Souris
Impact de thérapies ciblées en combinaisons dans un modèle murin de tumeur de pancréas
- Recherche fondamentale
- Oncologie
352 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie de quinze à vingt minutes pour recevoir des cellules cancéreuses humaines directement dans le pancréas, puis des injections cinq fois par semaine, un gavage quotidien pendant 28 jours et un suivi tumoral hebdomadaire par échographie. Le porteur indique que le gavage peut enflammer l'œsophage et que la chimiothérapie provoque faiblesse et perte de poids importante. Il affirme avoir besoin d'un organisme complet parce que les cultures cellulaires ne reproduisent ni la structure du pancréas, ni la circulation sanguine, ni les interactions avec le système immunitaire, système immunitaire que les souris choisies n'ont justement pas.
Objectifs
Le cancer du pancréas représente un enjeu majeur de santé publique, avec environ 10 000 nouveaux cas recensés chaque année en France. À l’échelle mondiale, son incidence varie entre 1 et 10 cas pour 100 000 habitants. D’ici 2030, il est prévu que ce cancer devienne la deuxième cause de mortalité par cancer dans le monde. Le but principal de ce projet est de tester l’efficacité d’un nouveau traitement contre le cancer du pancréas. Pour cela, nous utilisons un modèle qui reproduit au mieux ce qui se passe chez l’être humain, notamment l’environnement autour de la tumeur, qui joue un rôle essentiel dans l’évolution de la maladie et dans la résistance aux traitements. Si le traitement s’avère efficace, nous chercherons ensuite à comprendre comment il agit. Nous analyserons la façon dont il modifie les échanges entre les cellules cancéreuses et leur environnement, ainsi que les mécanismes qui contrôlent la croissance des tumeurs, leur survie et leur résistance aux thérapies. Cette étude nous aidera aussi à repérer des marqueurs biologiques pouvant prédire la réponse au traitement, ce qui sera très utile pour adapter de futures stratégies thérapeutiques chez l’être humain.
Bénéfices attendus
Le cancer du pancréas est l’un des cancers les plus graves et les plus difficiles à traiter, car il résiste souvent aux thérapies utilisées aujourd’hui. C’est pourquoi il est essentiel de mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans ce projet, nous testons un nouveau traitement ciblé, c’est-à-dire un médicament conçu pour bloquer des mécanismes précis utilisés par les cellules cancéreuses pour se développer et résister. Nous l’évaluons seul, mais aussi en association avec une chimiothérapie classique et/ou un médicament innovant qui bloque une voie très active dans ce type de cancer. Ce choix s’appuie sur les résultats déjà encourageants d’un essai clinique en cours chez des patients atteints de cancer du pancréas. En menant cette recherche, nous espérons mieux comprendre comment ce nouveau traitement agit sur les cellules cancéreuses et leur environnement immédiat (les cellules qui entourent et soutiennent la tumeur). Nous chercherons aussi à identifier dans quelles conditions il est le plus efficace, et comment ses effets peuvent être optimisés en association avec d’autres médicaments. À terme, ces travaux devraient permettre de concevoir des traitements plus performants et mieux adaptés, offrant de nouvelles options thérapeutiques aux personnes atteintes de ce cancer particulièrement agressif.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents types injections 5x/semaine lors des administrations thérapeutiques ainsi qu'une procédure chirurgicale permettant d’accéder au pancréas. Chaque souris sera soumise à des injections pour l'administration d'analgésique. Chacune des injections dure moins d'1 minute. La durée de la chirurgie est estimée à 15 et 20 minutes par animal. En complément, les souris recevront un gavage oral quotidien pour l’administration de certains traitements durant 28 jours. Les souris subiront différentes manipulations chaque semaine pour des pesées, le suivi de la croissance tumorale par échographie mais également une procédure de chirurgie permettant d'injecter des cellules cancéreuse directement dans le pancréas. Ces manipulations peuvent entrainer du stress durant le temps des contentions ainsi que pour l'anesthésie (endormissement et réveil) lors de la chirurgie.
Impact sur les animaux
L'anesthésie des animaux peut entrainer une détresse légère et une courte hypothermie. La chirurgie peut entrainer une douleur modérée mais prolongée. Les piqures et contentions peuvent entrainer un stress physique et une douleur légère inférieure à 1 minute. Le développement des tumeurs peut, à un stade avancé (plus de trois semaines après l’injection), perturber le fonctionnement normal des organes et entraîner une perte de poids. La chimiothérapie peut aussi provoquer une faiblesse générale et une perte de poids importante. Le traitement ciblé est administré trois fois par semaine pendant 3 semaines, tandis que la chimiothérapie est donnée deux fois par semaines également durant 3 semaines. Un autre traitement expérimental par gavage (donné le traitement par la bouche) est donné chaque jour pendant 28 jours. Le gavage peut provoquer une inflammation de l’œsophage pour les animaux. Dans ce modèle, le cancer ne se propage pas à d’autres organes.
Devenir
L’ensemble des animaux étant soumis à la chirurgie seront mis à mort car notre projet nécessite le prélèvement d’organes pour analyse.
Remplacement
Nos recherches étudient comment les cellules du pancréas et d’autres tissus interagissent entre elles. Pour cela, nous avons besoin d’un modèle vivant complet et ne pouvons pas nous contenter de cultures cellulaires en laboratoire. Notre protéine joue un rôle important dans la communication entre cellules et dans la façon dont elles s’adaptent et se modifient. Les expériences sur cellules seules, ne permettent pas de reproduire correctement la structure du pancréas, la circulation sanguine, l’apport en nutriments et en oxygène, ni les interactions avec le système immunitaire et les tissus environnants.
Réduction
Le nombre de groupes et l’effectif de chaque groupe d’animaux ont été réduits au maximum, en se basant sur la littérature et l’utilisation de tests statistiques. Dans un premier temps, plusieurs conditions de prise tumorale seront testées, mais seules les combinaisons qui montrent une vraie prise tumorale (plus de 80 %) seront retenues pour les étapes suivantes. Les observations sur la croissance des tumeurs et la survie des animaux seront analysées avec des méthodes statistiques appropriées, avec des groupes d’environ 10 souris chacun. Les tests utilisés permettent de vérifier si les traitements ont un effet réel sur les tumeurs.
Raffinement
Avant chaque expérience, les souris sont progressivement habituées à la présence des expérimentateurs, avec quelques contacts pendant leur période d’acclimatation, afin de réduire leur stress. Tout au long de l’étude, elles sont surveillées régulièrement grâce à un suivi précis pour détecter tout signe de mal-être ou de perte de poids avec également un suivi de la croissance tumoral à l'aide d'imagerie par echographie. Les interventions chirurgicales et les injections se font sous anesthésie et avec des médicaments pour limiter la douleur. Le personnel qui manipule les animaux est formé et veille à réduire le temps de manipulation pour minimiser le stress. Des mesures de confort sont mises en place : éléments de nidification supplémentaires, tapis chauffant pendant l’anesthésie, nourriture semi-liquide en cas de perte de poids, gel protecteur pour les yeux, et enrichissement des cages après les injections. Les souris, qui ont un système immunitaire affaibli, sont hébergées dans des conditions très propres pour éviter les infections, en petits groupes dans des cages ventilées.
Choix des espèces
Le modèle murin est compatible avec une étude en laboratoire en raison de sa petite taille, de sa manipulation aisée et des nombreux outils destinés à l'analyse des tissus. Le modèle de sourisutilisé est capable de générer des tumeurs pancréatiques dans 100 % des animaux. Il récapitule les aspects génétiques, moléculaires et micro-environnementaux liés à l’évolution de la maladie humaine. Le modèle de souris immunodéficientes (= avec un système immunitaire incomplet) est nécessaire à la réalisation de cette étude, en effet, les cellules injectées dans le pancréas étant d’origines humaines, il faut nécessairement utiliser ce type de souris afin que les cellules injectées ne soient pas rejetées par l’organisme, ce qui empêcherait la prise tumorale. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 8 à 12 semaines. A ces âges, les animaux présentent des caractéristiques adultes avec un pancréas développé et fonctionnel et sont réceptifs à la prise tumorale. Les souris utilisées seront de sexe mâles et femelles.
Stratégie thérapeutique basée sur l’injection de cellules souches mésenchymateuses et développement de biomarqueurs dans un modèle murin d’irradiation localisé
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Irradiées à la patte arrière sous anesthésie gazeuse, les souris développent une lésion musculo-cutanée au point d'irradiation, avec des difficultés à se déplacer, un dos rond et un amaigrissement. 1 992 souris vont être utilisées, 1 688 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 304 un niveau léger, toutes tuées pour prélèvement. Elles reçoivent jusqu'à six injections, jusqu'à sept prélèvements sanguins et jusqu'à deux analyses musculaires de trente minutes sous anesthésie, pour évaluer un traitement des brûlures radiologiques par cellules souches. Le porteur signale que les prélèvements sanguins peuvent rendre un animal exophtalmique, borgne ou aveugle, et réduit le raffinement à un suivi quotidien suivi d'une mise à mort anticipée en cas de signes de souffrance.
Objectifs
Le but du projet est de proposer i) un nouveau traitement de référence basée sur l’injection de cellules souches mésenchymateuses (MSC) pour la prise en charge des brûlures radiologiques ; ii) des biomarqueurs de suivi pathologique et d’efficacité thérapeutique.
Bénéfices attendus
Les bénéfices que ce projet apportera sont multiples tel que : - développer une nouvelle thérapie plus efficace et innovante - améliorer la qualité de vie des patients - développer des biomarqueurs pour une prise en charge personnalisée du patient
Procédures
Selon les procédures et les groupes expérimentaux : Irradiation du membre inférieur sous anesthésie gazeuse (1 fois) : 25 min / Injection sous anesthésie gazeuse (max 6 injections) : environ 1 min par injection / Selon les groupes expérimentaux : Analyse musculaire fonctionnelle (2 fois au max) : sous anesthésie : environ 30 min par test / Prélèvements de sang sous anesthésie gazeuse (max 7 fois) : environ 30 secondes / Prélèvement terminal (sous anesthésie chirurgicale) : environ 5 min
Impact sur les animaux
Après irradiation localisée, un animal va développer une lésion musculo-cutanée localisée au site d’irradiation. Il est possible que certains animaux aient des difficultés à se déplacer et aient une apparence extérieure modifiée telle que piloérection, dos rond ou amaigri. Après injection , l’animal présente transitoirement une patte gonflée. Après prélèvements sanguins, un animal peut développer une exophtalmie, être borgne ou aveugle.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure afin de réaliser les prélèvements
Remplacement
Le nouveau développement de stratégie thérapeutique ou de biomarqueurs doit être validé sur des modèles pré-cliniques (modèles animaux). De plus, les modèles in vitro (culture isolée de cellule en boîte de pétri) ne permettent d’évaluer le réseau vasculaire, ni la régénération musculaire, ni le développement de biomarqueurs. Par conséquent l’utilisation d’un modèle murin est indispensable pour valider notre approche thérapeutique.
Réduction
Les conditions d’expérimentation animal présentent une certaine variabilité de réponse. De plus le retour d’expérience des médecins, chercheurs et biostatisticien déterminent qu’un nombre de 8 à 20 animaux comptabilisés dans chaque condition expérimentale est nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats statistiquement robustes afin de valider notre nouvelle thérapie.
Raffinement
Un suivi des animaux quotidien sera réalisé par les personnes compétentes impliquées dans ce projet, afin d’appliquer les points limites pour réduire la souffrance des animaux. Si un animal présente des signes de souffrance son euthanasie anticipée sera réalisée.
Choix des espèces
Pour mettre au point des traitements à base de cellules et des outils permettant de suivre l’évolution des lésions et l’efficacité des thérapies, nous devons utiliser un modèle vivant (in vivo). Nous avons déjà montré que, après avoir irradié localement la patte arrière gauche, l’injection de petites particules issues de cellules souches dans le muscle favorise la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et améliore la cicatrisation de la peau. Nous avons aussi démontré que trois injections d’une molécule appelée IL-2 déclenchent une réponse anti-inflammatoire et réduisent la formation de cicatrices dans le muscle (fibrose). Nous maîtrisons les techniques nécessaires pour mesurer les paramètres liés aux vaisseaux, à l’inflammation, au muscle et à la fonction, afin de prouver l’efficacité de notre traitement sur des souris de laboratoire. Ce modèle nous permet d’utiliser un grand nombre de marqueurs (27 couleurs) pour analyser les cellules inflammatoires et d’étudier les cellules qui régénèrent le muscle grâce à des souris génétiquement modifiées. Ces souris permettent de voir et de compter les cellules qui réparent les muscles. Normalement, il n’existe pas de marqueur efficace pour identifier ces cellules. Pour résoudre ce problème, des chercheurs ont créé ces souris, et elles sont maintenant disponibles pour les scientifiques. Les souris seront âgées de 8 à 12 semaines, ce qui correspond à l’âge adulte. Ce choix permet d’éviter les différences liées à l’âge qui pourraient fausser les résultats.
Etude du rôle du microenvironnement immunitaire dans le développement du corticosurrénalome et la survenue de métastases chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Amputées d'une phalange entre 7 et 10 jours de vie, les 312 souris de ce projet développent ensuite un cancer de la corticosurrénale programmé par leur génome, avec de larges adénomes à quatre mois, des cancers invasifs à six ou huit mois et des métastases pulmonaires chez un quart d'entre elles. Toutes sont tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. La seule intervention décrite au chapitre des procédures reste cette phalangectomie d'une minute, destinée au génotypage, le porteur indiquant qu'elle n'entraîne aucune complication. L'inconfort et la douleur liés au cancer lui-même sont renvoyés à une surveillance et à des points limites, sans que le texte précise à quel stade tumoral les animaux sortent de l'expérience.
Objectifs
Le carcinome corticosurrénalien est un cancer agressif avec environ 35 % des patients présentant des métastases au diagnostic. Le mauvais pronostic du carcinome corticosurrénalien peut être attribué au manque de thérapies efficaces. En effet, un traitement curatif n'existe que pour les patients de carcinome corticosurrénalien à faible agressivité qui subissent une résection chirurgicale complète. Malgré des traitements lourds, les patients présentant une récidive ou une maladie métastatique, pour lesquels la chirurgie n’est pas une option, ont de faibles chances de survie à long terme. Le microenvironnement immunitaire tumoral joue un rôle crucial dans le développement du cancer et sa compréhension a abouti au développement de nombreuses immunothérapies qui ont révolutionné le traitement du cancer. Néanmoins les données concernant le carcinome corticosurrénalien sont limitées et il apparait crucial d’améliorer notre compréhension des acteurs de ce système, afin de proposer de nouvelles approches thérapeutiques permettant de contourner les résistances aux traitements actuels. Pour répondre à cette question nous allons caractériser le microenvironnement immunitaire tumoral dans deux modèles précliniques murin de carcinome corticosurrénalien. Ces derniers développent progressivement des carcinomes corticosurrénaliens, avec l’apparition d’une hyperplasie massive à 2 mois, suivie de larges adénomes à 4 mois puis de cancers invasifs à 6 ou 8 mois selon le modèle, associés à la présence de métastases pulmonaires chez 20-25% des souris. Le microenvironnement immunitaire tumoral sera caractérisé dans les 2 modèles aux 3 stades de la maladie par des approches de biologie cellulaire et moléculaire dans la glande surrénale et les poumons.
Bénéfices attendus
Le microenvironnement immunitaire tumoral joue un rôle crucial dans le développement du cancer et son étude a abouti au développement de nombreuses immunothérapies qui ont révolutionné le traitement du cancer. La caractérisation fine de ce dernier dans le corticosurrénalome n’a jamais été entreprise et nous permettra d’identifier les immunothérapies potentiellement efficaces dans le traitement de ce cancer dont le pronostic reste aujourd’hui très défavorable.
Procédures
Une phalangectomie, d’une durée de 1 min, sera réalisée entre 7 et 10 jours de vie sur les 312 souris.
Impact sur les animaux
La phalangectomie nécessaire à l’identification et au génotypage des individus peut induire une douleur légère et de courte durée mais n’entraine aucune complication chez l’individu au cours de son développement et aucune altération du comportement entre les individus de la portée et leur mère. Les modèles murins de corticosurrénalome avancé utilisés présentent un développement tumoral et éventuellement des métastases. Afin d’éviter les nuisances associées au développement tumoral telles que l’inconfort ou la douleur, tous les animaux seront étroitement surveillés par du personnel qualifié et sortis de l’expérience lorsqu’un point limite sera atteint.
Devenir
Tous les animaux ayant subi la procédure seront mis à mort à la fin de l’expérience pour la réalisation de différentes analyses permettant d’évaluer le rôle du microenvironnement immunitaire dans le développement tumoral et de mettre en évidence de nouvelles pistes de traitement.
Remplacement
Notre étude porte sur le rôle du système immunitaire dans le développement et la progression du cancer vers des stades avancés. Malheureusement, il n’existe pas de méthode in vitro permettant de reconstituer le microenvironnement immunitaire et ses interactions avec la tumeur. L’utilisation de modèles animaux est la seule alternative possible à ce jour.
Réduction
Dans l’optique de réduire le nombre d’individus par expérience, nous planifions systématiquement plusieurs analyses simultanées, de sorte que les deux glandes surrénales de chaque individu soient utilisées : par exemple l’une pour des expériences de cytométrie en flux et l’autre pour des analyses d’immunohistochimie. De même, le sang des animaux euthanasiés sera systématiquement recueilli afin de réaliser les analyses hormonales. Le nombre d’animaux par groupe correspond au minimum nécessaire pour une démonstration convaincante des principes scientifiques étudiés, sur la base d’arguments statistiques valides. En prenant en compte les variabilités biologiques intrinsèques aux individus, nous constituerons des groupes expérimentaux de 12 souris.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans un environnement contrôlé et enrichi. Durant la procédure, nous veillerons au bien-être des animaux par l’ajout de plaques de papier à ronger et de maisons en carton ou polycarbonate, de tunnels en plastique ou de billes en inox. Le choix de l’enrichissement sera réalisé en fonction de l’état général de l’animal, par exemple en cas de développement d’une tumeur importante l’ajout de plaques de papier à ronger ou de bâtons en bois sera choisi à la place de tunnels qui pourraient blesser l’animal. De plus, du coton sera ajouté dans les cages pour faciliter le maintien de la température corporelle. Les animaux seront hébergés par groupes de 3 à 6 individus pour permettre le maintien d’un bien-être social. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié, des points limites précis seront établis et les expériences seront arrêtées en conséquence.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les animaux couramment utilisés comme modèles de pathologies humaines, y compris dans le domaine de l’oncologie. Il existe en effet de nombreux modèles murins tumoraux mimant les cancers humains, incluant les corticosurrénalomes. La connaissance approfondie du génome et de l’expression des gènes chez la souris, ainsi que l’existence de nombreux animaux transgéniques en font un modèle de choix. Les modèles précliniques murins de corticosurrénalome que nous utilisons reproduisent des altérations géniques observées chez les patients. Les souris développent progressivement des corticosurrénalomes, avec l’apparition d’une hyperplasie massive à 2 mois, suivie de larges adénomes à 4 mois puis de cancers invasifs à 6 ou 8 mois, associés à la présence de métastases pulmonaires chez 20-25% des souris.
Test d’efficacité d’une molécule pharmacologique sur un modèle murin de la Maladie de Niemann-Pick type C (NPC) – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Porteuses d'une mutation qui leur vaut une perte de poids, une coordination motrice dégradée et une durée de vie moyenne de 125 jours, les souris de ce projet sont malades par construction. 233 vont être utilisées, 171 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 62 un niveau modéré. Elles reçoivent des injections sous-cutanées puis intrapéritonéales ou un gavage quotidien pendant douze semaines, des prélèvements sanguins dont un par ponction intracardiaque, et une batterie de tests de marche, de coordination motrice et d'inhibition de la préimpulsion. Toutes sont tuées à la fin des procédures pour prélever leurs tissus, la modification déposée augmentant le nombre d'animaux parce qu'une étude doit être refaite.
Objectifs
Notre projet a pour objectif de tester l’efficacité in vivo d’une molécule sur un modèle murin de maladie de Niemann-Pick de type C1 (NPC1), qui récapitule le tableau clinique de la pathologie humaine. MODIFICATION: En raison d'une étude à répéter, le nombre d'animaux sera légèrement augmenté. Par ailleurs, la molécule évaluée dans ce projet ne sera pas comparée à un placebo, mais à un composé de référence autorisé uniquement aux Etats-Unis pour le traitement de la pathologie NPC1.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet nous permettra d’obtenir une preuve de concept in vivo que la nouvelle approche thérapeutique envisagée est efficace sur plusieurs signes cliniques prédictifs du cours de la pathologie humaine. À plus long terme, ce projet se poursuivra par un développement thérapeutique de cette molécule visant à obtenir la preuve clinique de son efficacité chez l’homme, avec pour objectif final de proposer un traitement efficace pour les patients atteints de NPC1.
Procédures
Injections sous-cutanées (3/animal, 1 x par semaine, 1 min par injection) puis injections intrapéritonéales (1 x par semaine pendant 12 semaines, 1 min par injection), prélèvements sanguins (intracardiaque, 5 min par prélèvement sous anesthésie générale ; 3 fois à la veine temporale sous anesthésie gazeuse, 3 minutes par prélèvement). Tests comportementaux : Observations cliniques et évaluation des fonctions sensori-motrices 15 minutes chaque semaine (7 à 16 semaines d'âge), mesure de l'activité locomotrice et anxiété 5 fois 30 min, mesure des troubles de la marche (5 sessions de 3 jours, 5 minutes par jour), test de coordination motrice 4 fois 20 minutes, mesure de l'inhibition de la préimpulsion 3 fois 45 min. Amendement 1 : injections intrapéritonéales : 1 x par semaine pendant 6 semaines pour l'étude précose ou 12 semaines pour l'étude tardive, 1 min par injection. Amendement 2: injections 2 x par semaine ou gavage 1 fois par jour pendant 6 semaines pour l'étude précose ou 12 semaines pour l'étude tardive, 1 min par injection ou gavage. MODIFICATION: injections 1x par jour ou gavage 1 fois par jour pendant 12 semaines pour l'étude tardive, 1 min par injection ou gavage
Impact sur les animaux
Les souris mutés présentent un phénotype dommageable ; ce modèle animal présente une perte de poids, une diminution de la coordination motrice, une mortalité prématurée avec une durée de vie moyenne de 125 jours. Pour la première procédure, ces animaux seront mis à mort suite à une anesthésie (nuisance légère). Pour la procédure deuxième, les animaux subiront 3 injections sous-cutanées indusiant une légère nuisance (1 par semaine pendant 3 semaines). Pour la troisième, les animaux subiront 3 injections sous-cutanées (1 par semaine pendant 3 semaines) puis 1 injection intrapéritonéale par semaine pendant 12 semaines induisant une nuisance modérée. Les souris subiront 3 prélèvements sanguins d’environ 3 minutes induisant une nuisance modérée. Amendement 1 : Pour l'étude précose, les animaux subiront 3 injections sous-cutanées induisant une légère nuisance (1 par semaine pendant 3 semaines) puis 1 injection intrapéritonéale par semaine pendant 6 semaines induisant une nuisance modérée. Amendement 2: les animaux subiront soit 2 injections intrapéritonéales par semaine soit un gavage ou une injection intrapéritonéale chaque jour pendant 6 ou 12 semaines induisant une nuisance moderée.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue de la réalisation de l'ensemble des procédures afin de prélever les tissus en vue d'analyse post-mortem, excepté pour l'étude pilote ou seul le sang sera prélevé.
Remplacement
L'étude de l'effet thérapeutique de candidats médicaments sur des processus complexes tels que les maladies neurodégénératives ne peut se faire sans l'utilisation de modèles animaux. En effet, il n'existe pas actuellement de modèles non-animaux permettant de récapituler l'ensemble des mécanismes physiologiques complexes à l'œuvre dans la mise en place d'une neurodégénérescence fatale, comme dans la maladie de Niemann-Pick de type C1. Cependant, le choix de la molécule optimale testée dans cette étude a préalablement été réalisé sur un modèle cellulaire.
Réduction
Ce projet implique des souris homozygotes présentant la mutation induisant la maladie de NPC1 et des souris non mutés qui seront considérées comme des contrôles ne présentant pas la maladie de NPC1. Dans l’étude précoce, les groupes expérimentaux seront constitués comme suit : 5 souris homozygotes mutées traitées avec le véhicule et 5 souris contrôles traitées avec le véhicule, pour chaque sexe, seront nécessaires à la caractérisation préliminaire du modèle dans le laboratoire. Dix souris homozygotes mutées traitées avec le composé, 10 souris homozygotes mutées traitées avec le véhicule et 10 souris contrôles traitées avec le véhicule, pour chaque sexe, seront nécessaires à la vérification des caractéristiques décrites dans le papier princeps. Le nombre de souris défini dans l’étude précoce repose sur les conditions nécessaires optimales à l’analyse des biomarqueurs. Il intègre à la fois la taille des effets attendus (diminution de 80 % de la protéine NPC1 chez les souris mutés, effet du traitement 40-45 % espéré) et la variabilité technique connue (30 %). À chaque étape, la variabilité réelle obtenue sera calculée. Dans le cas où l’étude précoce mettrait en évidence une « surestimation » par rapport à la variabilité technique théorique, une réduction du nombre d’animaux lors de l’étude d’efficacité tardive sera envisagée. Pour l’étude d’efficacité tardive afin de réduire le nombre d’animaux, nous avons décidé de ne pas réaliser de groupe contrôle non muté. Le groupe muté non traité permet d’évaluer les caractéristiques liées à la pathologie. Les résultats du groupe muté traité seront préférentiellement rapportés aux souris du groupe muté (point de départ de la pathologie). MODIFICATION: les résultats des souris mutées traitées seront comparés à ceux des souris mutées traitées avec un composé de référence. En cas de « situation optimale », les souris mutés sous traitement auront des niveaux de protéine NPC1 équivalents aux souris WT. Le choix de 16 animaux par groupe a été défini en fonction de la haute variabilité des tests comportementaux.
Raffinement
Dans le cadre des procédures expérimentales réalisées, nous nous efforcerons de réduire autant que possible le stress engendré. Une étude toxicologique préliminaire a été réalisée afin de déterminer la dose maximale non toxique de la molécule à administrer aux animaux. Nous suivrons l'état général des animaux, le toilettage, la posture, la présence de vocalisation. Tous ces items nous permettront de décider de l'atteinte de points limites, le cas échéant, pouvant entraîner l'euthanasie de l'animal pour éviter toute souffrance. En cas de rixe entre animaux, nous pourrons être amenés à isoler l'individu dominant pour éviter toute lésion. L’animal isolé sera sorti de la procédure temporairement (si on arrive à le soigner) ou définitivement et il sera alors mis à mort. Les animaux seront maintenus en groupes, dans des conditions d'animalerie optimales. Ils disposeront sans limitation de nourriture, de boisson et d'un milieu enrichi (nids en quantité suffisante, bâton et balles à ronger). Si un animal présente un trouble locomoteur, de la nourriture mouillée et un biberon à longue tétine seront ajoutés à la cage. Si une douleur est présente, un antalgique pourrait être administré selon les recommandations vétérinaires. Les animaux seront pesés et observés toutes les semaines en plus du suivi quotidien habituel. Lors du prélèvement sanguin, nous effectuerons une compensation du volume injecté avec du sérum physiologique.
Choix des espèces
La souris est l’animal de choix pour la création et l’étude de modèles avec une perte de fonction d’un gène (mutation). De plus, la souris est un modèle animal adapté à l’étude de la locomotion, phénotype d’une dégénérescence neuronale. Enfin, il n’existe pas de modèles in vitro ou de systèmes cellulaires pour étudier un phénotype locomoteur et/ou la résistance à la prise de poids à l’échelle d’un organisme complet. Le traitement avec la molécule médicament débutera à 10 jours post-natal et sera donné 1 fois par semaine. Dans la littérature, l'ensemble des études ayant testé l'efficacité de notre molécule dans différentes pathologies ont commencé le traitement avant le sevrage des animaux, c'est pourquoi nous allons suivre ce même schéma expérimental. MODIFICATION: Le traitement avec la molécule médicament débutera à 4 semaines et sera administré une fois par semaine jusqu'à 10 ou 16 semaines selon la procédure. Le composé de référence sera administré une fois par jour jusqu'à 16 semaines pour l'étude d'efficacité tardive.
Implication de l’horloge moléculaire circadienne du cerveau dans les troubles affectifs
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Stressées dix minutes par jour pendant cinq jours, ou privées de sommeil six heures d'affilée, des souris sont ensuite opérées du cerveau sous anesthésie pendant une heure à une heure trente. 410 souris vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs tissus. L'objectif déclaré est de fabriquer un modèle murin de la bascule entre dépression et manie, en manipulant à la fois l'horloge circadienne et le circuit de la récompense. Le porteur annonce des tests comportementaux répétés une à trois fois par animal pour caractériser leur état affectif, sans dire lesquels.
Objectifs
Les troubles affectifs (TAs), tels que le trouble dépressif majeur (TDM) et le trouble bipolaire (BD), se caractérisent par d'importantes perturbations de l'humeur. Les TA sont les formes les plus répandues de maladies mentales et représentent un fardeau énorme pour la société. Les principaux états affectifs sont la dépression (tristesse, perte d'intérêt pour les activités) et la manie (exaltation euphorique, hyperactivité et troubles cognitifs). Les transitions entre les états affectifs se produisent épisodiquement et peuvent être exacerbées par des altérations au niveau génétique, cellulaire et des circuits neuronaux, conduisant à des épisodes durables dans les troubles affectifs. Les mécanismes à l'origine des transitions restent mal compris. Les altérations du sommeil et des rythmes journaliers sont des caractéristiques communes des troubles affectifs. La privation de sommeil (PS) et les traitements chronobiologiques peuvent déclencher des épisodes maniaques chez les patients atteints de trouble bipolaire et/ou inverser les épisodes dépressifs, ce qui suggère que la perte de sommeil induit un changement global des états affectifs. En outre, des modifications du système impliqué dans la récompense ont été largement impliquées dans les troubles affectifs et la régulation du sommeil. La manipulation des gènes régulateurs des rythmes journaliers et du système de récompense dans les circuits cérébraux impliqués pourraient générer des états comportementaux dépressifs, maniaques ou mixtes. Il est donc important d'élucider les voies neurobiologiques qui sous-tendent les changements physiologiques dans les états affectifs pour comprendre les mécanismes impliqués dans la pathogenèse des troubles affectifs et développer de nouvelles approches thérapeutiques. Les objectifs de ce projet sont de générer et de caractériser fonctionnellement et comportementalement des modèles de souris pour les transitions d'états affectifs (manie ou dépression) en manipulant le cycle veille-sommeil, les rythmes et le système de la récompense.
Bénéfices attendus
Les troubles affectifs sont des troubles psychiatriques graves caractérisés par un phénotype comportemental complexe, une pathophysiologie peu claire et un traitement difficile. Un modèle animal adéquat servant d’outil utile pour faire progresser les connaissances fait toujours défaut. Ce projet permettra la génération et la caractérisation fonctionnelle et comportementale d'un nouveau modèle de souris pour la transition d'état dans les troubles affectifss. Ce nouveau modèle qui combinera simultanément les deux principales hypothèses de la pathologie - troubles des rythmes et du système de la récompense. Son but ultime est d'améliorer notre compréhension de la neurobiologie des troubles affectifs et de déboucher sur de potentielles nouvelles stratégies thérapeutiques.
Procédures
Deux modèles de trouble affectif seront mis en place sur animal vigile: un état dépressif induit par exposition répété de l'animal à une situation stressante 10 minutes/jour pendant 5 jours) ou un état maniaque (privation de sommeil pendant 6 heures une fois).Les animaux seront ensuite soumis à une procédure chirurgicale réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptée (durée 1h à 1h30). Une partie de ces animaux opérés sera ensuite soumise à un traitement administré soit par injection (1 injection/animal vigile, durée quelques secondes) ou via l'eau de boisson (durée 7j). Pour finir les animaux vigiles seront soumis à des tests comportementaux visant à caractériser leur état affectif. Ces tests seront répétés de 1 à 3 fois /souris et ils durent en moyenne 5 à 10 minutes. Enfin les animaux surbiront une chirurgie terminale (durée 10 minutes) réalisée sur animal anesthésié.
Impact sur les animaux
Les souris utilisées dans ce projet subiront un paradigme de stress ou une privation de sommeil ou un traitement pharmacologique afin d’induire soit un état tde ype dépressif, soit un état de type maniaque . Les conséquences des deux états inclueront une perturbation des rythmes biologiques des souris comme le rythme veille/sommeil, de l’anxiété, une perte d’appétence pour le plaisir, du desespoir mais également de l’hyperactivité et des troubles cognitifs. Certaines substances pharmacologiques injectées pourront également induire une production accrue d'urine ou un gain de poids . Les injections en elles-mêmes pourront générer une douleur aigue. La chirurgie réalisée sur certains animaux pourra induira une douleur modérée et occasionner , bien que très rarement, inflammation ou infection. Le placement en cage individuelle de certains animaux sur une courte durée, pour réaliser une partie de l'étude, pourra induire un stress léger.
Devenir
La mise à mort des souris de ce projet est nécessaire pour le prélévement de tissus nécssaires aux analyses moléculaire et histologiques.
Remplacement
La complexité du cerveau des mammifères est unique. Bien qu'il soit maintenant possible d'étudier de nombreux problèmes neurobiologiques sur des cellules isolées ou des cultures de tissus, l'utilisation de modèles animaux ne peut être remplacer dans ce projet puisqu'il s'agit de modéliser des troubles affectifs. Les connaissances sur ces troubles et les changements d’état qu'ils génèrent (état dépressif et maniaques) sont bien trop limités, et de fait aucun modèle in silico ou in vitro n’existe pour les modéliser dans toute leur complexité. En effet, il s’agit d’une maladie complexe, faisant probablement intervenir plusieurs types cellulaires spécifique et régions du cerveau. En outre, l’étude du comportement animal est primordiale pour comprendre les troubles affectifs.
Réduction
La taille des échantillons a été déterminée sur la base d'une vaste expérience de laboratoire et a été vérifiée par une analyse statistique de puissance. Dans des travaux antérieurs, aucune différence n’a été observée entre les mâles et les femelles ce qui permet d'optimiser l'utilisation des portées des lignées de souris génétiquement modifiées utilisées dans ce projet.
Raffinement
2 semaines d’acclimatation à la salle d’hébergement sont mises en place avant toutes procédures. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux dans des cages enrichies leur permettant d’exprimer les comportements naturels de l’espèce : matériel de nidification et à ronger. Un tunnel sera ajouté pemrettant de réduire le stress lors des transferts de cage au cours du change. La chirurgie est réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptée multi-modale. La températuire corporelle des animaux est maintenue grâce à un tapis chauffant thermostaté relié à une sonde rectale. De plus, une pommade ophtalmique sera appliquée sur les yeux empêchant la déshydratation oculaire. En fin de chirurgie, l'animal sera réhydraté et réchauffé jusqu’à son réveil complet. L'accès à la nourriture sera facilitée par ajout de nourriture gélifiée et de croquettes dans la cage. Suite à la chirurgie, un traitement post-opératoire analgésique sera mis en place pendant plusieurs jours et l'état de santé des animaux sera suivi quotidiennement et objectivés grâce à une grille d'évaluation de plusieurs paramètres algiques, comportementaux et physiologiques. Lors des tests comportementaux des mesures sont mises en place pour limiter l'impact de ces tests sur le bien-être des animaux. De plus, des points limites ont été établis pour pouvoir interrompre les procédures afin de limiter la souffrance animale en mettant en place des mesures correctives adaptées.
Choix des espèces
Les cerveaux murin et humain possèdent de nombreuses similitudes, des régions et circuits analogues mais aussi une réponse au stress, permettant de modéliser des réactions et phénotype proche des troubles affectifs. L’utilisation de modèles de stress largement établis chez la souris ainsi que de tests comportementaux pour mesurer le stress/anxiété/manie est également un énorme atout, tout comme les modèles génétiques permettant une étude approfondie des mécanismes moléculaires impliqués. de plus, les souris réagissent de manière prévisible aux traitements antidépresseurs et anxioliytiquesqui sont utilisés chez l'humain. Notre étude sera effectuée chez l'adulte jeune (8-14 semaines). L’étude repose sur l'exploration des comportements et nécessite que les systèmes neurobiologiques soient totalement mâtures.
Impact des conditions environnementales sur la dynamique de la peste
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Exposés en une heure à plusieurs centaines voire plus d'un millier de puces, des souriceaux âgés de 2 à 5 jours perdent assez de sang pour perdre conscience puis mourir. 4 928 souris vont être utilisées de cette façon, toutes tuées à l'issue, 1 432 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 3 496 un niveau modéré. Le nourrissage des colonies de puces sert à étudier comment les conditions environnementales modulent la reproduction du vecteur et la transmission du bacille de la peste. Le porteur retient ce stade parce que la peau des souriceaux est fine et glabre, et parce que leur perception de la douleur, présente dès la naissance, ne serait selon lui encore que partiellement intégrée, ce qui limite les réponses comportementales visibles.
Objectifs
La peste est une maladie mortelle transmise par les puces. Les conditions environnementales influencent sa dynamique, mais les facteurs impliqués et leurs effets réels restent mal documentés. Ce projet vise à recenser les facteurs biotiques et abiotiques qui modulent la dynamique de la peste. Il s’intéresse en particulier à leur impact sur la reproduction des puces et sur la transmission du bacille de la peste. L’objectif est également d’identifier les mécanismes moléculaires associés aux phénomènes observés. Les résultats obtenus permettront d’éclairer les liens entre environnement, physiologie vectorielle et dynamique épidémique, d’améliorer les modèles prédictifs, de contribuer au développement de nouvelles contremesures, et de mieux comprendre les conditions ayant conduit à la disparition de la peste en Europe ainsi que les risques de réémergence.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier les conditions environnementales qui influencent la dynamique de la peste, en particulier en modifiant la physiologie et la compétence vectorielle des puces. Il contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes biologiques sous-jacents à la transmission de Yersinia pestis, grâce à des approches multiomiques ciblant la réponse de la puce au pathogène. Ces résultats permettront de renforcer les modèles prédictifs utilisés en santé publique pour évaluer les risques de réémergence de la maladie, notamment dans les zones anciennement touchées. A terme, le projet pourra contribuer au développement de nouvelles stratégies de surveillance ou de lutte contre les vecteurs, voire même les protéger.
Procédures
Les animaux seront exposés une seule fois au contract de puces pendant une durée d'heure.
Impact sur les animaux
L’exposition aux puces peut entraîner deux types de nuisance. D’une part, les piqûres elles-mêmes, atténuées par les propriétés analgésiques et anti-inflammatoires de leur salive. D’autre part, la perte sanguine liée à l’alimentation des insectes. Lors d’expositions avec un nombre limité de puces, la quantité de sang prélevée demeure faible et n’entraîne pas d’effet physiologique observable dans nos conditions. A l’inverse, lors du nourrissage de colonies établies sur souriceaux, l’alimentation simultanée d’un très grand nombre de puces provoque une perte de sang importante, conduisant rapidement à une perte de conscience puis au décès très rapide. Dans ce contexte, la phase consciente est brève et la perception nociceptive potentielle reste transitoire.
Devenir
Quel que soit la procédure, les animaux ne seront pas maintenus en vie après leur utilisation. Leur prise en charge en fin de protocole est strictement encadrée et conforme aux exigences sanitaires et réglementaires en vigueur, afin d’éviter tout risque de contamination croisée et de garantir la sécurité des installations expérimentales.
Remplacement
A ce jour, il n’existe aucun modèle in vitro capable de reproduire le cycle biologique complet des puces ni leurs interactions physiologiques avec un hôte. Les puces sont des insectes hématophages stricts, et la prise de repas sanguin constitue un déclencheur physiologique essentiel à leur développement, leur reproduction et leur ponte. Ce processus dépend non seulement de la disponibilité du sang, mais aussi de signaux sensoriels et hormonaux issus du contact avec un hôte vivant. L’utilisation de systèmes artificiels de nourrissage, comme des membranes synthétiques, reste inadaptée à notre contexte expérimental. Ces dispositifs ne permettent ni une alimentation efficace ni une reproduction stable chez les espèces ciblées ici. Ils exposent également les puces à des anticoagulants et à des contaminations bactériennes ou fongiques, nécessitant l’ajout d’antimicrobiens qui altèrent leur physiologie et compromettent la validité des données. Enfin, il n’existe actuellement ni lignée cellulaire, ni modèle substitutif permettant de reconstituer ex vivo les interactions complexes entre la puce et son hôte.
Réduction
L’utilisation de souriceaux permet de nourrir un grand nombre de puces tout en mobilisant un nombre réduit d’animaux. Un seul souriceau remplace le volume sanguin obtenu par 4 à 5 souris adultes dans un système artificiel équivalent. Cette approche contribue significativement à la réduction du nombre total d’individus utilisés. Notre stratégie expérimentale a également été conçue pour limiter le recours aux animaux, tout en maintenant la robustesse scientifique du modèle. Tout d’abord, nous avons choisi de travailler avec une souche de puce dont le cycle biologique permet un nourrissage bihebdomadaire, contrairement à d’autres espèces qui nécessitent un nourrissage tous les deux jours à minima. Ce choix permet de réduire sensiblement le nombre de souriceaux requis. Nous avons également fait le choix de collecter les œufs produits et d’en suivre directement le devenir, plutôt que de suivre l’évolution complète d’une colonie à partir d’adultes. Cette stratégie permet d’obtenir des données équivalentes sur le développement dans les litières, tout en évitant un nourrissage sur animaux. Notre approche réduit donc très significativement l’utilisation d’animaux. Nous regroupons autant que possible plusieurs tests en présence d’une condition témoin. Enfin, lors des études de caractérisation des puces, nous nous efforcerons de maximiser les données obtenues à partir d’un seul nourrissage lorsque cela est scientifiquement possible, notamment pour l’évaluation du taux d’engorgement et de la quantité de sang ingéré.
Raffinement
Plusieurs mesures ont été intégrées pour minimiser la contrainte associée aux nourrissages. Les souriceaux seront exposés sans contention, pendant une durée limitée à une heure. Ce choix contribue au raffinement en réduisant stress et douleur. Les stades utilisés (2 à 5 jours) correspondent à une période de développement où la perception nociceptive est présente, mais encore partiellement intégrée, ce qui limite la réponse comportementale complexe. Des observations seront menées pendant et après l’exposition afin de détecter tout signe de souffrance (vocalisation, évitement, apathie). Enfin, les puces injectant naturellement des molécules salivaires aux propriétés analgésiques et anti-inflammatoires, cette particularité constitue une forme de raffinement biologique supplémentaire. Des points limites adaptés ont été définis pour chaque procédure afin de permettre l’identification précoce de signes de souffrance justifiant l’interruption de l’expérimentation et l’euthanasie immédiate de l’animal.
Choix des espèces
L’espèce choisie est la souris (Mus musculus), qui constitue un hôte naturel ou compatible pour de nombreuses espèces de puces ciblées par le projet. Elle est couramment utilisée pour le nourrissage de puces en contexte expérimental, notamment dans les protocoles publiés pour les espèces du genre Xenopsylla. Son statut d’espèce modèle, sa physiologie bien connue, et sa compatibilité avec les besoins alimentaires des puces en font un choix scientifiquement pertinent et largement validé pour ce type de protocole. Souriceaux âgés de 2 à 5 jours. Il s’agit du stade privilégié pour les nourrissages expérimentaux. A ce stade, les souriceaux sont glabres, leur peau est fine, et leur système nerveux est encore en développement. Bien que la perception nociceptive soit présente dès la naissance, son intégration centrale est partielle, ce qui limite la réponse comportementale complexe. Lorsqu’ils sont exposés à un grand nombre de puces (>1000), l’exsanguination entraîne une perte rapide de conscience suivi du décès rapide. La perception nociceptive potentielle est intense mais très transitoire, et ne s’accompagne d’aucun signe comportemental prolongé. Par ailleurs, l’utilisation de souriceaux permet de réduire significativement le nombre total d’animaux utilisés: un seul individu alimente les puces alors qu’il faudrait 4 à 5 souris adultes nécessaires pour obtenir un volume sanguin équivalent lors d’un nourrissage artificiel. La faible pilosité des souriceaux permet également de limiter les risques de fuite des insectes, ce qui sécurise la procédure. Ces animaux seront exposés sans contention, pendant une durée maximale d’une heure, ce qui réduit le stress. Ce stade est également optimal pour les puces, en raison de la vascularisation cutanée. Leur utilisation répond donc à la fois aux objectifs scientifiques et au principe de raffinement.
Etude des mécanismes de l’inflammation dans un modèle d’arthrite chez la souris 1/3
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
1 025 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 767 d'entre elles et sévère pour 258 autres, chacune recevant seize injections hebdomadaires et six anesthésies pour imagerie. Chaque semaine, elles font le trajet entre trois établissements, l'élevage dans le premier, le suivi clinique dans le deuxième, l'imagerie dans le troisième, un transport que le porteur reconnaît stressant. La modification génétique provoque des atteintes articulaires dès la septième semaine, puis une mobilité réduite et une perte de poids à partir de la dixième, pour comprendre les mécanismes inflammatoires de la polyarthrite. Les souris sans le génotype recherché sont tuées, d'autres le sont pour prélever sang, rate, ganglions et pattes, et celles qui portent le bon génotype sont conservées pour maintenir la lignée.
Objectifs
La polyarthrite est une pathologie très fréquente et invalidante qui représente un enjeu de santé publique. Cette maladie auto-immune provoque une inflammation durable des articulations, ce qui peut endommager les os et le cartilage, entraînant des déformations irréversibles. Nous voulons étudier les mécanismes inflammatoires mis en jeu en modifiant leur expression dans un modèle de souris génétiquement modifiée.
Bénéfices attendus
Ce travail nous permettra de mieux comprendre les mécanismes pathogènes à l'origine de la maladie et pourrait ainsi contribuer au développement de thérapies efficaces.
Procédures
Le projet se déroulera dans 3 établissements utilisateurs : l’élevage dans l’établissement 1, le suivi clinique et traitement dans l’établissement 2, l’imagerie dans l’établissement 3. Les animaux vigiles seront soumis à une contention et à une injection réalisée une fois par semaine pendant 16 semaines, soit un total de 16 injections, chacune d’une durée approximative de 10 secondes. Les animaux anesthésiés seront soumis à une imagerie (anesthésie générale) (au total 6 actes de 10 minutes).
Impact sur les animaux
Le phénotype dommageable va induire à partir de 7 semaines des potentielles atteintes articulaires, à partir de 10 semaines, une mobilité réduite et perte de poids. Les injections vont induire du stress et une douleur légère de courte durée. Les anesthésies gazeuses pour réaliser l’échographie sont des actes stressants. Le transport répété des animaux entre les sites utilisateurs, de manière hebdomadaire sera stressant pour les animaux.
Devenir
Des animaux seront mis à mort car sans génotype d'interêt. Certains animaux seront mis à mort pour prélèvement de tissus spécifiques post-mortem : sang,rate et ganglions, pattes afin de réaliser une évaluation approfondie de l’atteinte générale et articulaire par différentes techniques. Certains animaux avec le bon génotype seront conservés pour le maintien des lignées.
Remplacement
Les cellules spécifiques du système immunitaire et les cellules de la membrane de l'articulation ont été traitées avec les différentes molécules étudiées et ont montré leur intérêt dans des expérimentations in vitro. Néanmoins, ces expériences de cultures cellulaires ne permettent pas de recréer les interactions entre les différentes cellules de l’organisme. Ainsi l'expérimentation animale est un élément clé de ce projet.
Réduction
Un nombre minimum d'animaux nécessaires, déterminé par une analyse de puissance statistique, sera inclus dans chaque groupe. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Nous nous efforcerons quotidiennement de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Une surveillance régulière et une application de points limites stricts et spécifiques au projet permettra de garantir le bien-être des animaux. Une grille de score sera utilisée et des actions réalisées en cas d’atteintes. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale et permettra d’avoir un suivi longitudinal du développement inflammatoire et articulaire pour l'ensemble des animaux ainsi qu’une mise à mort de chaque animal au moment le plus informatif. Les souris seront transférées dans des cages de transport avec bords opaques, sans visibilité de l’extérieur, dans un environnement enrichi.
Choix des espèces
La souris développe des réactions immunitaires proches de celles observables chez l’homme. Les atteintes articulaires de la maladie sont similaires à celles observées chez l’homme. Les souris jeunes adultes seront mises en accouplement à 8 semaines. Les souris génétiquement modifiées et les souris contrôles seront âgées de 6 à 12 semaines pour l'étude menée sur cette maladie.
Rôle de deux facteurs de croissance dans la régénération musculaire EU2/2
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Deux heures de course sur tapis roulant, des injections intramusculaires quotidiennes pendant quatre jours, dix prises de sang au bout de la queue et cinq jours d'hébergement isolé : 4 320 souris vont être utilisées, toutes tuées pour récolter des tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 480 d'entre elles et modéré pour 3 840 autres. Certaines reçoivent quatre semaines d'alimentation enrichie en graisses, d'autres passent par l'imagerie optique et la résonance magnétique. Le porteur présente le bien-être des animaux non-humains comme une priorité et met lui-même le mot "confort" entre guillemets, tout en décrivant des micro-lésions musculaires et une inflammation du muscle un à deux jours après chaque injection. L'effectif de 4 320 animaux repose sur des études antérieures et des tests préliminaires, sans qu'aucun calcul soit détaillé, pour un projet portant sur deux facteurs de croissance de la régénération musculaire.
Objectifs
L'activité physique est reconnue pour ses effets bénéfiques sur la santé et son rôle dans la prévention de certaines maladies. Avec l'âge, la perte de force et de masse musculaire peut réduire l'autonomie des individus. Le maintien d'un bon fonctionnement musculaire, notamment grâce à l'exercice, contribue à préserver la mobilité et l'indépendance des personnes âgées. Dans nos travaux, nous avons étudié des substances produites par les muscles lors de l'exercice, qui pourraient jouer un rôle dans la régénération musculaire. Deux d’entre elles semblent particulièrement impliquées dans ce processus et pourraient avoir un effet bénéfique sur la récupération musculaire après un effort ou une blessure. Afin de mieux comprendre son rôle, nous avons développé des animaux transgéniques, permettant d'observer son action dans un organisme vivant. L'objectif de ce projet est d'explorer comment ces mécanismes pourraient être utilisés pour améliorer la santé musculaire, en particulier chez les personnes âgées ou celles souffrant de maladies affectant les muscles. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs, en fonction du matériel qui est à disposition dans les établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre comment les muscles se réparent après un effort ou une blessure. Il s'intéresse particulièrement à certaines substances produites par l'organisme qui pourraient jouer un rôle clé dans ce processus. Pour cela, des études sont menées sur des animaux transgéniques afin d'observer leur impact sur la récupération musculaire. En intégrant des facteurs comme l'âge et le sexe, cette recherche permettra d'affiner les approches existantes pour étudier la régénération musculaire, avec une meilleure prise en compte des situations rencontrées dans la réalité. À terme, ces travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies pour préserver la force musculaire et lutter contre les effets du vieillissement sur les muscles. Ils pourraient aussi avoir des applications pour certaines maladies qui altèrent la masse et la fonction musculaire.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, différents types d'interventions pourront être soumis aux animaux en fonction de la procédure à laquelle ils sont ratachés. Voici les différents types d'interventions : un hébergement individuel pendant cinq jours ; des injections uniques ou quotidiennes sur une durée de quatres jours, n’excédant pas 10s par injections ; 10 prélèvements sanguins sur animal vigile à l’extremité de la queue n’excédant pas deux min ; une alimentation enrichie en lipides durant maximum 4 semaines consécutives ; un seul exercice sur tapis de course d’une durée de 2h maximum ;placées une fois dans un système d’imagerie optique pendants 5mins ; placées une fois dans un appareil de mesure par résonance magnétique nucléaire pendants 2mins.
Impact sur les animaux
Certaines étapes de ce projet peuvent entraîner un inconfort temporaire pour les animaux : L’hébergement individuel peut causer un stress aux animaux. Les injections nécessaires pour l’étude peuvent provoquer une douleur locale et une inflammation passagère au niveau du muscle durant un à deux jours. De même, l’administration des molécules étudiées peut entraîner un inconfort léger et temporaire (légère inflammation dû à l'injection dans le muscle). Les exercices physiques réalisés sur tapis roulant peuvent entraîner des micros lésions musculaires, associées à un inconfort modéré pendant quelques jours. Les tests fonctionnels, comme la course ou l’évaluation de la force musculaire, peuvent également induire un stress temporaire, mais ils restent non invasifs. Un régime alimentaire particulier, plus riche en graisses, est utilisé dans certaines expériences. Bien qu’il puisse entraîner une prise de poids, celle-ci reste contrôlée pour ne pas affecter la mobilité des animaux. Enfin, certains tests nécessitent des prélèvements sanguins ou des mesures comporelles. Les prises de sang, réalisées peuvent générer un stress modéré. Les mesures de composition corporelle demandent un bref placement des souris dans un dispositif de contention, provoquant un stress léger qui ne dure que quelques minutes.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour récolter des tissus d'intérêts.
Remplacement
Avant de recourir à des modèles animaux, différentes approches ont été explorées pour étudier la régénération musculaire. Des expériences en laboratoire sur des cellules musculaires ont permis d’analyser certains mécanismes impliqués dans ce processus. De plus, des analyses informatiques ont aidé à identifier des molécules potentiellement impliquées dans la réparation des muscles. Cependant, ces méthodes ne permettent pas de reproduire toute la complexité des interactions qui se produisent dans un organisme vivant. C'est pourquoi l'utilisation de modèles animaux reste nécessaire pour mieux comprendre comment les muscles se régénèrent et comment certaines substances pourraient aider à améliorer ce processus. Tout au long du projet, le recours aux animaux est strictement encadré et limité au minimum nécessaire. Leur bien-être est une priorité, et toutes les mesures sont prises pour réduire leur inconfort.
Réduction
Ce projet a été conçu pour utiliser le moins d'animaux possible, tout en garantissant des résultats fiables. Le nombre d'animaux a été déterminé sur la base d'études précédentes et de tests préliminaires, afin de s'assurer que chaque expérience apporte des informations précises tout en limitant leur recours. Pour réduire encore davantage le nombre d’animaux nécessaires, des analyses informatiques ont été réalisées en amont afin de mieux cibler les molécules d’intérêt. De plus, si certains résultats sont obtenus plus rapidement que prévu, les tests seront ajustés afin d’éviter toute utilisation inutile d’animaux. Tout au long du projet, une attention particulière est portée à l’optimisation des protocoles afin de concilier progrès scientifique et respect du bien-être animal.
Raffinement
Le bien-être des animaux est une priorité dans ce projet. Ils seront surveillés chaque jour par des professionnels afin de détecter rapidement tout signe d'inconfort. Leur poids, un des reflets de la bonne santé de l’animal, sera contrôlé chaque semaine . Les souris seront hébergées en petits groupes dans des cages adaptées, avec du matériel leur permettant d’exprimer leur comportement naturel (papier, bâtonnets de bois, abris). Elles ne seront pas isolées, sauf si cela est strictement nécessaire pour certaines expériences, et elles resteront toujours en contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Dans le cadre de transport, les animaux sont transportés selon une charte de transport définie par la zootechnie de départ et garantissant le bien-être des animaux. Ils sont transportés dans leur cage d'origine avec leurs congénères pour éviter tout stress supplémentaire pendant le transport. Les interventions prévues dans ce projet ont été soigneusement étudiées pour limiter leur impact. La majorité des injections sera réalisée sous anesthésie et avec des dispositifs permettant d'assurer le « confort » des animaux. De même, les exercices physiques seront adaptés aux capacités des animaux afin d'éviter toute contrainte excessive. Les animaux hébergés individuellement recevront le maximum d’enrichissement comme il est le cas dans leur cage d’origine, ici la roue d’activité est également considéré comme un enrichissement en plus pour les animaux. De plus, des grilles de scoring ont été faites pour chaque procédure afin d'établir des points limites important au bien être des animaux.
Choix des espèces
Ce projet utilise la Souris comme modèle d’étude, car il s’agit de l’animal le plus couramment étudié en recherche biomédicale. Son organisme présente des similitudes avec celui de l’être humain, ce qui permet d’obtenir des résultats pertinents pour mieux comprendre certains mécanismes biologiques. Pour que ces recherches soient encore plus représentatives, différents paramètres sont pris en compte, comme l’âge (3mois et 24mois), le sexe (mâle et femelle) et l’alimentation des animaux. De plus, certaines souris utilisées dans ce projet ont été modifiées génétiquement afin d’étudier plus précisément le rôle de certains gènes impliqués dans la régénération musculaire.
Rôle des hémocytes dans la physiologie et l’infection des puces
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
3 584 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 1 224 d'entre elles et modéré pour 2 360 autres. La plupart sont des souriceaux de deux à cinq jours, exposés une heure sans contention à des puces qui se nourrissent de leur sang. Quand la colonie dépasse mille puces, le porteur décrit une perte de sang importante conduisant à une perte de conscience puis à la mort du souriceau, et qualifie la perception de la douleur d'intense mais très transitoire. Il présente la salive analgésique des puces comme un "raffinement biologique supplémentaire", et affirme qu'un seul souriceau remplace quatre à cinq souris adultes dans un système de nourrissage artificiel, qu'il juge inadapté.
Objectifs
Les puces constituent un vecteur majeur de Yersinia pestis, l’agent responsable de la peste bubonique, une maladie mortelle. Bien que souvent négligée, la recherche sur la biologie des puces est essentielle pour comprendre la dynamique de la peste. Ce projet vise à étudier la contribution des cellules immunitaires (hémocytes) des puces à leur physiologie et à leur compétence vectorielle, à travers des études comparatives et fonctionnelles sur des populations de puces provenant de régions où la peste présente des prévalences contrastées. Il s’intéresse en particulier à l’impact des hémocytes sur la reproduction des insectes et sur la transmission du bacille de la peste. L’objectif est également d’identifier les mécanismes moléculaires sous-jacents aux phénomènes observés. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre les liens entre les hémocytes et les dynamiques épidémiques, d’améliorer les modèles prédictifs, de contribuer au développement de nouvelles stratégies de lutte, et d’éclairer les conditions ayant conduit à la disparition de la peste en Europe ainsi que les risques de réémergence.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de déterminer si et comment les hémocytes influencent la capacité de reproduction des puces et leur sensibilité au bacille de la peste. Il contribuera ainsi à une meilleure compréhension des mécanismes biologiques sous-jacents à la dynamique de la maladie. Les résultats obtenus renforceront les modèles prédictifs utilisés en santé publique pour évaluer les risques de réémergence, notamment dans les zones anciennement touchées. A terme, ce projet pourrait également contribuer au développement de nouvelles stratégies de surveillance ou de lutte ciblant les vecteurs.
Procédures
Les animaux seront exposés une seule fois au contact de puces pendant une durée d'heure
Impact sur les animaux
L’exposition aux puces peut entraîner deux types de nuisance. D’une part, les piqûres elles-mêmes, atténuées par les propriétés analgésiques et anti-inflammatoires de leur salive. D’autre part, la perte sanguine liée à l’alimentation des insectes. Lors d’expositions avec un nombre limité de puces, la quantité de sang prélevée demeure faible et n’entraîne pas d’effet physiologique observable dans nos conditions. A l’inverse, lors du nourrissage de colonies établies sur souriceaux, l’alimentation simultanée d’un très grand nombre de puces provoque une perte de sang importante, conduisant rapidement à une perte de conscience puis au décès très rapide. Dans ce contexte, la phase consciente est brève et la perception nociceptive potentielle reste transitoire.
Devenir
Quel que soit la procédure, les animaux ne seront pas maintenus en vie après leur utilisation. Leur prise en charge en fin de protocole est strictement encadrée et conforme aux exigences sanitaires et réglementaires en vigueur, afin d’éviter tout risque de contamination croisée et de garantir la sécurité des installations expérimentales.
Remplacement
A ce jour, il n’existe aucun modèle in vitro capable de reproduire le cycle biologique complet des puces ni leurs interactions physiologiques avec un hôte. Les puces sont des insectes hématophages stricts, et la prise de repas sanguin constitue un déclencheur physiologique essentiel à leur développement, leur reproduction et leur ponte. Ce processus dépend non seulement de la disponibilité du sang, mais aussi de signaux sensoriels et hormonaux issus du contact avec un hôte vivant. L’utilisation de systèmes artificiels de nourrissage, comme des membranes synthétiques, reste inadaptée à notre contexte expérimental. Ces dispositifs ne permettent ni une alimentation efficace ni une reproduction stable. Ils exposent également les puces à des contaminations bactériennes ou fongiques, nécessitant l’ajout d’antimicrobiens et d’anticoagulant qui altèrent leur physiologie et compromettent la validité des données. Enfin, il n’existe actuellement ni lignée cellulaire, ni modèle substitutif permettant de reconstituer ex vivo les interactions complexes entre la puce et son hôte.
Réduction
Nos approches expérimentales ont été conçues pour réduire significativement le recours aux animaux. (1) L’utilisation de souriceaux permet de nourrir un grand nombre de puces tout en mobilisant un nombre restreint d’animaux. Un seul souriceau fournit un volume sanguin équivalent à celui obtenu à partir de quatre à cinq souris adultes dans un système artificiel comparable, ce qui contribue à une diminution notable du nombre total d’animaux utilisés. (2) Notre expérience montre qu’il est possible d’interrompre le nourrissage des colonies pendant une semaine chaque mois sans compromettre leur survie, permettant ainsi de réduire la fréquence des nourrissages et, par conséquent, le nombre d’animaux nécessaires à leur maintien. (3) Nous avons également choisi de collecter des puces vierges d’âge similaire directement à partir des cocons présents dans les pots d’élevage pour les expériences de développement. Cette approche évite la mise en place de sous-colonies dédiées pendant deux mois, une méthode plus simple mais qui nécessiterait plusieurs centaines d'animaux. (4) Les expériences d’infection durent habituellement 27 jours. Nous avons choisi de les limiter à 20 jours, car notre expérience montre qu’il n’est plus nécessaire de prolonger les essais à 27 jours pour obtenir des données robustes et statistiquement fiables. Cette adaptation permet de réduire significativement le nombre de souris utilisées. (5) Dans la mesure du possible, nous maximisons également les données obtenues à partir d’une seule expérience, en regroupant plusieurs tests sous une même condition témoin.
Raffinement
Plusieurs mesures ont été intégrées pour minimiser la contrainte associée aux nourrissages. Les souriceaux seront exposés sans contention, pendant une durée limitée à une heure. Ce choix contribue au raffinement en réduisant stress et douleur. Les stades utilisés (2 à 5 jours) correspondent à une période de développement où la perception nociceptive est présente, mais encore partiellement intégrée, ce qui limite la réponse comportementale complexe. Des observations seront menées pendant et après l’exposition afin de détecter tout signe de souffrance (vocalisation, évitement, apathie). Enfin, les puces injectant naturellement des molécules salivaires aux propriétés analgésiques et anti-inflammatoires, cette particularité constitue une forme de raffinement biologique supplémentaire. Des points limites adaptés ont été définis pour chaque procédure afin de permettre l’identification précoce de signes de souffrance justifiant l’interruption de l’expérimentation et l’euthanasie immédiate de l’animal
Choix des espèces
L’espèce choisie est la souris (Mus musculus), qui constitue un hôte naturel ou compatible pour de nombreuses espèces de puces ciblées par le projet. Elle est couramment utilisée pour le nourrissage de puces en contexte expérimental. Son statut d’espèce modèle, sa physiologie bien connue, et sa compatibilité avec les besoins alimentaires des puces en font un choix scientifiquement pertinent et largement validé pour ce type de protocole. Souriceaux âgés de 2 à 5 jours. Il s’agit du stade privilégié pour les nourrissages expérimentaux. A ce stade, les souriceaux sont glabres, leur peau est fine, et leur système nerveux est encore en développement. Bien que la perception nociceptive soit présente dès la naissance, son intégration centrale est partielle, ce qui limite la réponse comportementale complexe. Lorsqu’ils sont exposés à un grand nombre de puces (>1000), l’exsanguination entraîne une perte rapide de conscience suivi du décès rapide. La perception nociceptive potentielle est intense mais très transitoire, et ne s’accompagne d’aucun signe comportemental prolongé. Par ailleurs, l’utilisation de souriceaux permet de réduire significativement le nombre total d’animaux utilisés: un seul individu alimente les puces alors qu’il faudrait 4 à 5 souris adultes nécessaires pour obtenir un volume sanguin équivalent lors d’un nourrissage artificiel. La faible pilosité des souriceaux permet également de limiter les risques de fuite des insectes, ce qui sécurise la procédure. Ces animaux seront exposés sans contention, pendant une durée maximale d’une heure, ce qui réduit le stress. Ce stade est également optimal pour les puces, en raison de la vascularisation cutanée. Leur utilisation répond donc à la fois aux objectifs scientifiques et au principe de raffinement.
Travaux pratiques de pharmacologie dans le cadre de la 3ème année de licence Pharmacologie
- Enseignement supérieur
Rats : 120
Ces travaux pratiques illustrent un cours de troisième année de licence, sans viser la production de connaissances. 120 rats sont opérés sous anesthésie profonde pendant quarante-cinq à soixante minutes et tués sans reprise de conscience, tandis que 120 souris reçoivent dans la patte une substance provoquant une douleur d'intensité modérée pendant dix minutes, avant d'être tuées elles aussi. Les étudiants mesurent ainsi la pression artérielle, la clairance rénale et l'effet d'un anti-inflammatoire sur le comportement. Le porteur affirme qu'aucune méthode alternative n'existe pour ces mesures, puis ajoute que les organoïdes et les cellules souches humaines sont "inabordables avec nos budgets d'enseignement".
Objectifs
Ces travaux pratiques de pharmacologie sur différents modèles animaux, rats et souris, sont nécessaires pour illustrer, appréhender, comprendre et évaluer la pertinence de traitements pharmacologiques utilisés chez l’Homme, vu en cours. Il n’existe pas de méthodes alternatives pour l’étude de la clairance rénale, des régulations cardiovasculaires par le système nerveux autonome ou de la nociception qui ne peut pas être modélisée in vitro. En outre, la culture cellulaire, les cellules souches pluripotentes induites, les organoïdes, qui nécessitent des mois de différenciations multiples à partir de cellules souches humaines et qui ne présentent pas de connexions synaptiques complètes ou même de réseaux sanguins ainsi que du matériel de culture de pointe sont inabordables avec nos budgets d'enseignement. Nous réalisons cependant dans d’autres unités d'enseignement des travaux pratiques virtuels utilisant des logiciels de simulation qui sont complémentaires. Les travaux pratiques concernent deux unités d’enseignement de license. Dans le cadre de ces enseignements, les étudiants sont amenés à mesurer lors d’une séance de travaux pratiques la pression artérielle, le rythme cardiaque et la respiration chez le rat anesthésié afin de tester des molécules modulatrices du système nerveuxautonome controlant ces fonctions afin de mieux les comprendre. Un second travail pratique sera de mesurer la clairance rénale chez le rat anesthésié par le dosage d'une molécule qui reflète la diurèse (i.e. excrétion d'urine), et mesurer l’effet d’un médicament diurétique. Enfin dans la deuxième unité d'enseignement, les étudiants étudieront les effets d'un anti-inflammatoire sur le comportement suite à l’administration intraplantaire d'une substance provoquant une douleur courte et d'intensité modérée ainsi que sur l’expression d'un marqueur indirect de l’activité neuronale au niveau spinal chez la souris. Cette séance est organisée sous forme d’un mini-projet qui inclut toutes les étapes d’un projet de recherche préclinique. Cette formation accueille en moyenne 65 étudiants par an donc environ 325 étudiants sur 5 ans.
Bénéfices attendus
Ces travaux pratiques permettront : à court terme d’illustrer et de mieux comprendre des grands concepts pharmacologiques abordés en cours, d’acquérir des compétences pratiques autour de l’éthique et de l’utilisation des animaux et des bonnes pratiques de laboratoire (aseptise du champ opératoire, observation des bonnes pratiques de chirurgie, différences entre le rat et la souris, observation et apprentissage des bons gestes pour la manipulation des animaux). Ces travaux pratiques fondamentaux nécessitent l’utilisation d’animaux vivants (la simulation est par ailleurs utilisée dans d’autres séances). A moyen terme, les étudiants pourront mieux comprendre la physiologie de l’animal, la réponse physiologique à différents stimuli et sa modulation par les médicaments. La procédure 3 organisée sous forme d’un mini-projet qui inclut toutes les étapes d’un projet de recherche préclinique, jusqu’à la rédaction d'un compte rendu des données analysées sous forme d'article scientifique, permettent un premier contact avec l’expérimentation animale en tant qu’observateur. Les étudiants sont sensibilisés au bien-être animal, aux mesures éthiques appliquées et à la réglementation en matière d’expérimentation animale par l'équipe enseignante au début de chaque TP. Ceci constitue pour les étudiants une opportunité de se confronter à cet aspect important de la recherche. Ainsi à long terme, ces travaux pratiques permettent la construction d’une démarche scientifique et d’en aborder les différents aspects, ce qui est essentiel dans une année charnière telle que la troisième année de License (premier stage de 8 semaines et demande de master). Il est important que les étudiants aient pu appréhender le travail avec l’animal en amont de la réalisation de leurs choix de stage et d’orientation.
Procédures
Unité 1 d’enseignement : les travaux pratiques sur la mesure de la pression artérielle/respiration et de la clairance rénale sont des procédures sans réveil. Les animaux subbissent une intervention chirurgicale d'une durée de 45 à 60 min grâce au maintien d'une anesthésie profonde. Il s'agit de 120 rats sur une période de 5 ans. Unité d’enseignement 2 : le travail pratique sur l’effet d'un anti-inflammatoire sur le comportement et l’expression d'un marqueur indirect de l'activité neuronale au niveau spinal, une injection d'un anti-inflammatoire ou sérum physiologique (moins de 1 minute par animal) et 30 minutes après cette injection, les animaux reçoivent une administration d'une substance au niveau de la patte (moins de 1 minute par animal) induisant une douleur de durée limitée et d’intensité modérée de 10 min puis les animaux sont mis à mort.
Impact sur les animaux
Unité 1 d’enseignement : les travaux pratiques sur la mesure de la pression artérielle et la clairance rénale sont des procédures sans réveil et ne doivent pas occasionner de souffrances au-delà de l’injection de l’anesthésique par une expérimentateur formé. Unité d’enseignement 2 : pour le travail pratique sur l’effet d'un anti-inflammatoire sur le comportement et l’expression d'un marqueur indirect de l'activité neuronale au niveau spinal, une injection de l'anti-inflammatoire ou sérum physiologique (moins de 1 minute par animal) et 30 minutes après cette injection, les animaux reçoivent une administration d'une substance au niveau de la patte (moins de 1 minute par animal) induisant une douleur d’intensité modérée et de durée limitée à 10 min puis les animaux sont mis à mort. Ce travail pratique suit les règles éthiques édités par l'International Association for the Study of Pain.
Devenir
Les procédures ne permettent pas de réutiliser les animaux. Les animaux seront donc mis à mort à la fin des procédures.
Remplacement
Ces travaux pratiques de pharmacologie sur différents modèles animaux, rats et souris, sont nécessaires pour appréhender, comprendre et évaluer la pertinence de traitements pharmacologiques chez l’Homme, vu en cours. Il n’existe pas de méthodes alternatives pour l’étude de la clairance rénale, des régulations cardiovasculaires/respiratoires par le système nerveux autonome et encore moins pour la nociception qui ne peuvent pas être modélisés in vitro. En outre, la culture cellulaire, les cellules souches pluripotentes induites, les organoïdes, qui nécessitent des mois de différenciations multiples à partir de cellules souches humaines ne présentent pas de connexions synaptiques complètes ou même de réseaux sanguins et nécessitent du matériel de culture 3D de pointe. Enfin, ces travaux pratiques constituent une première sensibilisation à l'expérimentation animale, à l'éthique et la règle des 3R.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au maximum. Le nombre d'animaux est défini à partir de notre expérience, des données de la littérature et des tests statistiques donnant le nombre nécessaire pour la discrimination des effets (site internet). La mise en commun des résultats de plusieurs groupes de travaux pratiques permet de minimiser la taille des échantillons par groupe d'étudiants. Les données obtenues dans chaque groupe d'étudiants seront regroupées pour l’ensemble de la promotion, ce qui leur permet, malgré tout, d'utiliser des tests statistiques classiques pour analyser les données. Afin de faciliter l’observation des différents gestes techniques sur les animaux nous avons acquis une caméra vidéo spécifique, ainsi nous pouvons avoir des groupes d'étudiants plus importants pour les travaux pratiques, ce qui réduit le nombre de groupes et donc d'animaux. Nous présentons l’origine des animaux et les TP ou expériences scientifiques auxquelles ils ont déjà participé, en cas d’utilisation d’animaux dit de réforme. Enfin l’utilisation de logiciels de simulation dans d’autres unités d'enseignement permettent de réduire, quand cela est possible, le recours à des animaux. Il n’existe pas de méthodes alternatives pour les études proposées qui ne peuvent pas être modélisées in vitro. Nous réalisons cependant dans d’autres unités d'enseignement des travaux pratiques virtuels utilisant des logiciels de simulation qui sont complémentaires.
Raffinement
Les méthodes d’analgésie, d’asepsie, d’enrichissement sont abordées pendant les travaux pratiques afin de sensibiliser les étudiants. Les animaux seront stabulés en groupe avec un nombre dépendant de la surface des cages, conformément à la législation. Un suivi permanent avec rotations du personnel les vacances et les weekends pour assurer notamment un accès ad-libitum à l’eau et la nourriture. En outre, les cages sont enrichies à l'aide de rouleaux permettant aux animaux de se cacher ainsi que de papier de nidification, élément important pour le rat et particulièrement pour la souris. Les signes d’hypothermie (maintien de la température par un système de tapis chauffant), ralentissement de la fréquence respiratoire ou respiration irrégulière ou apnée, cyanose (signe d’hypoxie) seront surveillées lors de la chirurgie. La profondeur d’endormissement sera testée régulièrement par pincement de la patte ou de la queue et le test du réflexe oculaire. Une bonne profondeur d’anesthésie est suffisante pour éviter toute souffrance de l’animal. Des points limites lors des procédures ont été mis en place.
Choix des espèces
Le rat comme la souris sont des espèces de choix reconnu internationalement pour l’étude de la physiopathologie et la pharmacologie. Les rongeurs sont choisis car leurs grandes fonctions, bien que différentes, sont assez proches de celles de l’Homme. De plus, les rats présentent certains avantages par rapport aux souris au niveau technique : taille plus grande pour la chirurgie, la taille de la vessie, la quantité de matériel prélevée permettant les différentes analyses. Ainsi les rats seront utilisés pour deux des trois séances de travaux pratiques . Une séance de travail pratique sera effectué chez la souris. Les souris sont couramment utilisées pour l’enseignement depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Les modèles utilisés ont déjà été validés dans la littérature et au laboratoire. Les animaux, souris ou rats, seront âgés de 8 à 12 semaines pour la comparaison avec les autres données de la littérature.
Caractérisation du rôle différentiel de la voie corticospinale issue du cortex moteur ou sensoriel primaire dans la locomotion
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
149 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une chirurgie de deux à trois heures sous anesthésie pour recevoir des injections virales dans le cortex et un dispositif d'enregistrement implanté, puis, une semaine plus tard, des séances de locomotion fine pouvant durer une heure, précédées d'une injection sur animal vigile. Certaines sont isolées vingt-quatre à quarante-huit heures, et le porteur signale une perte de poids ainsi que des démangeaisons aux sutures dans les jours qui suivent l'opération. L'objet est de distinguer le rôle des neurones venus du cortex moteur de ceux venus du cortex sensoriel dans le contrôle de la marche, un circuit que le porteur juge impossible à modéliser numériquement parce que les propriétés des éléments en jeu sont encore méconnues.
Objectifs
Chez les rongeurs, la marche et les mouvements de base peuvent être générés par la moelle épinière seule. Cependant, pour des actions plus complexes, comme franchir des obstacles ou marcher sur une échelle horizontale, le cerveau, et en particulier le cortex sensorimoteur, est indispensable pour ajuster et affiner les mouvements. La voie corticospinale, qui relie directement le cortex à la moelle épinière, joue un rôle central dans cette coordination. Des études précédentes ont montré que cette voie est essentielle pour le mouvement, mais elles ne distinguaient pas les neurones provenant du cortex moteur (M1) de ceux du cortex sensoriel (S1). Or, des travaux récents suggèrent que ces deux populations ciblent des circuits différents dans la moelle épinière et pourraient donc contribuer différemment au contrôle des mouvements et à la perception sensorielle. Notre projet vise à comprendre de manière précise le rôle spécifique des voies corticospinales issues de M1 et de S1.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera plusieurs bénéfices, à court et à long terme. À court terme, il permettra de mieux comprendre comment les différentes parties du cortex contrôlent les mouvements en fonctions de leur difficulté. À long terme, ces avancées pourraient avoir des retombées pour la recherche médicale. En comprenant mieux le fonctionnement de la voie neuronale qui va du cortex jusqu’à la moelle épinière, ce projet pourrait ouvrir la voie à des stratégies thérapeutiques plus ciblées pour traiter certaines affections neurologiques, comme la sclérose amyotrophique latérale, qui affecte particulièrement ces neurones.
Procédures
Les animaux subiront, sous anesthésie, une chirurgie d’environ deux à 3 heures pour injections virales et implantation de dispositif d’enregistrement. Au minimum 1 semaine après la chirurgie, les animaux effectueront des tâches comportementales de locomotion fine. Ces tâches durent une dizaine de secondes et sont répétées pendant un maximum 1h. 30min avant le début de la tache comportementale, vigiles, ils subiront une injection de substance active de quelques secondes. Une à 2 sessions comportementales, espacées d’une semaine, sont prévues.
Impact sur les animaux
Les chirurgies entraînent inévitablement un stress et des douleurs modérées et transitoires chez la souris. Une perte de poids est souvent constatée les jours suivant la chirurgie mais l’animal récupère son poids initial en 3-4 jours. Les sutures peuvent aussi entraîner une gêne ou des démangeaisons qui disparaît également en quelques jours. Les tests comportementaux envisagés peuvent également être source de stress pour les animaux, ainsi que les contentions et les injections effectuées pendant les tests. Certains animaux devront être isolés pendant 24 à 48h, ce qui est également un stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement.
Remplacement
Le projet porte sur le rôle de l’inhibition présynaptique dans le contrôle de la locomotion, c’est-à-dire un circuit comprenant une sortie physiologique complexe. Un tel circuit est impossible à reconstituer avec des techniques de remplacement de type culture cellulaire et doit être intact pour pouvoir être étudié. Il est impossible à modéliser numériquement car les propriétés des différents éléments sont encore méconnues. Nous devons donc recourir à l’animal pour atteindre les objectifs du projet.
Réduction
Les mesures pour réduire le nombre d’animaux ont été étudiées en adéquation avec le projet. Le nombre d’animaux utilisés pour ce projet a été défini mathématiquement au plus juste pour nous permettre d’atteindre nos objectifs scientifiques et être statistiquement fiables et robustes. Nous utiliserons des individus des 2 sexes afin de réduire le nombre d’individus à produire et obtenir des résultats spécifiques de genre. Les expériences seront effectuées de façon séquentielle, afin de finaliser les expériences de mise au point des différents outils avant d’effectuer les expériences de comportement, ce qui permettra de limiter le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Les souris sont hébergées en cohorte, elles font l’objet d’observations quotidiennes et l'enrichissement des cages est systématique (bâton à ronger, matériaux de nidification). Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie pré et post-opératoire et la température de l’animal est maintenue grâce à un tapis chauffant thermostaté relié à une sonde rectale. Les yeux sont hydratés avec un gel oculaire. L’état de santé des animaux est surveillé quotidiennement après la procédure chirurgicale et estimé selon une grille de score pondérée qui évalue l'apparence générale de l'animal, l'apparence de la plaie, le comportement spontané, le comportement provoqué et le poids. Des points limites ont été établis pour chaque item permettant de soustraire l’animal à la souffrance. Un temps d’habituation à la pièce et au dispositif d’enregistrement est prévu, sur 20-30 minutes pendant deux jours consécutifs. Pendant les tests comportementaux, une couverture de 5cm de mousse souple est placée sous le dispositif expérimental, afin d’amortir une éventuelle chute de l’animal. Des animaux qui ne subissent pas les chirurgies sont hébergés avec les animaux tests. Ils sont présents sur la plateforme d’arrivée des tests de comportements, réduisant ainsi le stress des animaux tests et les motivant à faire les tâches sans qu’une restriction hydrique soit nécessaire. Du coton de nidification est prélevé dans la cage d’hébergement, et frotté sur le dispositif expérimental afin de diminuer le stress des animaux. Les animaux sont manipulés grâce à une petite coupelle en plastique, afin d’éviter la préhension répétitive par la queue.
Choix des espèces
Pour étudier comment certains neurones contrôlent les mouvements, nous utilisons la souris. Ce choix est justifié car la souris permet de cibler très précisément des neurones grâce à des outils scientifiques avancés. Cela aide à comprendre comment les signaux vont des différentes zones du cortex jusqu’à la moelle épinière et in fine pour contrôler les muscles. La souris permet aussi de moduler l’activité des neurones tout en observant les animaux bouger librement, ce qui est difficile à faire avec d’autres animaux. De plus, beaucoup d’études existent déjà sur les circuits nerveux de la moelle épinière de la souris, ce qui facilite l’analyse des résultats. Nous travaillons avec des souris d’au moins 21 jours, car à cet âge les circuits de contrôle des mouvements sont complètement développés et stables. Cela garantit que les résultats ne sont pas influencés par la croissance.
Etude hématologique d’un modèle murin DNM2 humanisé
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Tout souriceau sans lait visible dans l'estomac pendant vingt-quatre heures est mis à mort, comme tout individu dont la peau devient bleutée entre six et douze jours de vie. 150 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, aucune ne survivant au projet. Les 90 souriceaux porteurs de la version humaine de la protéine DNM2 naissent anémiés, plus petits et plus pâles, et meurent d'eux-mêmes entre onze et quatorze jours, 60 embryons étant par ailleurs prélevés aux stades E13.5 et E14.5. Aucun geste ne leur est infligé de leur vivant, la souffrance venant de la modification génétique elle-même, l'analyse du sang intervenant après décapitation à douze jours. Le porteur fixe ce prélèvement à douze jours, âge auquel environ 80 % des souris anémiées sont encore en vie.
Objectifs
Les myopathies sont des maladies qui touchent les muscles. Elles provoquent une faiblesse générale et des difficultés à se déplacer. Parmi les gènes impliqués, DNM2 joue un rôle important, notamment dans les formes les plus sévères de ces maladies. Pour mieux comprendre comment ces myopathies se développent chez l’être humain, les souris dont certains gènes ont été modifiés sont utilisées. Dans ce projet, l’objectif est d’étudier une souris « humanisée » : elle fabrique la version humaine de la protéine DNM2, mais ne produit plus la version propre à la souris. Même si les protéines DNM2 humaine et de souris se ressemblent beaucoup (elles sont identiques à 98 %), les premières observations montrent que ces souris humanisées sont plus petites, plus pâles et qu’elles meurent très jeunes, entre 11 et 14 jours après la naissance. Nous aimerions donc réaliser une étude du sang (une analyse hématologique) chez ces souris pour comprendre pourquoi remplacer la protéine de souris par la protéine humaine entraîne de tels problèmes, notamment sur les fonctions du sang.
Bénéfices attendus
Le projet vise à mieux comprendre la protéine DNM2, à découvrir de potentielles nouvelles fonctions hématologiques et à déterminer quelles parties de la protéine (là où il y a des différences entre la protéine de souris et la protéine humaine) sont importantes pour ces fonctions.
Procédures
Les animaux ne subiront pas d'interventions mais des biopsies seront prélevées après mise à mort.
Impact sur les animaux
Les animaux humanisés présentent des signes d'anémie aux effets indésirables comme la fatigue et la faiblesse musculaire. Comme les animaux n'ont pas besoin de se déplacer et sont nourris par la femelle jusqu'à leur mise à mort, nos prévoyons de mettre en place un environnement enrichi avec tunnel transparent et une grande quantité de littière et des accouplements (une seule femelle sera mis en accouplement avec un mâle) seront mis en place.
Devenir
Les animaux d'expérience seront mis à mort à 12 jours pour l'étude hématologique (90 animaux), au stade embryonnaire E14.5 pour la quantification de l'hémoglobine (30 animaux) et au stade embryonnaire E13.5 pour la production de lignées cellulaires pour tests d'endocytose (30 animaux).
Remplacement
Comme nous voulons étudier les différences fonctionnelles des protéines de souris et les protéines humaines sur des anomalies de sang, le modèle murin est incontournable. La souris étant physiologiquement et structurellement assez proche de l’Homme, il nous permettra de mieux comprendre les voies de signalisation impliquée dans le développement de l'anémie des animaux.
Réduction
Le nombre d'animaux est réduit au minimum pour obtenir une puissance statistique suffisante soit 10 animaux par génotype par analyse (comme nous avons 3 génotypes wt, Tg et Hum, 30 animaux par analyse). Nous prévoyons de faire des analyses hématologiques à P12 sur sang total (30 animaux), sur plasma (30 animaux), et pour des mesures de cytometrie en flux (30 animaux). Nous prévoyons également de faire une analyse d'expression de l'hémoglobine sur des embryons au stade E14.5 (30 animaux) et des productions de lignée cellulaire avec des emrbyons au stade E13.5 (30 animaux) pour tests d'endocytose. Nous prévoyons donc un total de 150 animaux d'expérience.
Raffinement
Nous allors réaliser nos prélèvements de sang à P12, âge où la grande majorité des animaux humanisés sont encore en vie et où le prélèvement de sang après décapitation est suffisant pour nos analyses hématologiques. Comme les animaux d'expérience ne seront pas sevrés, afin d’améliorer le bien-être des géniteurs et de diminuer au maximum le stress lié aux nouveaux-nés anémiques, nous incluerons un environnement enrichi avec tunnel transparent et une grande quantité de littière ainsi que des couples adaptés avec une seule femelle mis en accouplement avec un mâle. Les animaux humanisés pour l'étude hématologiques seront mis à mort à 12 jours, ils ne seront donc pas sevrés. Nous compterons les animaux à P0 et nous nous assurerons qu'ils soient bien en groupe dans le nid attestant que la femelle s'occupe de ses petits. Tout animal délaissé sera mis à mort pour éviter l'hypothermie et l'hypoglycémie. Nous apporterons une attention particulière aux points limites suivants : 1) l'absence de prise alimentaire par observation de l'estomac de P0 à P6 : tout animal sans lait visible dans l'estomac pendant 24h sera mis à mort. 2) de P6 à P12 la couleur de la peau sera obervée et tout animal cyanosé sera mis à mort. Nous suveillerons l'attitude de la mère et tout animal délaissé ou ne réagissant pas à une stimulation lors de l'ouverture du nid sera euthanasié pour éviter hypothermie et hypoglycémie.
Choix des espèces
Comme la souris fonctionne de manière assez similaire à l’être humain, elle est un bon modèle pour comprendre ce qui se passe dans l’organisme lorsqu’une anémie se développe. Pour découvrir de nouvelles fonctions de la protéine DNM2, nous devons analyser le sang de souris âgées de 12 jours : à cet âge, environ 80 % des souris atteintes d’anémie sont encore vivantes, et il est possible de prélever assez de sang pour effectuer les analyses nécessaires. Concernant les biopsies de foie fœtal, il existe une étape normale du développement où l’hémoglobine « fœtale » est remplacée par l’hémoglobine « adulte ». Chez une souris normale, ce changement est pratiquement terminé au stade embryonnaire appelé E14.5. Nous voulons vérifier si ce passage se déroule au même rythme chez les souris « humanisées », ou s’il est retardé. Enfin, pour étudier certaines fonctions cellulaires (comme l’endocytose), nous devons obtenir des cellules particulières provenant d’embryons. Pour cela, il est nécessaire d’interrompre le développement des embryons précisément au stade E13.5.