Souris

Opérées au cerveau sous anesthésie pendant une heure et demie, puis exposées chaque jour à de l'alcool pendant deux heures durant plusieurs semaines, 104 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour analyse des tissus cérébraux. L'hébergement en cages séparées par des cloisons perforées, prévu sur huit semaines, est reconnu comme source de stress. L'étude cherche à comprendre les différences entre mâles et femelles dans la consommation d'alcool et l'activité du cortex insulaire. Le porteur affirme que l'analyse de l'activité neuronale au cours de la consommation impose l'animal vivant, une culture cellulaire ne permettant pas cette mesure.

Objectifs

L’objectif du projet est de 1) étudier les différences de consommation d’alcool chez les souris mâles et femelles et 2) d’étudier l’activité des neurones du cortex insulaire (insula) antérieur et postérieur dans ces différences.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’étudier le rôle des neurones du cortex insulaire antérieur et postérieur dans les différences mâles/femelles sur la consommation d’alcool chez la souris. A long terme, ce projet permettra d’ouvrir la voie vers la compréhension des régions cérébrales impliquées dans les différences sexuelles dans l’addiction à l’alcool, et de mettre en place de nouvelles prises en charges personnalisées chez l’humain, en prenant en compte le sexe.

Procédures

Les souris seront opérées à l’âge adulte (semaine 10) avec une durée maximale de chirurgie de 1h30, suivie d’une période de récupération de 4 jours. Les animaux seront exposés à de l’alcool dilué dans de l’eau, puis de l’alcool supplémenté d’une substance amère, durant 2h/j pendant 4 jours suivi de 3 jours de pause sans mesure de la consommation. Les animaux seront hébergés dans une même cage, séparés par des séparateurs perforés et transparents pour qu’ils puissent se voir et se toucher. Cet hébergement durera 8 semaines.

Impact sur les animaux

La chirurgie peut engendrer des douleurs post-opératoires au niveau des sites d’incision, l’injection, ou d’implantation de fibre. La prise d’alcool peut engendrer une intoxication qui disparaît 30 minutes après la fin de la prise. L’accès à l’alcool étant limité à 2h/jours, les animaux ne développent pas de syndrome de sevrage. L’hébergement avec des séparateurs peut engendrer du stress.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure afin de procéder à des analyses sur les tissus cérébraux.

Remplacement

Le projet porte sur une analyse de l’activité des neurones au cours de la consommation d’éthanol. Par conséquent, cette procédure doit être effectuée chez des animaux vivants. Des méthodes telles que la culture de cellules ne permettent pas la quantification des connexions neuronales ou de la mesure de l’activité en réponse à une simulation sensorielle in vivo.

Réduction

Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux afin d’obtenir une analyse fiable (le nombre d’animaux estimé permet d’effectuer des tests statistiques) et complète de l’analyse comportementale et de l’activité de notre région cérébrale d’intérêt. Nous avons utilisé un logiciel pour calculer le nombre d’animaux nécessaires pour chaque procédure en prenant en compte la quantité de conditions expérimentales pour chacune d’elle. Nous nous sommes également appuyés sur la bibliographie.

Raffinement

Pour réduire la souffrance imposée par le protocole et améliorer le bien-être des animaux, les mesures suivantes seront appliquées : 1. Les cages seront enrichies avec un nid cotonné pour améliorer leur confort. 2. Une surveillance quotidienne des animaux sera effectuée par le personnel animalier, y compris les week-ends et jours fériés. Avant le début de l’expérience, une surveillance hebdomadaire sera réalisée par l’expérimentateur, qui passera ensuite à une surveillance quotidienne pendant toute la durée de l’expérience. Les observations incluront la vérification de la capacité de l’animal à s’alimenter, son poids, son comportement, sa vivacité et l’état de son pelage. 3. Pour prévenir la douleur pré-opératoire, un analgésique sera administré. 4. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale. La température corporelle de l’animal sera maintenue grâce à un tapis chauffant. Un gel ophtalmique sera appliqué sur les yeux pour prévenir la déshydratation oculaire. 5. Après la chirurgie, un sérum physiologique stérile sera administré pour éviter la déshydratation, et de la nourriture humidifiée sera mise à disposition au sol de la cage. 6. Le poids, l’état de l’animal, et la bonne cicatrisation de l’incision dans la peau de la tête seront contrôlés quotidiennement pendant 4 jours suivant la chirurgie. Des points limite adaptés ont été mis en place pour toute la durée du protocole.

Choix des espèces

Les souris sont un modèle largement utilisé pour l’étude des régions cérébrales impliquées dans l’addiction aux drogues incluant l’alcool, puisque la majorité des études se font sur ce modèle. Il est donc nécessaire de travailler sur la souris, pour pouvoir comparer nos résultats avec les études précédentes et actuelles. De plus, notre région cérébrale d’intérêt (l’insula) possède la même structure chez la souris que chez l’humain. Les animaux seront utilisés au stade adulte, afin de travailler sur des neurones matures. Les procédures chirurgicales seront réalisées chez des souris âgées de 10 semaines.

Chacune des 96 souris enchaîne, à 6, 12 puis 18 mois, une batterie de tests répartie sur trois semaines : prélèvements sanguins, suspension à un câble à 45 cm du sol, labyrinthe, mesure de force, arène lumineuse, course forcée sur tapis roulant et 48 heures en cage individuelle. Ces procédures relèvent d'un niveau de souffrance modéré et toutes les souris sont tuées à l'issue pour nécropsie. La course sur tapis roulant est entretenue par des chocs électriques que le porteur qualifie de légers et destinés à motiver le mouvement. L'étude vise à mesurer l'effet d'un anticorps anti-GDF15 sur le vieillissement, le protocole imposant à chaque animal trois cycles de tests sur dix-huit mois.

Objectifs

Le vieillissement est un processus complexe et hétérogène, se manifestant par différentes trajectoires de déclin fonctionnel et métabolique. GDF15 est l’une des protéines les plus corrélées à l’âge avec des niveaux qui augmentent progressivement tout au long de la vie. Elle a un effet protecteur à court terme, mais son élévation chronique est associée au déclin lié à l’âge. Dans ce contexte, ce projet a pour objectif d'évaluer de manière approfondie l'impact d'un traitement par anticorps anti-GDF15 sur ces trajectoires. L'étude vise à mettre en évidence comment ce traitement influence la préservation d'un ensemble de capacités intrinsèques (aptitudes physiques et cognitives non liées à un apprentissage ou un entrainement) et l'amélioration des marqueurs clés du métabolisme comme le taux de cholestérol et de glucose dans le sang, et la dépense énergétique par exemple. En identifiant les effets précis du traitement, ce projet contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes physiologiques impliqués dans le vieillissement, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour favoriser la vitalité et la qualité de vie à un âge avancé. Le projet pourra se dérouler dans deux Établissements Utilisateurs si nécessaire.

Bénéfices attendus

Grâce à cette étude, nous serons en mesure de mieux comprendre le rôle de la GDF-15 dans les processus de vieillissement ainsi que son lien avec le déclin fonctionnel, et d'envisager de nouvelles approches thérapeutique pour favoriser la vitalité et la qualité de vie à un âge avancé.

Procédures

Les animaux vigiles seront soumis à une série d'évaluations comportementales, motrices, et métaboliques, réparties sur 3 semaines, le tout à 3 reprises, soit à l’âge de 6, 12 et 18 mois : - Les prélèvements de sang : faible volume et sous anesthésie gazeuse pour la Biochimie du sang et l'hématologie. - L’analyse de la composition corporelle : les animaux seront placés dans une cellule de contention, type tube, lui-même placé dans une chambre RMN durant moins de 3 minutes au total. - Evaluation de la coordination motrice : Les animaux seront suspendus à un câble métallique à une hauteur de 45 cm pendant maximum 4 minutes et le temps de chute (sur une surface épaisse et molle pour amortir le choc) sera mesuré à trois reprises, chaque mesure étant espacée d’une heure. - Évaluation de la mémoire spatiale à court terme : Les animaux seront soumis à un test d'exploration dans un labyrinthe, d'une durée d'environ 8 minutes par souris. - Évaluation de la force de préhension : La force motrice des membres sera mesurée par trois prises espacées d'une heure pour une durée totale d'environ 5 minutes par mesure. - Évaluation de l'activité motrice et de l'anxiété : Les animaux seront observés pendant 10 minutes dans une arène lumineuse. - Évaluation de l'endurance physique : Les animaux seront soumis à un exercice forcé sur tapis roulant. La durée de cette intervention est variable en fonction des performances individuelles. Des stimulations électriques de faible intensité encouragent le mouvement. - La mesure des échanges gazeux : les animaux sont temporairement individualisés (48h) pour permettre la mesure des gaz consommés et produits de chaque individu. Afin de limiter la fatigue et l'interférence entre les mesures, les tests seront répartis sur 3 semaines (Prélèvements de sang et Analyse de la composition corporelle en semaine 1, tests comportementaux en semaine 2, mesure des échanges gazeux en semaine 3). L’ensemble du projet jusqu’à ce stade sera réalisé dans le premier Etablissement Utilisateur. En fin de procédure, les animaux seront mis à jeûn durant 2 heures, anesthésiés pour un prélèvement de sang terminal puis mis à mort pour nécropsie dans le premier ou le second Etablissement Utilisateur.

Impact sur les animaux

Les tests expérimentaux utilisés pour cette étude génèrent un faible niveau de stress : - Les prélèvements de sang génèrent un stress et une douleurs légers. Ces prélèvements n'auront lieu que tous les 6 mois, soit 3 fois au cours du protocole. - L’analyse de la composition corporelle implique le placement des animaux dans une cellule de confinement exigüe, ce qui génère un stress léger et court (moins de 3 minutes au total). - La préhension de une à cinq minutes lors de la mise en place des animaux dans les dispositifs de comportement génère un stress léger. - L'évaluation de la coordination motrice génère un stress physique léger. Les animaux seront suspendus à un câble métallique à une hauteur de 45 cm pendant maximum 4 minutes. - L'évaluation de la mémoire spatiale à court terme génère un stress léger et court (environ 8 minutes) lié à un environnement nouveau et non familier. - L'évaluation de la force de préhension genère un stress lors de la préhension mais également un stress physique court lors de l’expérience (5 minutes par mesure). - L'évaluation de l'activité motrice et de l'anxiété génère un stress léger et court (10 minutes) car l’environnement est nouveau, lumineux et non sécurisant (absence d’enrichissement). - L'évaluation de l'endurance physique génère un stress modéré et un inconfort physique dus à l'exercice forcé (la durée de cette intervention est variable en fonction des performances individuelles). Les stimulations électriques sur la grille arrière sont utilisées uniquement pour inciter l'animal à courir et sont calibrées au niveau minimal efficace (choc aversif léger) pour motiver le mouvement par inconfort et non par douleur. - La mesure des échanges gazeux génère un stress modéré lié à l’individualisation temporaire (48h) des animaux. Les fonds de cage de calorimétrie sont les mêmes que les fonds de cages d’hébergement habituel, ils sont transparents et les animaux peuvent se voir d’une cage à l’autre durant l’enregistrement. - Le transport éventuel en fin de protocole pour la mise à mort dans le second Etablissement Utilisateur, entrainera un stress léger lié au mouvement des cages durant quelques minutes (300m à parcourir).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure afin de procéder à des nécropsies (analyses en biochimie et en expression génique sur différents organes d'intérêt).

Remplacement

Dans le cadre de ce projet, nous souhaitons analyser comment un traitement anti-GDF15 influence l'évolution des capacités intrinsèques et des fonctions métaboliques d'individus d'âge avancé. L'évaluation de ces processus exige l'utilisation d'organismes vivants (humains ou modèles animaux), car les tests comportementaux essentiels ne peuvent être reproduits par des approches in vitro ou ex vivo. Compte tenu de son espérance de vie plus courte et de ses processus physiologiques similaires à ceux de l'Homme, la souris apparaît comme le modèle de choix le plus pertinent pour cette étude.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au maximum en se basant sur les données de la littérature et ce nombre a été corrigé par un calcul de puissance statistique. L'utilisation d'un analyseur de composition corporelle pour évaluer les masses grasses et maigre constitue également un élément de réduction du nombre d'animaux utilisé, en ceci que 60 secondes dans une cellule de contention remplacent l'utilisation d'animaux supplémentaires : avant l'utilisation de cet automate, il était nécessaire de prévoir un groupe d'animaux dédié à la composition corporelle, évaluée par prélèvement et pesée des tissus lors d'une nécropsie.

Raffinement

Les tests expérimentaux utilisés pour cette étude génèrent peu de stress (préhension lors de la mise en place des animaux dans les dispositifs de comportement). Une habituation aux gestes de manipulation sera effectuée avant chaque lot de tests pendant 5 minutes par souris pendant 3 jours avant le début des tests pour limiter le stress généré par l’expérimentateur. Les animaux seront également acclimatés à la salle d’expérimentation pendant la phase d’habituation. Les prélèvements de sang seront réalisés sous anesthésie gazeuse afin de limiter le stress et la douleur, ce geste sera effectué par une personne ayant une longue exérience de ce geste technique. Des éléments d’enrichissement seront mis en place dans la cage d’hébergement afin d’assurer leur bien-être et réduire le stress : animaux placés en groupe dans les cages, mise en place de tunnels en cartons, du papier pour faire un nid. A partir de l’âge de 12 mois, les souris seront placées dans des portoirs connectés DVC (Cage Digitales Ventilées) permettant d’identifier précocément toute perte d’activité et de prostration. Enfin, si la mise à mort a lieu dans le second Etablissement Utilisateur, les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément du second Etablissement Utilisateur (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport). Les animaux sont transportés dans leur cage d'origine et les cages seront protégées du froid ou de la chaleur dans un container souple occultant et isotherme afin de minimiser le stress, pour un transport d'une durée de moins de 10 minutes. Le choix de la mise à mort dans le premier Etablissement Utilisateur sera privilégié si l’organisation des laboratoires et des équipements au moment de la mise à mort le permet.

Choix des espèces

Lors de ce projet, nous cherchons à étudier l’évolution des capacités intrinsèques (aptitudes physiques et cognitives non liées à un apprentissage ou un entrainement) d’un individu d’âge avancé et ses fonctions métaboliques en fonction d’un traitement anti-GDF15. Cela nécessite de l’étudier sur des organismes vivants, humains ou modèles animaux. La souris semble un choix plus approprié pour cette étude grâce à l’espérance de vie plus courte et des processus physiologiques similaires à l’Homme. Pour étudier les différentes trajectoires de vieillissement, une évaluation des capacités et des fonctions métaboliques sera réalisée à trois âges différents : 6, 12 et 18 mois. L’objectif est d’identifier le rôle précoce de GDF-15 et de l’action du traitement testé à long terme.

10 050 souris vont être utilisées, la plupart tuées à l'issue et 150 réutilisées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal peut subir jusqu'à trois neurochirurgies, une épilepsie provoquée par injection d'un produit chimique dans le cerveau, puis des enregistrements de plusieurs heures et des injections répétées. Le projet teste les candidats médicaments d'industriels du médicament sur ce modèle d'épilepsie du lobe temporal. La justification de l'effectif de plus de dix mille souris tient en quelques lignes générales sur la réduction.

Objectifs

Les désordres de type épileptique représentent l’une des atteintes cérébrales les plus importantes au monde. En effet environ 1% de la population mondiale va dans sa vie avoir une crise d’épilepsie. Au niveau de l’activité cérébrale lors d’une crise de type épileptique, il est observé une modification transitoire du fonctionnement d’un ou plusieurs réseaux de neurones qui vont mal fonctionner. Malgré le développement de plus de 20 antiépileptiques lors des 30 dernières années, plus de 30% des patients épileptiques n’ont pas leur épilepsie contrôlée par les antiépileptiques. De plus, les principaux antiépileptiques utilisés en clinique montrent certes une efficacité sur les décharges épileptiques mais provoquent de nombreux effets secondaires (fatigabilité, somnolence, tremblement, troubles de l’apprentissage ou de l’humeur, prise ou perte de poids…). Il apparait donc comme critique de développer de nouveaux traitements antiépileptiques afin de traiter les patients épileptiques résistants aux traitements déjà existants et qui provoquent moins d’effets secondaires afin d’améliorer le contrôle de la maladie et la qualité de vie des patients. Dans ce projet, nous nous proposons de tester, sélectionner et valider de nouveaux candidats médicament développées par les industriels du médicament. Cette approche repose sur l’utilisation d’un modèle de souris reproduisant les principales caractéristiques d’une forme d’épilepsie humaine : l’épilepsie du lobe temporal. Une étude pharmacologique extensive de ce modèle de souris du lobe temporal a montré une certaine résistance à certains antiépileptiques. Ce modèle apparait donc comme un modèle pertinent pour la sélection et la validation de nouveaux traitements antiépileptiques. Ce projet facilitera le développement de candidats médicament antiépileptiques plus efficaces et présentant moins d’effets secondaires pour des patients souffrant d’épilepsies non contrôlées efficacement par les traitements actuels.

Bénéfices attendus

Les traitements actuels contre l’épilepsie ne sont pas satisfaisants, il est donc nécessaire de valider de nouveaux candidats médicament. Ce projet vise à aider les industriels du médicament à identifier, sélectionner et valider de nouveaux médicaments afin de pallier au manque d’alternatives thérapeutiques disponibles.

Procédures

Les animaux de ce projet vont subir jusqu’à 3 neurochirurgies d’environ une heure chacune, et potentiellement une chirurgie (pose de pompe). Ces chirurgies seront réalisées sous anesthésie générale. Une première chirurgie permettra l’induction du modèle par injection de molécule chimique dans le cerveau (durée 2 minutes). Par la suite, les animaux pourront subir d’autres sessions de chirurgie pendant lesquelles les animaux vont avoir soit une seconde injection de matériel génétique ou de vecteur viral (quelques minutes), et/ou la mise en place d’un dispositif d’enregistrement, et/ou la mise en place de chambre implantable en sous cutané pour la délivrance des médicaments (quelques minutes). Les animaux pourront être soumis à des enregistrements (d’une dizaine d’heures maximum) une à deux fois par semaine. Lors de ces enregistrements des traitements pharmacologiques seront administrés : au maximum 2 injections (quelques minutes) par enregistrement (maximum 10h) avec un maximum de 10 enregistrements par plan d’étude croisé. Une période de repos de 2 jours minimum sera respectée entre 2 sessions (en fonction du délai possible d'admission des candidats médicaments). Lors des tests pharmacologiques en administration de longue durée (chronique), les injections pourront être réalisées une à 2 fois par jour, sur une durée maximum de 4 semaines. Des prélèvements sanguins (d'une durée de quelques minutes) pourront être faits en fonction du plan expérimental établi. Le nombre maximum de prélèvements pouvant être effectués est dépendant de la technique de prélèvement utilisée.

Impact sur les animaux

Les animaux vont subir une à trois neurochirurgies d’environ une heure comprenant la période d’anesthésie, et potentiellement une chirurgie « simple » pour la pose sous cutanée de pompe. Suite à la chirurgie, une diminution de l'activité locomotrice et une déshydratation passagère pourront être observées. Une douleur modérée pourra apparaitre dans les heures suivant l'intervention chirurgicale. Un état de mal-être pourra persister quelques heures après l’injection qui rend les animaux épileptiques. Malgré les études toxicologiques préalablement conduites et exigées avant tout test de composés sur nos animaux, certains effets indésirables non attendus peuvent survenir lors des injections des candidats médicament, notamment une perte de tonus musculaire, une somnolence ou à l'inverse une excitation due aux mécanismes d'action des molécules testées. Les prélèvements sanguins pourront produire une douleur modérée (piqure d’aiguille). La répétition des injections peut engendrer un stress léger lors de la manipulation de l’animal et une douleur modérée au point d’injection (piqure d’aiguille). Les enregistrements peuvent engendrer un stress léger du fait de la manipulation des animaux. Des pertes de dispositif permettant l’enregistrement des neurones du cerveau peuvent survenir, entrainant la mise à mort de l’animal.

Devenir

Les animaux seront mis à mort dans le but de faire des prélèvements et des analyses du cerveau et des tissus. Si les animaux ne sont pas mis à mort, ils pourront être réutilisés (pour de la formation ou pour un autre plan d'étude) si : - le nombre d'injection maximum n'a pas été atteint - le bien-être de l'animal le permet. Une procédure de ré-utilisation des animaux a été écrite et validée par le vétérinaire référent.

Remplacement

Cette étude nécessite donc l'utilisation de modèles animaux car elle cible des mécanismes physiopathologiques complexes qui ne peuvent pas être récapitulés par des modèles plus simples (ex. culture de neurones).

Réduction

Dans le cas des études de test pharmacologique, chaque animal sera testé avant et après les injections pour permettre de comparer les effets du médicament et ainsi réduire le nombre d’animaux utilisé. Le nombre d’animaux a ainsi été déterminé de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité scientifique des expériences menées

Raffinement

Les souris qui entrent dans ce projet ont au minimum une semaine d’acclimatation à la zone d’hébergement. Le projet implique la mise en place d’un système d’enregistrement de l'activité des neurones chez le rongeur avec une chirurgie. Une injection d’analgésique sera faite avant la neurochirurgie et sera renouvelée 6 à 8 h après afin de prévenir toute douleur liée à la phase de chirurgie. Après la neurochirurgie, l’état de santé des animaux sera surveillé tout au long des expériences et évalué grâce à une grille mesurant le niveau de douleur et les points limites adaptés. Cela nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Dès l’apparition d’un signe clinique d’alerte (poids, comportement...) nous nous réfèrerons à une grille de cotation interne spécifique permettant de prendre les mesures nécessaires en fonction des points limites identifiés afin de préserver le bien-être animal. L’évaluation est réalisée jusqu’à disparition du signe d’alerte. Lors des injections, une surveillance particulière est portée sur les animaux. Un arbre décisionnel peut être consulté en cas d’altération de l’état général de l’animal après l’injection afin de le soulager.

Choix des espèces

Dans ce projet nous utiliserons des souris. Le modèle a été développé chez la souris, car il reproduit les principales caractéristiques observées chez les patients souffrant d’épilepsie du lobe temporal. Ce modèle permet une quantification précise des crises pour évaluer l’effet des candidats médicament. Des animaux adultes seront utilisés dans ce projet. En effet, ce modèle a été développé chez des animaux adultes afin de travailler sur un cerveau mature qui restera stable tout au long de l’étude.

Pour tester les candidats médicaments de clients industriels, 1 160 souris rendues obèses par l'alimentation vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles sont soumises à une course forcée sur tapis roulant jusqu'à épuisement, avec des chocs électriques de faible intensité, ainsi qu'à des mesures de force et à des prélèvements sanguins. L'étude évalue des molécules anti-obésité seules ou combinées à la sémaglutide. Le projet est présenté comme un protocole standardisé destiné à couvrir dix études sur cinq ans pour ces clients.

Objectifs

L'obésité dans le monde a presque triplé depuis 1975, pour atteindre plus de 650 millions de personnes obèses en 2016, selon l'OMS. L'obésité est alors considérée comme un fardeau de santé publique, pour lequel une variété de thérapeutiques, de procédures chirurgicales et de dispositifs médicaux sont actuellement à l'étude. Parmi ceux-ci, la sémaglutide, un agoniste des récepteurs GLP-1R, a obtenu récemment une autorisation de mise sur le marché. La Sémaglutide présente une efficacité impressionnante, du niveau de celle de la chirurgie bariatrique, mais certaines inquiétudes émergent car la perte de poids résultante de son utilisation provient à la fois d'une perte de masse grasse mais également d'une perte de masse musculaire. Cette dernière s'avère problématique chez l'obèse qui est déjà un sujet à risque de sarcopénie obésogène. Le présent projet résulte de la standardisation du protocole expérimental employé et vise à couvrir 10 études indépendants sur les 5 prochaines années. Ces études seront menées à un stade précoce du développement des candidats médicaments de nos clients et vise à tester leur efficacité anti-obésité chez la souris rendue obèse par une alimentation enrichie en graisse. Les composés testés ont pour intérêt majeur de cibler des voies de signalisation impliquées à la fois dans la régulation du poids corporel et dans la fonction musculaire. Les composés en développement seront ainsi testés en administration seule ou combinée avec la sémaglutide. Le projet devra permettre de montrer l'impact d'un traitement chronique des candidats médicaments seul sur le poids corporel du modèle d'obésité. Dans le cadre des administrations combinées avec le sémaglutide, l'objectif est d'observer un additivité des effets et, ainsi, une amélioration des effets de la combinaison comparativement au sémaglutide seul, mais également d'étudier la capacité des composés à contrer les effets délétères de la sémaglutide sur la fonction musculaire.

Bénéfices attendus

Ce projet s'inscrit dans le cadre du développement de composés anti-obésité visant l'humain. Alors que plusieurs molécules anti-obésité ont été autorisées ces vingt dernières années, un grand nombre d'entre elles se sont vues retirées du marché en raison d'effets secondaires graves. Seules 3 spécialités sont actuellement approuvées en Europe pour des traitements de longue durée du surpoids et de l'obésité, dont la sémaglutide qui est la plus efficace et la plus prescrite. Néanmoins, la sémaglutide présente un effet délétère sur la masse et la fonction musculaire lors d'administration chroniques. Le bénéfice attendu du présent projet est double car si les résultats sont concluants, les candidats médicaments pourront venir compléter l'arsenal thérapeutique anti-obésité, en administration seule ou combinée avec la sémaglutide, et dans ce dernier cas, en améliorer l'efficacité tout en contrant ses effets secondaires au niveau musculaire.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes: 1) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (25 mesures au cours de l'étude; durée de la mesure : 1 minute); 2) Administration de véhicule ou du candidat médicament (14 administrations; durée de l'administration : 1 minute); 3) Administrations de véhicule ou de sémaglutide (91 administrations; durée de l'administration : 1 minute); 4) Analyse non invasive de composition corporelle (7 mesures; durée de la mesure: 2 minutes); 5) Prélèvements sanguins (2 prélèvements; durée du prélèvement : 5 minutes); 6) Mesures de force d'agrippement (2 sessions de mesures de 5 minutes); 7) Mesures de performance sur tapis roulant (2 mesures, durée: 35 minutes); 8) Mesures de la force musculaire in vivo (2 mesures, Durée :20 minutes); 9) Anesthésie générale avant la mise à mort et prélèvement d'organes (durée: 10 minutes).

Impact sur les animaux

Les mesures de poids corporel et autres manipulations, les mesures de composition corporelle, les administrations des traitements et les tests d'agrippement pourront être source de stress du fait d'une entrave aux mouvements de courte durée (Durée maximum des pesées : 2 minutes/ Durée maximum de mesure de la composition corporelle : 2 minutes/ Durée maximum des traitements : 1 minute ; Durée maximum du test d'agrippement : 5 minutes). Les administrations par voie orales ou intrapéritonéale (selon la voie d'administration du candidat médicament) et sous-cutanée occasionneront également une douleur de faible intensité et de faible durée aux animaux. Les mesures de force musculaire in vivo nécessiteront une anesthésie avec réveil qui peut être source de stress. Les mesure de performance sur tapis roulant pour mesure de la VO2 max occasionne un exercice forcé pour les animaux pouvant être source de stress et de fatigue puisque les animaux sont amenés à courir jusqu'à épuisement ainsi que de douleur légères du fait des chocs électriques de faible intensité. La mise à jeun de 4h préalable aux prélèvements sanguins, bien que réalisée en phase diurne, pourra induire une sensation de faim. Les deux prélèvements sanguins de 50μl seront source de douleurs légères. Enfin, le caractère obèse des souris sera source d'inconfort en réduisant légèrement leur capacité de mouvement.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour prélèvement d'organes et analyses biochimiques et histologiques ultèrieures.

Remplacement

L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la composition corporelle, et les paramètres de performance musculaire dans le cadre des troubles métaboliques. Par ailleurs, bien que le composé que nous testons ont systématiquement fait l'objet d'études préliminaires réalisées in vitro dans les premières phases de son développement, l'étude in vivo reste une étape règlementaire incontournable pour la constitution d'un dossier de demande de premières études sur l'homme (passage aux études cliniques).

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur le modèle de souris obèse et l'analyse des paramètres d'intérêt de l’étude. Ainsi, le nombre de 12 animaux par groupe pour les souris obèses a été rationalisé de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés avec une puissance à 0.80 et une erreur alpha à 0.05. Le groupe témoins non obèse a été réduit à 10 animaux compte tenu de la moindre variabilité dans les paramètres étudiés.

Raffinement

Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux sans compromettre les objectifs de l’étude. Les traitements seront administrés par des expérimentateurs rodés à ce type de pratique. Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour les besoins de l’étude mais les animaux conserveront des contacts olfactifs et visuels. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. Les prélèvements sanguins prévus seront limités au volume minimum nécessaire aux dosages ultérieurs et une crème analgésique sera appliquée sur la queue 30 minutes avant les prélèvements sanguins. Les animaux seront sous contrôle direct et permanent des expérimentateurs pendant les tests de course sur tapis roulant et pendant les test de force par agrippement. Les mesure de force musculaire in vivo seront réalisées sur animal anesthésié et une attention particulière sera apportée pendant la phase de réveil. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent, entre autres, une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques en cas de douleur avérée.

Choix des espèces

Le modèle de souris nourries avec une alimentation enrichie en graisses est un des modèles les plus classiquement utilisés et les mieux documenté dans le cadre d'études précliniques menées dans le contexte des troubles métaboliques. Les animaux seront utilisés au stade adulte de 20 semaines. Le choix de ce stade de développement est guidé par la population humaine ciblée par les composés testés, à savoir une population adulte et tient compte d'une période de 14 semaines de régime enrichi en graisse chez le fournisseur.

60 souris transgéniques vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, après implantation sous anesthésie d'électrodes cérébrales. Elles sont ensuite isolées deux fois une semaine dans des barils individuels pour les phases d'enregistrement. L'étude cherche à caractériser les troubles du sommeil dans un modèle murin de dystrophie myotonique. Elles sont tuées à la fin pour revérifier leur génotype et prélever le cerveau, les bénéfices espérés restant formulés au conditionnel.

Objectifs

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1, prévalence : 1/8000) est une maladie génétique qui affecte presque tous les organes, comme le cœur et les autres muscles, mais aussi le cerveau. Il en résulte des troubles neurologiques qui ont un impact délétère sur les patients DM1 et leurs familles. Outre des symptômes cognitifs handicapants tels qu'une déficience intellectuelle sévère dans la forme congénitale, on retrouve chez les patients DM1 des altérations motrices, des changements de la perception de l’espace, un déficit attentionnel, de la fatigue intellectuelle et quelques cas d'épilepsies. Une somnolence excessive pendant la journée est également un symptôme fréquent. Initialement focalisée sur le muscle, la recherche sur DM1 dispose de peu de données sur la pathologie cérébrale et les mécanismes à l'origine des troubles neurologiques, comme l'altération de la qualité du sommeil, ont été très peu ou pas étudiés à ce jour. Notre but est de caractériser, dans le modèle murin de la pathologie, les modifications du sommeil.

Bénéfices attendus

La description très détaillée du cycle veille-sommeil au travers du modèle murin apporteront des informations inédites sur la pathologie DM1. Nous pensons que les résultats obtenus aideront à la prise en charge de la maladie afin d'améliorer la qualité de vie des patients.

Procédures

Les 60 souris auront une implantation chirurgicale, sous anesthésie générale, d'électrodes pour les mesures de l'activité électroencéphalographiques (EEG) et électromyographiques (EMG), chaque implantation durera au maximum une heure (en moyenne 45 minutes). Les souris seront placées en chambres d’enregistrement pour deux sessions d’une semaine d’enregistrement : une semaine après l’implantation chirurgicale et un mois après.

Impact sur les animaux

Outre l’injection intrapéritonéale de l’anesthésique qui pourra générer un léger stress, la chirurgie pratiquée ne devrait pas induire d’effets indésirables. L’effet indésirable attendu durant les phases d’enregistrement sera uniquement dû à l’isolement des animaux dans des barils individuels (les souris seront isolées deux fois 7 jours).

Devenir

Les animaux seront mis à mort afin de revérifier leur génotype. De plus, les cerveaux seront également prélevés pour des études ex vivo de biologie moléculaire, qui seront déterminées après l'analyse des résultats sur la qualité du sommeil.

Remplacement

Il n’existe pas à ce jour de modèles in vitro d’études du sommeil. L’étude du cycle veille-sommeil n'est possible que sur un animal entier, vigile et se comportant normalement.

Réduction

60 animaux au maximum devraient être utilisés. Nous prévoyons d’utiliser 12 animaux par groupe (souris transgéniques et leurs contrôles). L’obtention des données qualitatives et quantitatives sera analysée par des tests classiquement utilisés dans l’étude du sommeil sur ces effectifs. Si les 12 premières souris d'un groupe donnent des résultats de qualité, on n’utilisera pas les 3 souris supplémentaires de ce même groupe.

Raffinement

Des mesures appropriées seront prises pour suivre la pathologie (surveillance de la pousse des dents qui seront coupées si elles deviennent trop longues), pour minimiser le stress et mal-être individuel (hébergement enrichi et en groupe avant la chirurgie pour éviter un isolement social), pour gérer la douleur avant, pendant et après la chirurgie (médications par un anti-inflammatoire, surveillance de la cicatrisation au niveau de l’implant d’électrodes), et pour limiter l’isolement pendant les phases d’enregistrement électroencéphalographique avec des cages individuelles en espace ouvert pour empêcher que les congénères ne dégradent les implants et permettre aux animaux de se voir et sentir leurs odeurs.

Choix des espèces

Notre choix s'est orienté vers les modèles de souris transgéniques, modèles classiques d'étude de certaines maladies comme celle que nous étudions. Les souris transgéniques créées en insérant le gène humain porteur de la mutation responsable de la maladie permettent d'étudier les mécanismes physiopathologiques. De plus, chez la souris adulte, l’anatomie, les réseaux neuronaux et la neurophysiologie sont maintenant bien caractérisés et de nombreux tests ont été développés pour mesurer le sommeil dans les meilleures conditions possibles et en réponse aux exigences de l'expérimentation animale. Le modèle souris possède enfin les grands principes d’organisation anatomique conservés chez l’homme et les souris ont une taille cérébrale qui permet d’étudier les oscillations locales de l'hippocampe ciblé dans notre projet. L'étude sera réalisée sur des souris âgées de 2 mois (plus précisément 8 semaines) afin d'être à un âge 1/ où le phénotype DM1 est bien établi et 2/ compatible avec l'implantation aisée des électrodes pour la mesure du sommeil.