Souris

Privées de leurs ovaires et ligaturées des cornes utérines au cours d'une opération de vingt à trente minutes, 500 souris femelles entrent ensuite dans un protocole pouvant durer cinq mois. Elles reçoivent des molécules candidates par voie sous-cutanée, intrapéritonéale, intra-articulaire, intraveineuse ou orale, des prises de sang hebdomadaires effectuées sur animal éveillé, puis deux injections de marqueurs osseux dans les deux dernières semaines. Le niveau de souffrance déclaré est modéré et le porteur attend, selon les molécules testées, des pertes de poids, des prostrations, des vocalisations anormales ou des nécroses au point d'injection. Toutes sont tuées et autopsiées, os, sang et liquide synovial prélevés pour doser les principes actifs.

Objectifs

Avec l’allongement de l’espérance de vie, l’ostéoporose et les fractures qui lui sont associées représentent un problème de santé publique important : autour de l’âge de 65 ans, on estime que 39% des femmes souffrent d’ostéoporose. En effet, la ménopause est une période clé pour la santé de la femme car elle s’accompagne de modifications physiologiques comprenant, notamment, une modification de la composition corporelle (baisse de la masse maigre et augmentation de la masse grasse) et un changement de la répartition des graisses corporelles conduisant notamment à un risque élevé pour la santé cardiovasculaire, métabolique , ostéo-articulaire et musculaire (perte de densité osseuse, fonte musculaire, …). A ce jour les traitements existants réduisent la perte osseuse mais présentent des effets secondaires importants qui peuvent altérer la qualité de vie des patients. Le présent projet a donc pour but d’évaluer de nouvelles molécules thérapeutiques pouvant cibler la perte osseuse dans un contexte d’ostéoporose sans induire d’effets néfastes. L’objectif du projet est donc d’évaluer l'effet de nouvelles molécules thérapeutiques sur le processus de formation et de résorption de l’os dans un modèle d’ostéoporose induite par ovariectomie chez la souris (modèle qui consiste à retirer les ovaires de l’animal, mimant l’ostéoporose post-ménopause rencontrée chez l’Homme, décrit et reconnu par la communauté scientifique), afin de proposer aux professionnels de la santé et aux patients des approches thérapeutiques plus appropriées. Ce modèle d’ostéoporose induite par ovariectomie a pour principaux avantages (i) de mimer le développement d’une ostéoporose post-ménopause, avec une reproductibilité élevée pour analyser de manière robuste et efficace les mécanismes mis en jeu dans le développement de la pathologie et dans la réponse induite par les nouvelles molécules thérapeutiques testées (ii) d’accéder à de plus amples informations indispensables au développement de nouvelles approches thérapeutiques (iii) d’être prédictif en clinique de l’activité des nouvelles molécules thérapeutiques testées.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet se mesurent à plusieurs niveaux. Ce projet permettra à court terme d’obtenir des informations sur (i) la tolérance ou la potentielle toxicité des nouvelles molécules thérapeutiques étudiées au niveau général et osseux (ii) l’efficacité des nouvelles molécules thérapeutiques étudiées dans un contexte d’ostéoporose. A plus long terme, ce projet permettra d’obtenir des informations sur l’évaluation, la détection, le contrôle des modifications physiologiques ayant lieu post-ménopause, d’établir des diagnostics robustes et de mettre en place de nouvelles approches thérapeutiques.

Procédures

Les animaux seront soumis à une opération chirurgicale unique réalisée sous anesthésie générale et avec analgésie pré- et post-opératoire afin de réaliser l’ablation des ovaires et une ligature des cornes utérines. Cette opération dure 20 à 30 minutes par animal. Les traitements à tester seront appliqués plusieurs jours avant et/ou après l’induction du modèle et répétés tout au long de la durée de l’étude, 5 mois maximum après l’ablation des ovaires. Chaque administration dure 1 à 2 min. La fréquence d’administration des traitements sera définie selon le mode d’administration ainsi que selon le ou les nouvelles molécules thérapeutiques utilisées pour chaque étude. Les voies d'injections possibles sont : sous-cutanée, intra-péritonéale, intra-articulaire, intra-veineuse ou per os. Des injections sous-cutanées de produits permettant le suivi de la formation osseuse seront réalisées dans les 2 dernières semaines du protocole. Chaque animal recevra 2 injections à 1 semaine d’écart, chacune durant de 1 à 2 min. Des prélèvements sanguins au niveau de la veine submandibulaire pourront également être réalisés, ces prélèvements auront lieu sur animal éveillé, dureront moins de 5 min par animal, et pourront être répétés une fois par semaine tout au long du protocole. Un prélèvement terminal de liquide synovial pourra également être réalisé.

Impact sur les animaux

Des nuisances liées au modèle et à l’induction et au développement de l’ostéoporose. Plus précisément, nous surveillerons l'état général et clinique des animaux pour estimer une éventuelle gêne ou douleur occasionnée par l’acte chirurgical, tel qu’un traumatisme et une inflammation au niveau de l’incision réalisée pour l’ablation des ovaires. Des nuisances liées aux nouvelles molécules thérapeutiques à tester peuvent être rencontrés, tels qu’une perte de poids, un comportement anormal de l’animal (prostration, état défensif, hérissement des poils, vocalisation anormale, …), une toxicité durant l’administration (cri, agitation, difficultés respiratoires, diarrhées, inflammation/nécrose au site d’administration). Les effets indésirables susceptibles d’être observés seront anticipés au plus juste en fonction des informations obtenues au cours de protocoles préalablement réalisés et appuyés d’une veille bibliographique inhérente aux nouvelles molécules thérapeutiques à tester.

Devenir

A l’issue de chaque procédure tous les animaux seront euthanasiés et autopsiés minutieusement. Les organes d'intérêts, dont les os, seront prélevés. Les prélèvements sanguins et synoviaux seront utilisés pour doser le principe actif et/ou évaluer sa toxicité et/ou évaluer les modifications induites par son administration. Les organes seront également utilisés pour doser les principes actifs et/ou réaliser des analyses histopathologiques et d’imagerie.

Remplacement

De manière générale, les nouvelles molécules thérapeutiques que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro mais le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer de potentielles interactions avec l’organisme. En effet, les tests in vitro actuels permettent de prévoir le devenir des molécules thérapeutiques testées, mais ne renseignent pas sur leurs effets sur l’ensemble des organes/tissus d’un organisme. Aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité. De plus, dans le cadre des pathologies rhumatismale, il est pour le moment impossible de reproduire in vitro les mécanismes et la complexité de la pathologie. De la même façon, les interactions entre les différentes cellules et tissus composants l’articulation ne peuvent être mimées par un modèle simple de culture in vitro. L'utilisation d'animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs de ce projet.

Réduction

Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’avoir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. Etant donné la variabilité probable des réponses aux principes actifs à tester, 10 animaux par groupe et 10 conditions (groupes) au maximum sont prévus afin d’assurer un nombre minimum d’animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le raffinement du nombre des animaux. Ce nombre d’animaux a été déterminé à partir de nos données historiques et l’utilisation de chaque animal a été optimisée tout en limitant les contraintes au maximum. Cet effectif pourra être revu à la baisse après analyse des premiers résultats avant chaque protocole et dans le cas où le traitement évalué est connu (e.g., traitement de référence), afin de donner des résultats reproductibles et similaires d’un animal à l’autre.

Raffinement

Les animaux seront stabulés en groupes sociaux dans des locaux adaptés permettant leur maintien dans un environnement adéquat, n'induisant pas de stress. Nous mettrons en place des mesures spécifiques et adaptées aux douleurs éventuelles occasionnées par les différents traitements pour éviter toute souffrance inutile et prolongée : les conditions d’hébergement seront optimisées (litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilité d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente), nous utiliserons des traitements anti-douleur dès l’apparition de premiers signes cliniques. Un suivi quotidien des animaux, sera effectué ainsi qu’un suivi approfondi au minium 2 fois par semaine, avec prise de poids et observations des caractéristiques spécifiques au modèle, tel qu’un traumatisme et une inflammation au niveau de l’incision réalisée pour l’ovariectomie. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs point(s) limite(s) (repérés le plus précocement possible grâce au suivi clinique et à l’appui des grilles du bien-être animal adaptées) sera mis-à-mort. Nous maintiendrons les animaux le minimum de temps dans une situation d’inconfort (lors de l’administration du traitement expérimental, des prélèvements de sang et lors des prises de mesures).

Choix des espèces

La souris a été choisi pour ce projet car ce mammifère présente des caractéristiques physiopathologiques et des réponses tissulaires notamment en termes de remodelage osseux, proches de celles observées chez l'Homme. Ces rongeurs, étant fréquemment utilisés à des fins de recherche, permettent d’extrapoler assez facilement les résultats à l'homme, par simples approches/méthodes statistiques. Par ailleurs, leur taille permet d’obtenir un volume suffisant de liquides biologiques parfaitement analysables. Enfin, les données obtenues chez ces animaux permettent l’extrapolation des petits animaux aux humains (première dose de principe actif chez l’homme) connue sous le nom de dose équivalente humaine (HED)) dans le cadre de premiers essais cliniques nécessaires au développement de nouveaux molécules thérapeutiques. Les souris femelles et adultes auront dépassé la majorité squelettique (âgés de plus de 8 semaines ). Autrement-dit leur squelette ne sera plus en phase de croissance.

Tester l'appétence et l'effet sur le poids d'un ingrédient alimentaire mis au point par un client industriel : 40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune passe soixante-trois jours seule en cage, subit dix-huit pesées, deux prises de sang à la queue et deux injections de solution saline. Le porteur reconnaît que l'isolement pèse sur une espèce sociale et précise que les souris gardent un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Il décrit l'étude in vivo comme une "étape règlementaire incontournable" pour constituer un dossier d'essais chez l'être humain, alors que le produit évalué est une formulation destinée à enrichir l'alimentation.

Objectifs

Le client a mis au point une nouvelle formulation destinée à enrichir l’alimentation standard. L’objectif du présent projet est d’évaluer l'efficacité de ce composé à des doses élevées, en mesurant son impact sur le poids corporel et la consommation alimentaire chez la souris. Une attention particulière sera portée à l’appétence du régime enrichi, afin de déterminer si la nouvelle formulation influence le comportement alimentaire des animaux exposés.

Bénéfices attendus

Aujourd’hui, les sources alimentaires sont relativement variées et accessibles. Cependant, un enjeu majeur réside dans le fait que nombre de produits disponibles sont fortement transformés, ce qui entraîne une perte significative en nutriments. Notre client, acteur engagé dans le secteur agroalimentaire, adopte une approche novatrice en valorisant une source nutritionnelle plus durable et respectueuse de l’environnement. L’étude préclinique que nous menons s’inscrit dans la continuité de plusieurs recherches préliminaires réalisées in vitro. Elle a pour objectif de démontrer l’efficacité de cette nouvelle formulation. En cas de résultats favorables, une évaluation en conditions cliniques sera envisagée. À terme, cette approche pourrait permettre de développer une ressource nutritionnelle à la fois riche en nutriments, dotée de qualités texturales intéressantes, et capable d’améliorer sensiblement la qualité nutritionnelle des produits.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1) Hébergement individuel (63 jours) ; 2) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (18 mesures ; durée : env. 1 minute) ; 3) Prélèvements sanguin à la queue (2 prélèvements, durée du prélèvement : 2 minutes). 4) Administration d’une solution saline (2 administrations ; durée : 1 minute).

Impact sur les animaux

De par leur caractère social, l'hébergement en cage individuelle constituera une nuisance d’isolement sur les animaux. Les animaux garderont toutefois un contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Les mesures de poids corporel ainsi que le placement en boîte de contention lors des prélèvements pourront être source de stress du fait d'une entrave aux mouvements de courte durée. Les prélèvements sanguins seront source de douleurs légères et de courte durée. Enfin, l’administration d’une solution saline occasionnera également une douleur de faible intensité et de courte durée pour les animaux.

Devenir

L'ensemble des animaux sera mis à mort à l'issue de l'étude. Des prélèvements d'organes sont prévus après mise à mort pour analyses ultérieures.

Remplacement

L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur le poids corporel, la prise alimentaire et la consommation en eau sur le comportement alimentaire. Par ailleurs, bien que le composé testé ait fait l'objet de plusieurs études réalisées in vitro dans les premières phases de son développement, l'étude in vivo reste une étape règlementaire incontournable pour la constitution d'un dossier de demande de premières études sur l'homme (passage aux études cliniques).

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été calculé et rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur l'analyse des paramètres d'intérêt mesurés sur le modèle de souris soumis à une alimentation standard. Ainsi, le nombre d'animaux par groupe a été adapté en fonction des paramètres d'intérêt de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés.

Raffinement

Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux sans compromettre les objectifs de l’étude. Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour les besoins de l’étude mais les animaux conserveront des contacts olfactifs et visuels. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. Les animaux seront habitués par deux fois aux systèmes de contention pour les prélèvements sanguins avant de pratiquer ces procédures. Les prélèvements sanguins seront source de douleurs légères et de stress. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent, entre autres, une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques en cas de douleur avérée.

Choix des espèces

La souris est l'un des modèles murins les plus classiquement utilisés et les mieux documentés dans le cadre d'études précliniques menées dans le secteur agroalimentaire. A la réception, les 40 animaux seront âgés de 8 semaines (17 semaines à l'issue de l'étude). Le stade de développement de ces animaux correspond à la population cible du composé développé.

300 souris vont être utilisées, chacune opérée une fois sous anesthésie pour une ouverture de la boîte crânienne et une injection dans le cerveau, l'intervention durant environ quatre-vingt-dix minutes. Trois semaines plus tard, elles sont tuées et leur cerveau prélevé, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur relève les risques d'hypothermie, d'arrêt cardio-respiratoire sous anesthésie, de douleur postopératoire et de perte de poids rapide, et attend de cette recherche fondamentale sur un noyau du thalamus des données qu'il présente comme utiles à la compréhension de troubles psychiatriques. Cette version du projet demande 50 souris de plus que la précédente, alors qu'il affirme utiliser mâles et femelles pour éviter d'en tuer inutilement.

Objectifs

Le thalamus, porte d'entrée du cortex, est constitué d’un ensemble de structures subdivisées sur des critères anatomiques en deux catégories : les noyaux de premier ordre et les noyaux d’ordre supérieur. Les noyaux thalamiques de premier ordre ont fait l’objet de nombreuses études. Les relations entre les neurones de ces noyaux et les autres structures cérébrales ont été bien décrites et leurs rôles dans le traitement des informations, en particulier sensorielles, sont en partie établis. En revanche, l’organisation anatomique et les fonctions des noyaux d’ordre supérieur sont très mal connues. Les neurones de ces noyaux reçoivent des informations excitatrices et inhibitrices issues de nombreuses régions cérébrales mais la manière dont ces différentes entrées sont distribuées au niveau de la cellule thalamique unique et comment elles interagissent sont à ce jour inconnues. Centré sur un noyau d’ordre supérieur lié au système somatosensoriel, le noyau postérieur médian, notre projet vise à comprendre comment ces diverses informations sont intégrées par le neurone thalamique pour aboutir à un traitement complexe sensorimotreur. MODIFICATION Afin de répondre aux objectifs scientifiques sans modifier les actes mis en œuvre, ce projet nécessite une demande de modification en cours de réalisation, impliquant une augmentation du nombre d’animaux (50 animaux supplémentaires). MODIFICATION

Bénéfices attendus

Le thalamus est une structure sous-corticale par laquelle transitent la plupart des circuits neuronaux de notre cerveau ; elle établit de multiples connexions avec les régions corticales, sous-corticales et cérébelleuses. En tant que nœud de ce vaste système, le thalamus joue un rôle central dans le traitement des données sensorielles et constitue une plaque tournante essentielle pour le traitement cognitif, tel que mise en œuvre dans la mémoire de travail, l'attention ou pendant le sommeil. Des anomalies dans le système de connectivité thalamique ont été décrites chez les patients atteints de schizophrénie, de troubles bipolaires, de troubles dépressifs majeurs et de troubles du spectre autistique. De récentes données de neuro-imagerie proposent que des altérations de la circuiterie thalamique pourraient contribuer aux symptômes et aux déficits présents chez des patients psychiatriques. L’étude de la circuiterie thalamique aurait donc une grande utilité translationnelle et transdiagnostique mais les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à ces altérations sont peu connus. En étudiant de manière précise comment s’organise d’un point de vue fonctionnel la circuiterie thalamique, ce projet de recherche fondamentale apportera des données cellulaires et moléculaires indispensables pour répondre à ce type de question.

Procédures

Toutes les souris du projet recevront sous analgésie et anesthésie générale des injections intracérébrales afin de faire exprimer des protéines fluorescentes dans des régions spécifiques du cerveau par des techniques de biologie moléculaire. Chaque souris est opérée une fois et l'ensemble de la procédure chirurgicale, de l'induction au réveil de la souris, dure environ 90 minutes. Trois semaines après injection les protéines fluorescentes sont exprimées dans les neurones. Les souris sont alors euthanasiées sous anesthésie générale sans réveil et le cerveau est prélevé soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt, comme par exemple d'analyser le fonctionnement des réseaux de neurones.

Impact sur les animaux

Dans de ce projet, nous pratiquerons sur les animaux des chirurgies sous analgésie et anesthésie générale pendant lesquelles une ouverture de la boîte crânienne est réalisée afin de procéder à des injections dans une région cérébrale donnée. Les éventuels nuisances et effets indésirables à court et à long terme liés à cette chirurgie sont : i) une hypothermie, ii) un arrêt cardio-respiratoire liée à l’anesthésie, III) une douleur post-opératoire se traduisant par une apparence, une position et des comportements anormaux et iv) une perte de poids rapide.

Devenir

Toutes les souris sont euthanasiées environ 3 semaines après les injections intracérébrales. Les cerveaux sont ensuite prélevés soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt.

Remplacement

La complexité inhérente du cerveau impose l'utilisation de modèles animaux. Ainsi, l’étude du fonctionnement des réseaux synaptiques ne peut être abordée que par des enregistrements effectués dans un cerveau intact ou sur des préparations ex-vivo qui préservent une grande partie de la circuiterie neuronale comme les préparations de tranches de cerveau. Par ailleurs, la variété des techniques de modifications génétiques chez la souris, qui permettent de visualiser ou de cibler spécifiquement des mécanismes cellulaires ou des protéines, fait de cette espèce le modèle animal privilégié. Nous considérons donc le recours à la souris comme guidé par des considérations scientifiques, techniques et éthiques.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire pour les différentes procédures afin d’obtenir des résultats fiables a été dimensionné en s’appuyant sur nos études antérieures. L’analyse en continue des résultats nous permettra de limiter le nombre de souris dès que les valeurs moyennes estimées par rapport à notre échantillon seront dans l’intervalle de confiance satisfaisant. 300 souris seront nécessaires. Les animaux mâles et femelles seront utilisés. Cela permet de maximiser l’utilisation des animaux et de ne pas euthanasier inutilement des souris générées dans l’animalerie. Cette démarche s’inscrit donc dans l’esprit de la règle des 3R.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans l’animalerie sous la supervision des soigneurs et du vétérinaire-référent. L’hébergement des animaux est réalisé conformément à la directive européenne 2010-63-EU en terme d’espace et d’environnement. Les souris sont soumises à un cycle de lumière-obscurité dans un environnement à température et hygrométrie contrôlées avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. L’anxiété des animaux est réduite par un maintien en groupe social. Les cages complètes sont changées chaque semaine. Pour l’enrichissement, un nid végétal est placé dans la cage. Après les interventions chirurgicales, le réveil des souris est étroitement surveillé. Afin de faciliter l’hydratation des croquettes humidifiées sont disposées au fond de la cage. Des analgésiques sont administrés pour gérer la douleur post-opératoire. Lorsque le réveil est complet, la souris retourne dans sa cage avec ses congénères. Une surveillance accrue journalière est réalisée pendant 5 jours suivant l’opération afin d’observer les signes potentiels d’un mal-être. Les critères absolus suivants seront observés : i) Apparence et position anormale: poil ébouriffé, perte excessive de poils, dos courbé, yeux enfoncés, couché sur le coté et hypothermie, ii) Comportements anormaux : agressivité soudaine, abattement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, diminution de l’appétit et déshydratation, iii) une perte de poids rapide. Les animaux seront pesés tous les jours pendant 5 jours après le protocole de chirurgie puis 1 fois par semaine, et iv) difficulté respiratoire. Puis une surveillance quotidienne est assurée soit par l’expérimentateur soit par les zootechniciens qui préviennent le responsable du projet en cas d’anomalie. Celui-ci prend alors une décision sur le devenir de cet animal en coordination avec le vétérinaire-référent.

Choix des espèces

Le projet utilise la souris car il s’agit du modèle mammifère de référence pour les approches expérimentales nécessitant des modifications génétiques. La puissance des outils génétiques permettra de connaitre la nature des neurones, par exemple excitatrice ou inhibitrice, et d'étudier comment l'activation de ces neurones contrôle le fonctionnement des réseaux synaptiques. Les injections intracérébrales sont effectuées chez des souris âgées d'environ 6 à 8 semaines afin que le système somatosensoriel soit parfaitement mature. Les expériences anatomiques ou les enregistrements électrophysiologiques sont réalisés 3 à 4 semaines après l'injection de virus pour permettre l’expression des protéines, soit chez des souris âgées de 9 à 12 semaines.

Greffées sous la peau d'un fragment de tumeur humaine, 3 000 souris immunodéficientes subissent jusqu'à seize prélèvements sanguins et jusqu'à quatre administrations par jour, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées, pour prélever leurs organes et parce que les atteintes subies les rendent inutilisables ailleurs. Les quarante études prévues mesurent la diffusion et l'élimination de candidats médicaments dans le sang, les organes et la tumeur, à un stade précoce du développement. Le porteur écrit que ces travaux mobilisent un "nombre strictement minimal" d'animaux.

Objectifs

Le but de ce projet est de tester de nouveaux traitements contre le cancer sur des souris afin de déterminer la façon dont ils se propagent (diffusion) puis sont éliminés (persistance) dans l’organisme (à travers le sang, les différents organes et la tumeur). En effet, dans le cadre du développement de médicaments, il est essentiel de réaliser ces analyses pour comprendre la façon dont ces nouveaux médicaments agissent et impactent l’organisme, afin d’adapter au mieux la posologie future. Ces analyses sont réalisées sur des animaux ayant développé un cancer, car la tumeur peut avoir un impact sur la diffusion des traitements dans le corps. Pour cela, nous utiliserons des modèles de tumeurs humaines implantés chez la souris. Ces modèles, appelés xénogreffes dérivées de patients (PDX), permettent de reproduire au mieux les caractéristiques des tumeurs humaines, comme leur morphologie, leurs mutations et leur comportement biologique. Grâce à cela, ils offrent un moyen fiable d’évaluer l’action de nouveaux médicaments avant qu’ils ne soient testés chez l’Homme. Notre collection de modèles PDX couvre la majorité des cancers solides (par exemple : sein, poumon, côlon, foie, rein, peau, pancréas, ovaire, vessie, cerveau ou prostate) et reflète la diversité des patients. Les 40 études prévues dans ce projet sont réalisées à un stade précoce du développement des médicaments. Elles consistent à traiter des animaux ayant développé un cancer avec le ou les traitements d’intérêt, et réaliser des prises de sangs à différents intervalles, puis des prélèvements d’organes et de tumeurs post-mortem. Le but de ces prélèvements est d’évaluer la présence du ou des traitements dans le corps de l’animal et d’étudier leurs effets sur les organes. Les résultats permettront de déterminer des conditions d’administrations idéales par rapport à la durée de vie du médicament dans l’organisme, pour observer un effet sur la tumeur, mais en impactant au minimum les autres organes. Par la suite, l’efficacité des traitements à cette posologie sera étudiée sur de plus grands effectifs pour obtenir des données robustes sur l’effet antitumoral.

Bénéfices attendus

Chaque année, dans le monde, près de 20 millions de personnes sont diagnostiquées atteintes d’un cancer (tous types confondus) dont plus de 400 000 en France, et on recense plus de 10 millions de décès (1/6) dont plus de 150 000 en France. Le nombre de personnes atteintes d’un cancer est en constante augmentation, mais les progrès en terme de développement de traitements depuis 25 ans ont permis d’observer une diminution de la mortalité. La recherche de nouvelles solutions thérapeutiques est essentielle pour espérer diminuer le taux de mortalité dû au cancer, ainsi que limiter les effets indésirables pour les cancers avec des taux de guérison les plus élevés. Les nouveaux médicaments sont innovants car ils peuvent être développés à partir de nouvelles molécules, de nouveaux procédés de fabrication ou encore provenir de l’élargissement de l’utilisation de médicaments déjà connus auparavant pour d’autres maladies et/ou qui peuvent montrer un intérêt dans d’autres situations médicales. Dans ce contexte, ce projet a pour objectif d’évaluer la propagation et la persistance de traitements dans l’organisme de souris ayant développé une tumeur, en réalisant des prélèvements biologiques (prises de sang, prélèvements d’organes) qui seront analysés en laboratoire. En fonction de la durée de vie, des effets directs (effet sur la tumeur) et indirects (effets secondaires) des médicaments dans l’organisme, les conditions optimales seront sélectionnés afin de tester leur effet antitumoral. A terme, ces travaux devraient permettre de proposer de nouvelles alternatives thérapeutiques aux patients pour lesquels les traitements actuels provoquent de nombreux effets secondaires. Ils participeront également à améliorer l’efficacité des traitements actuels ou identifier de nouveaux médicaments pour les patients pour lesquels les traitements sont inefficaces ou inexistants.

Procédures

Greffe : implantation d’un fragment ou de cellules tumoral(es) sous la peau. Le temps de chirurgie n’excèdera pas 10 minutes. Surveillance des animaux : observation quotidienne du comportement par déplacement et/ou ouverture des cages d’hébergement. Administration de médicament : préhension des animaux à une fréquence dépendant du schéma de traitement : 4 fois par jour ou moins. La durée de préhension n’excèdera pas 1 minute. Prélèvement de sang : préhension des animaux à une fréquence dépendant des besoins en prélèvements, 16 prélèvements seront effectués maximum par animal. La durée de préhension n’excèdera pas 2 minutes.

Impact sur les animaux

Stress dû à l’administration de molécules: nuisance transitoire (plusieurs minutes) de classe légère jusqu’à 4 fois par jour selon le schéma de traitement ; Douleurs post-opératoires: nuisance transitoire (plusieurs heures) de classe modérée; Risque d’infection: nuisance transitoire (plusieurs jours) de classe modérée; Perte de poids (cachexie, anorexie ou perte d’appétit): nuisance transitoire (plusieurs jours) de classe modérée; Diarrhée: nuisance transitoire (plusieurs jours) de classe modérée ; Contention en tube pour prélèvement sanguin : nuisance transitoire (plusieurs minutes) de classe légère.

Devenir

Les animaux seront tous euthanasiés pour réaliser les analyses associées (biologiques, histologiques) et compte tenu des nuisances occasionnées.

Remplacement

Le développement de nouveaux traitements permettant de lutter contre le cancer nécessite la réalisation de tests précliniques afin de valider leur absence de toxicité sur l’organisme et leur efficacité sur la croissance tumorale, avant une application chez l’Homme. Il existe des méthodes alternatives et préalables à la réalisation de tests sur les animaux (prédictions informatiques, in vitro …), permettant de tester rapidement un grand nombre de molécules, et de sélectionner celles qui semblent les plus efficaces. Cependant, ces méthodes réalisées en dehors du cadre d’un organisme vivant n’offrent pas la possibilité de lier les effets des traitements avec la complexité de l’organisme, par exemple elles ne prennent pas en compte l’effet de la circulation sanguine ou le rôle du foie dans la transformation et la distribution des médicaments. Cela limite la possibilité de prévoir comment un traitement agira réellement dans le corps d’un patient. C’est pourquoi, une fois les tests préliminaires terminés, et les molécules les plus prometteuses identifiées, il est nécessaire de poursuivre leur évaluation chez l’animal. Ces études sont réalisées sur un nombre strictement minimal d’animaux pour collecter les échantillons biologiques nécessaires à l’étude de la propagation et de la persistance des molécules testées.

Réduction

Ce projet utilise le nombre d’animaux strictement nécessaire pour étudier la propagation et la persistance de nouveaux médicaments dans l’organisme, via la collecte d’échantillons biologiques. Les traitements évalués ont été sélectionnés au préalable par des études in vitro et/ou in vivo pour leur potentiel thérapeutique. Les conditions expérimentales sont optimisées pour réduire au maximum le nombre d’animaux lorsque cela est possible (par exemple, regroupement d’études pour n’utiliser qu’un seul groupe contrôle, ou flexibilité sur les conditions de début de traitement des animaux). Les expériences sont réalisées sur des groupes de souris de taille minimale pour collecter les prélèvements nécessaires à l’analyse biologique des effets des médicaments testés, avant de valider l’efficacité tumorale de ces médicaments, et avant des essais cliniques chez l’Homme.

Raffinement

Pour prévenir l’hypothermie durant l’acte chirurgical, les animaux seront placés sur un tapis chauffant. Pour la prévention de la douleur et la souffrance lors de l’acte chirurgical et lors de prélèvements invasifs, les animaux recevront une anesthésie générale. Les produits d’anesthésie générale proposés sont suffisants pour obtenir un effet anti-douleur en plus de l’effet anesthésique profond pour le temps et le type d’intervention réalisée. Pour les soins, si une lésion ou une sécheresse sont observées au niveau de la sphère oculaire, une solution nettoyante et/ou protectrice sera appliquée. Si une lésion cutanée est observée, une solution antiseptique sera appliquée. En cas d’infection, des analyses bactériologiques et/ou virologiques pourront être effectuées pour instaurer une thérapie adéquate et l’animal pourra être isolé pour lui permettre de se rétablir sans la présence de ses congénères. Dans ce cas, divers matériaux seront ajoutés pour atténuer l’effet d’isolement et permettre la création d’un cocon. Après l’administration de molécules, l’animal sera observé pour détecter tout comportement inattendu. Aussi, un point de compression sera réalisé au site d’administration si nécessaire. Si ces points de raffinement ne sont pas suffisants, les mesures associées aux points limites de ce projet seront appliquées.

Choix des espèces

Nous utilisons des souches murines immunodéficientes qui sont classiquement utilisées pour des greffes de cellules tumorales humaines et dans le cadre d'évaluations pharmacologiques. Les souris présentant un système immunitaire résiduel qui se développe avec l'âge et qui peut réduire le taux de prise de greffe, nous utiliserons des animaux, en fin de période d'acclimatation, âgés entre 5 et 13 semaines pour augmenter nos chances de succès.

Une première chirurgie d'environ quatre-vingt-dix minutes sous anesthésie générale sert à injecter un vecteur viral dans le cerveau, et laisse vingt-quatre à quarante-huit heures de douleur post-opératoire modérée. Vient ensuite une seconde chirurgie de une à six heures, sans réveil, pour enregistrer l'activité des neurones et stimuler ceux qui libèrent de la dopamine. 120 souris vont être utilisées de cette façon, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées au terme de la seconde opération pour des analyses histologiques. Le porteur rattache le projet à une meilleure compréhension, à plus long terme, de la maladie de Parkinson, de l'addiction et du trouble du déficit de l'attention, quand l'objet immédiat reste de décrire un mécanisme de plasticité chez la souris anesthésiée.

Objectifs

Dans ce projet nous explorerons par quels mécanismes la dopamine permet la plasticité neuronale responsable de la mémorisation chez la souris. Pour cela, nous provoquerons la modification des connexions entre neurones de l’hippocampe en stimulant les neurones à dopamine. Après la mise à mort des souris, nous prélèverons des organes pour étudier les modifications moléculaires et cellulaires déclenchées par de cette plasticité.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes neurobiologiques de la mémoire chez les mammifères en général et chez l’homme en particulier. Il permettra d’identifier les mécanismes qui font qu’on se souvient de certaines choses et pas d’autres, et à plus long terme de mieux comprendre les troubles cognitifs associés à des dysfonctionements de la transmission dopaminergique, comme par exemple dans la maladie de Parkinson, dans l’addiction ou les désordre neurodéveloppementaux comme le Trouble du Déficit de l'Attention avec ou sans Hyperactivité (TDAH).

Procédures

Les animaux seront soumis à deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale, une première permettant l’injection d’un vecteur viral durera environ 90 minutes et une seconde pour les enregistrements électrophysiologiques et la stimulation des neurones à dopamine durera de 1 à 6 heures.

Impact sur les animaux

Les animaux seront exposés à deux anesthesies générales, une première d'une durée inferieure à 90 minutes et une seconde sans réveil (durée comprise entre 1h et 6h). La première chirurgie est susceptible d’induire une douleur post-opératoire modérée durant 24 à 48 heures. Les pesées nécessaires au suivi post-opératoire peuvent entraîner un stress léger de quelques dizaines de secondes.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure en vue d’analyses histologiques.

Remplacement

Le projet a pour objectif d’évaluer comment la dopamine déclenche la plasticité dans l’hippocampe. Ceci nécessite l’intégrité de l’ensemble du cerveau (l’hippocampe et le système à dopamine) et l’utilisation de souris transgéniques qui permettent de stimuler spécifiquement les neurones à dopamine avec une résolution de l’ordre de la milliseconde. Il n’est pas possible, à l'heure actuelle, d’étudier cela par d’autres moyens que l’expérimentation animale in vivo (ni modélisation ni culture cellulaire) car les données biologiques sur ce sujet sont trop rares et parcellaires.

Réduction

Cette étude étant exploratoire, le nombre d’animaux par groupe (n= 12) a été déterminé sur la base de d’études antérieures utilisant les mêmes techniques de mesure des modifications neurobiologiques induites par des plasticités synaptiques s’approchant de celle étudiée ici. Les tissus prélevés seront réutilisés pour mesurer plusieurs types de modifications moléculaires et cellulaires.

Raffinement

Pendant les jours qui suivent la première chirurgie, une fiche de suivi est remplie quotidiennement pendant tout le temps nécessaire à la récupération totale de l'animal. Si une altération de l’état de l’animal est observée suite à la chirurgie une grille de scoring sera utilisée pour déterminer la conduite à tenir. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés avant le début de la première chirurgie. Des analgésiques seront également administrés en post opératoire le lendemain. Pendant les semaines qui suivront la chirurgie, les animaux seront inspectés tous les jours. Les animaux seront anesthésiés pendant toute la durée de la seconde chirurgie et tout au long des enregistrements électrophysiologiques, jusqu’à la mise à mort des animaux.

Choix des espèces

Dans cette étude, nous utilisons la souris en raison de sa pertinence comme modèle en neurosciences et de la disponibilité d’outils adaptés pour manipuler précisement les circuits neuronaux. Les animaux seront des jeunes adultes afin d’éviter les effets liés au développement ou au vieillissement.

120 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue après un prélèvement de sang dans le cœur sous anesthésie. Elles reçoivent un régime gras pendant quinze semaines pour installer un surpoids, passent quatre analyses de composition corporelle, des mises à jeun de cinq à sept heures, des tests de perception gustative et de préférence alimentaire, et jusqu'à trente essais d'apprentissage de trois minutes. Le porteur reconnaît que le surpoids peut gêner leurs déplacements et que les bagarres imposeront d'isoler certains individus. Il affirme avoir minimisé les effectifs pour garantir la solidité statistique, sans donner un seul chiffre à l'appui, et annonce l'arrêt des expériences dès que l'effectif sera suffisant.

Objectifs

Le récepteur nucléaire d’aryl hydrocarbone (AhR) est impliqué dans la toxicité des substances comme des polluants, dans les maladies du foie et des reins, et sur le fonctionnement du système immunitaire. Des études ont également mis en évidence l'influence de l'AhR sur la perméabilité intestinale. Cependant, aucune étude n'a encore analysé son rôle dans la détection orale des lipides Or, une perturbation de ce système de détection lipidique peut avoir des conséquences néfastes sur le métabolisme et le comportement. Les individus en condition d’obésité présentent un dérèglement de ce système. Cette étude vise ainsi à décrypter le rôle de l'AhR dans la détection orale des lipides, notamment dans un contexte d’obésité. En menant cette recherche, nous espérons contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l'obésité et ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Les perspectives par rapport aux résultats obtenus devraient : - Etablir les rôles « physiologiques » de l’AhR au niveau de la sphère orale - Déterminer si les effets obésogènes des molécules environnementales et ligands de AhR, pourraient avoir pour origine des interactions sur la détection orale des lipides.

Procédures

Les souris seront toutes soumises à 4 tests d’analyse de leur composition corporelle de 2 min, un test d’analyse de leur prise alimentaire et hydrique sur 24h, puis à des tests comportementaux : 1) analyse de leur mobilité et anxiété (30 min), perception gustative (4 tests de 30 min avec mise à jeun entre 5h et 7h) et préférence alimentaire (16h maximum) ou 2) analyse de leur motivation (4 tests de 10 min, dont 2 tests avec mise à jeun entre 5h et 7h) et de leur apprentissage (entre 25 et 30 tests de 3 min, dont 7 maximum avec mise à jeun de 6h). Un prélèvement sanguin sera réalisé, de moins d’une minute, sous anesthésie, juste avant l’euthanasie des animaux. Un hébergement individuel durant les périodes de mise à jeun aura lieu si les animaux se battent.

Impact sur les animaux

La majorité des analyses sont des études du comportement alimentaire des animaux. Les effets indésirables attendus sont un stress dû aux mises à jeun et la possibilité de bagarres qui nécessitera l’isolement des animaux pour la réalisation de ces tests qui seront minimisés aux durées d’expérimentation. Les autres nuisances possibles sont associées à l’utilisation d’un régime gras qui entrainera possiblement un surpoids chez les animaux. La durée du régime (15 semaines) qui sera appliquée permet de mettre en place une obésité mais sans aller jusqu’au développement d’une insulino-résistance ni d’un diabète. Les animaux en régime hyperlipidique peuvent également avoir des difficultés à se mouvoir en raison du surpoids. Les animaux pourront également être stressés à cause des manipulations, un minimum de personnel, auquel les souris auront été habituées, réaliseront les protocoles.

Devenir

A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés sous anesthésie afin de réaliser des prélèvements sanguins et tissulaires.

Remplacement

Le remplacement est impossible car il s’agit d’étudier des processus physiologiques mettant en jeu plusieurs organes (intestin, tissu adipeux et foie). Il est donc indispensable de recourir au modèle animal pour une approche intégrée. Ce projet est couplé à des expériences réalisées in vitro dans l’objectif à terme de développer des études sur la détection des lipides dans ces modèles cellulaires sans nécessité d’avoir recours à des animaux.

Réduction

Les effectifs ont été minimisés tout en garantissant une pertinence biologique et une solidité statistique afin d’obtenir des résultats fiables. De plus, les analyses seront réalisées rapidement, dans le but d’arrêter les expérimentations dès que l’effectif sera suffisant pour obtenir des résultats fiables et diminuer ainsi le nombre d’animaux utilisé à son minimum.

Raffinement

Hormis les périodes de tests de comportement les animaux seront hébergés par fratries, dans des cages transparentes, pour garantir le maintien des interactions sociales. Les animaux seront hébergés dans des conditions optimales avec un enrichissement de leur milieu adapté. Ils bénéficieront d’un suivi quotidien de leur état général. Le prélèvement sanguin intracardiaque sans thoracotomie sera réalisé sous anesthésie générale, par des personnes expérimentées. S’agissant d’un projet nécessitant l’utilisation d’animaux vivants, l’utilisation de techniques non invasives et indolores ainsi que de tests comportementaux est privilégiée afin d’acquérir les paramètres physiologiques nécessaires au projet tout en respectant les questions d’éthiques en expérimentation animale et la règle des 3Rs. Enfin, un nombre restreint d’expérimentateurs disposant d’une formation et d’une qualification adéquate à l’expérimentation animale interviendra dans ce projet. Cependant, si les animaux atteignent les points limites du projet, ils seront sortis de l’étude puis euthanasiés.

Choix des espèces

Beaucoup d’études sur la thématique associée au projet ont été réalisées chez la souris. La confrontation de nos résultats avec la littérature s’avèrera donc plus pertinente. En effet, la souris est un modèle couramment utilisé dans les études sur l’obésité et les organes associés. D’autre part, dans le cas présent, le modèle transgénique utilisé permet d’éviter le passage sous un autre fond génétique et la génération d’animaux que cela engendre. Les animaux seront à l’âge adulte car tous les systèmes biologiques étudiés doivent être matures, hors phase de puberté et avant la phase de dégénérescences physiologiques liées à l’âge.