Souris
Evaluation de l’immunogénicité de vaccins contre le SARS- CoV-2 (nouveaux variants), les virus Nipah et HBV, et les bactéries Chlamydiae trachomatis (CT), Bordetella pertussis ou encore Tuberculosis mycobacterium affectant l’homme – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Dix-huit vaccins croisés avec et sans adjuvant et selon six voies d'administration : 3 612 souris reçoivent deux à trois injections aux semaines 0, 3 et 5, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les injections passent par voie intrapéritonéale, sous-cutanée, intradermique, intranasale, intramusculaire ou intravaginale, et sept prélèvements sanguins échelonnés complètent le suivi de chaque animal. Toutes les souris sont tuées pour analyser la moelle osseuse, la rate, les ganglions et les muqueuses par lesquelles entrent les pathogènes. L'effectif découle du criblage lui-même, sept souris par groupe multipliées par le nombre de combinaisons, et le porteur affirme que "la réponse immunitaire générée est sans conséquence sur l'animal".
Objectifs
Les objectifs du projet sont de tester la capacité de vaccins à activer des réponses immunitaires dans les infections comme l’infection à SARS-CoV-2 (nouveaux variants), à Nipah virus (un virus léthal qui émerge contre lequel il n'existe pas de vaccin), HBV (le virus de l'hépatite B contre lequel il n'existe pas de vaccin), Chlamydiae trachomatis (CT, une bactérie sexuellement transmissible contre laquelle il n'existe pas de vaccin), Bordetella pertussis (responsable de la coqueluche dont les cas sont en nette augmentation du fait d'une diminution de la protection induite par le vaccin acellulaire) ou encore Tuberculosis mycobacterium (afin de traiter les formes latentes de la tuberculose) et d’identifier pour chaque vaccin la meilleure voie d’administration et le meilleur adjuvant afin d’obtenir des réponses immunitaires optimales et adaptées à chaque pathogène. Les vaccins que nous évaluons dans ce projet ont démontré leur innocuité dans une précédente étude. Ce qui change ici ce sont les antigènes (petits morceaux de microbes qui ne donnent pas la maladie) véhiculés par ces vaccins. Nous devons nous assurer que ces antigènes sont bien capables d'activer des réponses immunitaires dans un organisme vivant. Cette évaluation préclinique est primordiale avant de pouvoir tester ces vaccins chez l'homme dans des essais cliniques. Certains de nos vaccins sont des anticorps associés à des petits fragments de microbes. Ces anticorps reconnaissent des protéines humaines à la surface des cellules clefs pour activer le système immunitaire. Pour tester ces vaccins, nous devons utiliser des souris génétiquement modifiées qui expriment ces protéines humaines. Le projet vise également à déterminer la persistance de la réponse immunitaire induite par les vaccins après avoir choisi les plus efficaces et l’adjuvant le plus efficace pour chaque vaccin.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont le développement de nouveaux vaccins dans des maladies infectieuses avec un impact sur la santé humaine.
Procédures
Les interventions effectuées seront des injections de vaccins (durée: 30 secondes) par voie intrapéritonéale, sous-cutanée, intradermique, intranasale, intramusculaire ou intravaginale selon les procédures ( à semaine 0, 3 et 5) et un prélèvement périodique de sang (durée 30 secondes) pratiqué sur les souris (Semaine (S)-1, S0+1 jour, S2, S3+1jour, S4, S5+1 jour, et le jour de la mise à mort) après la vaccination.
Impact sur les animaux
Les animaux recevront 2 à 3 injections de vaccin et seront soumis à des prélèvements sanguins réguliers. La réponse immunitaire générée est sans conséquence sur l’animal tout le long de la cinétique expérimentale. Les effets indésirables pourraient être une infection après l'utilisation d'aiguilles au moment de l'injection des vaccins ou des prélèvements de sang. Les aiguilles sont changées entre chaque animal pour limiter cet effet indésirable.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure afin d'évaluer les réponses immunitaires induites par les vaccins dans les organes lymphoïdes primaires (moelle osseuse) et secondaires (rate et ganglions lymphatiques) et dans les tissus périphériques portent d'entrée des pathogènes.
Remplacement
Les vaccins utilisés dans ce projet ont déjà été évalués dans un précédent projet. Ce qui change ici se sont les antigènes (petits fragments de microbes qui ne provoquent pas la maladie) véhiculés par nos vaccins. Nous devons nous assurer que ces antigènes sont bien capables d'activer des réponses immunitaires dans un organisme vivant. Cette évaluation préclinique est primordiale avant de pouvoir tester ces vaccins chez l'homme dans des essais cliniques. Les nouvelles versions de vaccins que nous allons tester dans ces modèles animaux ont été présélectionnés sur la base de plusieurs tests in vitro sur des cellules en culture. Ainsi seuls les vaccins candidats qui auront donné les meilleurs résultats seront ensuite utilisés chez l’animal. Nous nous proposons ici de tester l’efficacité de ces vaccins pré-sélectionnés dans des modèles de souris (induction de réponses immunitaires systémiques, muqueuses et de longue durée). Les réponses immunitaires sont des processus complexes dont la mise en place est conditionnée par des interactions dynamiques impliquant de nombreux partenaires cellulaires présents dans différents compartiments de l’organismes (site d’entrée du pathogène/antigène, ganglion drainant, site effecteur). A l’heure actuelle, aucune approche in vitro ne permet de reproduire de façon satisfaisante l’ensemble des phénomènes impliqués dans l’initiation des réponses immunitaires dans le cadre d’une infection naturelle ou après une vaccination. C’est pourquoi nous avons besoin de travailler avec ces modèles animaux.
Réduction
Dans le cadre de la « Réduction », nous avons calculé le nombre minimal de souris (n=7 par groupe) nécessaires pour que les résultats soient significatifs et selon nos précédents travaux. Il s'agit ici de tester 18 vaccins avec et sans adjuvant et injectés selon différentes voies afin de trouver les meilleures conditions d'utilisation de ces vaccins c'est-à-dire l'adjuvant et la voie d'administration qui induiront les réponses immunitaires optimales. Ce nombre est estimé à 3612 souris et est calculé sur la base d’une formule statistique couramment utilisée dans l'expérimentation animale afin de calculer au plus juste le nombre d'animaux par procédure.
Raffinement
Les souris sont élevées avec soin et respect, en présence d’éléments d’enrichissement (bandelette de coton et neslets pour faire un nid et un tunnel en carton pour se réfugier et jouer) afin de réduire au maximum la souffrance animale, qu’elle soit physique ou psychique. Nous avons ainsi établi une grille de bien-être des animaux qui comprend l'évaluation de 10 signes cliniques et prend en compte des points limites. Les animaux sont toujours manipulés par une personne expérimentée.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler chez la souris car notre projet nécessite d’étudier les réponses immunitaires chez des animaux génétiquement modifiés afin de d'exprimer un gène humain dans un type cellulaire donné. En effet, certains de nos vaccins sont des anticorps associés à des petits fragments de microbes. Ces anticorps reconnaissent des protéines humaines à la surface des cellules clefs pour activer le système immunitaire. Pour tester ces vaccins, nous devons utiliser des animaux génétiquement modifiées qui expriment ces protéines humaines. Ces modifications génétiques sont possibles chez la souris. D’autre part, les modèles murins de vaccination ont déjà été mis au point et sont largement décrits dans la littérature. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (après 8 semaines afin de minimiser l’impact des perturbations endocriniennes observées avant cette tranche d’âges).
Détermination de l’activité antivirale de deux molécules contre le virus Hazara
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Immunodéficientes et porteuses d'une maladie du foie létale tenue en échec par un médicament dans l'eau de boisson, 1 010 souris voient leur foie repeuplé par des cellules hépatiques humaines après retrait progressif de ce médicament. La greffe passe par une incision du flanc d'un centimètre et demi et une injection dans la rate, suivie de prélèvements sanguins toutes les trois semaines pendant treize semaines, puis d'une infection par le virus Hazara et de sept jours d'injections d'antiviraux. 920 souris relèvent d'un niveau de souffrance sévère et 90 d'un niveau modéré, toutes sont tuées à l'issue pour évaluer l'activité des deux molécules testées. Le porteur écrit que ces conditions "n'entrainent aucun effet négatif sur la santé ou le bien-être des animaux".
Objectifs
Les infections virales transmises par les tiques sont en nette augmentation depuis le début du XXIe siècle. En effet, les changements climatiques et les pratiques humaines favorisent leur expansion, preuve en est, les récentes incursions dans le sud de l’Europe du virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHFV). Le virus CCHF est responsable de graves fièvres hémorragiques associées à une létalité élevée (10-40%) et sa manipulation nécessite un laboratoire de niveau de biosécurité 4 (BSL-4). Outre les piqûres de tiques, la transmission interhumaine se fait par la manipulation de sang ou de tissus d'animaux infectés. Pour contourner le problème de l'exigence d'un laboratoire BSL-4, le virus Hazara (HAZV), un virus transmis également par les tiques appartenant au même sérogroupe que le CCHFV, mais non responsable de maladies humaines, est couramment utilisé comme modèle de substitution pour étudier le CCHFV dans un laboratoire de niveau de biosécurité 2. L’objectif du projet est donc de tester deux molécules antivirales contre HAZV et dont l’efficacité a déjà été montré en cellules primaires en laboratoire, dans un modèle murin humanisé pour le foie et infecté par le virus HAZV.
Bénéfices attendus
Le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHFV) présentant une menace pour la santé publique et est responsable de graves fièvres hémorragiques associées à une létalité élevée (10-40%), avec une transmission interhumaine possible et une absence d'options thérapeutiques approuvées ou de vaccins homologués. Alors que CCHFV est un virus de classe 4 et reste très difficile à étudier chez la souris, le virus HAZARA, non pathogène pour l’homme, représente un modèle alternatif pour tester et calibrer l’efficacité de molécules antivirales . Ainsi, avec ce projet, nous espérons valider chez la souris l’efficacité de molécules ayant déjà montré une forte activité antivirale contre ces pathogènes en cellules primaires au laboratoire. Ceci représente la première étape en vue de leur développement pré-clinique.
Procédures
Lors de l’étape d’humanisation du foie : - Injection par voie intraveineuse sous anesthésie gazeuse (durée : 2 min maximum en prenant en compte l'anesthésie et l'injection, le réveil est quasi immédiat) - Injection sous cutanée sur animaux vigiles d’un analgésique postopératoire 30 minutes avant l’intervention (durée : moins d'1 minute) - Incision sur le flanc gauche (max 1-1,5cm), un anesthésique local sera appliqué, juste avant l’intervention, au niveau du site d'incision. - Injection dans la rate d’hépatocytes humains et suture par agrafe, sous anesthésie gazeuse (induction 3 ou 3,5%, maintien 3%) (durée : moins de 15 minutes) - Prélèvements sanguins sur animaux vigiles (100 µl max.) toutes les 3 semaines à partir de 7 semaine post greffe pendant 13 semaines environs. Les prélèvements se feront sous anesthésie locale (durée : moins d'1 minute) - Les animaux seront pesés 2 fois par semaine (environ 1 minute) pendant 9 à 15 semaines. Lors de l’étape d’infection : - Injection du virus sur animaux vigiles du virus HAZARA (durée : moins d'1 minute) - Dans le cas où le modèle validé est celui avec injection d’anticorps : Injection d’anticorps sur animaux vigiles (durée : moins d'1 minute) à J1 et J6 post infection -Prélèvement sanguin, 1 fois par semaine, sous anesthésie locale (moins d'1 minute) pendant 14 jours. - Injection de molécules antivirales sur animaux vigiles (durée : moins d'1 minute) pendant 7 jours
Impact sur les animaux
Le modèle murin humanisé pour le foie, infecté par le virus HAZARA n’est pas décrit dans la littérature, mais sur la base des données sur l’infection par ce virus , certaines nuisances et effets indésirables sont attendus. -Effets liés à l’infection : Augmentation des enzymes du foie suggérant une atteinte du foie transitoire, signes cliniques généraux liés à l’infection (fièvre, animal isolé, réflexe pilo-moteur, perte de poids modérée (jusqu’à 10-15 %), réduction de la prise alimentaire). -Effets liés à la procédures expérimentales associées : Les injections peuvent engendrer un stress léger et de la douleur temporaire au point d’injection. -Modèle de souris : Aucune nuisance ou effet indésirable attendu dans les conditions prévues. -Greffe : La chirurgie et les points de suture peuvent engendrer de la douleur temporaire -Administration antiviraux : Aucune nuisance ou effet indésirable attendu dans les conditions prévues. -Administration anticorps : Aucune nuisance ou effet indésirable attendu dans les conditions prévues.
Devenir
Les reproducteurs seront euthanasiés. Tous les animaux seront euthanasiés en fin d'expérimentation, pour évaluer le modèle d'infection par le virus et pour évaluer l’effet anti viral des molécules testées.
Remplacement
Malgré le développement de nouvelles conditions pour remplacer l’utilisation de modèles animaux, les conditions de culture des cellules de foie sont encore aujourd’hui sous-optimales car elles ne permettent pas d’étudier l’activité antivirale d’une molécule thérapeutique ainsi que ces effets indésirables dans l’organisme. Les résultats obtenus en laboratoire doivent donc être impérativement confirmés dans un modèle de souris.
Réduction
L’estimation du nombre d’animaux par groupe a été réduit au minimum sans mettre en péril une interprétation statistique des résultats. Les taux de prise de greffe et de mortalité/morbidité propre à cette souche ont également été pris en compte. Afin de limiter le nombre de conditions, nous avons fait le choix de ne tester qu’une seule voie d’administration qui est la plus à même de permettre une infection du tissu du foie. Deux doses d’antiviraux seront successivement testées, mais nous ne réaliserons la dose forte qu’en cas d’absence de résultats sur la dose faible. Enfin, afin d’éviter de tester les molécules sur deux modèles différents (avec et sans anticorps) nous avons fait le choix de dédier une procédure à l’évaluation du modèle le plus pertinent puis de conduire les expérimentations sur un modèle seulement.
Raffinement
Les manipulations des souris dont le système immunitaire est déficient, seront effectuées dans un environnement complètement stérile. Ces souris ont une maladie du foie létale mais l’administration d’un médicament en continue via l’eau de boisson stérile permet de prévenir cette maladie. Ces conditions n’entrainent aucun effet négatif sur la santé ou le bien-être des animaux.Tout au long des expériences, nous veillerons au bien-être des animaux, à réduire au maximum la souffrance et l'angoisse des souris grâce à la mise en place d’une grille de score clinique. En cas de signe de douleur, un analgésique sera administré. Une période d’acclimatation d’une semaine sera respectée avant le début des expériences pour permettre aux animaux de s’adapter à leur nouvel environnement. Les animaux seront maintenus en groupes sociaux pour limiter le stress, et une maisonnette en carton sera ajoutée si un animal se retrouve isolé. Les prélèvements sanguins seront effectués sous anesthésie locale. Les prélèvements terminaux seront réalisés sous anesthésie profonde.
Choix des espèces
Cette lignée de souris a été choisi du fait de son système immunitaire déficient ce qui va permettre d’introduire des cellules humaines sans que l’animal les rejette. Ces souris ont également une maladie du foie létale mais l’administration d’un médicament en continue via l’eau de boisson stérile permet de la prévenir. C'est cette maladie qui va permettre la repopulation du foie de l’animal par des cellules de foie humain, en remplacement des cellules de foie de l’animal qui vont être éliminée après le retrait progressif du médicament. Les animaux seront greffés dès l’âge de 5 semaines, âge à partir duquel ils supportent bien la chirurgie (poids > 13-15g). L’humanisation du foie dure entre 4 à 5 mois, les animaux seront donc infectés à partir de 21 semaines.
Déplétion génétique d’une cible thérapeutique dans le foie et implication dans le développement de la cholangite sclérosante primitive (MODIFICATION)
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Une seule intervention est déclarée pour 240 souris, un prélèvement de sang terminal d'environ une minute sous anesthésie. Ce qu'elles subissent tient à leur construction génétique : le modèle développe de lui-même une cholestase du foie avec ictère, une fibrose des voies biliaires et une hypertension portale, avec perte de poids, stress à l'effort et diarrhée observables de huit semaines à neuf mois. Le niveau de souffrance déclaré est modéré. Toutes sont tuées pour collecter les tissus, l'enjeu étant de rattacher une cible thérapeutique au développement de la cholangite sclérosante primitive.
Objectifs
L’objectif du projet est d’étudier l’implication de l’expression d’une cible thérapeutique sur le développement de la cholangite sclérosante primitive (CSP). La CSP est une maladie inflammatoire chronique des voies biliaires qui entraîne une fibrose et une destruction progressive des canaux biliaires, menant à des complications très sévères, telles qu’une insuffisance hépatique et des tumeurs hépatobiliaires. La CSP est relativement rare, touchant environ 1 personne sur 10 000 dans la population générale. Elle est plus fréquente chez les hommes que chez les femmes et est souvent diagnostiquée chez les patients atteints de colite ulcéreuse. À l’exception de la greffe du foie, qui est réservée aux patients les plus gravement touchés, il n’existe actuellement aucun traitement pour cette maladie. Nous étudions une protéine d’intérêt localisée sur la membrane cellulaire, jouant un rôle dans le développement de différents cancers, notamment celui du foie. Nous avons développé un anticorps reconnaissant spécifiquement cette cible thérapeutique qui ralentit la croissance tumorale des cancers du foie et le processus de fibrose hépatique. Ainsi l’objectif de ce projet est d’évalué le rôle essentiel que joue notre cible thérapeutique dans le développement de la fibrose et l’initiation tumoral (MODIFICATION) dans le cas d’une CSP. Pour cela, un nouveau modèle de souris a récemment été développé afin d’obtenir une suppression ciblée de cette cible au niveau du foie uniquement. Cela nous permettra d’évaluer l’implication de l’expression de notre protéine d’intérêt sur le développement de la CSP. Nous évaluerons également l’impact de cette cible à un stade plus tardif de la maladie, au stade d’initiation de tumeur. Cela permettra d’étudier l’impact de cette cible au stade d’initiation de tumeur et déterminer son rôle dans le développement de tumeur (MODIFICATION).
Bénéfices attendus
Notre étude vise à évaluer l’implication d’une cible thérapeutique sur le développement de la CSP. Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre et d’affirmer le rôle de cette cible dans le développement de la CSP mais également dans l’initiation tumorale (stade plus tardif de la maladie MODIFICATION). L'objectif de l'ensemble du projet est de comprendre comment notre cible thérapeutique participe à l’évolution de la maladie et d’identifier des voies cellulaires dérégulées, et potentiellement de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Les animaux subiront un prélèvement de sang terminal. Cette procédure est réalisée sur animaux anesthésiés et est réalisé en environ 1 minute.
Impact sur les animaux
Ce modèle de souris développe spontanément une maladie hépatique caractérisée par une cholestase intrahépatique avec ictère, une fibrose biliaire, une hypertension portale. Une perte de poids et un stress à l’effort entre 8 semaines et 9 mois peuvent être observé. Une diarrhée peut également être observée à partir de 8 semaines d’âge. (MODIFICATION).
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront mis à mort afin de collecter les tissues nécessaires qui seront utilisés pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Afin de remplacer les études in vivo, nous avons procédé à des études in vitro afin de démontrer la validité de l’approche. Celle-ci nécessite maintenant une validation dans un modèle physiologique complet sur animal entier pour une meilleure compréhension du mécanisme et avant une transposition chez l’Homme.
Réduction
Les tailles d’effectifs ont été déterminées grâce à une précédente étude afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables et robustes. Les données obtenues grâce aux animaux de ce projet seront analysées avec des tests statistiques classiques.
Raffinement
Afin de raffiner au mieux notre méthodologie, le protocole expérimental est planifié en amont, l’environnement des animaux est enrichi avec des tubes de coton pour la nidification, des briques de tremble à ronger, un tunnel pour se cacher, et des points limites précoces ont été établis afin d’interrompre si nécessaire les procédures permettant de soustraire les animaux à toute douleur ou souffrance. Des méthodes anesthésiques seront appliquées lors des gestes le nécessitant. Les animaux sont observés quotidiennement.
Choix des espèces
Les souris sont de petits mammifères très proches de l’homme. Le modèle proposé dans cette étude a contribué dans le passé à établir le potentiel curatif des approches thérapeutiques actuellement prescrites chez l’homme. C’est actuellement le modèle le plus pertinent en termes d’homogénéité et de reproductibilité dont nous disposons pour étudier le développement de la fibrose et l’initiation tumorale (MODIFICATION) suite à une CSP. De plus le modèle de souris que nous utilisons est génétiquement modifiée pour ne pas exprimer notre cible thérapeutique au niveau du foie afin de compléter nos études sur cette cible. À présent, ce modèle n’est donc disponible que dans la souris. Les animaux seront utilisés à un âge de 4 semaines minimum. Ce choix permettra une étude en fonction du stade de la maladie.
Rôle des lysosomes dans la nutrition préplacentaire des embryons de souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
5 580 souris vont être élevées et tuées pour que soient prélevés des embryons à dix jours et demi de gestation, qui ne comptent pas dans cet effectif. Les procédures déclarées se limitent au tatouage des souriceaux et à une biopsie de queue pour le génotypage, dans un niveau de souffrance léger. Les accouplements contrôlés isolent les mâles, les surnuméraires d'élevage et les géniteurs sont tués. Le porteur ramène l'objectif à la compréhension de la nutrition de l'embryon avant la mise en place du placenta, piste avancée pour les fausses couches répétées chez la femme, et estime l'effectif à partir de son expérience des accouplements plutôt que d'un calcul.
Objectifs
Dans ce projet nous élèverons deux lignées de souris mutantes pour deux transporteurs d’acides aminés afin d’étudier le processus de nutrition des embryons avant la mise en place du placenta. Ce processus, appelé nutrition histiotrophique et qui se produit pendant l'organogenèse, repose sur la dégradation et la transformation en nutriments de macromolécules maternelles par un tissu extra-embryonnaire, le sac vitellin. Nous étudierons la régulation de ce processus par les transporteurs d'acides aminés en effectuant des accouplements contrôlés des souris mutantes et en analysant des tissus embryonnaires et extra-embryonnaires prélevés avnt le dernier tiers de la gestation. L’étude de ces deux transporteurs dans la régulation de la nutrition précoce de l’embryon offrira de nouvelles perspectives pour la compréhension des fausses couches répétées chez la femme, qui pourraient avoir une origine génétique.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre comment les embryons de mammifères se nourissent dans une phase précoce du développement. Les résultats obtenus pourraient permettre de mieux comprendre certaines causes génétiques à l’origine de fausses couches répétées.
Procédures
Les nuissances prévues sont minimales : tatouage des souriceaux et prélèvement d'une biopsie pour le génotypage.
Impact sur les animaux
La procédure de génotypage des animaux implique une biopsie de queue qui peut povoquer un stress (contention légère) et une douleur (prélèvement) de très courte durée et d'intensité faible. Certaines souris mutantes peuvent présenter des défauts oculaires, qui feront l'objet de soins simples et non invasifs (nettoyage doux, lubrification) pour éviter la douleur et les risques d'infection.
Devenir
Les animaux surnuméraires d'élevage seront mis à mort. Les géniteurs des accouplements contrôlés seront mis à mort à la fin de la procédure. Les tissus des embryons sujets de l’étude (jour de gestation 10,5 - non soumis à la directive européenne relative à la protection des animaux utilisés à des fins scientifiques) seront prélevés pour réaliser diverses analyses (mesures de taille, histologie, immunomarquages, identification de métabolites clés).
Remplacement
Le processus de nutrition histiotrophique est spécifique des mammifères. Il ne peut pas être reproduit par des approches in vitro et il ne peut pas être étudié dans des modèles animaux invertébrés.
Réduction
Les lignées de souris mutantes seront maintenues avec un nombre minimal d'accouplements afin de limiter la production d'animaux surnuméraires. Ce nombre a été estimé à partir de notre expérience de ces accouplements (besoins pour l’élevage, fréquence de réussite des accouplements contrôlés).
Raffinement
Les animaux seront élevés en groupe sauf dans le cas des accouplements contrôlés nécessaires pour produire des embryons pour lesquels des mâles seront isolés. L’isolement des mâles sera limité strictement dans le temps afin de minimiser le stress induit par l’absence de congénères et l’enrichissement sera augmenté dans les cages. Les souris mutantes présentant des défauts oculaires feront l'objet de soins simples et non invasifs pour éviter la douleur et les risques d'infection. Des points limites stricts, spécifiques et précoces seront appliqués tout au long du projet.
Choix des espèces
Le processus de nutrition histiotrophique par le sac vitellin est spécifique des mammifères. La souris constitue un modèle de choix parmi les mammifères en raison de sa petite taille et de la rapidité de son développement. Le sac vitellin des rongeurs présente aussi une particularité anatomique qui facilite l’étude de la nutrition histiotrophique. Le choix du stade de développement E10,5 est basé sur le fait qu’à ce stade, le sac vitellin et l’embryon ont une taille optimale pour la dissection, et que la nutrition de l’embryon se fait toujours via le sac vitellin, et non via le placenta qui devient complètement fonctionnel plus tardivement (E14,5).
Explorer l’exercice physique pour la santé cérébrale et le bien-être
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
90 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement de tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une administration quotidienne de corticostérone pendant quatre semaines provoque perte de poids, baisse d'appétit, altération du pelage et apathie, avant six semaines de course sur tapis roulant cinq jours par semaine, au risque de lésions plantaires. Un test de force de préhension, un open field et des tests d'endurance de vingt à trente-cinq minutes complètent un protocole présenté comme une exploration de l'exercice physique "pour la santé cérébrale et le bien-être". Sur le choix de la souris, le porteur avance sa taille, sa compatibilité avec le tapis roulant, un entretien "plus rentable" que celui des animaux plus gros, et le fait que les souris soient "souvent considérées comme un choix plus acceptable sur le plan éthique".
Objectifs
Ce projet vise à comprendre comment un stress prolongé influence le cerveau, le muscle et le métabolisme, et à déterminer dans quelle mesure différentes formes d’exercice physique peuvent limiter ou modifier ces effets. Nous analyserons : la capacité du cerveau à s’adapter, les capacités de récupération et de fonctionnement du muscle, le fonctionnement énergétique des cellules, et les réactions inflammatoires du corps. L’objectif est d’identifier comment le stress chronique et l’exercice physique interagissent, et si l’exercice volontaire (roue) et l’exercice imposé (tapis roulant) produisent des effets différents sur ces processus. Le protocole permettra d’établir un lien entre les comportements (anxiété, activité spontanée, endurance, force), les changements cellulaires et les marqueurs sanguins. Nous faisons l’hypothèse que : l’exercice volontaire agit surtout sur l’équilibre émotionnel et l’adaptation du cerveau, tandis que l’exercice imposé agit surtout sur les capacités énergétiques et structurelles des muscles. Les résultats aideront à mieux comprendre comment le stress chronique, la douleur et l’activité physique interagissent et influencent l’adaptation globale de l’organisme.
Bénéfices attendus
Le projet cherche à mieux comprendre comment le stress chronique et l’activité physique agissent ensemble sur la santé mentale. Il repose sur l’idée que certaines personnes deviennent plus sensibles au stress alors que d’autres arrivent mieux à y faire face. Pour répondre à cette question, nous utilisons un modèle animal qui permet d’étudier précisément les effets d’un stress prolongé ainsi que deux formes d’exercice, l’une choisie librement et l’autre imposée. Ce projet vise à repérer ce qui, dans le cerveau, les muscles et le fonctionnement général du corps, explique la fragilité ou au contraire la résistance face au stress. Nous nous intéressons notamment à la capacité du cerveau à s’adapter, au fonctionnement et à la récupération du muscle, ainsi qu’à la manière dont le corps produit et utilise son énergie. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment l’activité physique peut protéger le corps et l’esprit lorsqu’une personne est exposée au stress pendant longtemps. Ils aideront aussi à identifier des indicateurs biologiques utiles pour suivre les effets de programmes d’activité physique utilisés comme alternatives ou compléments aux traitements. Enfin, le projet apportera des connaissances essentielles pour prévenir les troubles de l’humeur, l’anxiété ou le déclin des capacités intellectuelles qui peuvent être liés au stress et au manque d’activité.
Procédures
1-Habituation au tapis roulant • Durée : 1 semaine • Fréquence : 1 session par jour • Description : Les animaux sont progressivement exposés au tapis roulant afin de réduire le stress et de garantir une familiarisation suffisante avec l’appareil avant les premiers tests. 2-Traitement expérimental d'une durée de 4 semaines • Administration quotidienne selon le protocole expérimental. 3-Évaluation des capacités physiques – Tests pré-entraînement • Durée d’une session : 20 à 35 minutes par animal • Description : Test d’endurance, test d’exercice progressif ou autre mesure selon le protocole, afin d’établir le niveau physique basal avant l’entraînement. 4-Programme d’entraînement physique a) Entraînement sur tapis roulant • Durée totale : 6 semaines • Fréquence : 5 jours par semaine • Durée d’une séance : variable (progressive selon intensité et protocole) • Description : Sessions structurées d’endurance visant à induire des adaptations musculaires et physiologiques. b) Activité spontanée en roue • Durée : 6 semaines en parallèle de l’entraînement • Accès libre à la roue pendant les périodes prévues selon le protocole. 5-Évaluation des capacités physiques – Tests post-entraînement • Durée d’une session : 20 à 35 minutes par animal • Description : Tests identiques ou équivalents aux mesures pré-entraînement, afin d’évaluer les effets de l’entraînement et/ou du traitement. 6-Test d’activité spontanée • Durée : 30 minutes • Description : Analyse du comportement locomoteur et de l’activité libre. 7-Mise à mort et prélèvements • Réalisés conformément aux procédures réglementaires . • Un prélèvement sanguin terminal est effectué juste avant l’euthanasie.
Impact sur les animaux
Pour l’exercice : lésions plantaires, fatigue musculaire, stress lié à la manipulation ; Pour la Corticosterone: perte de poids, diminution de l’appétit, altération du pelage, apathie.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés afin de prélever des tissus pour des analyses histologiques, cellulaires ou moléculaires.
Remplacement
Pour comprendre comment le cerveau, les muscles et l’énergie du corps fonctionnent ensemble, il faut étudier le corps dans son ensemble, car tous ces systèmes interagissent. Le cerveau peut s’adapter et changer, le corps transforme l’énergie pour fonctionner, les muscles et les nerfs travaillent ensemble, et tout cela est régulé par un système qui contrôle le stress et des signaux venant du reste du corps. Pour vraiment comprendre comment tout cela fonctionne, il faut observer le corps dans son ensemble.
Réduction
Dans ce projet , nous avons cherché à utiliser le moins d’animaux possible dès la conception de l’étude. Pour déterminer combien de souris étaient nécessaires, nous avons utilisé un logiciel spécialisé qui nous aide à prévoir combien d’animaux suffisent pour obtenir des résultats fiables. Nous avons estimé qu’avec 15 souris par groupe (soit 90 souris au total pour 6 groupes), nous pourrions détecter des effets importants du stress et de l’exercice sur la santé des souris, tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Chaque souris suivra un protocole standardisé permettant de réaliser de nombreuses analyses différentes (biochimie, molécules, comportement), ce qui maximise les informations obtenues à partir de chaque animal.
Raffinement
Les conditions de soins et d’hébergement des animaux sont adaptées à la procédure réalisée afin de limiter au minimum la souffrance animale. Une habituation est réalisée au cours de la phase d’acclimatation pour limiter le stress généré. Les animaux seront regroupés dans des cages (6 animaux par cage). L’isolement des animaux est évité. Le cycle d’éclairage est de 12h par jour (6h-18h). Pendant l’ensemble des procédures, une surveillance quotidienne est effectuée. Si le comportement d'un animal est altéré, il est pesé avec un point limite de perte de poids. Si d'autres points limites sont observés lors du suivi, l’euthanasie pourrait s’avérer nécessaire. A l’issue de l’exercice sur tapis roulant, si l’animal semble fatigué, de l’alimentation sous forme de granullé mouillé est fournie, voire il est réalisée une injection de NaCl 0,9% . Des soins locaux sont prévus en cas d'irritation des pattes au cours des séances d'entrainement. Les animaux pour lesquels une habituation est impossible (< 1/15 en moyenne) sont retirés de l'expérimentation, afin que l'exercice ne soit pas associé à un stress douloureux. Ces animaux seront décomptés du total d'animaux utilisés. Mise à disposition des animaux, si besoin, de poches d’eau gélifiée et/ou croquettes humides.
Choix des espèces
Taille et facilité de manipulation pendant l’exercice physique sur tapis roulant animal. Les souris sont souvent considérées comme un choix plus acceptable sur le plan éthique pour la recherche que les animaux plus gros. Leur petite taille et leur capacité à être logés en groupe facilitent la prestation de soins appropriés et minimisent les souffrances. L’entretien et le logement des souris sont généralement plus rentables que les animaux plus gros, car ils nécessitent moins d’espace, de nourriture et de ressources. Compatible avec le tapis roulant,roue d'activité spontonés, grip strength (mesurer la force de préhension) et Open field (permet d’évaluer l’activité et certains aspects du comportement de la souris) de notre laboratoire. Animaux jeunes adultes 8 semaines. Age pour lequel l'entrainement physique en aérobie aura le plus d'effet sur le système musculaire.
Impact de l’alimentation maternelle obésogène pendant la gestation et la lactation sur les mécanismes cérébraux et comportementaux de la prise alimentaire des souriceaux jusqu’au sevrage.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Retrait de la portée à la naissance, adoption croisée, séparation de cinq à six heures au deuxième jour d'allaitement, test de tétée sur une femelle inconnue : 1 606 souris et souriceaux passent par ces manipulations, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les femelles reçoivent pendant six semaines une alimentation riche en gras et en sucre qui les mène à un état pré-diabétique, avec 33 % d'adiposité en plus que les témoins, pour mesurer si l'alimentation de la mère modifie l'avidité de tétée et les circuits cérébraux de la faim chez leurs petits. Tous sont tués à l'issue, les cerveaux des souriceaux étant prélevés. Le porteur écrit pourtant que ce projet "ne contient pas d'interventions invasives".
Objectifs
L’environnement nutritionnel précoce joue un rôle considérable sur la vulnérabilité d’un individu face aux maladies métaboliques. Notamment, une alimentation maternelle riche en graisse et en sucre (obésogène) pendant la grossesse et l’allaitement entraîne des adaptations des organes du fœtus et du nouveau-né. Le cerveau se forme pendant la vie intra-utérine et poursuit son développement pendant la jeune enfance. L’alimentation maternelle peut donc affecter durablement le développement neuronal du jeune individu, son métabolisme et son comportement. Notre laboratoire a déjà montré que dès les premiers jours de vie, les souriceaux sont capables de distinguer des laits maternels selon leur signature olfactive. Par exemple, des souriceaux de 2 jours nés d’une mère sous alimentation obésogène pendant la gestation, présentent une préférence olfactive pour un lait collecté d’une femelle sous alimentation obésogène, même si ces souriceaux sont adoptés et allaités dès la naissance par une mère sous nourriture standard. Cette observation démontre l’acquisition d’une préférence sensorielle in utero, qui se maintient après la naissance. De plus, nous avons montré que les souriceaux, dès la naissance, acceptent de téter une femelle allaitante même si elle reçoit une alimentation différente de leur mère biologique. En revanche, nous n’avons pas d’informations sur l’avidité du comportement de tétée dans ces conditions. Nous souhaitons déterminer dans ce projet si les préférences olfactives induites par l’alimentation maternelle obésogène impactent réellement le comportement de tétée. Nous allons pour cela quantifier la quantité de lait ingérée en fonction de la signature olfactive du lait présenté. D’autre part nous souhaitons explorer les mécanismes cérébraux impliqués dans la régulation de la prise de lait chez le souriceau jusqu’au sevrage. Les structures cérébrales impliquées dans la régulation de la prise alimentaire chez l’adulte, telles que l’hypothalamus, sont encore en cours de formation chez le nouveau-né. D’autres mécanismes et structures cérébrales semblent donc mis en œuvre très tôt pour contrôler l’ingestion de lait. Nous souhaitons les identifier et évaluer l’impact de l’alimentation maternelle sur leur fonctionnement.
Bénéfices attendus
Les résultats permettront de mieux comprendre le comportement alimentaire du nouveau-né et les mécanismes neuronaux sous-jacents. Cette étude sera également pionnière dans la mise en place d’un protocole standardisé de quantification de l’ingestion de lait chez le jeune souriceau. Le présent projet permettra enfin de préciser l’effet de l’alimentation maternelle obésogène sur les mécanismes de faim et de satiété à un stade de vie très précoce et ainsi de mieux comprendre les mécanismes conduisant à l’obésité chez les jeunes pour pouvoir la prévenir.
Procédures
Ce projet ne contient pas d'interventions invasives (prélèvements, interventions chirurgicales, injections), uniquement une exposition à une alimentation enrichie en gras et sucre pendant 3 à 6 semaines pour les géniteurs et leurs souriceaux.
Impact sur les animaux
Les femelles sous alimentation obésogène pendant les 6 semaines de gestation et d’allaitement présentent une intolérance au glucose et un excès d’adiposité (+33% par rapport aux femelles sous régime standard STD) en fin de lactation, tout en gardant un poids corporel similaire aux femelles STD. Ces effets indésirables constituent des perturbations métaboliques modérées qualifiées d’état pré-diabétique. Un stress peut être généré chez les femelles lors du retrait de leur portée à la naissance et de la mise en adoption d’une autre portée. Un stress additionnel peut être généré lors de la séparation, au 2ième jour d’allaitement, de leur portée pendant 5-6h, pour la quantification de la quantité de lait ingérée par les souriceaux. Sur les souriceaux, les nuisances ou effets indésirables sont, en fonction des procédures 1 ou 2, le potentiel stress de l’adoption à la naissance, le stress des manipulations (mesures de poids jusqu’au sevrage, et de la composition corporelle dans l’EchoMRI au 2ième jour de vie) et le stress pendant le test d’allaitement sur une femelle inconnue au 2ième jour de vie après 4 heures de séparation de leur mère.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort à l’issue des procédures. En effet les géniteurs auront déjà eu plusieurs portées à la fin du projet et pour une partie sous un régime obésogène impliquant des modifications métaboliques non compatibles pour intégrer un autre projet. De même les souriceaux soumis à un régime obésogène in utero et/ou in lacto seront euthanaliser car non utilisable dans d’autres protocoles de physiologie du métabolisme. Les autres souriceaux sont mis à mort pour prélever leur cerveau.
Remplacement
Cette étude nécessite l’utilisation de modèles expérimentaux vivants. En effet, il n’existe pas actuellement de méthodes ou de modèles de substitution permettant d’étudier le comportement alimentaire et sa régulation. De plus, les réponses comportementales autonomes et les sensations de faim et de satiété que nous souhaitons étudier représentent des paramètres complexes qui ne sont pas modélisables in vitro ou par simulation informatique. Ainsi ce projet sera réalisé chez la souris, qui constitue un modèle de référence pour les études métaboliques et neurophysiologiques. Cet animal nous permet d’obtenir des analyses fines du comportement alimentaire.
Réduction
Les accouplements seront réalisés en trios (1 mâle pour 2 femelles), ce qui permet de diminuer de moitié le nombre de mâles géniteurs utilisés. De plus, les mâles non exposés au régime obésogène seront utilisés pour plusieurs accouplements successifs, ce qui permet de diminuer encore le nombre de mâles géniteurs utilisés. Les femelles génitrices seront à la fois les mères biologiques, les mères adoptives et les femelles allaitantes pour le test de mesure de l’ingestion de lait ce qui permet de diminuer le nombre de femelles utilisées. Le fait de travailler avec des animaux standardisés (âge et fond génétique maitrisés) dans des conditions d’élevage standardisées (environnement, nutrition, intervention humaine) est un élément qui permet de réduire la variabilité inter-individuelle, et donc de réduire les effectifs nécessaires dans l’étude. Le nombre d’individu par lot pour les analyses histologiques (n=12), moléculaires (n=12), et comportementales (n=20) a été défini précédemment. Ces effectifs sont appropriés pour réaliser des tests de corrélation et des études statistiques comparatives suffisamment puissantes et robustes pour détecter les éventuels effets recherchés.
Raffinement
Pendant les moments de séparation, les souriceaux seront rassemblés dans le nid formé par leur mère dans leur cage d’hébergement, et la cage sera posée sur une plaque chauffante à 38°C pour maintenir le nid à 36°C malgré l’absence de la femelle et ainsi éviter un stress thermique des souriceaux. Les femelles isolées de leur portée seront placées dans une cage séparée avec accès à l’eau et à leur nourriture, et seront remises dans leur cage d’hébergement avec leur portée juste après les mesures réalisées sur leurs souriceaux. Des grilles de scores cliniques ont par ailleurs été élaborées pour suivre les animaux et les euthanaliser en cas d'atteinte des points limites définis avec la SBEA.
Choix des espèces
La souris représente l’espèce la plus adaptée au type de recherche que nous menons. Cet animal nous permet d’obtenir des analyses fines du comportement alimentaire. Enfin, cette espèce a été bien étudiée par la communauté scientifique et nous disposons maintenant d’outils d’analyses génétiques spécifiques à cette espèce et d’intérêt dans notre projet. Dans ce projet nous souhaitons mettre en évidence des effets très précoces de l’alimentation maternelle obésogène sur la descendance. Nous étudierons donc le comportement alimentaire des souriceaux au cours des premiers jours de vie, en quantifiant les quantités de lait ingérées à deux jours de vie, âge pour lequel nous avons mis en évidence une préférence sensorielle en fonction de l’alimentation maternelle. Nous suivrons également le poids corporel des souriceaux jusqu’au sevrage pour corréler les mesures de comportement alimentaire avec la prise de poids pendant la période d’allaitement. Nous étudierons également les mécanismes cérébraux à 2, 5, 7, 10, et 14 jours de vie. En effet les projections neuronales se mettent en place au cours des deux premières semaines de vie chez la souris.
Étude d’un gène impliqué dans le développement osseux et cérébral et évaluation de molécules thérapeutiques contre ces maladies squelettiques chez la souris.
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
10 660 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent jusqu'à trente-cinq injections sur animal vigile, une biopsie d'oreille, trois tests de mémoire épisodique, trois tests de mémoire spatiale et un test d'épilepsie de deux heures. Certaines molécules administrées provoquent un état cataleptique et épileptique, et les souris mutantes développent une mâchoire proéminente qui allonge les dents, coupées si besoin. Le projet porte sur un gène du nanisme et sur des molécules candidates, sans qu'aucun élément n'explique comment un effectif de 10 660 individus a été arrêté.
Objectifs
Le nanisme, caractérisé par une petite taille disproportionnée et des difficultés d'apprentissage, est dû à une mutation dans un gène appartenant à une famille de récepteur. L'objectif de ce projet est d'étudier le rôle de ce gène au cours du développement squelettique, du vieillissement et son implication sur la cognition afin de mieux comprendre la pathologie humaine et de tester in vivo des molécules "médicament candidat".
Bénéfices attendus
Les principaux bénéfices attendus pour ce projet sont de proposer aux patients une solution thérapeutique pour traiter le nanisme et de déchiffrer la fonction du gène d'intérêt au cours de la croissance, du vieillissement et son implication dans la cognition.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : injection sur animaux vigiles (35 fois max; 30sec), prélèvement de tissu à l'oreille (1 fois; 5sec), test mémoire épisodique (3 fois;5-10 et 15 minutes),test mémoire spatiale (3 fois;5-10 et 15 minutes), test épilepsie (1 fois;2heures).
Impact sur les animaux
Les injections induisent une douleur légère et brève. La biopsie à d'oreille entraine une douleur légére et brève. Les étapes d’anesthésie et de contention peuvent provoquer egalement un stress chez l’animal. Certaines molécules causent un état cataleptique et épileptique. Les souris mutantes peuvent avoir une proéminence anormale de la mâchoire vers l’avant avec pour conséquence des dents longues. Les tests de comportement peuvent induire du stress également.
Devenir
Chaque souris sera mise à mort et de nombreux tissus seront collectés après mise à mort, afin d'approfondir les études moléculaires, cellulaires et protéomiques.
Remplacement
L'objectif étant de comprendre la physiopathologie du nanisme et d'identifier des molécules susceptibles de corriger un défaut de croissance, seuls les modèles animaux peuvent apporter des réponses à nos hypothèses de travail. La souris est un modèle largement utilisé et pertinent en raison de ses similitudes physiologiques et génétiques avec l'humain. Pour les tests de comportement, il n'existe pas d'alternative à l'utilisation d'animaux décrite actuellement dans la littérature.
Réduction
Chaque souris fournira des données détaillées sur plusieurs aspects de la physiopathologie. En effet, de nombreux tissus seront collectés après mise à mort, afin d'approfondir les études moléculaires, cellulaires et protéomiques. Les effectifs ont été déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Le nombre de souris par groupe a été déterminé afin de pouvoir réaliser une analyse statistique en tenant compte de la variabilité intra-groupe.
Raffinement
Pour les tests de comportement les souris auront 3 jours minimum entre chaque test pour réduire le stress. Les souris seront sous surveillance quotidienne et des points limites ont été établis. Elles vivront en groupe avec des matériaux pour construire un nid. Elles seront anesthésiées avec des produits adaptés. Afin de limiter l'impact de l'avancement des dents, les souris seront observées tous les trois jours et une coupe des dents sera réalisée si nécessaire. La grille des scores est remplie tous les trois jours pour les souris 16,24 et 32 jours et hebdomadaire pour les souris 3,12,18 et 24 mois.
Choix des espèces
Le modèle murin est un modèle de choix pour étudier le développement squelettique. En effet, les processus d’ossification chez l’homme et la souris sont similaires. Le modèle de souris de nanisme utilisé reproduit assez fidèlement la pathologie osseuse et est un modèle de choix pour tester des molécules à visée thérapeutique. Le phénotype squelettique est évolutif au cours du développement d'où la nécessité d'étudier des moments bien précis du développement. Le phénotype osseux sera étudié au cours de la période post-natale à différents stades de la vie des souris (16-24-32 jours et 3 -12-18 et 24 mois). Etude de la plaque de croissance à 16 jours. Etude de l'ossification secondaire à 24 jours. Etude de l'os trabéculaire et cortical à 32 jours. Etude de la formation et résorption osseuse à 3 et 12 mois.- Etude du vieillissement à 2 différents temps: 18 mois et 24.
Étude de l’impact de la modulation des gènes dans des cellules non neuronales dans un contexte d’ataxie cérébelleuse. EU3/4
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Transportées à pied d'un bâtiment à l'autre dans une cage placée en double emballage opaque, 360 souris circulent entre les quatre établissements utilisateurs de ce projet sur l'ataxie cérébelleuse. Elles subissent un prélèvement d'oreille, une chirurgie d'une heure sous anesthésie, des tests comportementaux répétés jusqu'à cinq fois, puis pour une partie d'entre elles une dernière chirurgie d'injection de fixateur, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 52 femelles passent par un projet d'élevage pour la reproduction avant d'être tuées, les 308 autres sont tuées pour prélèvement de tissus. Sur le remplacement, le porteur écrit qu'un axe d'études comportementales rend impossible de se passer du modèle animal, et que les réseaux neuronaux visés ne se reproduisent pas en culture cellulaire.
Objectifs
Les ataxies cérébelleuses sont un groupe de maladies neurodégénératives caractérisées par des troubles de la marche, une perte d'équilibre et de coordination motrice. Ces troubles sont causés par la dégénérescence des neurones du cervelet. Du fait de la faible prévalence de ces maladies, la mise en place d'études cliniques s'est avérée difficile et, à ce jour, aucun traitement curatif n'est disponible et très peu de médicaments sont proposés aux patients. Au fil des années, des modèles murins reproduisant les symptômes de plusieurs formes d'ataxie cérébelleuse ont été développés. Chaque modèle reproduit les principales caractéristiques génétiques, la dégénérescence cellulaire et les symptômes observés chez les patients. Au sein de ce projet multi-établissement (effectués dans 4 établissements utilisateurs, nommés ici EU1/EU2/EU3/EU4) nous avons sélectionné deux modèles murins d'ataxie cérébelleuse pouvant servir de paradigme pour ce groupe de maladies : l'ataxie spinocérébelleuse de type 1 (SCA1) et l'ataxie de Friedreich (AF). En fait, ces maladies couvrent l'hétérogénéité de ce groupe en termes de mode de transmission, de type de mutation génétique et de fonction de la protéine mutée. Nous avons récemment réalisé une analyse du cervelet afin d'identifier les principaux dysfonctionnements impliqués dans ces maladies. Nous avons constaté que la perte neuronale peut être influencée par des anomalies de certains types cellulaires non neuronaux qui contribuent au bon fonctionnement des neurones. Parmi ces anomalies, nous avons identifié un gène dont l'expression est plus faible chez les souris malades que chez les souris saines, dans les deux modèles de maladie. Ce projet vise donc à rétablir l'expression de ce gène au même niveau que chez les souris saines afin de démontrer son rôle dans la maladie. Dans cette optique, nous injecterons dans le cervelet de souris anesthésiées un vecteur portant un fragment génétique destiné à augmenter l'expression du gène spécifiquement dans un type particulier de cellules non neuronales, avant l'apparition des symptômes. En surveillant le comportement des souris et en réalisant des analyses moléculaires et histologiques ultérieures, nous espérons améliorer ou retarder l'apparition des symptômes chez les souris injectées. En complément, la seconde partie de notre projet tend à démontrer que la diminution d’expression de ce gène à elle seule suffit à faire apparaître les symptômes moteurs de la maladie chez des souris saines.
Bénéfices attendus
Par la modulation d'un gène spécifique et la combinaison de tests comportementaux, d'analyses histologiques, moléculaires et biochimiques, ce projet vise à élucider le rôle des cellules non neuronales dans l'ataxie cérébelleuse. Plus précisément, grâce à deux modèles murins paradigmatiques d'ataxie cérébelleuse, nous cherchons à démontrer la fonction cruciale d'une protéine produite par les cellules non neuronales pour protéger la fonction neuronale et ainsi prévenir les symptômes neurologiques. Ce projet pourrait prouver l'intérêt de ce gène pour le développement de futurs médicaments applicables à plusieurs types d'ataxies cérébelleuses.
Procédures
Les animaux de ce projet seront soumis à un prélèvement de tissus à l’oreille unique, procédure prenant environ 5 secondes au sein de l’EU1 et de l’EU2. Par la suite, un traitement sera administré par une intervention chirurgicale unique durant 1 heure et qui sera réalisée sous anesthésie et analgésie au sein de l’EU3. Des tests comportementaux, dont la durée totale est de 15 minutes, seront réalisés sur les animaux (au maximum 3 répétitions par test, EU3). En fonction du traitement reçu, ces tests seront réalisés soit 1 fois sur les animaux soit 5 fois (au maximum). Pour finir, une partie des animaux recevra une dernière chirurgie avec injection d’un fixateur sous anesthésie et analgésie pour prélèvements d’organes (intervention prenant 10 minutes au sein de l’EU4).
Impact sur les animaux
Un des deux modèles murins de ce projet commence à perdre du poids à partir de 20 semaines d’âge accompagné de symptômes ataxiques. Le second modèle de ce projet ne présente pas de symptômes ataxiques avant 9 mois mais à partir de 4 à 5 mois des symptômes légers de défaut de coordination motrice sont visibles lors de tests comportementaux. Les tests comportementaux ne sont pas invasifs, sont indolores et n’impliquent qu’un court et léger stress ne causant donc aucun dommage durable aux animaux. La procédure chirurgicale d’injection est accompagnée des mesures d’anesthésie et analgésie nécessaires en amont et lors de l’opération. Il est toutefois possible que les animaux soient soumis à de la douleur post-opératoire pendant les jours suivant la procédure. En prévision de cela, nous optons pour un traitement analgésique post-opératoire pour tous les animaux ayant reçu une injection.
Devenir
Les animaux utilisés dans ce projet sont des organismes génétiquement modifiés qui ne peuvent être replacés ou relâchés. Une partie des animaux produits (femelles) sera réutilisée pour reproduction au sein d’un projet d’élevage déjà en place dans l’EU2 avant mise à mort. Le reste sera étudié puis mis à mort pour prélèvement de tissus et analyses histologiques, moléculaires et biochimiques.
Remplacement
Ce projet comprenant un axe d’études comportementales, il n’est pas possible de se passer du modèle animal. De plus, il n’est pas possible à l’heure actuelle de reproduire en culture cellulaire des réseaux neuronaux complexes comme ceux que nous allons étudier.
Réduction
Toutes les procédures ont été conçues pour réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés, sans compromettre la fiabilité des résultats des expériences. Les analyses statistiques ont été prévues en amont pour déterminer les tailles d’effectifs adéquates. De plus, afin de minimiser le nombre d’animaux, les mêmes individus seront utilisés pour les analyses comportementales, histologiques, moléculaires et biochimiques Des animaux des 2 sexes seront utilisés car l'ataxie spinocérébelleuse de type 1 et l’ataxie de Friedreich affectent de manière égale les mâles et les femelles. Ceci nous permet de générer moins d’animaux pour former nos groupes expérimentaux.
Raffinement
Le transport court des animaux entre les différents établissements utilisateurs sera réalisé à pied et de préférence en début de journée, pour limiter l’impact sur la phase de repos des animaux, dans une cage fermée placée dans un double emballage opaque et fermé. Les animaux seront habitués à l’expérimentateur avant le début des manipulations pour minimiser leur stress. Nous utiliserons des méthodes de contention peu stressantes, comme des tunnels ou le fait de simplement prendre les souris dans la paume de la main au lieu de les prendre par la queue. Les animaux seront aussi habitués aux dispositifs pour tests comportementaux en amont de la réalisation des tests. De plus, nous effectuons un marquage temporaire de couleur à la base de la queue avec un feutre non toxique afin de différencier plus facilement les souris sans avoir besoin de contention pour les identifier lors du comportement. Les animaux seront surveillés tout au long de l’étude à l’aide d’une liste de points limites adaptés et précoces. Pour la prise en charge de la douleur péri-opératoire, nous avons mis en place un protocole analgésique complet accompagné d’une grille de score adaptée pour surveiller le bon rétablissement des animaux. En complément, une grille de score est mise en place afin de surveiller l’état de santé des animaux et de pouvoir mettre en place un traitement précoce et adapté à l’apparition de symptômes.
Choix des espèces
Dans ce projet, nous avons choisi d'utiliser des modèles murins parce que ces derniers présentent des similitudes anatomiques et physiologiques avec le tissu humain : les mêmes types de cellules avec une organisation tissulaire similaire. Ces similitudes entre le cerveau de la souris et celui de l'homme sont cruciales pour disposer de connaissances solides qui pourront être transférées à l'avenir pour soigner l'homme. Il n'existe pas encore d'outils cellulaires capables de récapituler l'état de développement et la complexité de la structure du cerveau animal. La souris est actuellement l’animal de laboratoire sur lequel nous disposons des plus nombreux outils génétiques et moléculaires pour travailler. Les deux modèles utilisés au sein de ce projet sont déjà bien caractérisés ce qui nous permet de prévoir et gérer l’apparition des symptômes ataxiques ainsi que de tester un traitement par modulation génique avant apparition des symptômes. Les tests comportementaux seront effectués à l’âge où les symptômes ataxiques sont significativement visibles afin de mesurer l’efficacité de notre traitement.
Etude du rôle du récepteur ERa sur la fonction endothéliale lymphatique. MODIFICATION. EU 2/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système urogénital
Cinq jours d'injections quotidiennes, une échographie de vingt minutes sous anesthésie, une chirurgie de quinze minutes, une injection de cellules tumorales, trois mesures de composition corporelle par RMN sur animal éveillé, deux gavages suivis de huit puis quatre prélèvements sanguins à la queue : 530 souris femelles enchaînent ces actes entre cinq et vingt-deux semaines d'âge, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La dernière étape, une lymphographie sous anesthésie générale, se termine sans réveil. Le projet cherche le rôle des œstrogènes dans le lymphœdème et la dissémination métastatique, maladie que le porteur décrit comme incurable et touchant majoritairement les femmes. Toutes les souris sont mises à mort à la fin de chaque procédure pour récolter les tissus.
Objectifs
Le système lymphatique permet le maintien de l’homéostasie tissulaire, il assure la balance des fluides, la circulation des cellules immunes et permet le drainage des lipides intestinaux. Lors de la formation d’une tumeur solide, il représente la première voie de dissémination métastatique vers les ganglions. Egalement, une dysfonction de ce système abouti à la formation de lymphoedème, une accumulation massive de de fluide et tissu adipeux dans un membre (éléphantiasis). Les lymphoèdèmes peuvent être primaires (maladie rare) et se développent soit à la naissance (hommes et femmes), soit à la puberté ou pendant la grossesse (femmes uniquement dans ces deux cas) suggérant un effet des hormones féminines sur sa fonction. Les lymphoedèmes peuvent être également secondaires suite à un curage ganglionnaire lors du traitement du cancer (mélanome, sein, cancers gynécologiques). Ce projet vise à caractériser le rôle des hormones féminines dans la physiopathologie du système lymphatique. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs. L’AJOUT DE DEUX TECHNIQUES NÉCESSITE UNE MODIFICATION DU PROJET INITIAL AUTORISÉ (MESURE DE LA COMPOSITION CORPORELLE ET TEST DE TOLÉRANCE ORALE AUX LIPIDES).
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre les différences de genre observées dans la physiopathologie du système vasculaire lymphatique. Il fournira de nouvelles pistes d’exploration visant à bloquer la diffusion métastatique. Enfin, il permettra de mieux comprendre pourquoi le lymphoedème, une maladie incurable qui touche des millions de personnes, affecte majoritairement les femmes.
Procédures
Dans le premier établissement utilisateurs seront réalisées les procédures suivantes : dans un premier temps, une injection quotidienne pendant 5 jours sera effectuée. Ensuite, sous anesthésie générale, une échographie de suivi (20min), ou une intervention chirurgicale (15min) et/ou une injection de cellules tumorales seront réalisées (2min). TROIS FOIS AU COURS DU PROTOCOLE, UNE MESURE DE LA COMPOSITION CORPORELLE, un test de tolérance au glucose et UN TEST DE TOLÉRANCE LIPIDIQUE SERONT RÉALISÉS, ESPACÉS DE DEUX JOURS. LA COMPOSITION CORPORELLE SERA ÉVALUÉE PAR RMN (MINISPEC, BRUKER) CHEZ DES SOURIS ÉVEILLÉES (2 MINS). LES TESTS DE TOLÉRANCE AU GLUCOSE ET LIPIDES IMPLIQUENT UN GAVAGE (20 SEC), SUIVI DE PRÉLÈVEMENTS SANGUINS SÉQUENTIELS À LA QUEUE (8 POUR LE TEST DE TOLÉRANCE AU GLUCOSE ET 4 POUR LE TEST DE TOLÉRANCE LIPIDIQUE). Dans le second établissement utilisateur, les animaux peuvent être soumis à une procédure de lymphographie : réalisée sous anesthésie générale, une injection sera pratiquée en intradermal dans la patte non opérée et dans la patte lymphoedemateuse, la visualisation des vaisseaux sera ensuite effectuée à l'aide d'un stereomicroscope à fluoresence. Cette procédure intervenant en fin de protocole les animaux seront mis à mort sans réveil à l'issue de cette procédure. Au maximum, les souris subiront 2 interventions
Impact sur les animaux
Les chirurgies ainsi que le developpement de tumeurs vont engendrer des douleurs moderees et un leger stress sur l'animal. La chirurgie du lymphoedème ne génère pas d'effet indésirable majeur chez l'animal. Toutefois, si l'animal présente des signes de souffrance (dos vouté, yeux plissés, absence de toilettage), un traitement avec un analgésique sera mis en place. LE MINISPEC PEUT PROVOQUER UN STRESS LÉGER ET TEMPORAIRE DÛ AU CONFINEMENT. LE GAVAGE PEUT CAUSER UN STRESS TEMPORAIRE, UNE LÉGÈRE IRRITATION DE L’ŒSOPHAGE ET UN RISQUE D’ASPIRATION, AVEC UN RISQUE MINIME DE LÉSIONS SI LA TECHNIQUE EST CORRECTE.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure afin de récolter les tissus nécessaires aux expériences du projet
Remplacement
Les effets pleiotropies des oestrogenes, synthetisees majoritairement par les ovaires, font intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modelisables par des approches in vitro. D’autre part, la gestation ne peut être observée que sur animal vivant. C’est pourquoi, le recours a l’experimentation animale est l’unique approche permettant de comprendre les impacts physiologiques du système lymphatique dans la fertilité. De meme, la croissance tumorale et le developpement de lymphoedeme secondaire font intervenir de nombreux partenaires cellulaires et processus pathologiques (cellule endotheliale et lymphatique, inflammation..), il n'y a aucune strategie de remplacement pour l'etude de ces processus physio(patho)logiques, ni aucune strategie de remplacement du modele animal qui permet de repondre aux questions adressees par ce projet.
Réduction
Afin de reduire le nombre d'animaux utilises dans le cadre de ce projet, nous utiliserons en grande majorite uniquement les femelles car cette partie du projet rentre dans le cadre du traitement du cancer du sein et de ses conséquences : le lymphoedème. De plus, le nombre d'animaux utilises par groupe est reduit a son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre est calcule de maniere a donner des resultats statistiquement significatifs afin de delimiter l'effet du genotype, du temps et/ou du traitement
Raffinement
Les animaux sont places en piece d'acclimatation lors de leur arrivee a la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie competent qui verifie leur etat et place de l'enrichissement (carre de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de differents cartons de transport ne sont jamais melanges lors de la repartition dans les cages d'hebergement. Les animaux seront heberges en cage de 4 ou 5 et seront acclimates pendant une periode de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-etre de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillees quotidiennement selon les directives europeennes relatives a l'hebergement des animaux de laboratoire. Cela permettra de réagir rapidement si un animal atteint un des points limites détaillés dans chaque procédure. De plus, pour chaque procedure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffants et les conditions d’anesthesie generale avec analgesique sont realisees pour une meilleure prise en compte de la douleur.Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport).
Choix des espèces
Le choix de l’espece s’est oriente vers la souris car c’est le seul modele pour lequel on peut avoir un suivi de la gestation, de la croissance tumorale avec formation de metastases ou l'apparition du lymphoedeme secondaire apres curage ganglionnaire. De plus, l'invalidation genique du recepteur aux oestrogenes ERα a ete genere seulement dans cette espece. Nous utiliserons en particulier dans ce projet : - des souris conduisant a une invalidation du ERα de maniere tissu-specifique dans les cellules endotheliales lymphatiques. Afin de ne pas affecter la croissance et la puberte, l'ensemble des procedures sera realisee chez des souris femelles a l'age de 5 semaines. Les procedures seront realisees de 5 a 22 semaines
Prélèvement de tissus pour la caractérisation d’animaux génétiquement modifiés utilisés dans l’étude des maladies neurodéveloppementales présentant déficiences intellectuelle (DI) et/ou troubles du spectre autistique (TSA) comme dans le Syndrome de l’X fragile.
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Génétiquement modifiées et élevées pour fournir des lignées modèles de déficience intellectuelle et d'autisme, 1 500 souris subissent le prélèvement de deux millimètres de l'extrémité de la queue, sur animal vigile sous contention, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'opération dure cinq secondes et se pratique entre le treizième et le vingt-huitième jour de vie, âge où la queue est peu ossifiée, ce qui permet de s'en tenir à une contention sans anesthésie. Le porteur indique avoir écarté trois méthodes non invasives, dont le prélèvement de poils, parce que "le souffle sous la hotte de change fait voler les poils hors des tubes". Le sort de chaque souris dépend ensuite du génotypage : celles qui portent le génotype recherché rejoignent un projet expérimental ou l'élevage, les autres sont tuées.
Objectifs
Les animaux génétiquement modifiés constituent des modèles puissants pour étudier la fonction des gènes et comprendre leur rôle dans le cadre de projets scientifiques au bénéfice de la santé humaine et animale ou de l’environnement. Dans le cadre des projets scientifiques utilisant des animaux à fins scientifiques (soumis indépendamment à cette demande d’autorisation de projet), des modèles animaux génétiquement modifiés sont développés et élevés. Dans ce but, il est important d’avoir un élevage adapté et des animaux dont les caractéristiques génétiques sont bien déterminées pour constituer les lots expérimentaux et maintenir une production régulière et adaptée aux besoins. Il est donc nécessaire de caractériser les animaux génétiquement modifiés afin de sélectionner les animaux d’intérêt pour les procédures expérimentales de projets autorisés et ceux nécessaires au maintien des lignées. Nous avons testé des prélèvements par 3 méthodes non invasives à partir de follicules pileux, de fèces, ou via un écouvillonnage bucal. Elles ne sont pour l’instant pas adaptées à nos conditions de diagnostics et manquent de fiabilité: 1) l'écouvillonnage bucal donne des résultats de très faible intensité et parfois même ne mettant pas en évidence une mutation, 2) le prélèvement de poils donne des intensités faible et il y a aussi une forte probabilité d'erreur due au souffle sous la hotte de change qui fait voler les poils hors des tubes, 3) l’utilisation d’encoche à l’oreille ne permet pas un marquage fiable d’un nombre important d’animaux sur les moyens et longs termes. Dans tous les cas, cela peut amener à des erreurs qui compromettraient les résultats obtenus et conduiraient à la nécessité de répéter des prélèvements sur les mêmes animaux ou à en utiliser un plus grand nombre, ce qui est en contradiction avec les principes de raffinement et de réduction. L’objectif de ce projet est une procédure de prélèvement par biopsie utilisée au sein de notre équipe pour le génotypage (technique permettant de relever les différences génétiques entre les animaux d'une même fratrie) identification des animaux qui sera associée à une identification par pose d'une bague auriculaire. Les animaux produits seront utilisés sur des projets concernant l’étude l’étude des maladies neurodéveloppementales présentant déficiences intellectuelle (DI) et/ou troubles du spectre autistique (TSA) comme dans le Syndrome de l’X fragile.
Bénéfices attendus
Ce projet permet de sélectionner les animaux ayant un gène d'intérêt afin d'optimiser la gestion de l'élevage et de fournir les animaux nécessaires aux projets de l'équipe.
Procédures
Prélèvement de 2mm de l’extrémité de la queue (durée maximale 5 secondes) réalisé une seule fois sur chaque animal vigile sous contention.
Impact sur les animaux
Les nuisances engendrées sont le stress léger inhérent à la préhension et à la contention des animaux, la douleur légère lors du prélèvement sur la queue. Un saignement peut aussi apparaître et dans de très rares cas un rejet par la mère.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie à l'issue de cette unique procédure sauf ceux dont le génotypage ne correspond pas à nos besoins. Leur devenir dépendra du résultat du genotypage et/ou de leur sexe parmi les cas suivants : a) Utilisé dans une procédure expérimentale d’un projet autorisé, b) Utilisé pour le maintien de la lignée, si génotypage donnant les génotypes attendues, c) Mise à mort avec ou sans prélèvements post mortem pour les animaux au génotype non recherché .
Remplacement
A ce jour, les techniques de prélèvements de tissus non invasives que nous avons testées n'ont pas données des résultats exploitables. Ce projet est nécessaire pour la production et la mise à disposition d’animaux modèles génétiquement modifiés pour les différents projets de l'équipe.
Réduction
L’enjeu et l’objectif majeur d’une réduction consistent à optimiser les élevages pour limiter la production du nombre d’animaux au strict nécessaire à leur utilisation dans les projets scientifiques ou pour le maintien des lignées. Dans cette perspective plusieurs stratégies sont mises en œuvre : - seules les lignées en cours d’utilisation dans des projets sont maintenues, les autres sont conservées congelées, - les lignées génétiquement modifiées sont maintenues sur des fonds génétiques homogènes de référence, - les schémas d’accouplement sont adaptés pour limiter au maximum la génération d’animaux au génotype (constitution génétique) non pertinent ou la nécessité d’avoir à génotyper et donc d’avoir à effectuer des prélèvements sur les animaux (utilisation de parents homozygotes, c’est-à-dire ayant des gènes identiques, si phénotype non dommageable, c'est-à-dire que l'ensemble des caractères observables d'un individu n'a pas de conséquence sur l'animal) - des réunions mensuelles avec les utilisateurs permettent d'anticiper les besoins à venir
Raffinement
La méthode utilisée est éprouvée, précise, rapide et standardisée permettant de minimiser les nuisances causées aux animaux par leur manipulation et par le prélèvement lui-même. Une liste de points limites et d'actions correctives est utilisée.
Choix des espèces
La souris est un mammifère qui présente de nombreuses similitudes biologiques, structurales et fonctionnelles avec l’être humain qui permettent de répondre à de nombreuses questions scientifiques en biologie, avec un degré élevé d’extrapolation à d’autres espèce (dont l’être humain) ou systèmes biologiques. De nombreux outils moléculaires et génétiques ont été développés avec les rongeurs, et en particulier chez la souris, qui permettent de mieux comprendre les mécanismes de nombreuses pathologies (ex: autisme). Les prélèvements de l’extrémité de la queue peuvent être réalisés entre P13 (animaux agés de 13 jours) et P28 (animaux agés de 28 jours), à des âges auxquels la zone est peu ossifiée et peu vascularisée, ce qui rend le prélèvement réalisable sans anesthésie avec des risques hémorragiques extrêmement réduits.
Evaluation de candidats-médicaments contre les troubles dépressifs induits par défaite sociale répétée chez la souris MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
4 080 souris vont être utilisées, chacune hébergée seule jusqu'à douze semaines d'affilée. Les souris "test" subissent jusqu'à dix défaites sociales face à une souris dominante, deux à dix minutes d'affrontement suivies de vingt-quatre heures à vue et à l'odeur du dominant. Viennent ensuite 28 jours de traitement, cinq séries de tests portant sur l'interaction sociale, l'anxiété, l'anhédonie, l'activité spontanée et la cognition, et une ponction de liquide céphalorachidien sous anesthésie. 2 280 souris relèvent d'un niveau de souffrance sévère et sont tuées, 1 800 sont réutilisées dans deux autres études au maximum, et le porteur inscrit parmi les bénéfices attendus ceux qui reviendraient à l'animal, sous la forme d'une "acquisition de connaissances sur l'espèce utilisée".
Objectifs
Les troubles dépressifs sont des affections très répandues chez l’homme, touchant environ 5 % de la population adulte (4 % des hommes et 6 % des femmes), soit environ 280 millions de personnes dans le monde. Bien qu’il existe des traitements antidépresseurs, environ 30 % des patients y sont peu ou pas sensibles, ce qui souligne la nécessité de découvrir de nouveaux médicaments. De plus, les antidépresseurs traditionnels présentent de nombreux effets secondaires qui apparaissent parfois avant les effets bénéfiques, ce qui limite l'observance thérapeutique. L’objectif de ce projet est de modéliser un stress social chronique chez la souris afin d’évaluer les effets de candidats-médicaments destinés au traitement des troubles dépressifs chez l’homme. Ce modèle comportemental permet d’induire chez les animaux un état proche de la dépression, caractérisé notamment par une diminution des interactions sociales, une anhédonie (perte de la sensation de plaisir) et un état anxieux. Ces symptômes persistent dans le temps, plusieurs semaines après la fin du protocole. Tout comme chez l’homme, ces symptômes peuvent être améliorés par l’administration chronique (sur plusieurs semaines) d’antidépresseurs. Ce modèle constitue donc un outil pertinent pour l’étude des troubles dépressifs chez l’homme et permet d’évaluer le potentiel thérapeutique de nouveaux candidats-médicaments. La découverte d'antidépresseurs avec un effet rapide et sans effets secondaires constitue un enjeu majeur de santé publique.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont la mise au point de nouveaux médicaments pour traiter les troubles dépressifs et anxieux, qui touche plus de 280 millions de personnes dans le monde dont environ 30% qui ne répondent pas aux traitements actuels. Pour l’animal, les bénéfices attendus sont une acquisition de connaissances sur l’espèce utilisée (souris) par le développement d’outils de raffinement de plus en plus adaptés et le choix de l’espèce la plus prédictive en fonction de l’objectif scientifique attendu.
Procédures
MODIFICATION Pour la bonne induction du stress social et favoriser l'interaction des animaux, l'ensemble des animaux seront hébergées individuellement durant toute la durée du protocole. Au maximum l'hébergement individuel sera de 12 semaines : habituation, défaites sociales, traitement chronique avec candidats médicaments / antidépresseurs de référence et tests de comportement. Au maximum, les souris "test" subiront 10 défaites sociales (entre 2 et 10 minutes d'interaction avec une souris dominante suivi de 24h à vue et odeur de la souris dominante), 28 jours de traitements par le candidat-médicament ou un antidépresseur de référence (1 à 2 administrations/jour maximum, 2 min par administration) et 5 tests de comportement visant à évaluer l'interaction sociale (15 min par animal), l'anxiété (10 minutes par animal), la sensation de plaisir (test effectué dans la cage d'hébergement pendant plusieurs jours), [AJOUT:] l'activité spontanée (60 min par animal), le comportement de type dépressif (10 min et 6 minutes) et la cognition (8 min et 20 minutes par animal). Ces tests pourront être répétés deux fois maximum, une fois avant et une fois après traitement. Les tests cognitifs ne seront réalisés qu'une seule fois. Un à deux prélèvements de sang pourront être réalisés au cours de l'expérience (2 min maximum par prélèvement) ainsi qu'un prélèvement de liquide céphalo rachidien sous anesthésie et analgésie (maximum 1h). Les souris "témoins" subiront les mêmes contraintes mais sans défaites sociales. Les souris "dominantes" réaliseront 3 défaites sociales (maximum 10 minutes chacune) suivies de 3 séries de 10 défaites sociales au maximum (24h maximum chacune).
Impact sur les animaux
MODIFICATION Les animaux seront hébergés individuellement durant l'ensemble du protocole (mais toujours en contact visuel et olfactif avec un animal). Les animaux « test » subiront jusqu’à 10 défaites sociales entrainant un stress chronique (base du modèle). L’administration des composés à l'essai ou de référence pourra entrainer un stress mineur de courte durée et une douleur équivalente à la piqure d’une aiguille. Les tests de comportements permettant d'évaluer [AJOUT] l'interaction sociale, l'anxiété, la sensation de plaisir, l'activité spontanée, le comportement de type dépressif et la cognition induiront un stress léger à modéré de courte durée lié à la nouveauté de l’environnement et aux conditions de luminosité. Lors des prélèvements, les animaux pourront aussi subir une douleur légère et brève liée à la piqûre avec une aiguille. Dans le cas d’une anesthésie pour un prélèvement, celle-ci peut induire un stress à l’endormissement. Les effets potentiellement indésirables des produits testés font l’objet d’échanges réguliers avec le responsable bien-être animal afin d’adapter les outils d’observation et d’anticiper au mieux d’éventuels signes cliniques. L’impact négatif sur les animaux sera minimisé en définissant avec précision la durée d’exposition et le nombre d’interactions nécessaires pour induire un stress social, tout en évitant de grandes blessures.
Devenir
Euthanasie des animaux à la fin des expériences pour les animaux avec degré de sévérité "sévère" et/ou euthanasie des animaux pour réaliser des prélèvements d’organe/ fluides corporels à un volume ne permettant pas la survie de l’animal et/ou euthanasie des animaux suite aux effets indésirables éventuels provoqués par le(s) produit(s) à l'essai (candidats médicaments). Les animaux avec degré de sévérité "modéré" pourront être réutilisés au maximum sur deux autres études comme décrit dans la littérature scientifique sur ce modèle.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez la souris car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur le comportement dépressif, ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, la souris est l’espèce qui est la plus adaptée à ce type de modèle d’étude.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Nombre d’animaux minimal et suffisant par groupe pour réaliser une analyse statistique : 12 / par groupe. L’analyse statistique sera adaptée au modèle.
Raffinement
Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • la formation du personnel, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuels signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux conditions expérimentales, • le ré-emploi d'animaux (souris mâles reproducteurs employés comme dominants), • Le recours à des procédures d'anesthésie et d'analgésie pour le prélèvement de LCR en ante-mortem.
Choix des espèces
La souris est l'une des espèces animales la plus pertinente et la plus couramment utilisée pour évaluer les effets bénéfiques d'un produit sur la dépression car elle présente un comportement de territorialité vis-à vis d'un intrus qui entre sur son territoire. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.
Étude de l’impact de la modulation des gènes dans des cellules non neuronales dans un contexte d’ataxie cérébelleuse. EU1/4
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Biopsie de l'oreille, chirurgie d'une heure sous anesthésie, puis pour une partie des animaux une seconde chirurgie avec injection d'un fixateur pour prélever les organes : 360 souris passent par ces étapes réparties sur quatre établissements utilisateurs, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 308 sont tuées à l'issue, 52 femelles étant d'abord réutilisées pour la reproduction dans un projet d'élevage avant d'être tuées elles aussi. Le projet porte sur deux modèles d'ataxie cérébelleuse, dont l'un perd du poids dès vingt semaines d'âge. Les tests comportementaux, répétés jusqu'à cinq fois, sont qualifiés de non invasifs et indolores sans qu'aucun ne soit nommé.
Objectifs
Les ataxies cérébelleuses sont un groupe de maladies neurodégénératives caractérisées par des troubles de la marche, une perte d'équilibre et de coordination motrice. Ces troubles sont causés par la dégénérescence des neurones du cervelet. Du fait de la faible prévalence de ces maladies, la mise en place d'études cliniques s'est avérée difficile et, à ce jour, aucun traitement curatif n'est disponible et très peu de médicaments sont proposés aux patients. Au fil des années, des modèles murins reproduisant les symptômes de plusieurs formes d'ataxie cérébelleuse ont été développés. Chaque modèle reproduit les principales caractéristiques génétiques, la dégénérescence cellulaire et les symptômes observés chez les patients. Au sein de ce projet multi-établissement (effectués dans 4 établissements utilisateurs, nommés ici EU1/EU2/EU3/EU4) nous avons sélectionné deux modèles murins d'ataxie cérébelleuse pouvant servir de paradigme pour ce groupe de maladies : l'ataxie spinocérébelleuse de type 1 (SCA1) et l'ataxie de Friedreich (AF). En fait, ces maladies couvrent l'hétérogénéité de ce groupe en termes de mode de transmission, de type de mutation génétique et de fonction de la protéine mutée. Nous avons récemment réalisé une analyse du cervelet afin d'identifier les principaux dysfonctionnements impliqués dans ces maladies. Nous avons constaté que la perte neuronale peut être influencée par des anomalies de certains types cellulaires non neuronaux qui contribuent au bon fonctionnement des neurones. Parmi ces anomalies, nous avons identifié un gène dont l'expression est plus faible chez les souris malades que chez les souris saines, dans les deux modèles de maladie. Ce projet vise donc à rétablir l'expression de ce gène au même niveau que chez les souris saines afin de démontrer son rôle dans la maladie. Dans cette optique, nous injecterons dans le cervelet de souris anesthésiées un vecteur portant un fragment génétique destiné à augmenter l'expression du gène spécifiquement dans un type particulier de cellules non neuronales, avant l'apparition des symptômes. En surveillant le comportement des souris et en réalisant des analyses moléculaires et histologiques ultérieures, nous espérons améliorer ou retarder l'apparition des symptômes chez les souris injectées. En complément, la seconde partie de notre projet tend à démontrer que la diminution d’expression de ce gène à elle seule suffit à faire apparaître les symptômes moteurs de la maladie chez des souris saines.
Bénéfices attendus
Par la modulation d'un gène spécifique et la combinaison de tests comportementaux, d'analyses histologiques, moléculaires et biochimiques, ce projet vise à élucider le rôle des cellules non neuronales dans l'ataxie cérébelleuse. Plus précisément, grâce à deux modèles murins paradigmatiques d'ataxie cérébelleuse, nous cherchons à démontrer la fonction cruciale d'une protéine produite par les cellules non neuronales pour protéger la fonction neuronale et ainsi prévenir les symptômes neurologiques. Ce projet pourrait prouver l'intérêt de ce gène pour le développement de futurs médicaments applicables à plusieurs types d'ataxies cérébelleuses.
Procédures
Les animaux de ce projet seront soumis à un prélèvement de tissus à l’oreille unique, procédure prenant environ 5 secondes au sein de l’EU1 et de l’EU2. Par la suite, un traitement sera administré par une intervention chirurgicale unique durant 1 heure et qui sera réalisée sous anesthésie et analgésie au sein de l’EU3. Des tests comportementaux, dont la durée totale est de 15 minutes, seront réalisés sur les animaux (au maximum 3 répétitions par test, EU3). En fonction du traitement reçu, ces tests seront réalisés soit 1 fois sur les animaux soit 5 fois (au maximum). Pour finir, une partie des animaux recevra une dernière chirurgie avec injection d’un fixateur sous anesthésie et analgésie pour prélèvements d’organes (intervention prenant 10 minutes au sein de l’EU4).
Impact sur les animaux
Un des deux modèles murins de ce projet commence à perdre du poids à partir de 20 semaines d’âge accompagné de symptômes ataxiques. Le second modèle de ce projet ne présente pas de symptômes ataxiques avant 9 mois mais à partir de 4 à 5 mois des symptômes légers de défaut de coordination motrice sont visibles lors de tests comportementaux. Les tests comportementaux ne sont pas invasifs, sont indolores et n’impliquent qu’un court et léger stress ne causant donc aucun dommage durable aux animaux. La procédure chirurgicale d’injection est accompagnée des mesures d’anesthésie et analgésie nécessaires en amont et lors de l’opération. Il est toutefois possible que les animaux soient soumis à de la douleur post-opératoire pendant les jours suivant la procédure. En prévision de cela, nous optons pour un traitement analgésique post-opératoire pour tous les animaux ayant reçu une injection.
Devenir
Les animaux utilisés dans ce projet sont des organismes génétiquement modifiés qui ne peuvent être replacés ou relâchés. Une partie des animaux produits (femelles) sera réutilisée pour reproduction au sein d’un projet d’élevage déjà en place dans l’EU2 avant mise à mort. Le reste sera étudié puis mis à mort pour prélèvement de tissus et analyses histologiques, moléculaires et biochimiques.
Remplacement
Ce projet comprenant un axe d’études comportementales, il n’est pas possible de se passer du modèle animal. De plus, il n’est pas possible à l’heure actuelle de reproduire en culture cellulaire des réseaux neuronaux complexes comme ceux que nous allons étudier.
Réduction
Toutes les procédures ont été conçues pour réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés, sans compromettre la fiabilité des résultats des expériences. Les analyses statistiques ont été prévues en amont pour déterminer les tailles d’effectifs adéquates. De plus, afin de minimiser le nombre d’animaux, les mêmes individus seront utilisés pour les analyses comportementales, histologiques, moléculaires et biochimiques Des animaux des 2 sexes seront utilisés car l'ataxie spinocérébelleuse de type 1 et l’ataxie de Friedreich affectent de manière égale les mâles et les femelles. Ceci nous permet de générer moins d’animaux pour former nos groupes expérimentaux.
Raffinement
Le transport court des animaux entre les différents établissements utilisateurs sera réalisé à pied et de préférence en début de journée, pour limiter l’impact sur la phase de repos des animaux, dans une cage fermée placée dans un double emballage opaque et fermé. Les animaux seront habitués à l’expérimentateur avant le début des manipulations pour minimiser leur stress. Nous utiliserons des méthodes de contention peu stressantes, comme des tunnels ou le fait de simplement prendre les souris dans la paume de la main au lieu de les prendre par la queue. Les animaux seront aussi habitués aux dispositifs pour tests comportementaux en amont de la réalisation des tests. De plus, nous effectuons un marquage temporaire de couleur à la base de la queue avec un feutre non toxique afin de différencier plus facilement les souris sans avoir besoin de contention pour les identifier lors du comportement. Les animaux seront surveillés tout au long de l’étude à l’aide d’une liste de points limites adaptés et précoces. Pour la prise en charge de la douleur péri-opératoire, nous avons mis en place un protocole analgésique complet accompagné d’une grille de score adaptée pour surveiller le bon rétablissement des animaux. En complément, une grille de score est mise en place afin de surveiller l’état de santé des animaux et de pouvoir mettre en place un traitement précoce et adapté à l’apparition de symptômes.
Choix des espèces
Dans ce projet, nous avons choisi d'utiliser des modèles murins parce que ces derniers présentent des similitudes anatomiques et physiologiques avec le tissu humain : les mêmes types de cellules avec une organisation tissulaire similaire. Ces similitudes entre le cerveau de la souris et celui de l'homme sont cruciales pour disposer de connaissances solides qui pourront être transférées à l'avenir pour soigner l'homme. Il n'existe pas encore d'outils cellulaires capables de récapituler l'état de développement et la complexité de la structure du cerveau animal. La souris est actuellement l’animal de laboratoire sur lequel nous disposons des plus nombreux outils génétiques et moléculaires pour travailler. Les deux modèles utilisés au sein de ce projet sont déjà bien caractérisés ce qui nous permet de prévoir et gérer l’apparition des symptômes ataxiques ainsi que de tester un traitement par modulation génique avant apparition des symptômes. Les tests comportementaux seront effectués à l’âge où les symptômes ataxiques sont significativement visibles afin de mesurer l’efficacité de notre traitement.