Souris
Coronarographie par ultrasons en trois dimensions dans l’insuffisance cardiaque
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Deux heures trente d'anesthésie, deux injections dans l'abdomen et une dans une veine, sans réveil prévu. 106 souris porteuses d'une mutation qui provoque une insuffisance cardiaque vont être maintenues sous anesthésie et tuées avant tout réveil, leur cœur étant prélevé pour des examens fonctionnels et histologiques. L'équipe veut appliquer aux petites artères du cœur malade une imagerie par ultrasons capable de mesurer des vaisseaux de quelques dizaines de microns. Sur les effets indésirables, le résumé ne retient que la contention, une injection d'antalgique et le léger stress de la cage d'induction, sans un mot sur les deux heures et demie qui suivent.
Objectifs
La circulation des artères et des veines du cœur est responsable de la perfusion du cœur. Les modifications du débit des vaisseaux du cœur ont des conséquences graves sur ses performances. À ce jour, seules les grosses artères de l’ordre du millimètre peuvent être visualisées chez l'homme par les techniques telles que les scanners ou l’IRM. Ces dernières années, nous avons démontré au laboratoire la faisabilité de l’imagerie des vaisseaux par ultrasons. Cette technique permet de visualiser des vaisseaux de quelques dizaines de microns. En plus de ces données anatomiques, nous avons aussi mis au point les techniques de mesure de flux sanguins dans les vaisseaux qui ont un intérêt thérapeutique important en cardiologie. Une première étude sur des rats a déjà été effectuée au laboratoire pour laquelle nous avons obtenu l’autorisation auprès du comité d’éthique. Cette Étude a été réalisée avec succès avec une publication. Grace à cette technologie, nous sommes maintenant en mesure de mesurer les diamètres des vaisseaux de quelques dizaines de micron et de calculer leur débit sanguin. Nous avons aussi mesuré les variations de leur débit et de leur diamètre lors d’une dilatation des vaisseaux. Nous voudrions maintenant mettre en évidence une différence de réactivité et d’anatomie de ces vaisseaux dans des cas pathologiques. Pour cela, nous proposons d’utiliser cette méthode dans le cas de l’insuffisance cardiaque. Nous utiliserons une souche de souris mutantes développant les symptômes de cette pathologie. Avec ce modèle d’imagerie microscopique non invasif, nous pourrons mettre en évidence les effets précoces du développement de l’insuffisance cardiaque sur la circulation des très petits vaisseaux du cœur.
Bénéfices attendus
Grace à ce modèle de souris mutante développant les premiers symptômes de l’insuffisance cardiaque que nous allons caractériser avec la méthode d’imagerie à l’échelle microscopique en trois dimensions, nous comptons démontrer le rôle prépondérant de l’impact de la dysfonction de l’architecture des petits vaisseaux sur le développement de l’insuffisance cardiaque. Il est bien établi que cette dysfonction est reconnue comme un stade précoce du développement de la maladie. Il est important de bien caractériser ce phénomène afin de pouvoir trouver des outils diagnostics et des cibles thérapeutiques avant les effets plus délétères de la pathologie.
Procédures
Les animaux subiront une contention pour être placés dans une cage d’induction. Ils subiront une anesthésie gazeuse puis pendant l’anesthésie, 2 injections intra péritonéales et une injection intra veineuse. La procédure durera pendant deux heures et demi sera sans réveil.
Impact sur les animaux
La souris sera contentionée et subira une injection intra péritonéale d’antalgique. Elle sera introduite dans une cage d’induction susceptible d’engendrer un léger stress.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure afin de prélever le cœur pour d'autres examens fonctionnels et histologiques.
Remplacement
La complexité du système vasculaire ne nous permettait pas de mettre au point cette méthode sans utiliser des animaux. Dans cette étude des mécanismes de développement de l’insuffisance cardiaque nous sommes obligés d’utiliser des modèles qui sont très spécifiques. Ces souris mutantes ont été caractérisées dans d’autres études. Seule L’application de cette méthode qui est nouvelle sur ce modèle nous permettra de découvrir les mécanismes du développement de la maladie.
Réduction
Sur la base de notre expérience sur ce modèle expérimental, ainsi qu’à partir des données de la littérature sur ce modèle, nous avons pu optimiser le nombre d'animaux par groupe pour obtenir des résultats significatifs avec le plus petit nombre d’animaux possible.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe de 2 à 6 individus pour favoriser leurs comportements sociaux dans un environnement enrichi avec un accès illimité en eau et nourriture. L’expérience est réalisée sous anesthésie avec une analgésie et des points limite précoces ont été définis pour éviter toute souffrance. Les animaux seront mis à mort avant la phase de réveil pour permettre de poursuivre un travail ex vivo.
Choix des espèces
Les développements effectués sur les veines et les artères du cœur de souris dont la structure est élaborée et complexe pourront être utilisés de façon fiable sur les études futures chez l’homme. La souche de ces souris mutantes répond aux critères d’exploration de la méthode. Il a été démontré par des méthodes histologiques la circulation des petits vaiseaux du cœeur de ces souris étaient altérée. Ce qui représente un modèle de choix afin de caractériser « in vivo » ces altérations grâce à nos méthodes.
Création et évaluation du bien-être animal d’une lignée de souris à visée de recherche sur la thématique des maladies valvulaires cardiaques associées au gène STRIP 1
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Échographies cardiaques et électrocardiogrammes sous anesthésie à l'isoflurane, dès le 21e jour de vie et jusqu'à douze mois, avec pesées hebdomadaires puis mensuelles. 96 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, toutes tuées en fin de protocole. Une lignée porteuse d'une mutation du gène STRIP1, identifiée chez quatre familles atteintes de prolapsus valvulaire mitral, est créée pour tenter d'expliquer les troubles du rythme cardiaque associés. Le porteur annonce qu'aucune nuisance ni effet secondaire n'est attendu, tout en indiquant que le phénotype de ces souris n'est pas connu chez le rongeur et devrait ressembler à celui des patients.
Objectifs
Le prolapsus valvulaire mitral (PVM) est l’une des pathologies cardiovasculaires les plus fréquentes, et est associé à un haut taux de morbidité et de mortalité. Plus particulièrement, certaines données récentes suggèrent que le PVM est associé au développement de troubles du rythme cardiaque, augmentant le risque d’évènement cardiovasculaire et de décès des patients. A l’heure actuelle, aucun traitement pharmacologique n’est disponible pour les patients porteurs d’un PVM et la composante trouble du rythme cardiaque dans la pathologie n’est pas prise en compte dans le management des patients. La seule option proposée est la réalisation d’une chirurgie valvulaire mitrale, une approche thérapeutique très invasive, adressant uniquement la problématique liée à la valve cardiaque. Notre projet a pour objectif d'analyser et d’identifier les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la survenue du PVM, mais aussi de la cardiomyopathie associée à cette maladie valvulaire. Notre équipe a identifié lors de l’analyse génétique de plusieurs grandes familles (n=4) présentant un PVM et une susceptibilité à développer des troubles du rythme cardiaque, une mutation spécifique sur le gène STRIP1. L’objectif aujourd’hui est de créer et d’évaluer le bien-être animal d’une nouvelle lignée de souris porteuse de la mutation.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra, via la génération d’un nouveau modèle animal, une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués dans le développement et la progression du PVM, ainsi que ceux impliqués dans le développement de troubles du rythme cardiaque associés au PVM. Ce projet permettra d’identification de potentielles cibles thérapeutiques pour traiter les patients.
Procédures
Des approches macroscopiques (observation du comportement, suivie de poids, suivie de la prise alimentaire) et prélèvement unique pour le génotypage ainsi qu’une approche d’imagerie (échocardiographie et électrocardiogramme) sont réalisés. Ces approches non invasives seront réalisées, pour certaines, sous anesthésie dès le jour 21 après la naissance jusqu’à 12 mois.
Impact sur les animaux
Aucune nuisance ou effet secondaire ne sont attendus lors de la réalisation de cette étude. Le stress ressenti par les animaux sera limité ou maitrisé. Les pesées seront rapides et la préhension réduite par l’utilisation d’un tunnel (1 fois par semaine pendant 12 semaines puis 1 fois par mois jusqu'à 12 mois ). L’acquisition des images échocardiographiques et l’électrocardiogramme sont réalisés sous anesthésie générale à l’isoflurane (induction 4% ; maintien 2%) en ventilation spontanée. Pour l’échocardiographie, la zone thoracique est rasée. Les souris sont placées sur la plateforme dédiée et chauffante (rétro-contrôlée par sonde rectale afin de maintenir la température des animaux à 37°C). Un onguent ophtalmique est systématiquement appliqué. L’examen consiste à l’acquisition de l’ensemble des images nécessaires à l’évaluation de la morphologie et de la fonction des valves cardiaques et du myocarde (durée maximum de la procédure 20 minutes). Pour l’électrocardiogramme, les souris sont placées sur la plateforme dédiée et chauffante (rétro-contrôlée par sonde rectale afin de maintenir la température des animaux à 37°C). Un onguent ophtalmique est systématiquement appliqué. L’examen consiste à l’acquisition d’un électrocardiogramme (durée maximum de la procédure 10 minutes). Pour leur réveil, les animaux seront hébergés en cages ventilées enrichies en tunnel et frisottis, avec un accès à l’eau et la nourriture en continue.
Devenir
Sacrifice en fin de protocole
Remplacement
La modélisation in vitro ou in silico de la pathologie valvulaire cardiaque est limitée. En effet, les valves subissent à chaque cycle cardiaque des stress mécaniques multiples (tension, pression, flux) et répétitifs, qu’il est impossible de modéliser. De plus, le retentissement sur le myocarde de la pathologie, ne peut lui non plus être modélisé in vitro ou in silico. Une approche de physiologie et pathophysiologie intégrée est donc nécessaire pour répondre aux questions auxquelles nous faisons face.
Réduction
Les croisements sont élaborés pour obtenir un nombre suffisant d’animaux permettant d’obtenir des résultats robustes et fiables pour l’évaluation du bien-être animal. Leur nombre est adapté aux besoins de l’évaluation du bien-être chez les deux sexes (au moins 14 animaux par génotype selon les recommandations européennes).
Raffinement
Les souris sont hébergées en cages ventilées enrichies en tunnel et frisottis, avec un accès à l’eau et la nourriture en continue. Les procédures d’imagerie proposées sont non invasives et permettent de suivre un même animal longitudinalement. Elles sont réalisées sous anesthésie à l’isoflurane.
Choix des espèces
De nombreux processus et systèmes biologiques inter-régulés et intégrés sont décrits dans le PVM, tout comme dans le développement des troubles du rythme cardiaque. Il est donc impossible de substituer ou modéliser par des approches in vitro ou in silico l’ensemble de ces processus. Le recours au modèle animal est donc primordial. L’utilisation d’un modèle animal permet quant à lui d’étudier de façon intégrée l’ensemble des mécanismes impliqués, augmentant ainsi la pertinence des découvertes afin de les appliquer chez l’Homme. Le modèle murin est le modèle de choix, il est utilisé de longue date pour caractériser les différentes complications cardiaques. Ce modèle nous permet également d’avoir accès à de nombreux outils de laboratoire qui nous permettront d’étudier les mécanismes impliqués dans la pathologie. Le phénotype attendu des souris devrait être similaire au phénotype observé chez les patients, mais n’est pas connu chez le rongeur. Le bien être animal sera évalué de la naissance jusqu’à 52 semaines. Le génotypage sera réalisé au moment du sevrage à 21 jours.
Etude des effets de la supplémentation en mélatonine sur des anomalies des cellules du cerveau dans un modèle de lésions cérébrales associées à la prématurité
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
808 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Injectées deux fois par jour dans l'abdomen durant leurs quatre premiers jours de vie puis une fois le cinquième, les souriceaux peuvent présenter déshydratation, retard de croissance et perte de poids, et 5 à 10 % en meurent. La mélatonine est testée comme protecteur du cerveau en développement, avec l'espoir déclaré de rétablir un environnement cérébral favorable aux nouveau-nés prématurés. Sur le remplacement, le porteur écrit en deux phrases qu'il est "nécessaire" d'étudier un organisme vivant complet.
Objectifs
La naissance prématurée est la première cause de mortalité et de handicap chez les enfants de moins de 5 ans. Les infections maternelles pendant la grossesse peuvent déclencher une réaction inflammatoire qui favorise l’accouchement prématuré et fragilise le cerveau du fœtus. Cette inflammation peut entraîner des lésions cérébrales, appelées encéphalopathie du prématuré, responsables de troubles du développement, notamment des difficultés sociales et des troubles du spectre autistique. Dans cette étude, nous testons la mélatonine comme moyen d’améliorer le contexte neuroinflammatoire durant le développement en étudiant certaines populations cellulaires caractéristiques (microglie et astrocyte). Pour cela, nous utilisons un modèle murin, qui reproduit la période de vulnérabilité cérébrale du troisième trimestre de grossesse chez l’humain. Nous provoquons une inflammation précoce et étudions l’effet de la mélatonine sur le développement du cerveau et sur le comportement social ultérieur des animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour ambition d’étudier le potentiel protecteur de la mélatonine sur le développement du cerveau dans un contexte inflammatoire précoce similaire à ce que l’on retrouve chez les nouveau-nés prématurés. L’objectif est de déterminer si la mélatonine peut rétablir un environnement cérébral favorable au développement normal et ainsi limiter les altérations cellulaires et comportementales causées par l’inflammation précoce.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections d’une substance induisant une inflammation au niveau de l’abdomen deux fois par jour sur animaux vigiles durant les 4 premiers jours de vie et une fois le 5ème jour de vie. L’acte de l’injection dure quelques secondes et les animaux sont directement remis dans leur cage avec leur mère. Ces injections ont pour but de créer un contexte inflammatoire chez le souriceau afin de modéliser l’inflammation du cerveau observée chez les nouveau-nés prématurés. A l’âge adulte, des tests comportementaux pour évaluer le comportement social seront réalisés.
Impact sur les animaux
Les injections réalisées sur les souriceaux durant les 5 premiers jours de vie peuvent causer une douleur transitoire et locale. La séparation de leur mère le temps des injections peut causer un stress transitoire. Les injections de cette substance inflammatoire peut engendrer des signes de déshydratation, un retard de croissance, une perte de poids et un retard dans la pousse du pelage par rapport aux souris contrôles. Ces effets perdurent environ jusqu’à la fin de leur 2ème semaine de vie. Les injections en général peuvent également, mais rarement, entraîner une hémorragie abdominale interne chez les souriceaux, ou leur mort dans 5 à 10% des cas. A l’âge adulte, les animaux peuvent présenter une modification de leur comportement et des troubles de la respiration.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés aux stades d’intérêt, à savoir au 5ème et 10ème jour de vie pour les analyses dévelopmentales du cerveau et à 2 mois, après les analyses comportementales chez l’adulte. Les prélèvements de cerveaux permettront d'étudier de manière approfondie l’inflammation cérébrale. En particulier, une population de cellule immunitaire spécifique du cerveau sera étudiée car cruciale dans les mécanismes liés à l’inflammation et au développement du cerveau.
Remplacement
Pour comprendre l’inflammation du cerveau, ses conséquences et les moyens de la traiter, il est nécessaire d’étudier un organisme vivant complet. En effet, seule une approche chez l’animal permet de reproduire les interactions complexes du cerveau à différents stades du développement.
Réduction
Le nombre minimum d’animaux par groupe a été calculé à l’aide d’un logiciel spécialisé afin de garantir des résultats fiables. Pour les groupes exposés à l’inflammation, nous prévoyons 10 % d’animaux en plus pour compenser une mortalité connue. Chaque type d’analyse nécessite une préparation spécifique, ce qui implique que les prélèvements d’un même animal ne peuvent pas être utilisés pour plusieurs analyses différentes.
Raffinement
Les mères et les souriceaux sont hébergés dans des cages enrichies en essuie-tout et avec cabane pour qu’elles puissent y faire leur nid. Les femelles ont d’excellentes qualités maternelles, ce qui constitue un bon choix pour minimiser le stress des souriceaux qui subiront la procédure d’injection, même si c’est un acte peu douloureux, réalisé sur animal vigile sans nécessité d’anesthésie. Durant toute la procédure d’injection, on surveillera quotidiennement la fréquence respiratoire, la recoloration des extrémités, et le tonus ; à distance de l’inflammation on réalisera une surveillance clinique bi-hebdomadaire pour observer une fluctuation importante du poids ou des troubles du comportement (isolement, agressivité). Une surveillance accrue des animaux en difficulté est mise en place mais si l’un des points limites est atteint, les animaux concernés seront euthanasiés pour éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le choix de la souris est pertinent d’un point de vue scientifique en termes de reproductibilité, des connaissances biologiques de l’espèce et du temps de reproduction. Ce modèle murin d’inflammation a déjà été utilisé par notre équipe pour étudier les voies impliquées dans la neuroinflammation. De plus, les souris utilisées présentent de nombreux avantages pour une étude développementale tels que la taille des portées, qui permet de réduire le nombre de femelles gestantes, ainsi que les qualités maternelles de la mère. Les animaux seront injectés avec une substance inflammatoire durant leur première semaine de vie afin de provoquer une inflammation cérébrale périnatale, puis étudiés à 2 stades de développement : 5ème et 10ème jour de vie et à 2 mois correspondant au stade adulte. L’étude permet d'étudier l’effet de la supplémentation en mélatonine sur le contexte inflammatoire qui perturbe le développement cérébral mais également les conséquences sur le comportement au stade adulte.
Etude du rôle de deux protéines de régulation cellulaire dans la réponse à la chimiothérapie sur des modèles de cancer du sang chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
3 228 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, chacune pouvant recevoir jusqu'à cinq injections de chimiothérapie en cinq jours. Une irradiation du corps entier précède l'injection de cellules leucémiques dans la veine de la queue, et une partie des souris subit un prélèvement de moelle osseuse dans l'os de la patte sous anesthésie. Le porteur reconnaît que la rate grossit et qu'on peut penser que cela cause des douleurs, tout en notant que les signes visibles restent rares. Faute de données préliminaires, l'effectif ne repose sur aucun calcul de taille d'échantillon, alors que les retombées annoncées pour les patients, nouvelles cibles et traitements personnalisés, restent au conditionnel.
Objectifs
Les leucémies aigues myéloïdes (LAM) représentent un groupe parmi les cancers du sang caractérisés par une prolifération incontrôlée de certaines cellules dans la moelle osseuse et dans le sang, entraînant un défaut de production des cellules normales du sang et des dysfonctionnements de nombreux organes. Le traitement standard des patients atteints de LAM repose sur l’administration d’une combinaison de 2 drogues. Cette approche permet d’induire une guérison de la maladie chez deux tiers des patients, mais malheureusement les rechutes sont fréquentes et moins d’un quart des patients survivent à long terme. En effet, depuis 40 ans, les mécanismes expliquant comment la chimiothérapie élimine les cellules leucémiques ne sont pas connus avec précision. Or, comprendre ces mécanismes nous permettraient d’identifier les vulnérabilités des cellules leucémiques afin d’améliorer les stratégies thérapeutiques actuelles ou d’en proposer de nouvelles. Ainsi, une étude préliminaire chez des patients atteints de LAM et traités par chimiothérapie intensive semble indiquer que 2 gènes pourraient jouer un rôle crucial dans la réponse thérapeutique. Ces 2 gènes sont impliqués dans des mécanismes cellulaires importants tels que le contrôle de la mort des cellules cancéreuses. Le but de ce projet est d’étudier in vivo le rôle de ces 2 gènes dans la réponse des cellules cancéreuses de LAM (cancer du sang) à la chimiothérapie.
Bénéfices attendus
Plusieurs bénéfices pourraient découler de ce projet. Si les gènes étudiés sont des acteurs majeurs dans la réponse à la chimiothérapie, cela pourrait ouvrir la voie à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cancer du sang et potentiellement dans d’autres cancers. Les médicaments spécifiques ciblant ces gènes pourraient être développés pour améliorer l'efficacité des traitements. Ceci pourrait également permettre une approche plus personnalisée du traitement des patients ; les traitements pourront être adaptés en fonction du profil individuel du patient. Une meilleure compréhension des mécanismes d’action de la chimiothérapie pourrait par ailleurs permettre de réduire les effets secondaires indésirables associés à ces traitements. En minimisant les dommages aux cellules normales et en ciblant spécifiquement les cellules cancéreuses, on pourrait améliorer la qualité de vie des patients pendant et après le traitement. Ce projet pourrait également contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine du bon ou du mauvais fonctionnement de nos cellules. Ces connaissances pourraient avoir des implications bien au-delà du domaine du cancer du sang, bénéficiant ainsi à d'autres domaines de la recherche en oncologie et en biologie cellulaire.
Procédures
Les souris seront soumises à différents types d’interventions selon les procédures : - 1 seule injection d’une molécule sur un nombre restreint de souris dans la veine de la queue. Ce geste, très bref (moins d’une minute, sur souris éveillée), permet d’éliminer un type de cellules dans la moelle osseuse des souris traitées. - 1 irradiation non létale sur corps entier (durée: 5 minutes) et sur un nombre restreint de souris suivie de l'injection de cellules leucémiques dans la veine de la queue. Ce geste, très bref (moins d’une minute sur souris éveillée), permet de déclencher le développement de la leucémie (cancer du sang) chez l’animal. – 1 prélèvement de moelle osseuse sur certaines souris seulement sous anesthésie générale. L'ensemble de la procédure, de l’endormissement au réveil complet, dure environ 10 minutes. Ces prélèvements permettront, après analyse, d’évaluer le niveau d’envahissement leucémique, afin de déclencher le traitement au moment approprié. - Administration de chimiothérapie (2 traitements testés avec 3 doses différentes) : les médicaments seront administrés quotidiennement par injection, soit dans la cavité abdominale de 1 administration à 5 administrations sur 5 jours, soit par la veine de la queue, selon les protocoles définis (de 1 administration à 3 administrations sur 3 jours). Ces gestes, réalisés sans anesthésie, durent chacun moins de 3 minutes et visent à traiter la leucémie induite.
Impact sur les animaux
Les procédures telles que l’injection de cellules leucémiques et l’administration de médicaments de chimiothérapie sont potentiellement stressantes et sont susceptibles de provoquer un certain niveau d’inconfort chez la souris (anémie, fatigue, réduction de l’appétit, perte de poids, infections). Quand la leucémie se développe, la rate des souris grossit (splénomégalie). On peut penser que cela cause des douleurs même si des signes visibles de douleur ne sont que rarement présents en cas de splénomégalie faible ou modérée. Quand les souris sont traitées avec la chimiothérapie pendant 5 jours, elles peuvent perdre du poids à partir du troisième jour du traitement. Cet effet est observable sur une journée de 2 à 3 jours. Quand les souris sont prélevés au niveau de l'os long de la patte, un inconfort peut être visualisé les premières minutes post-réveil avec une rétraction de la patte ponctionnée qui n’empêche pas le déplacement de la souris et qui disparait assez vite.
Devenir
A la fin du développement de la leucémie (cancer du sang) et du traitement, les souris seront euthanasiées, aucune souris ne sera gardée en vie. Ceci nous permettra de prélever la rate et la moelle osseuse des os. Ces tissus sont d’une importance capitale dans l’analyse des cellules sanguines cancéreuses.
Remplacement
Nous avons réalisé des expériences préliminaires sur des cellules leucémiques in vitro (hors de l’organisme) qui ont révélé des différences notables des réponses avec les cellules leucémiques in vivo (à l’intérieur de l’organisme). En effet, dans les leucémies, le comportement des cellules dans la circulation sanguine, leur interaction avec la moelle osseuse et d'autres organes, et probablement leur réponse à la chimiothérapie, sont intrinsèquement liés à l'environnement complexe de l'organisme. Il est donc essentiel, pour la pertinence et l'application clinique de nos résultats, d'utiliser un modèle animal qui peut mimer le contexte humain de la leucémie aussi fidèlement que possible.
Réduction
L'absence de données préliminaires concernant la variabilité de l'effet de la chimiothérapie sur l'expression des deux gènes que nous étudions dans les cellules murines rend difficile l'application des formules permettant de déterminer la taille de l’échantillon. Notre stratégie d'expérimentation s'appuiera donc sur les expériences murines précédemment menées au sein de notre équipe. En effet, nous initierons le projet par une phase pilote qui servira à valider notre approche méthodologique. Pendant cette phase nous réaliserons différents tests sur nos modèles de souris pour trouver le traitement adéquat (choix du bon cocktail de molécules et du bon dosage). Les données recueillies de ces expériences initiales qui porteront sur des groupes de souris pourront alors nous permettre d'estimer la variance des effets de manière plus précise. Pour chaque animal, plusieurs paramètres et variables seront étudiés simultanément, permettant ainsi d'obtenir le maximum d'informations, évitant de recourir à des souris supplémentaires pour des études ultérieures.
Raffinement
- Un suivi quotidien de l'apparence générale sera effectué pour détecter rapidement tout signe de malaise, de stress ou de douleur. L’expérience de notre équipe sur ces modèles animaux nous permet une bonne connaissance du développement de la maladie. Nous pouvons ainsi prévenir l’inconfort et la douleur pouvant y être associés Une grille de score clinique basée sur des paramètres tels que la perte de poids, la fréquence respiratoire, l’état du pelage, l’alimentation, l’hydratation, la taille de la rate (splénomégalie) et le comportement permettra de mettre en place des actions précises (renforcement de la surveillance des signes clinique et accès facilité à la nourriture et à la boisson, voire euthanasie). - En planifiant soigneusement les expériences, nous nous efforcerons de limiter le nombre de manipulations subies par chaque animal, réduisant ainsi les perturbations et le stress.
Choix des espèces
- Le génome des souris présente de grandes similitudes avec celui des humains, ce qui rend leurs réponses physiologiques et génétiques proches de celles des êtres humains. - D’un point de vue historique, les modèles souris ont été utilisés depuis des décennies dans les études biomédicales, offrant une riche littérature et des protocoles plus ou moins standardisés pour comparer et interpréter nos résultats. - Les molécules testées sont à administrer par différentes voies, toutes disponibles sur la souris. - Le contrôle de leur bien-être au quotidien est facilité car les signes de souffrance/douleur ont été bien caractérisés chez cette espèce. - La plupart des technologies de manipulation génétique permettant des études ciblées sur des gènes ou des voies spécifiques sont bien établies chez la souris. La composition de la moelle osseuse et des cellules sanguines varie en fonction du stade de développement. Pour ce projet, nous envisageons l’utilisation de souris jeunes adultes âgés de 6 à 10 semaines. A ce stade, les souris sont matures et ont une physiologie stable. De plus, nos études précédentes ainsi que celles publiées par d’autres auteurs sur ces modèles de cancer du sang ont été réalisées à ce stade de développement.
Caractérisation phénotypique des souris E98G
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
Des prélèvements de sang dans la queue chaque semaine pendant seize semaines, ou chaque mois pendant environ trente-six mois, plus une injection mensuelle sur animal éveillé. 444 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. L'objectif déclaré est de savoir si une enzyme du foie mutée modifie l'équilibre des sucres et des graisses, avec l'espoir affiché d'une piste thérapeutique pour les patients hypercholestérolémiques. Le porteur décrit le phénotype attendu comme silencieux et sans altération du bien-être de l'animal, et fonde l'effectif sur sa seule expérience passée, sans aucun calcul statistique.
Objectifs
L’objectif de ce projet est donc d’explorer si l’homéostasie des glucides et des lipides est altérée chez des souris qui expriment une enzyme du foie mutée.
Bénéfices attendus
Nous espérons que nos travaux permettront de démontrer l’intérêt thérapeutique de notre enzyme du foie mutée et ouvriront des perspectives sur la mise en place d’une réelle solution thérapeutique pour les patients hypercholestérolémiques.
Procédures
Les animaux vigiles subiront des prélèvements sanguins caudaux (20microlitres maximum, une fois par semaine sur une période de 16 semaines maximum ou une fois par mois sur une période d'environ 36 mois). Des injections seront pratiquées au maximum une fois par mois sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
En tant que protocole modéré, il y a peu d’effets indésirables attendus. Nous nous attendons à ce que nos souris présentent 1) des concentrations lipidiques plasmatiques plus faibles que les souris sauvages ; 2) une protection vis-à-vis de l’accumulation de lipides dans la paroi des artères. Ce phénotype est silencieux, sans altération du bien-être de l’animal. Les principaux effets indésirables prévus pour les animaux, concernent la répétition des prélèvements sanguins et les injections. Les expériences seront réalisées par une personne expérimentée. Afin de limiter la souffrance liée à la répétition des injections, nous utiliserons des seringues microfines, ferons varier les points d’injection et les volumes injectés seront faibles.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort.
Remplacement
Les données obtenues en clinique ou sur le petit animal valident l’intérêt de notre hypothèse sur l’effet fonctionnel de notre protéine et nous pousse à explorer son action dans un système complexe. En effet, les pathologies cardio-métaboliques résultent de processus intégrés et de communications inter-organes, impossibles à modéliser in-vitro avec les méthodes actuelles. Ainsi, l’utilisation de modèles animaux intégrés reste indispensable.
Réduction
Ce projet a été construit avec la volonté de mettre en place et de respecter « la règle des 3 R ». Seules les expériences absolument indispensables au succès du projet seront mises en œuvre. Le nombre d’animaux nécessaires pour chaque expérimentation a été défini en fonction de notre expérience passée. Nous avons pris soin d’optimiser au mieux nos expérimentations et les procédures ont été réfléchies afin de réduire au maximum le stress et les souffrances des animaux soumis aux expérimentations.
Raffinement
Nous avons pris en compte le bien-être animal, une visite quotidienne des animaux par les zootechniciens formés permettra de prévenir les risques de stress et de souffrance. De plus un examen clinique hebdomadaire sera réalisé par les responsables du protocole de recherche. Nous avons intégré la gestion de la souffrance animale en utilisant des procédures adaptées, notamment anesthésiques pour les injections virales et avant la mise à mort des animaux et analgésiques pour les prélèvements sanguins. Des signes cliniques définissant les points limites, au-delà desquels l’expérimentation serait arrêtée et l’animal mis à mort, ont été fixés. Nous utilisons des cages avec litières et des enrichissements (frisottis et un igloo ou un tube tunnel, en polycarbonate) et les animaux sont hébergés et maintenus en groupes sociaux.
Choix des espèces
Le modèle murin est le modèle de choix, il est utilisé depuis longue date pour caractériser de manière intégré les mécanismes de régulation de l'homéostasie lipidique. Il est assez simple de mimer, par des régimes ou des virus, les pathologies humaines telles que les dyslipidémies et le développement de lésions atherosclérotiques ? Ce modèle nous permet également d’avoir accès à de nombreux outils de biochimie et/ou de biologie moléculaire qui autorisent la découverte de nouveaux déterminants moléculaires. Nous utiliserons des jeunes souris adultes de 8 semaines.
Impact de l’enrichissement en acides gras poly-insaturés en oméga 3 sur le devenir de la pneumonie à pneumocoque chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
264 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent le pneumocoque par le nez sous anesthésie, puis leur état est noté toutes les huit heures, la nuit comprise, jusqu'à une surveillance toutes les trente minutes quand le score clinique grimpe. Le porteur attend des morts entre le deuxième et le cinquième jour, décrit dyspnée, hypothermie et léthargie, et écrit que la pneumonie ne provoque pas classiquement de douleurs. Il teste si un régime enrichi en oméga-3 protège, sur des souris transgéniques dont les tissus en sont saturés, et retient la survie comme critère principal en qualifiant ces données d'"indispensables" à la transposition chez l'être humain.
Objectifs
La pneumonie liée à la bactérie pneumocoque demeure une cause majeure de décès dans le monde, et ce malgré les avancées thérapeutiques. L’inflammation, lorsqu’elle est trop intense, conduit à la survenue d’une dysfonction des organes, pouvant conduire entre autres, à une détresse respiratoire conduisant au décès. Il est important de comprendre les mécanismes qui conduisent à cette dérégulation inflammatoire, afin de prévenir sa survenue. En tant qu’aliments thérapeutiques, les lipides dits en oméga-3 (particulièrement présents dans les poissons ou certaines huiles alimentaires) sont reconnus pour leurs propriétés anti-inflammatoires et modulant l’immunité. Des études antérieures réalisées chez la souris suggèrent que l’apport alimentaire des oméga-3 réduit l’inflammation liée aux pneumonies. D’autre part, les souris aux tissus riches en oméga3 sont spontanément protégées de l’inflammation et des lésions pulmonaires après avoir inhalé des composants bactériens inflammatoires. Chez l’humain, une alimentation riche en oméga-3 semble réduire le risque de pneumonie : par exemple, chaque gramme supplémentaire d’acide alpha-linolénique consommé par jour diminuerait ce risque d’environ 30 %. En revanche, lorsqu’ils sont utilisés comme traitement curatif chez des patients déjà atteints de pneumonie, les oméga-3 ne semblent pas réduire la mortalité, ce qui suggère qu’ils seraient surtout utiles en prévention. Pour l’instant, aucun essai clinique n’a encore évalué leur efficacité pour prévenir les pneumonies ou en diminuer la gravité. Notre travail a donc pour objectif de tester le rôle protecteur des oméga-3 dans la pneumonie à pneumocoque. La première étape consistera à comparer des souris “fat-1”, dont les tissus sont naturellement riches en oméga-3, à des souris normales exposées à la même infection. Si un effet bénéfique est observé, une deuxième phase évaluera si une simple supplémentation alimentaire en oméga-3 (sans modification génétique) peut reproduire cette protection. Cette approche, menée par étapes, permettra de mieux comprendre comment les oméga-3 pourraient protéger les poumons contre les infections et d’envisager, à terme, une application chez l’être humain.
Bénéfices attendus
La pneumonie, première cause de décès d’origine infectieuse dans le monde, demeure un enjeu majeur de santé publique. Malgré les progrès thérapeutiques, l’émergence de souches résistantes, une couverture vaccinale incomplète et la variabilité des réponses immunitaires sont problématiques entrainant des formes sévères mortelles. L’identification de stratégies préventives efficaces et accessibles apparaît donc essentielle. Chez l’homme, la qualité nutritionnelle lipidique influence la susceptibilité aux infections et leur évolution. Les lipides oméga-3, aux propriétés anti-inflammatoires et immunomodulatrices, pourraient contribuer à limiter le sepsis et les défaillances d’organes responsables des décès liés à la pneumonie. Les données expérimentales confirment cet intérêt. Dans un modèle murin, dont les tissus sont enrichis en oméga-3, l’exposition à des toxines bactériennes entraîne une réponse inflammatoire et des lésions pulmonaires significativement réduites. De même, une alimentation enrichie en oméga-3 améliore l’évolution et la survie lors de pneumonies expérimentales. Ces observations suggèrent un rôle des oméga-3 au-delà de la simple modulation de l’inflammation, en faveur d’une meilleure régulation de la réponse immunitaire. Chez l’homme, une consommation élevée d’oméga-3 est associée à une diminution du risque de pneumonie, mais les essais de supplémentation menés en réanimation ou chez des patients à risque n’ont pas montré d’effet significatif sur la mortalité ou l’incidence infectieuse. Ces résultats suggèrent des interventions curatives trop tardives et des supplémentations trop courtes. Ainsi, seule une approche préventive prolongée, favorisant un enrichissement stable des tissus en oméga-3, semble pertinente. À ce jour, aucun essai clinique n’a évalué spécifiquement l’efficacité d’une telle stratégie nutritionnelle dans la prévention des pneumonies bactériennes, et les données expérimentales restent partielles. Notre projet vise à développer un modèle murin robuste de pneumonie à pneumocoque pour étudier le rôle protecteur des oméga-3 et leurs mécanismes d’action sur l’immunité et l’inflammation. Ces résultats permettront d’envisager des essais cliniques visant à tester une approche nutritionnelle simple, sûre, peu coûteuse et potentiellement transposable à grande échelle, notamment chez les populations les plus vulnérables.
Procédures
Si les animaux reçoivent un régime alimentaire particulier, ils seront manipulés ponctuellement (au départ et à la fin) afin d’évaluer leur poids. L’inoculation nasale du pneumocoque est réalisée 1 seule fois, sous anesthésie générale, par le dépôt de 50 µl à la base de la cavité nasale, l’inspiration spontanée de l’animal permet son entrée dans les poumons. Après l’inoculation de la pneumonie, l’évolution de la maladie sera suivie chez les animaux toutes 8 heures (y compris la nuit) au moyen d’une grille de score (observation visuelle poussée des signes de maladie avec augmentation graduelle de la fréquence de surveillance si une augmentation du score est constatée) et ce jusqu’à la mise à mort. A cette occasion, ils seront pesés.
Impact sur les animaux
Si un régime alimentaire spécial est donné, aucun effet indésirable est attendu car ces régimes sont équilibrés nutritionnellement et bien tolérés (régime supplémenté avec des oméga-6 ou oméga-3). L’inoculation nasale du pneumocoque sous anesthésie (dépôt d’une grosse goutte sous le nez, inspirée spontanément dans les poumons), peut induire un inconfort respiratoire transitoire ou lié à la contention légère. Bien que réalisé sous anesthésie générale, un réflexe de toux peut être généré au réveil. Ces signes peuvent être considérés comme légers. La procédure d’anesthésie indispensable pour éviter le rejet de l’inoculum reste courte (quelques minutes) entrainant une nuisance légère. L’évolution de la pneumonie génère des signes de souffrance (dyspnée, baisse d’activité, poil hérissé, perte d’appétit, perte de poids, fièvre, hypothermie, léthargie voire le décès) considérés comme sévères et durant 5 jours maximum. En revanche, la pneumonie ne conduit pas classiquement à la survenue de douleurs. Des décès sont attendus entre 2 et 5 jours, mais des décès plus précoces peuvent survenir dans les premières expériences, si l’inoculum est trop élevé. L’évaluation de la souffrance sera réalisée par une grille de score référencée et scientifiquement approuvée. Des mises à mort, ne dispensant pas des effets aigus, sont programmées après 1 et 2 jours afin de limiter l’exposition à la souffrance. Les souris seront suivies par un personnel compétent selon les règles de la Structure chargée du Bien-être Animal. Le milieu sera enrichi (coton pour nicher, tunnel en plastique pour se cacher) afin que l’animal puisse exercer son comportement naturel. Pendant la période de régime, les souris seront observées journellement puis après l’inoculation de la pneumonie toutes les 8 heures, y compris la nuit, pour détecter tout signe de stress ou de souffrance après inoculation nasale de la maladie et ce jusqu’à la mise à mort des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue du projet afin de réaliser des prélèvements de différents tissus (sang, poumon, rate)
Remplacement
Un modèle de souris transgénique dont les tissus sont intrinsèquement riches en lipides en oméga3 est un modèle précieux. En effet, cette souris possède un niveau d’enrichissement dans ses tissus qui n’existe dans aucun autre modèle murin et qui est non atteignable par des stratégies alimentaires. D’une part, l’ubiquité de l’enrichissement tissulaire en lipides en oméga3 et d’autre part les taux tissulaires obtenus rendent impossible le remplacement de ce modèle de souris par des modèles in vitro. Dans une perspective de translation à l’humain, l’utilisation d’un modèle d’enrichissement alimentaire en oméga-3 chez la souris est complémentaire et permettra de collecter des données scientifiques indispensables. Elle permet de prendre en compte la pharmacocinétique et la pharmacodynamie réelles de l’incorporation tissulaire, ainsi que les interactions complexes entre l’hôte et la bactérie au cours d’une pneumonie. Ces phénomènes intégrés ne peuvent être résumés par des approches in vitro ou in silico. Ce projet permettra de comparer un enrichissement tissulaire élevé spontané (souris transgénique) à celui dû à un régime alimentaire permettant d’en distinguer les effets spécifiques et d’en connaitre les modes d’action et les limites transposables à l’homme par le régime. Enfin, seul un modèle in vivo permet d’observer l’évolution de l’infection (infection locale puis dissémination systémique), son impact sur l’intégrité des tissus du poumon et à distance et la survie qui reste le critère de jugement principal, comme dans la plupart des essais thérapeutiques conduits dans le cadre de la pneumonie, et représentant ainsi un paramètre indispensable à la transposition chez l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux retenu est de n = 8 par groupe. Cette estimation repose sur une étude publiée ayant montré, dans un modèle d’injection intrapulmonaire de toxines bactériennes pour simuler une pneumonie chez une souris présentant spontanément des tissus riches en oméga-3, que le taux de leucocytes dans les alvéoles pulmonaires, marqueur clé de l’inflammation pulmonaire et du pronostic, était significativement réduit. Au sein de chaque groupe, nous utiliserons sans distinction de sexe les mâles et les femelles permettant ainsi une réduction des animaux mis à mort lors de l’élevage car n’entrant pas en projet. C’est sur la base de ces données publiées que le nombre d’animaux nécessaires a été calculé pour détecter l’effet attendu. Pour garantir la reproductibilité, tenir compte de la variabilité accrue liée à un modèle différent de pneumonie et considérant que notre critère de jugement principal (la survie à J5) est différent et ne pouvant être résumé par le taux de leucocytes alvéolaires, l’expérience sera renouvelée une fois avec un second lot d’animaux et un nouveau lot frais de bactéries. Ce renouvellement permettra de : • Confirmer que les effets observés sont reproductibles avec un lot différent de bactéries et de souris. • Renforcer la validité statistique et la fiabilité des conclusions Ainsi, l’approche combinant 8 animaux par groupe par cohorte, deux cohortes indépendantes et l’utilisation indifférenciée de mâles et femelles dans les groupes assurent à la fois la rigueur scientifique et le respect du principe de réduction des 3R. De plus, afin de réduire le nombre d’animaux intégrables dans le protocole, en amont de la production des animaux, les souris WT sont croisées entre elles et les souris fat-1 homozygotes entre elles générant des descendants tous intégrables dans le protocole et ce sans génotypage.
Raffinement
Par régime, les souris sont hébergées en cage collective, séparées selon leur sexe afin de réduire le stress dû à la captivité et aux expérimentations. Le milieu sera enrichi (coton, sopalin, tunnel en plastique). Une grande attention sera portée à la surveillance de la prise de nourriture, aux comportements liés à la souffrance, et des points limites seront définis. Les souris seront habituées à la contention et à la pesée avant le début du projet. Les souris sont élevées par génotype et les deux sexes sont inclus pour limiter le nombre d’animaux inutilement mis à mort. Après inoculation de la pneumonie, le bien-être animal sera suivi toutes les 8 h grâce à une grille de score pour identifier rapidement la souffrance. Un repérage précoce des animaux présentant une augmentation du score clinique sera mis en place, afin d’augmenter la fréquence de surveillance et détecter plus précocement les points limites : Score [3-7] = surveillance toutes les 4 heures Score [8-14] = surveillance toutes les 2 heures Score [15-21] = surveillance toutes les 30 minutes Une mise à mort après anesthésie profonde puis dislocation cervicale anticipée sera pratiquée si l’un des points limites définis et adaptés à la pneumonie est atteint.
Choix des espèces
La détermination de l’impact de facteurs métaboliques, tel que le niveau d’enrichissement tissulaire en oméga 3, sur l’évolution d’une pneumonie, est primordiale à notre étude. Cet objectif nécessite l’utilisation de modèles animaux afin de reproduire au mieux le contexte inflammatoire et infectieux local (poumon) et systématique (atteinte des organes à distance) caractéristique de la pneumonie. Bien que relativement éloignée de l’Homme, l’espèce murine reste l’espèce animale de référence dans ce domaine et demeure la plus utilisée en recherche préclinique, avec une abondante littérature qui limite le risque de duplication inutile des travaux et contribue à la réduction du nombre d’animaux employés. Le modèle murin transgénique fat-1 constitue un outil particulièrement précieux, en permettant d’explorer de façon originale le rôle des acides gras polyinsaturés oméga-3 dans la modulation de la réponse immunitaire pulmonaire et dans la prévention de l’inflammation excessive au cours de la pneumonie. Nous utiliserons des souris âgées de 8 à 12 semaines correspondant à un stade de développement jeune adulte de l’animal, et à un poids supérieur à 20g pour les 3 procédures. Ce stade de développement permettra une meilleure tolérance aux procédures en s’affranchissant du risque de mortalité non spécifique. Enfin, la plupart des modèles murins de pneumonie (bactérienne, virale) ayant été développés chez la souris jeune adulte, la comparaison avec la littérature sera facilitée.
Etude du rôle des leukocytes dans un modèle de lésions cérébrales induites par la naissance prématurée chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Des souriceaux reçoivent deux injections dans l'abdomen par jour pendant leurs quatre premiers jours de vie, puis une le cinquième, séparés de leur mère à chaque fois. 616 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Le porteur qualifie l'injection d'acte peu douloureux réalisé sans anesthésie, et indique dans le même document que ces injections tuent 5 à 10 % des souriceaux et provoquent déshydratation, retard de croissance et perte de poids, 10 % d'animaux supplémentaires étant prévus pour compenser cette mortalité. Les cerveaux sont prélevés au cinquième et au dixième jour de vie, les autres souris étant tuées à deux mois après des tests comportementaux sociaux que le résumé ne nomme pas.
Objectifs
La naissance prématurée est la première cause de mortalité et de handicap chez les enfants de moins de 5 ans. Les infections maternelles pendant la grossesse peuvent déclencher une réaction inflammatoire qui favorise l’accouchement prématuré et fragilise le cerveau du fœtus. Cette inflammation peut entraîner des lésions cérébrales, appelées encéphalopathie du prématuré, responsables de troubles du développement, notamment des difficultés sociales. Dans cette étude, nous cherchons à comprendre le rôle de certaines cellules immunitaires du cerveau (microglie) et de cellules immunitaires circulantes (neutrophiles) dans ces lésions et leurs conséquences à long terme. Pour cela, nous utilisons un modèle murin, qui reproduit la période de vulnérabilité cérébrale du troisième trimestre de grossesse chez l’humain. Nous provoquons une inflammation précoce et étudions l’impact de la présence ou de l’absence des neutrophiles sur le développement du cerveau et sur le comportement social ultérieur des animaux.
Bénéfices attendus
Grâce à ce modèle murin mimant un syndrome inflammatoire avec une atteinte cérébrale, nous évaluerons l’impact de la présence des cellules immunitaires circulantes dans le cerveau sur les autres types cellulaires réactifs à l’inflammation. Les répercussions sur le comportement social seront également étudiées. Les bénéfices attendus de ce projet sont une meilleure compréhension du rôle de ces cellules immunitaires dans la modulation de l’inflammation cérébrale au cours du développement. Ces résultats permettront de déterminer si leur présence favorise la résolution de l’inflammation ou, au contraire, en aggrave les conséquences. À terme, ces connaissances pourraient contribuer à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et à améliorer la prévention ou la prise en charge des troubles du neurodéveloppement et des pathologies associées à la neuroinflammation chez l’être humain.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections d’une substance induisant une inflammation au niveau de l’abdomen deux fois par jour sur animaux éveillés durant les 4 premiers jours de vie et une fois le 5ème jour de vie. A l’âge adulte, des tests comportementaux seront réalisés.
Impact sur les animaux
Les injections réalisées sur les souriceaux durant les 5 premiers jours de vie peuvent causer une douleur transitoire et locale. La séparation de leur mère le temps des injections peut causer un stress transitoire. Les injections de cette substance inflammatoire peut engendrer des signes de déshydratation, un retard de croissance, une perte de poids et un retard dans la pousse du pelage par rapport aux souris contrôles. Ces effets perdurent environ jusqu’à la fin de leur 2ème semaine de vie. Les injections en général peuvent également, mais rarement, entraîner une hémorragie abdominale interne chez les souriceaux, ou leur mort dans 5 à 10% des cas. Les retards de croissance et de pousse du pelage sont rattrapés au fur et à mesure après la 2ème semaine et ne sont plus visibles par la suite. A l’âge adulte, les animaux peuvent présenter une modification de leur comportement et des troubles de la respiration.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés aux stades d’intérêt, à savoir au 5ème et 10ème jour de vie pour les analyses développementales du cerveau et à 2 mois pour les analyses comportementales chez l’adulte.
Remplacement
Pour comprendre l’inflammation du cerveau, ses conséquences et les moyens de la traiter, il est nécessaire d’étudier un organisme vivant complet. En effet, seule une approche chez l’animal permet de reproduire les interactions complexes du cerveau à différents stades du développement.
Réduction
Le nombre minimum de 6 animaux par groupe a été calculé à l’aide d’un logiciel spécialisé afin de garantir des résultats fiables. Pour les groupes exposés à l’inflammation, nous prévoyons 10 % d’animaux en plus pour compenser une mortalité connue. Chaque type d’analyse nécessite une préparation spécifique, ce qui implique que les prélèvements d’un même animal ne peuvent pas être utilisés pour plusieurs analyses différentes.
Raffinement
Les mères et les souriceaux sont hébergés dans des cages enrichies en essuie-tout et avec cabane pour qu’elles puissent y faire leur nid. Les femelles de la souche choisie ont d’excellentes qualités maternelles, ce qui constitue un bon choix pour minimiser le stress des souriceaux qui subiront la procédure d’injection, même si c’est un acte peu douloureux, réalisé sur animal vigile sans nécessité d’anesthésie. Le sevrage est effectué 21 jours après la naissance avec un maximum de 6 animaux par cage. À la phase aiguë, on surveillera la fréquence respiratoire, la recoloration des extrémités, et le tonus ; à distance de l’inflammation on réalisera une surveillance hebdomadaire pour observer une fluctuation importante du poids ou des troubles du comportement (isolement, agressivité). Si l’un de ces points limites est atteint, les animaux concernés seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires. À la fin de l’étude les animaux seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires.
Choix des espèces
Le choix de la souris est pertinent d’un point de vue scientifique en termes de reproductibilité, des connaissances biologiques de l’espèce et du temps de reproduction. Ce modèle murin d’inflammation a déjà été utilisé par notre équipe pour étudier les voies impliquées dans la neuroinflammation. De plus, les souris utilisées présentent de nombreux avantages pour une étude développementale tels que la taille des portées, qui permet de réduire le nombre de femelles gestantes, ainsi que les qualités maternelles de la mère. Les animaux seront injectés avec une substance inflammatoire durant leur première semaine de vie afin de provoquer une inflammation cérébrale périnatale, puis étudiés à 2 stades de développement : 5ème et 10ème jour de vie et à 2 mois correspondant au stade adulte. L’étude permet d'étudier l’effet des cellules immunitaires circulantes infiltrées dans le cerveau sur le contexte inflammatoire qui perturbe le développement cérébral mais également les conséquences sur le comportement au stade adulte.
Evaluation d’immunothérapies par anticorps monoclonaux déplétant les mastocytes dans des modèles murins de mastocytose humaine.
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Irradiées puis greffées, à trois jours de vie, avec des cellules souches prélevées sur des patients atteints de mastocytose, ces souris développent un système immunitaire humain et des tumeurs de mastocytes. 530 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur annonce une anémie possible, des ulcérations sur les tumeurs sous-cutanées, un rejet des nouveau-nés par leur mère après manipulation et des chocs anaphylactiques faisant chuter la température corporelle de plus de huit degrés. Il écrit que "100 %" des animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure, pour prélever leurs organes.
Objectifs
La mastocytose est une maladie rare due le plus souvent à des mutations activantes d’un récepteur entraînant une différentiation et une prolifération aberrante de cellules immunitaires appelées mastocytes. La mastocytose est classée en trois types principaux selon le degré de sévérité et les organes atteints: la mastocytose cutanée (MC), qui affecte uniquement la peau ; la mastocytose systémique (MS), allant des formes indolentes aux formes sévères ou agressives, dans lesquelles au moins un organe extra-cutané est atteint ; et le sarcome mastocytaire, caractérisé par la présence d'une tumeur solide composée de mastocytes malins présentant une capacité d’infiltration destructrice et un potentiel métastatique. Selon la localisation tissulaire et la sévérité de la maladie, les symptômes peuvent inclure une irritation cutanée, des symptômes allergiques tels que l’anaphylaxie, ainsi que des déficits cellulaires, organomégalies (augmentation du volume des organes), et de l’ostéoporose. La forme la plus grave de mastocytose est la mastocytose agressive, dans laquelle il y a formation de tumeurs de mastocytes dans de nombreux tissus et dans la moelle osseuse et, dans la majorité des cas la survie des patients atteints de mastocytose agressive n’excède pas 3 à 5 ans après le diagnostic. Au-delà des traitements mis en place permettant de réduire les symptômes associés tel que les réactions allergiques, l’ostéoporose ou les atteintes cutanées, les thérapies visant à la destruction des mastocytes tumoraux induisent de nombreux effets secondaires et présentent un manque de spécificité, ce qui limite leur utilisation aux formes les plus graves de la mastocytose. Il n’existe pas à l’heure actuelle de solution thérapeutique satisfaisante dans cette pathologie. Ce programme de recherche a pour but de développer de nouvelles approches d’immunothérapie dans la mastocytose. Les résultats attendus des expériences que nous projetons de réaliser contribueront à mieux comprendre le développement de cette pathologie grave et à identifier de nouvelles approches d’immunothérapie pour soigner cette maladie.
Bénéfices attendus
La preuve de l’efficacité des anticorps déplétant les mastocytes in vivo dans les modèles murins décrits ci-dessous représente une étape essentielle pour la validation thérapeutique dans le traitement de la mastocytose et la justification du démarrage d’essais précliniques.
Procédures
L’irradiation n’aura lieu qu’une fois par animal (25 sec). Chaque injection des traitements (de 2 à 4 ; une fois par semaine) se fera sur animal vigile et sous contention (20 sec), alors que d'autres ainsi que le rasage de la zone d’injection se feront sous anesthésie gazeuse (induction/perte de conscience : 2min ; injection : 30 sec). L’imagerie non-invasive se fera sous anesthésie gazeuse (induction/perte de conscience : 2min ; prise de l'image : 5 min). Les prélèvements de sang seront réalisés également sous anesthésie gazeuse au minimum 1 fois par semaine (induction/perte de conscience : 2min ; prélèvement : 30 sec).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux sont en premiers liés à la douleur des aiguilles et à l’inconfort induits par les injections des traitements qui sont de courte durée (5 secondes). Des nuisances supplémentaires peuvent-être associées : L’irradiation peut entrainer une perte de poids transitoire, une léthargie et/ou alopécie. Le développement d’un système immunitaire humain chez la souris peut entrainer une anémie. Les données existantes suggèrent que ces effets apparaissent plus de 20 semaines après ce développementet se manifestent par des symptômes d’anémie, incluant pâleur des extrémités, baisse importante de l’activité et perte de poids rapide. Outre les effets indésirables décrits ci-dessus qui s’appliquent également dans le cas de souris humanisées à partir de nouveaux nés, la manipulation de ces animaux avant sevrage peut entrainer un rejet de la part de la mère. De plus, il est impossible d’évaluer le développement des cellules souches hématopoïétiques dérivées de patients mastocytose in vivo et on ne peut exclure la survenue de symptômes liés à une prolifération anormale des mastocytes et des atteintes comparables aux symptômes observés chez l’Homme. Les traitements ciblant les mastocytes peuvent induire des réactions allergiques de type choc anaphylactique se traduisant par une perte de température corporelle rapide et transitoire, supérieure à 8°C. Le développement de tumeurs solides sous cutanées dans les souris humanisées peut mener à l’apparition d’ulcérations cutanées et une potentielle perte de poids. Une perte de température corporelle rapide, transitoire et supérieure à 8°C peut survenir lors d’in modèle d’anaphylaxie systémique passive
Devenir
100% des animaux expérimentaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure, afin de prélever les organes post mortem.
Remplacement
Devant la complexité de cette pathologie, due notamment à l’implication de différents organes, le recours aux modèles animaux est indispensable. Toutes les études préliminaires visant à sélectionner les anticorps déplétant les mastocytes ont été réalisés in vitro dans des modèles de cultures de mastocytes humains. De ce fait, seuls les anticorps présentant le meilleur potentiel thérapeutique seront testés dans ce projet dans des modèles murins. De plus, l’utilisation d’un modèle in vivo pour tester les effets thérapeutiques d’anticorps déplétant les mastocytes nous permettra d’évaluer leur efficacité dans les différents tissues (bio-distribution), et leur capacite à induire la déplétion des mastocytes médiée par les cellules du système immunitaire inné.
Réduction
Les expériences décrites dans ce projet de recherche (incluant le nombre d’animaux par groupe) ont été élaborées sur les bases de travaux antérieurs et sur la base de notre expérience et de nos données préliminaires dans le domaine des mastocytes et des souris humanisées. Ceci dans le but de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires pour l’obtention de données statistiques robustes permettant de répondre aux questions scientifiques. Nous utiliserons une moyenne de 5 animaux par groupe de même âge et sexe pour chaque expérience. Les expériences seront répétées 3 fois de manière indépendante afin d’assurer la validité de nos résultats. En fonction du type d’expérience, du nombre d’échantillons analysés et de la distribution des valeurs, le test statistique le plus approprié sera utilisé.
Raffinement
Les animaux utilisés dans ce projet sont maintenus dans un département de zootechnie dédié (environnement stérile), et soumis à une surveillance journalière. Les soins sont prodigués par des personnels spécialisés, avec une connaissance des procédures animales et des projets scientifiques que nous menons, dont la priorité est le bien être animale et le respect des lois bioéthiques en vigueur. Lors de leur arrivée dans la zootechnie d’expérimentation, quelle que soit leur origine, le souris auront une phase d’acclimatation dans une pièce séparée sur portoirs ventilés d’au moins cinq jours. Les souris seront hébergées à maximum 5 par cage en portoir ventilé dans un environnement contrôlé. L’enrichissement sera constitué d’une maison en plastique et de frisure de papier kraft pour faire un nid. Une étude rétrospective sera effectuée à la fin de chaque expérience pour déterminer les possibilités de diminution du nombre d'animaux et/ou d'amélioration des procédures pour diminuer la souffrance animale. Durant toute la période d’expérimentation, l’état général des animaux sera observé au minimum une fois par jour, permettant une détection précoce de toute altération de l’état de santé et une adaptation rapide des mesures nécessaires, contribuant ainsi à la réduction de la souffrance animale. Pour chaque procédure, des points limites ont été défini pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal et l'animal sera mis à mort s’il présente un de ces points limites d’arrêt de la procédure.
Choix des espèces
La souris représente le modèle animal le plus utilisé pour étudier les maladies humaines. En effet, l’élevage de souris est très productif, nécessite peu de place, et il existe de nombreux modèles bien établis grâce aux progrès scientifiques réalisés ces dernières années. Les lignées transgéniques nécessaires pour ce projet sont d’ailleurs principalement disponibles chez la souris, avec un contrôle précis de leur fond génétique. De plus, la physiologie de la souris, en particulier dans les modèles « humanisés » que nous utiliserons, présente de fortes similarités avec celle de l’être humain. Cela permet de reproduire de manière fiable des maladies proches de celles observées chez les patients. Les animaux seront utilisés entre 0 (injection des cellules souches hématopoïétiques dérivés de patients mastocytose) et 20 semaines (immunisation vaccin à ARNm, regreffe de lignées de cellules tumorale, traitement avec des anticorps déplétant) après la naissance. Pour maximiser le succès de la regreffe des souris avec des cellules souches humaines, des souris nouveaux-nés (jour 3 après la naissance) seront regreffées, avant que le système immunitaire murin ne soit trop développé. Les souris sont dites « humanisées » lorsque leur système immunitaire humain est composé de plus de 25% de cellules immunitaires humaines (dans la circulation) entre 12 et 16 semaines après l’injection des cellules souches hématopoïétiques ; c’est pourquoi, les animaux seront utilisés entre 0 et 20 semaines.
Gestion de la production de modèles souris immunodéficients pour l’étude de maladies inflammatoires chroniques et des cancers associés.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Toutes les souris de ce projet naissent immunodéficientes, privées d'une partie de leur système immunitaire, donc exposées aux infections toute leur vie. 2 880 souris vont être utilisées dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger, le projet consistant à les faire naître et à les élever plutôt qu'à leur infliger des expériences. Les reproductrices et les petits qui n'ont pas le génotype recherché sont tués à la fin de la période d'accouplement, leurs organes partant vers d'autres projets, tandis que les petits porteurs du bon génotype sont gardés en vie pour des expériences ultérieures. Le porteur ne dit pas quelle part des 2 880 animaux passe dans cette seconde catégorie, ni ce que ces projets ultérieurs leur feront subir.
Objectifs
L’inflammation est une hyperréactivité de notre système de défense, le système immunitaire. Elle peut être aiguë c’est-à-dire sur une courte période (type piqûre de moustique) ou chronique c’est-à-dire s’établir sur plusieurs années voire toute la vie. Ce type d’inflammation regroupe un grand nombre de pathologies de la peau et de l’intestin telles que le psoriasis, les colites, la maladie Crohn ou cœliaque. Le nombre de personnes atteintes de ces inflammations chroniques ne cesse de croître. Par ailleurs, les inflammations chroniques sont connues pour faire le lit du cancer. Pour l’heure il n’existe aucun traitement curatif. La mise en place d’un traitement impose de comprendre ces pathologies et donc les modifications de notre système immunitaire qui y sont associées afin d’identifier des cibles thérapeutiques. La souris récapitulant fidèlement les pathologies inflammatoires cutanées et intestinales de l’Homme y compris le développement de cancers associés, notre objectif est d’étudier le système immunitaire et particulièrement les globules blancs appelés lymphocytes T qui semblent responsables de la pathologie. Pour cela, notre laboratoire prévoit de générer et d’élever des souris génétiquement modifiées avec une déficience en lymphocytes T et en molécule qui contrôlerait l’hyperréactivité des lymphocytes dans les inflammations chroniques.
Bénéfices attendus
Face au manque de traitement curatif et à la recrudescence des sujets atteints d’inflammations chroniques, il y a une vraie urgence à comprendre les altérations du système immunitaire responsables de la pathologie pour les contrecarrer et proposer enfin un traitement curatif.
Procédures
L’ensemble des souris produites dans ce projet sont immunodéficientes. Cette immunodéficience est causée par l’absence d’une partie du système immunitaire rendant les souris plus susceptibles aux infections par des pathogènes. Nos souris sont hébergées dans des conditions sanitaires strictes et contrôlées par des examen sanitaires réguliers et sont manipulées sous hotte garantissant le statut sanitaire. Tout ceci permet d’éviter l’apparition d’infection chez ces souris tout au long de leur vie.
Impact sur les animaux
Bien que ce soit peu probable dans nos conditions d’hébergement et de statut sanitaire stricts, l’apparition d’infections par pathogènes opportunistes du fait d’un système immunitaire défaillant peut générer un stress, un mal-être et une souffrance.
Devenir
Les souris reproductrices ainsi que les petits non porteurs du génotype recherché seront mis à mort à la fin de la période d’accouplement. Les petits porteurs du génotype recherché seront gardés en vie dans le cadre d’une utilisation continue dans des projets ultérieurs.
Remplacement
Si nos résultats in vitro et in silico sont en accord avec notre hypothèse sur les molécules à cibler pour contrecarrer l’inflammation chronique, celles-ci faisant partie d’un processus physiologique complexe il nous est impossible de formuler des conclusions sans une étude dans un organisme entier qui présente les mêmes caractéristiques pathologiques que l’Homme.
Réduction
Le nombre d’accouplements décrits dans ce projet a été réduit au minimum nécessaire pour obtenir les souris nécessaires à nos expérimentations. Par ailleurs, les organes des animaux qui n’auront pas les bons génotypes seront étudiés pour d’autres projets. Le cas échéant, les accouplements pourront être modulés à la baisse pour limiter le nombre de souris générées si un projet ne nécessite pas ou peu de souris pour une lignée donnée pendant une période définie.
Raffinement
La bonne connaissance des modèles expérimentaux, le suivi quotidien avec l’établissement de points limites précoces et la manipulation des animaux limitant le stress au minimum possible par des personnes compétentes en expérimentation animale permettent de limiter au maximum toute douleur, stress ou souffrance des souris. L'environnement sera enrichi avec du coton pour tous les animaux et des maisons rouges seront ajoutées dans les cages d'accouplement. Les souris immunodéficientes étant hébergées dans un environnement sanitaire contrôlé, très peu sont susceptibles de développer une infection.
Choix des espèces
La complexité du système immunitaire ainsi que son contrôle et sa régulation font que l’étude ne peut se faire que dans un système intégré et donc à l’échelle de l’organisme entier. La souris (mus musculus) correspond à ces critères dans le cadre ce projet car c’est non seulement un mammifère dont le système immunitaire est similaire à celui de l’Homme mais aussi parce qu’elle développe des pathologies inflammatoires chroniques cutanées et intestinales en tout point similaires aux pathologies humaines. Nous disposons de l’ensemble des outils nécessaires à l’étude, développés sur le modèle murin depuis plus de 20 ans et maitrisés par le laboratoire. Les modèles transgéniques utilisés dans ce projet n’existent que chez la souris. La mise en accouplement se fera à partir de 8 semaines lorsque les souris atteignent leur maturité sexuelle. Les souris seront utilisées à partir de 8 semaines et jusqu’à 6 mois pour les projets actuels et futurs de l’équipe.
Dysrégulation des réseaux neuroendocriniens dans des modèles précliniques de sclérose latérale amyotrophique
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles endocriniens
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
1 792 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leur cerveau, dont 1 280 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Modifiées génétiquement pour développer une sclérose latérale amyotrophique, elles perdent l'usage des pattes arrière puis des pattes avant et peuvent perdre jusqu'à 20 % de leur poids. Une partie subit une chirurgie cérébrale d'une heure puis des sessions d'enregistrement en isolement pouvant durer sept jours d'affilée, cinq à huit fois, avec des injections quotidiennes pendant trente jours, l'autre partie passant des tests de motricité et d'interactions sociales. Le porteur teste des somnifères déjà utilisés chez l'humain et affirme qu'il est "indispensable" de travailler sur un modèle animal doté d'une structure hypothalamique bien caractérisée.
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie grave qui touche les nerfs contrôlant les muscles. Elle provoque une paralysie progressive et entraîne le décès en quelques années. Les traitements actuels ne permettent que de ralentir légèrement son évolution. Des travaux récents ont montré que, bien avant les premiers signes de paralysie, les personnes atteintes peuvent présenter d’autres symptômes : perte de poids, modification du métabolisme et troubles du sommeil. Ces problèmes apparaissent parfois plusieurs années avant les difficultés motrices. Notre groupe de recherche a observé, chez des patients et chez des souris modèles de la maladie, que ces signes précoces sont liés à des anomalies dans une zone du cerveau qui régule l’appétit, l’énergie du corps et l’alternance veille-sommeil. Dans ce projet, nous cherchons à mieux comprendre comment ces circuits du cerveau sont perturbés au début de la maladie. Pour cela, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées reproduisant certains aspects de la sclérose latérale amyotrophique. L’objectif est d’identifier des cibles thérapeutiques très précoces pour tenter de ralentir l’évolution de la maladie avant l’apparition des symptômes moteurs. Nous testerons notamment l’effet de traitements déjà utilisés chez l’humain pour améliorer le sommeil, afin de voir s’ils peuvent aussi agir sur l’évolution de la sclérose latérale amyotrophique. Mieux comprendre et traiter ces signes précoces pourrait, à terme, contribuer à améliorer la qualité de vie et l’espérance de vie des patients.
Bénéfices attendus
Ces expériences permettront de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et génétiques impliqués dans la voie de signalisation de l’orexine dans les modèles de sclérose latérale amyotrophique. Elles pourraient conduire à l’identification de nouvelles voies ou cibles thérapeutiques potentielles, tout en apportant un éclairage sur les effets bénéfiques que pourrait avoir la modulation de cette voie chez les patients atteints de sclérose latérale amyotrophique. Le sommeil, dont les altérations précèdent les symptômes moteurs, constitue un déficit prodromal de la maladie en partie dépendant de la signalisation à l’orexine. Agir sur cette voie pourrait ainsi contribuer à ralentir la progression de la sclérose latérale amyotrophique.
Procédures
Toutes les souris subiront un prélèvement tissulaire sur animal vigile, d’une durée inférieure à une minute, pour leur identification génétique. Un premier lot sera soumis à une intervention chirurgicale unique sous anesthésie générale, d’une durée d’environ une heure. Après récupération, ces animaux seront temporairement isolés à plusieurs reprises pour réaliser des mesures physiologiques, comprenant des enregistrements cérébraux (EEG) et métaboliques. Chaque session pourra durer jusqu’à sept jours, avec un total de cinq à huit sessions, espacées de dix jours à un mois selon le groupe. Une partie de ces animaux recevra un traitement comprenant une injection quotidienne pendant trente jours, tandis que l’autre partie recevra deux injections espacées d’un jour. La manipulation, incluant la contention, ne dépassera pas quinze secondes par injection. Un second lot ne subira pas de chirurgie mais sera suivi du point de vue comportemental. Ce suivi comprendra des évaluations courtes, d’environ trois minutes chacune, permettant d’apprécier la capacité motrice, la motricité fine et les interactions sociales. Ces évaluations seront réalisées à intervalles réguliers, tous les quinze à vingt jours ou selon la nature du test. Ces animaux recevront également, selon le groupe, soit un traitement quotidien de trente jours, soit deux injections espacées d’un jour, avec une durée totale de manipulation inférieure à quinze secondes. En résumé, les interventions prévues incluent : un prélèvement bref sur animal vigile pour tous les individus ; une chirurgie unique suivie de sessions de mesures physiologiques pour un premier lot ; des évaluations comportementales pour un second lot ; et, pour l’ensemble des animaux traités, des injections ponctuelles ou répétées de très courte durée.
Impact sur les animaux
Chez les souris SOD1 G86R, des altérations motrices progressives des pattes arrière peuvent apparaître à partir de 90 jours, évoluant ensuite vers les pattes avant, accompagnées d’une perte de poids pouvant atteindre 20 %. Ces signes seront suivis de près à l’aide de points limites prédéfinis pour anticiper toute souffrance et décider d’une euthanasie si nécessaire. Les animaux subiront également un stress lié à la contention et à l’isolement temporaire, notamment lors des mesures physiologiques (EEG et calorimétrie). Bien que les animaux soient progressivement habitués à la manipulation, un stress de courte durée est inévitable mais maîtrisé grâce à l’enregistrement en temps réel de paramètres physiologiques permettant de détecter toute détresse. La chirurgie d’implantation peut induire une inflammation locale et une douleur post-opératoire. Ces effets sont limités par la formation expérimentale, la prise en charge adaptée et l’utilisation systématique d’analgésiques et d’antalgique conformément aux protocoles en vigueur. D’autres nuisances possibles incluent une altération temporaire du comportement liée à la manipulation, à l’isolement et aux interventions expérimentales. Ces effets sont surveillés quotidiennement et des mesures correctives seront appliquées si nécessaire, afin de garantir le bien-être des animaux tout au long de l’étude
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de prélever leurs cerveaux ainsi que leurs tissus.
Remplacement
La sclérose latérale amyotrophique est une maladie neurodégénérative complexe qui touche divers types de neurones le long de l’axe moteur et implique l’interaction de plusieurs types cellulaires, neuronaux et non neuronaux, comme les cellules gliales et les muscles striés. Notre projet vise à étudier les mécanismes neuronaux du sommeil dans les modèles expérimentaux de sclérose latérale amyotrophique, ainsi que les effets d'un traitement chronique par un somnifère. Cette approche ne peut être menée qu’in vivo, sur l’organisme entier.
Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux, les animaux de comparaison issus des mêmes portées seront utilisés. Le nombre de souris a été calculé à partir de données préliminaires pour garantir que les résultats soient fiables, sans utiliser plus d’animaux que nécessaire. Toutes les interventions chirurgicales seront réalisées par une personne déjà formée, donc aucun animal supplémentaire ne sera utilisé pour l’apprentissage. Les opérations se feront progressivement, par petits groupes, ce qui permet d’ajuster le protocole selon les premiers résultats. Si aucun effet n’est observé, le nombre d’animaux pourra être réduit, voire l’expérimentation arrêtée. Les mêmes animaux serviront à plusieurs mesures, comme l’étude du sommeil et des paramètres métaboliques, ce qui limite encore le nombre total d’animaux utilisés. Ainsi, chaque étape a été pensée pour obtenir des résultats fiables tout en réduisant au maximum l’utilisation d’animaux.
Raffinement
Le bien-être des animaux sera assuré par un environnement enrichi répondant à leurs besoins naturels. Les enrichissements fournis incluront des bâtonnets à ronger pour satisfaire leur comportement naturel de mastication, du coton compressé et des frisures de papier pour la construction de nids, favorisant le confort thermique et réduisant le stress, ainsi qu’un tunnel de transfert pour faciliter une manipulation douce. Les animaux seront hébergés en groupes compatibles, sauf contraintes expérimentales, et feront l’objet d’une surveillance quotidienne afin de détecter tout signe de souffrance ou de changement comportemental. La nourriture pourra être placée au sol si nécessaire. Avant les injections répétées et certains tests comportementaux, les animaux seront progressivement habitués à la manipulation et à une contention douce pour réduire le stress. Une période d’habituation est également prévue avant les mesures physiologiques. Les animaux subissant une chirurgie recevront une thermorégulation appropriée et des analgésiques avant, pendant et après l’intervention. Des points-limites préalablement définis permettront d’arrêter toute manipulation ou procédure si un animal montre des signes de souffrance, garantissant ainsi que leur confort et leur sécurité soient prioritaires tout au long de l’étude.
Choix des espèces
La souris est un modèle important et pertinent dans l’étude de la sclérose latérale amyotrophique. Pour intégrer la complexité de la pathologie, et notamment des implications du dysfonctionnement de hypothalamus, il est indispensable de travailler avec un modèle animal possédant une structure hypothalamique bien caractérisée. De plus, les modèles transgéniques de souris sont des modèles expérimentaux très puissants (génétique connue, commercialisation d’outils moléculaires, etc.). En conséquence, dans le cadre de la question biologique posée, le modèle animal choisi ne saurait être remplacé par un autre. Dans toutes les procédures expérimentales, un de nos modèles sera utilisées à un âge compris entre 50 et environ 120 jours et l’autre entre 3 mois et 10 mois. Pour chaque modèle, cette période correspond à la fenêtre temporelle durant laquelle les troubles caractéristiques de la maladie se manifestent. Elle permet ainsi d’évaluer les effets du traitement à la fois en phase présymptomatique, en débutant l’intervention à 60 jours ou 3 mois, et en phase post-symptomatique, avec un traitement initié à 75 jours ou 7 mois. Cette approche garantit une analyse complète de la progression pathologique.
Etude du développement érythrocytaire du paludisme et évaluation pré-clinique d’un vaccin dans des modèles de souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Vérifier qu'un modèle de souris prédit l'efficacité d'un futur vaccin contre le paludisme, avant qu'un essai chez des volontaires humains ne le dise: 1 500 souris immunodéprimées et greffées de globules rouges humains ou de singe vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leur foie. Chacune reçoit jusqu'à vingt injections de globules rouges en vingt et un jours et subit jusqu'à dix-neuf prélèvements de sang sur animal vigile, puis une infection par Plasmodium vivax. Le porteur signale un risque de péritonite lié aux injections répétées, une anémie liée à la fréquence des prélèvements et une sensibilité accrue aux infections du fait de l'immunodépression. Il écrit qu'un test in vitro développé en parallèle pourrait, à terme, permettre de ne plus recourir à ce modèle murin.
Objectifs
Le paludisme reste un défi majeur en santé publique, avec environ 250 millions de cas cliniques chaque année et près de 600 000 décès. Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax sont les deux espèces de parasites les plus répandues. Bien que P.vivax soit moins mortel que P.falciparum, il touche plus d'un tiers de la population mondiale à cause de sa capacité à former des hypnozoïtes, des formes dormantes dans le foie. En effet, les formes sporozoïtes injectées par les moustiques gagnent le foie puis, certaines infectent rapidement les globules rouges (paludisme) alors que d'autres restent inactives pendant des mois ou des années dans le foie. Leur réactivation provoque des rechutes de la maladie, compliquant ainsi la lutte contre l'infection. Actuellement, il n'existe aucun vaccin contre P. vivax. Une grande initiative Européenne vise à développer des vaccins de nouvelle génération offrant une protection contre ce parasite. L'objectif de ce projet est donc d'évaluer la protection apportée par les anticorps produits après vaccination chez un modèle spécifique de souris et chez les volontaires humains. Ce projet représente une opportunité précieuse de déterminer si ce modèle de souris peut prédire l'efficacité des futurs vaccins avant qu'elle ne soit évaluée chez l'Homme.
Bénéfices attendus
Ce projet offrira une occasion unique d’évaluer la pertinence prédictive de modèles de souris humanisées/simianisées pour les globules rouges en comparant directement la protection conférée par les anticorps générés par le vaccin chez les participants humains et dans ces modèles animaux. Les résultats permettront de mieux apprécier la fiabilité et les limites de ces modèles comme référence pour l’évaluation préclinique de futurs candidats vaccinaux.
Procédures
Pour ce projet, certains animaux recevront des injections pour moduler leur statut immunitaire (animal vigile, 7 fois, 1 minute). Tous les animaux recevront une injection de globules rouges (animal vigile, 20 fois maximum sur 21 jours, 1 minute) qui servira également de compensation des fluides prélevés. Tous les animaux auront des prélèvements sanguins de petit volume (animal vigile, 19 fois maximum, 5 minutes). Un lot d'animaux recevra un sérum par deux voies différentes (animal anesthésie 45 minutes,1 fois, 5 minutes par acte OU animal vigile, 1 fois, 1 minute). Tous les animaux seront infectés (animal anesthésié 45 minutes ou animal vigile suivant le site d'injection, 1 fois, 5 minutes par acte). Tous les animaux auront un prélèvement sanguin de volume plus élevé (animal anesthésié, 1 fois, 1 minute) qui interviendra juste avant l'euthanasie des animaux par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les animaux sont immunodéprimés, par conséquent ils sont plus sensibles aux infections. L'infection avec le parasite du Plasmodium au stade sanguin uniquement pourra engendrer une réponse inflammatoire et une perte de poids. Les animaux pourront avoir des administrations qui pourront engendrer une douleur légère de courte durée au point d'injection et des douleurs abdominales ou une péritonite pour les injections répétées. Les animaux seront soumis à des administrations et à un prélèvement sanguin sous anesthésie : l’anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse cardio-respiratoire. Plusieurs prélèvements sanguins seront effectués sur animal vigile, cela pourra engendrer une douleur légère de courte durée lors du prélèvement et dans de rares cas un hématome. La fréquence des prélèvements pourrait engendrer une anémie et une perte de poids. Les animaux étant immunodéprimés, il y a un risque d'infection lors des injections et des prélèvements. Les différentes manipulations des animaux pourront engendrer un léger stress.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront euthanasiés par une méthode réglementaire car il est nécessaire de prélever différents organes et principalement le foie afin de vérifier la présence et le stade de développement du parasite.
Remplacement
Plasmodium vivax étant un parasite strictement specifique à l'homme, il n'est pas possible, à l'heure actuelle, de remplacer les modèles de souris. Cependant, pour ce qui est de la prediction de protection, la réalisation d'expériences in vitro en parallele avec celles in vivo nous permettra de determiner si le modèle in vitro que nous developpons est tout aussi efficace que le modele in vivo de souris humanisée pour prédire la protection. En conséquence, ces études pourraient éventuellement permettre de ne plus avoir recours à ce modèle murin dans ce contexte spécifique à l'avenir.
Réduction
1500 animaux au maximum seront utilisés dans ce projet dont 420 pour valider le modèle de souris et 1080 pour tester 12 sérums et anticorps sur les 5 ans du projet. Les tests d'efficacité des vaccins seront réalisés uniquement si le modèle murin est validé. Sur la base d'autres études réalisées avec le même type de modèle de souris, des groupes expérimentaux de 5 souris sont suffisants pour répondre aux questions posées. A la fin du projet, différents organes seront prélevés afin de valoriser au maximum l'utilisation des animaux.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum et les animaux sont vérifiés quotidiennement. Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Pour limiter l'expression du phénotype dommageable des animaux qui sont immunodéprimés, tout le matériel en contact avec eux est stérilisé. Les administrations qui pourraient stresser modérément les animaux sont réalisés sous anesthésie. Lors des anesthésies, les animaux sont maintenus sur tapis chauffant pour limiter l'hypothermie. Le réveil des animaux est réalisé dans un environnement chaud avec un accès facilité à l'eau et la nourriture. Les yeux sont protégés avec un gel ophtalmique jusqu'au réveil. Les prélèvements sanguins seront compensés par les administrations de globules rouges. Le poids des animaux sera controlé régulièrement pour limiter la perte de poids par la mise en place d'actions. Par ailleurs, le personnel impliqué est formé et expérimenté, les actes techniques et le matériel utilisé pour chaque type d'injection sera toujours le plus adapté afin de réduire au maximum l’inconfort des animaux. Ainsi, la douleur et le stress sont limités en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.
Choix des espèces
La souris est le modèle le mieux développé et connu pour les greffes de cellules hétérologues. Les lignées immunodéficientes et transgéniques pour les gènes d'intérêt permettant la greffe de globules rouges hétérologues n'existent que chez la souris. Les souris sont utilisées à partir de 2 mois car elles doivent être adultes pour supporter la transplantation des globules rouges nécessaire au projet.
Etude du rôle d’une famille de protéines intracellulaires dans la progression du mélanome chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Flanc rasé sous anesthésie, injection de cellules de mélanome sous la peau, puis deux à trois injections de traitement dans l'abdomen et des mesures de la tumeur trois fois par semaine: 224 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que la croissance de la tumeur sur le flanc peut provoquer une douleur modérée et que les tumeurs peuvent, rarement, nécroser. Le projet cible deux protéines soupçonnées de soutenir la progression du mélanome et la résistance aux immunothérapies, près de la moitié des patients développant de telles résistances. Toutes les souris sont tuées pour prélever tumeurs, rates et ganglions lymphatiques.
Objectifs
Le mélanome, cancer de la peau le plus agressif, a causé la mort de plus de 60.000 patients dans le monde en 2022. Malgré les progrès récents dans le domaine des immunothérapies du cancer, près de la moitié des patients développent des résistances, dont les mécanismes sont encore mal compris. Nous avons identifié deux protéines susceptibles de soutenir la progression du mélanome et de la résistance aux immunothérapies. Les objectifs de ce projet sont de comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires médiés par ces deux protéines, d’évaluer l’impact de leur inhibition sur la pousse tumorale, et de valider nos observations dans un second modèle de mélanome cutané.
Bénéfices attendus
Ces travaux pourraient permettre d’identifier de nouveaux mécanismes permettant la progression du mélanome, et l’échappement au système immunitaire, constituant de fait des cibles thérapeutiques potentielles.
Procédures
- Rasage du flanc des souris sous anesthésie (1x 2 minutes/souris) - Injection sous-cutanée dans le flanc de cellules tumorales, sous anesthésie (1x 2 minute/souris) – Injections intrapéritonéales de médicaments (2 ou 3x 5 secondes/souris) – Pesées (30 secondes, une fois par semaine) – Mesure des volumes tumoraux (30 secondes, 3 fois par semaine)
Impact sur les animaux
L’évaluation des volumes tumoraux et les pesées nécessitent une contention de quelques secondes, pouvant engendrer un stress léger. Les injections peuvent entraîner des douleurs courtes au site d'injection au niveau de l'abdomen pour l'administration des traitements, et sur le flanc pour l'injection des cellules tumorales. -La progression des tumeurs sur le flanc des souris peut induire une douleur modérée. Dans de très rares cas, les tumeurs peuvent nécroser.
Devenir
Afin d’effectuer des analyses sur les tumeurs, rates et ganglions lymphatiques, les souris seront mises à mort et ces tissus seront prélevés pour analyse. Ceci permettra de documenter la fonction des protéines d’intérêt non seulement dans la croissance tumorale mais aussi dans la composition et distribution du microenvironnement immunitaire.
Remplacement
Nous avons effectué une série d’expériences in vitro et d’analyses in silico pour établir le rôle des deux protéines d’intérêt dans la croissance tumorale et l’échappement immunitaire, et pour dresser des hypothèses de mécanisme. Néanmoins à notre connaissance, et malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de l’informatique, les interactions entre les cellules tumorales, immunitaires et leur microenvironnement, ne peuvent actuellement pas être remplacées par des systèmes in vitro fiables.
Réduction
Le nombre de souris par groupe a été défini à minima afin de permettre une analyse statistique des résultats. Notre analyse statistique a priori se base sur des données bien établies de la littérature.
Raffinement
Les protocoles que nous suivrons sont bien établis pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse. De plus un suivi adapté des points limites précoces et prédictifs (3 fois par semaine), et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la douleur ou souffrance des souris. Le rasage et les injections sous-cutanées seront faites sous anesthésie gazeuse. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, tunnel en carton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage. En cas d’altération du bien être ou de perte de poids limitée, de la nourriture liquide, de l’eau gélifiée et une solution de réhydratation, pourront être utilisés. En cas de douleur détectable, un analgésique sera administré.
Choix des espèces
Le choix de l’expérimentation sur la souris est justifié par l’existence de différents modèles de mélanomes, de souris transgéniques, et de protocoles bien établis dans la littérature, nous permettant de mesurer le rôle de la molécule d’intérêt dans l’efficacité des immunothérapies. Les souris seront âgées de 7 à 12 semaines, ce qui correspond à un état de maturité du système immunitaire. L’âge sera homogène dans chaque procédure. Les animaux seront distribués à 50/50 entre mâles et femelles, sauf dans une procédure où seules des femelles seront utilisées.