de test de 5 minutes. Au cours de la phase d'habituation, les rats seront familiarisés avec l'environnement et la procédure du test. La phase de test permettra de mesurer la réaction des rats à différents stimuli douloureux.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux comprennent : 1/ un risque de douleur durant la chirurgie et douleur aiguë lié à la récupération post-chirurgie implantatoire, ce risque est compensé par l’analgésie. 2/ un risque d'infection lié aux chirurgies et aux implants 3/ un risque de stress à court terme induit par notre paradigme expérimental 4/ un risque de perte de poids et d'hypothermie à cause de l'injection virale 5/ un risque de légère douleur lors des tests de nociception 6/Hébergement individuel pendant 4 jours pour la récupération post-opératoire
Devenir
Mise à mort de tous les animaux à l’aide d’une exsanguination afin de récupérer le cerveau pour les analyses hsitologiques.
Remplacement
Le rat est une espèce de choix pour étudier le système nerveux des vertébrés, ce qui fournit des informations très facilement transposables à l'homme. Pour vérifier et valider le concept du projet dans des approches plus intégrées, il est nécessaire d’utiliser des approches in vivo avec des animaux de façon à observer le cerveau en fonctionnement. Le recours au modèle animal est indispensable car ce projet demande une évaluation comportementale et aucun modèle in vitro (cellules ou tissus) ne peut reproduire les conditions des pathologies étudiées
Réduction
Dans cette étude, la réduction du nombre d’animaux est prise en compte tout en conservant une signification scientifique statistique (hétérogénéité inter-individuelle), le nombre de rats utilisées dans chacun des groupes expérimentaux ne dépassera pas ainsi 8 animaux par groupe. Nous avons adopté des mesures visant à réduire le nombre d'animaux en utilisant uniquement des rats mâles pour la réalisation de ce projet. La force de notre hypothèse, les expériences pilotes précédentes ainsi que la qualité de nos procédures basées sur des années d'expérience, nous permettront de réduire significativement le nombre d'animaux utilisés. Le nombre d'animaux a été calculé par l'estimation de la variance observée avec ce type de donnée permettant d'atteindre une signification statistique. Nous utiliserons des tests statistiques appariés (t-test apparié pour des données paramétriques ou le test de Wilcoxon pour des données non paramétriques).
Raffinement
Tous les protocoles sont optimisés pour soulager le stress et la douleur des animaux. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie gazeuse comme indiqué lors des procédures et un anti-douleur sera administré avant et après chirurgie pour éviter les douleurs post-chirurgicales. Les animaux seront surveillés quotidiennement par l'expérimentateur avec une surveillance renforcée après la chirurgie jusqu’à la fin de l’expérimentation avec la mise en place d’une réhydratation, un réchauffement et des traitements vétérinaires si besoin. Nos animaux seront importés dans notre animalerie de haut statut sanitaire, hébergés en cages collectives sur racks ventilés, garnies de litières leur permettant de reproduire un comportement naturel de fouissage et d’un enrichissement constitué d'un nid végétal et de tubes de cartons, pour leur permettre de construire des nids, de jouer, ronger. Leur bien-être sera contrôlé par la cellule de bien-être de l’animalerie. Leur soin est confié à des personnels qualifiés et experts. Ils surveillent quotidiennement l’ensemble des animaux et de façon plus poussée et spécifique pendant les phases de récupération qui suit les procédures invasives (chirurgie). Des points limites sont définis pour éviter la souffrance des animaux. Dans toutes les procédures où cela sera possible, un antalgique sera donné. Pour les autres procédures, les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne renforcée, et les points limites définis permettront de maîtriser cette douleur.
Choix des espèces
Le rat est une espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L'organisation du système nerveux central de cette espèce est assez similaire à celle de l'homme, ce qui permet d'extrapoler les résultats obtenus dans cette espèce à l'espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires au niveau comportemental. Les propriétés du système nerveux central du rat présentent de nombreuses similitudes avec d'autres mammifères, dont l'homme. Ainsi, les enseignements tirés de l'étude des tissus du rat sont largement transférables à l'homme. Les sous-noyaux du MD sont de très petite taille et nécessitent une grande précision pour y accéder. Cela rend les manipulations impossibles chez les espèces plus petites que le rat. Les injections de virus seront effectuées sur des animaux âgés de deux mois. Le reste des procédures expérimentales sera réalisé sur des animaux âgés de plus de 3 mois, ce qui correspond à l’âge adulte chez cette espèce lorsque l'animal est en pleine capacité d'apprentissage. Leur poids et leur taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection et/ou d'implantation.
Effet métabolique du lactate lors de l’ischémie reperfusion myocardique
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
L'artère coronaire gauche est ligaturée pour provoquer un infarctus, après la pose d'un cathéter dans la veine jugulaire, sur des rats ensuite perfusés une à six heures. 447 rats mâles vont être utilisés, dont 432 dans des procédures classées sévères, tous tués à l'issue. Le porteur indique que cette chirurgie entraîne une mortalité d'environ 20 % même avec une maîtrise du geste, mortalité qu'il intègre au calcul de ses effectifs, tout en affirmant que les conditions de soins seront "les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur". Les cœurs sont prélevés après un cathétérisme intracardiaque mené sous anesthésie sans réveil, pour mesurer l'effet d'une perfusion de lactate de sodium sur l'inflammation.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mettre au point un modèle animal en vue de l'évaluation de l'impact métabolique d’une perfusion de lactate de sodium sur la fonction cardio-vasculaire, l’inflammation au cours de l’IR myocardique. L’Infarctus du myocarde représente un enjeu thérapeutique majeur puisqu’il touche environ 80 000 personnes et est responsable de 12 000 décès en France chaque année. Des travaux précédents ont montré qu’en situation de stress les corps cétoniques et le lactate constituent les principaux métabolites du myocarde. Ainsi, il a été montré chez des patients en insuffisance cardiaque qu’une perfusion d’hydroxybutyrate (corps cétonique) améliorait l’hémodynamique ; de plus, des travaux de notre laboratoire sur un modèle de sepsis ont mis en évidence les effets bénéfiques d’une perfusion de lactate de sodium sur la fonction cardiovasculaire, l’inflammation et la production de corps cétoniques. L’objectif de ce projet est donc d’effectuer une étude sur l’impact d’une perfusion curative de lactate de sodium sur un modèle d’ischémie-reperfusion par des approches in vivo et ex vivo.
Bénéfices attendus
Le traitement de l’infarctus du myocarde représente un enjeu thérapeutique majeur puisqu’il touche plus de 80 000 personnes et serait responsable de 12 000 décès en France chaque année, constituant la première cause de décès par cause cardiovasculaire. Ce projet permettra de fournir des résultats préliminaires pour une meilleure prise en charge thérapeutique des patients atteint d’un infarctus du myocarde grâce à la meilleure compréhension des mécanismes pathologiques afin de réduire l'incidence de l’insuffisance cardiaque chez des patients ayant fait un infarctus du myocarde.
Procédures
Les animaux des deux procédures subiront une procédure chirurgicale visant à un poser un cathéter jugulaire droit et à l’induction d’une ischémie reperfusion myocardique induite par ligature coronaire. Les animaux seront perfusés pendant 1 à 6h avec les différentes solutions d’intérêt. Les protocoles invasifs (cathétérisme intracardiaque, les prélèvements d’organes) seront réalisés sur des animaux anesthésiés et seront sans réveil.
Impact sur les animaux
Les deux procédures sont classées sévères. La chirurgie visant à induire une ischémie par ligature coronaire puis une reperfusion entraine un taux de mortalité d’environ 20%. Tous les animaux subiront deux anesthésie (gazeuse puis intrapéritonéale). Comme décrit dans la littérature la ligature coronaire est une chirurgie qui entraine un taux de mortalité important même avec une maitrise du geste.
Devenir
Pour les deux procédures les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque série d’expérimentations, du fait des prélèvements d'organes et notamment du coeur.
Remplacement
Ce projet a pour but de caractériser un modèle d’ischémie reperfusion myocardique pour évaluer l’impact métabolique du lactate de sodium. Le modèle expérimental consiste en la ligature de l’artère coronaire gauche proximale chez des rats, dans des conditions de physiologie et de physiopathologie intégrées. L’utilisation de cellules ou de modèles expérimentaux ex vivo est par conséquent inadéquate pour répondre de façon pertinente aux questions posées dans le cadre de ce travail.
Réduction
Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude, nous avons constitué des procédures permettant autant que possible la réalisation séquentielle de mesures. En effet, les animaux subiront une échocardiographie, puis une de la courbe pression-volume du ventricule gauche et enfin un prélèvement du cœur à visée histologique. De plus, nous avons réalisé des tests statistiques appropriés pour calculer le nombre de rats nécessaires afin de détecter une différence de 10 %. Les groupes de N=8 sont nécessaires pour atteindre la significativité statistique au vu du taux de mortalité attendu lié à la procédure chirurgicale. Les groupes de N=5 pour la série 4 seront nécessaires car un taux de mortalité proche de 0 est attendu. De plus les données obtenues chez les animaux de cette série (Sham) seront réutilisés comme témoins dans la seconde procédure afin de limiter le nombre d’animaux.
Raffinement
Les animaux seront maintenus avec un environnement contrôlé et stabilisé. Afin de limiter le stress occasionné par le transport, une période d’acclimatation d’une semaine après réception des rats sera maintenue avant le début du protocole. Les conditions de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. Ainsi, un suivi des animaux sera réalisé plusieurs fois par jour durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Les rats perdant plus de 15% de leur poids seront euthanasiés. Pendant la chirurgie, nous injectons une solution saline en sous- cutanée pour maintenir l'hydratation de nos animaux. Un traitement analgésique en préopératoire et en pré et post-opératoire, soit immédiatement après la chirurgie est réalisé suivi d'une injection toutes les 12h pendant toute la durée du protocole. Nous allons dans ce projet utiliser des rats mâles, ce qui diminuera les variations dans les réponses immunitaires, et permettra une meilleure comparaison entre nos modèles.
Choix des espèces
Les expériences in vivo, ne peuvent pas être remplacées par des études in-vitro à cause de la complexité de la pathogenèse des processus conduisant à l’ischémie-reperfusion, qui nécessite des études fonctionnelles et physiopathologiques sur un modèle intégré. Ainsi, les procédures expérimentales ne peuvent être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Les rats mâles Wistar adultes (environ 400g) d’environ 10 semaines seront utilisés pour induire une ischémie myocardique par ligature de l’artère coronaire gauche proximale. Ce poids et cet âge sont justifiés par l’abondance de la littérature sur ce modèle.