Souris

Nourries au régime gras, gavées, injectées chaque jour pendant vingt-huit jours dans l'abdomen puis insérées dans un tube étroit pour l'imagerie, 390 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 325 sont tuées pour les analyses post-mortem et 65 réutilisées. Un seul test impose sept prélèvements de sang en deux heures, chacun par une incision de la queue. Le projet cherche par quels mécanismes un double agoniste des récepteurs aux incrétines améliore le sucre et les graisses, dans une famille de médicaments déjà largement commercialisée. Le porteur écrit que le régime gras peut altérer la santé mentale des animaux et créer un état dépressif et de l'anxiété, et classe l'ensemble du projet en souffrance modérée.

Objectifs

Afin d’améliorer la quantité trop importante de sucre dans le sang, chez le diabétique de type 2, plusieurs approches médicamenteuses sont possibles. Parmi elles, il existe une famille de molécules proches d’hormones naturellement produites par l’intestin. A l’heure actuelle, les médicaments de cette famille sont nombreux sur le marché, mais ne cible généralement qu’un seul site d’action. La molécule de cette étude est la première capable de cibler deux sites à la fois, lui conférant ainsi un potentiel thérapeutique plus important que les médicaments actuellement le marché. L’avantage d’avoir deux cibles réside dans le fait que des mécanismes d’action différents et complémentaires pourraient exister et donc permettre une efficacité supérieure. L’étude de l’action de ce type de médicament a mis en lumière le fait qu’en plus d’améliorer le diabète, elles étaient capables d’améliorer le métabolisme des graisses, souvent perturbé chez le diabétique. En effet, l’accumulation de graisses dans le foie, est un phénomène courant chez le diabétique et a des effets délétères sur l’organe mais aussi sur le diabète en général. Le but de ce projet est d’identifier comment la molécule étudiée dans ce projet ciblant deux sites améliore le métabolisme à la fois du sucre et des graisses chez un modèle de souris obèse/diabétique et en particulier d’identifier quels sont les mécanismes d’action permettant ces améliorations au niveau du foie en essayant de discriminer l’implication de l’un ou l’autre site d’action. Pour permettre la mesure des paramètres pertinents pour cette étude, ce projet se déroulera sur 2 établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

La prise en charge et le traitement du diabète de type 2 et de ses complications est un enjeu de santé publique de plus en plus prégnant. Les stratégies médicamenteuses bien que multiples voient leurs limites dans le fait qu’elles ne ciblent généralement qu’un site d’action et donc qu’un point précis du métabolisme, limitant ainsi les effets. Les études préliminaires sur les effets de la molécule de cette étude semblent montrer une efficacité accrue en raison de sa capacité à cibler simultanément les deux sites d’action. L’intérêt d’un tel ciblage est que l’activation des deux sites entraîne des effets différents et complémentaires. Là où deux molécules étaient nécessaires, avec la molécule de notre étude une seule serait suffisante. De plus, d’un point de vue « pratique », les études montrent qu’une prise hebdomadaire chez l’Homme est suffisante pour permettre d’avoir les effets escomptés. Néanmoins, certains effets bénéfiques en relation avec le métabolisme lipidique et notamment avec un site d’action particulier restent à déterminer En résumé, le développement et la compréhension du mécanisme de la molécule de cette étude devrait permettre de contrôler plus efficacement le diabète de type 2 et d’apporter un confort au patient par l’administration d’une prise hebdomadaire unique de la molécule.

Procédures

Pour les tests nécessitant un gavage, les animaux vigils recevront un bolus unique par gavage. Cette manipulation prendra une dizaine de secondes. Pour chaque test nécessitant des mesures sur le sang, un prélèvement de sang se fera sur animaux vigiles et consistera : - en un prélèvement unique de 100 µl sur 2 minutes à J-4. - ou de 7 prélèvements de 30 secondes sur 2h à J+25 ou J+27 selon le test utilisée Pendant les 28 jours de traitements, les drogues seront administrées par injection dans la partie abdominale sur les animaux vigils, qui auront été habitués à leur manipulateur. Cette intervention prend moins de 10 secondes par animal. En ce qui concerne l’imagerie, les souris, vigiles, seront insérés dans un tube permettant la contention et la mesure indolore durera 3 minutes. Toutes les interventions citées ici exceptée la dernière se tiendront dans l’EU1, La technique d’imagerie se tiendra dans l’EU2.

Impact sur les animaux

En plus d’une perturbation du métabolisme, un régime gras de longue durée peut entrainer une prise de poids importante et altérer la capacité des animaux à se Le régime gras peut également altérer la santé mentale des animaux et créer un état dépressif et de l’anxiété. Les gavages nécessitent la contention de la souris, celui-ci peut provoquer un stress. De plus le gavage peut provoquer une fausse route. Les prélèvements de sang au cours des différents test de tolérance (glucose, insuline et lipides) nécessitent une petite incision à la queue qui peut provoquer une douleur légère et passagère. L’imagerie se fera par insertion de la souris dans un tunnel sombre qui permet la mesure. Cet environnement étroit et nouveau, peut entraîner un stress durant la mesure.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux analyses post-mortem et déterminer les mécanismes d’actions mis en jeux. Les animaux qui ne seront pas entrés dans le protocole de traitement, suite au régime serviront pour l’enseignement ou des mises au point techniques.

Remplacement

L’obésité et le diabète de type 2 sont des maladies multifactorielles entraînant une élévation incontrôlée du sucre dans le sang, ce qui a des conséquences dramatiques sur de nombreux tissus et organes. Afin d’étudier les conséquences de cette pathologie, il est indispensable de travailler sur l’organisme vivant en entier ce qui justifie ainsi la nécessité de réaliser des expérimentations in vivo. Ainsi, aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux. Par ailleurs l’utilisation de modèles cellulaires in vitro, issus des animaux obèses diabétiques nous permettra de mieux comprendre l’impact direct des traitements sur les différents organes et évitera l’utilisation d’un certain nombre d’animaux supplémentaires pour les études in vivo.

Réduction

Le nombre d’animaux a été calculé sur la base de projets similaires précédemment réalisés. Grâce à notre expérience du travail sur les molécules antidiabétiques, nous avons pu au cours des projets réduire le nombre d’animaux par groupe en optimisant les temps et doses de traitement. En effet, il ne nous est plus nécessaire de tester beaucoup de doses, ni de multiplier les temps de traitements pour ce type de molécule. De plus, l’utilisation des animaux a été réfléchie afin qu’un maximum de données soient obtenues avec un minimum de douleurs et de stress pour les animaux. Ainsi des tests in vivo et des prélèvements d’organes seront réalisés chez les mêmes animaux. Pour ces raisons, avec une seule dose et un seul temps de traitement, nous avons réduit le nombre d’animaux pour mener à bien ce projet et obtenir un puissance statistique suffisante. En ce qui concerne le travail in vitro nous avons essayé d’optimiser le nombre pour permettre de travailler sur l’ensemble des tissus d’intérêts aux différentes doses et temps escomptés. Grâce à notre expérience de ce type de traitement et au nombre important d’animaux issu de la partie préliminaire (suite au régime et avant la division en groupe pour le traitement), nous pourrons limiter les tests à une partie seulement des souris : petit nombre d’animaux pour avoir des résultats significatifs. Notre expérience dans ces techniques in vitro nous permet de rationaliser ce nombre pour ne pas multiplier les conditions expérimentales.

Raffinement

Par expérience, nous appliquerons des conditions optimales à l’obtention du modèle en permettant de maintenir le bien-être nécessaire. Afin d’éviter le stress de l’isolement, les animaux seront plusieurs par cage (5 à 10). De plus, les animaux auront à disposition dans les cages des objets permettant l’enrichissement nécessaire : des tunnels en plastique permettront de diminuer le stress et de réduire l’ennui en stimulant l’activité et permettant un sentiment de sécurité. De plus de la « frisette »de carton, permettra aux animaux de créer un nid et de s’y réfugier, renforçant le bien-être et ce sentiment de sécurité. Les animaux auront libre accès à un biberon d’eau et des objets d’enrichissement de milieu seront placés dans les cages. Une partie de la nourriture pourra directement être placée dans la cage pour permettre aux souris obèses ayant des problèmes de mobilité d’avoir accès à la nourriture plus facilement. Les tunnels d’enrichissement seront aussi placés à proximité de la nourriture et l’eau pour permettre aux souris de monter sur ces objets et de leur donner un accès plus facile. Pour ce qui est de l’anesthésie, nous utiliserons un anesthésique chimique lors des procédures 2, 3 et 4 qui se tiendront dans l’EU 1 et un gaz anesthésiant lors de la procédure 1 qui se tiendra dans l’EU 2. Pour le transport des animaux entre les deux EU (fin de procédure 1), les souris seront mises dans une cage contenant du coton avec un couvercle filtrant et transportées dans l’EU2 qui se trouve en face du lieu où les souris sont hébergées (EU1). Le temps de trajet estimé est de moins de 5 minutes. Au cours de ce transport, les cages seront mises dans un sac noir afin de préserver les souris de l’environnement extérieur en termes de température et de stress. Nous veillerons aussi au points limites du projet engendré par le diabète de type 2 qui consiste principalement en une déshydratation, en veillant à réhydrater ces derniers en cas de besoin. Enfin, en ce qui concerne les traitements et prélèvements, le personnel maitrise très bien les gestes techniques nécessaires au bon déroulement du prélèvement de sang servant à la mesure de la glycémie ainsi que la mise en œuvre des injections intrapéritonéales. Tous les animaux de l’étude seront suivis par un personnel compétent selon les modalités mise en place par la structure chargée du Bien-être Animal du Centre de zootechnie.

Choix des espèces

L’étude d’une pathologie a pour but d’en comprendre les mécanismes afin d’établir des stratégies thérapeutiques applicables à l’Homme. C’est pourquoi, le choix des modèles est important. Ainsi, il apparait logique de choisir un modèle de vertébré dont la physiologie est le plus proche possible de celles de l’Homme. C’est le cas pour la souris. Leur métabolisme au sens large présente de nombreuses similarités avec celui de l’Homme. De plus, cette espèce animale fait partie des espèces les plus étudiées avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisés. Les animaux utilisés seront des jeunes males de 4 semaines. L’utilisation d’animaux jeunes se justifient par le fait qu’à cet âge, l’efficacité du régime est optimale car ils sont en pleine croissance. Ceci permet donc de limiter le temps de régime et donc le stress et les nuisances engendrées. Par conséquent, les traitements qui auront lieu par la suite seront réalisés sur ces mêmes souris devenus adultes (20 semaines)

600 rats et 480 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun suivi jusqu'à vingt-quatre mois, tous tués pour prélever leurs organes. À 3, 6, 12, 18 puis 24 mois, ils subissent trois prises de sang dans une même journée sur animal vigile, une quatrième sous anesthésie, et jusqu'à seize heures d'isolement pour recueillir leurs urines, les rats étant privés de nourriture. Des tumeurs apparaissent, spontanées ou provoquées par le produit testé, et le porteur indique que les animaux sont gardés en vie tant qu'elles ne remettent pas en cause leur déplacement, leur capacité à boire ou à manger, et qu'aucune ulcération n'apparaît. Le produit peut aussi provoquer chez le rat une opacité de la cornée et une cécité. Cette étude sert à faire entrer une molécule chimique sur le marché, et le porteur précise que les deux groupes supplémentaires exigés par les lignes directrices chinoises ne seront pas utilisés puisque la molécule n'y est pas destinée.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’évaluer les risques pour la santé liés à l’exposition à un produit chimique spécifique tout au long de la vie de l’espèce considérée, avant sa mise sur le marché. Pour cela, nous réaliserons une étude combinée de toxicité chronique et de cancérogénicité. Ce projet permet de recueillir des informations sur les effets toxiques de la substance, y compris son potentiel cancérogène, tout en identifiant les potentiels organes cibles et la possibilité d’accumulation du produit dans ces derniers. De plus, il peut fournir une estimation de la dose sans effet nocif observé pour les effets toxiques, ainsi que, dans le cas de substances cancérogènes non génotoxiques, des réponses tumorales. Ces estimations sont cruciales pour établir des critères de sécurité concernant l'exposition humaine et donc le potentiel effet cancérogène pour l’homme. Pour caractériser et évaluer la cancérogénicité potentielle ainsi que la toxicité chronique de ce produit chimique, l’installation d’essai intègre toutes les informations disponibles sur la substance à tester.

Bénéfices attendus

Les études d’exposition chroniques et de cancérogenèse vont permettre : l’identification des propriétés cancérogènes d'un produit chimique susceptible d'augmenter les risques de tumeurs, la fréquence de survenue de tumeurs bénignes ou malignes ou la diminution du temps nécessaire à leur apparition, par rapport au groupe témoin non traité ; l’identification de la toxicité chronique d’un produit chimique ; l’identification d'un ou de plusieurs organes cibles de la toxicité chronique et de la cancérogenèse ; la caractérisation de la relation dose-effet ; l’identification d’un niveau de dose sans effet nocif observé ou du point de départ de l’effet pour l’établissement d'une dose de référence ; l’extrapolation des effets cancérogènes aux niveaux d’exposition humaine correspondant à de faibles doses ; la prévision des effets de toxicité chronique aux niveaux de doses représentatifs de l'exposition humaine ; l’obtention de données permettant de vérifier les hypothèses concernant le mode d’action de la molécule. Toutes ses données seront rapportées, soumises aux autorités internationales et serviront à l’analyse du risque pour l’homme.

Procédures

Aprés 3, 6, 12 et 18 et/ou 24 mois environ, 3 prélèvements sanguins sont réalisés au cours d'une même journée en moins de 2 minutes sur animaux vigiles. Aprés 3, 6, 12 et 18 et/ou 24 mois environ, 1 prélèvement sanguin est réalisé en moins de 2 minutes sur animaux anesthésiés. Aprés 3, 6, 12 et 18 ou 24 mois environ au cours de l’étude, les animaux peuvent être isolés pour une durée maximale de 16h (avec mise à jeun pour les rats) pour le recueil de leurs urines. La mise à mort précédée par une administration d'un analgésique et d'une anesthésie.

Impact sur les animaux

Les niveaux de doses sont fondés sur les résultats des études précédentes. Le choix de la forte dose doit permettre l’évaluation d’une dose bien tolérée par les animaux et induisant une toxicité légere à modérée. Les prelevements de sang peuvent induire une douleur légère et de légers hématomes au point de prelevement. Pour la mesure et le prelevement d’urines, les animaux sont isolés pendant 16h maximum (avec mise à jeun pour les rats). La veille des autopsies prévues, les rats n’ont plus accès à la nourriture pendant 16 h maximum ce qui peut induire un stress léger ainsi qu’une baisse de poids. Compte tenu de l’objectif de l’étude et de sa durée, des tumeurs bénignes ou non , spontanées ou induites par le produit peuvent apparaitre, les animaux seront gardés en vie tant que la taille des tumeurs ne remet pas en cause leur déplacement, et leur capacité à boire ou à s'alimenter(

Devenir

En raison du but de l’étude qui est d’évaluer l’atteinte au niveau des tissus, des organes de l’animal et l’apparition de tumeurs, tous les animaux seront mis à mort pour prelevement d'organes .

Remplacement

Malgré les nombreux tests in silico ( évaluation grace à des calculs/modéles complexes informatisés), in-vitro (essais réalisés sur micro-organismes, organes ou cellules) , et in-vivo conduits lors du developpement de cette molecule qui ont permis de mettre en évidence le mode d’action et les organes cibles de la molécule, ces études animales restent une obligation avant la mise sur le marché d’une nouvelle molécule chimique. Il n’existe pas aujourd’hui de tests substitutifs validés et acceptés par les autorités relatifs à l’évaluation de tumeurs après une exposition chronique.

Réduction

L'essai combiné dans l’étude rat ou l’ajout d’un sous-groupe pour mise à mort intermédiaire (phase chronique) dans l’étude souris permet une meilleure efficacité en temps et en coûts, et un moindre recours aux animaux, par rapport à la conduite de deux essais séparés, et ne compromet pas la qualité des données de la phase chronique ou de la phase de cancérogenèse. La taille des groupes est la taille minimale requise par la ligne directrice. La molecule n’étant pas destinée au marché chinois, les groupes supplémentaires requis par les guidelines chinoises (2 groupes de 10 animaux par doses et par sexes mis à mort après 6 et 18 mois d’exposition) ne seront pas nécessaires.

Raffinement

Compte tenu de la durée de l’étude, une observation quotidienne de l’état clinique des animaux sera assurée et une attention particulière sera portée à l’apparition de tumeurs spontanées ou induites par le produit. Ces tumeurs seront recherchées, observées et mesurées au moins 1 fois/semaine afin de suivre leur progression et/ou l’apparition de zone de nécrose. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués. Lors des prises de sang en cours d’étude l’usage d’un tapis chauffant pourra être utilisé pour maintenir la température corporelle des animaux sous anesthésie. Des micro prélèvements seront utilisés pour l’évaluation des paramètres toxicocinétiques. Le jour précédent leur mise à mort les animaux sont déplacés dans une salle proche de la salle de nécropsie pour éviter le stress du transfert le jour même. Les prélèvements de sang sont réalisés dans une salle séparée et différente de celle utilisée pour la mise à mort. Afin d’éviter toute douleur, les animaux seront mis à mort après une analgésie à l’aide d’un opioïde de type méthadone suivi d’une anesthésie gazeuse à l’isoflurane.

Choix des espèces

Les rats et les souris sont les modèles expérimentaux choisis en raison de leur durée de vie relativement courte, de leur utilisation fréquente dans les études pharmacologiques et toxicologiques, de leur sensibilité à l'induction de tumeurs et de la disponibilité de souches suffisamment caractérisées. Les rongeurs sont recommandés par la communauté scientifique et les instances réglementaires. Des données historiques issues des études précdemment conduites sont disponibles dans le laboratoire avec les espèces et souches choisies (Rat Wistar et souris C57Bl6J). Ces caractéristiques permettent d'obtenir une grande quantité d'informations sur la physiologie et la pathologie de ces animaux. Les animaux utilisés sont de jeunes animaux sevrés à l’arrivée sur le lieu de l’expérimentation dont l’âge après la période d’acclimatation doit être inférieur à 8 semaines compte tenu de l'objectif et de la durée de l'étude (exposition pendant toute la vie de l'animal). Cet age est requis par les lignes directrices internationales.

Six gestes d'administration répétés chaque jour pendant deux semaines sur des animaux vigiles maintenus en contention, et trois gestes de prélèvement sanguin : 300 souris et 300 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour prélever leur cerveau. Ces gestes ne répondent à aucune question scientifique, ils entraînent des expérimentateurs à les maîtriser et à valider leur habilitation. Le porteur affirme que cet apprentissage sur des animaux vivants est "indispensable" et ne peut être remplacé, les simulateurs et mannequins ne reproduisant pas selon lui les conditions réelles. Les neuf gestes concernés ne sont jamais nommés, et rien n'explique pourquoi un projet de formation se conclut par le prélèvement de 600 cerveaux.

Objectifs

Pour assurer le bien-être des animaux, la réussite des projets et la qualité des résultats scientifiques, il est crucial que les expérimentateurs soient compétents dans l’exécution des gestes techniques. Cela signifie qu'ils doivent être formés et maintenir leurs compétences au fil du temps, que ce soit pour les employés actuels ou les nouveaux arrivants. Un bon encadrement par un personnel qualifié permet de former les expérimentateurs et d'améliorer le bien-être des animaux en réduisant les erreurs et en augmentant la rapidité des gestes, ce qui limite le stress et la douleur des animaux. Cela garantit également des études fiables et solides, avec suffisamment de données pour les analyses, réduisant ainsi les risques de remettre en question les résultats et d'avoir à faire des études complémentaires, ce qui diminue le nombre d'animaux utilisés.

Bénéfices attendus

L’habilitation des expérimentateurs aux gestes techniques améliorera la qualité et la fiabilité des procédures expérimentales et des résultats, tout en réduisant le nombre d'animaux nécessaires pour les études. Cela permettra d'avoir suffisamment de données pour les analyses, réduisant ainsi les risques de remettre en question les résultats et d'avoir à faire des études complémentaires.

Procédures

Durant ce projet, 6 gestes techniques d’administration et 3 gestes techniques de prélèvement sanguin seront effectués. Les gestes techniques d’administration effectués quotidiennement pendant 2 semaines se feront sur animaux vigiles, les animaux étant si nécessaire maintenus en contention par du personnel qualifié pour limiter les mouvements lors de l’exécution des gestes. Certains gestes techniques d’administration et de prélèvement sanguin seront effectués 1 seule fois sous anesthésie gazeuse. Le temps passé à effectuer un geste technique d’administration ou de prélèvement sur un animal sera de 1 minute maximum.

Impact sur les animaux

Les nuisances subies par les animaux seront temporaires et principalement dues aux administrations répétées et aux prélèvements sanguins effectués. Les animaux ressentiront une légère gêne, ainsi qu'une douleur similaire à une piqûre d'aiguille lors de certains gestes techniques d’administration et de prélèvement. Les animaux vigiles maintenus immobiles pour la réalisation de ces gestes pourront également ressentir un stress léger mais temporaire.

Devenir

A la fin du projet, tous les animaux seront donc mis à mort permettant le prélèvement du cerveau post fixation pour analyse.

Remplacement

L’utilisation d'animaux pour l’acquisition et la maîtrise des gestes techniques par les expérimentateurs est indispensable et ne peut être remplacée par d’autres méthodes. Les simulateurs ou mannequin peuvent compléter la formation de base, mais ne reproduisent pas les conditions réelles nécessaires à l’acquisition des gestes techniques sur des animaux vivants. De tels gestes nécessitent une pratique directe pour observer et appréhender le comportement spécifique à chaque espèce, afin d’assurer la précision de leur réalisation. Selon la réglementation, l’habilitation implique d’acquérir et de valider les compétences sur des animaux, garantissant la qualité des procédures et l’amélioration du bien-être animal. Utiliser des animaux dans un cadre contrôlé minimise les risques de souffrance tout en assurant la maîtrise des gestes techniques avant de les appliquer en recherche.

Réduction

Des animaux utilisés dans des études précédentes seront réutilisés autant que possible, afin de réduire le nombre d’animaux commandés spécifiquement pour la réalisation de ce projet de tutorat et d’habilitation. Cela permettra d’utiliser au maximum les animaux disponibles. Pour ce projet, le nombre minimum de souris et de rats a été choisi pour que les expérimentateurs à habiliter puissent se former, un animal étant utilisé pour la réalisation de plusieurs gestes techniques.

Raffinement

Chaque expérimentateur sera supervisé par un personnel qualifié (tuteur) maîtrisant parfaitement les gestes techniques auxquels les expérimentateurs devront être habilités. L’objectif est de garantir une exécution correcte des procédures expérimentales, minimisant ainsi le stress et les erreurs potentielles d’exécution des gestes sur les animaux. Les animaux seront observés 2 fois par jour en semaine par du personnel qualifié, avant et après l’exécution d’un geste technique, et 1 fois par jour le week-end et jours fériés inclus. Pour gérer la douleur de certains gestes techniques, une anesthésie gazeuse sera utilisée. De plus, un suivi de poids avec au moins 2 pesées par semaine sera réalisé au cours du projet. Si l’atteinte d’un point limite est constatée, l’animal sera euthanasié dans des conditions éthiques.

Choix des espèces

Le rat et la souris étant les deux espèces utilisées dans notre établissement, il est donc primordial que le personnel soit habilité à effectuer les gestes techniques sur ces deux espèces. Nous allons réutiliser autant que possible les animaux d’études précédentes menées dans notre établissement. Les animaux réutilisés seront âgés d’au moins 10 semaines.

Gavées cinq jours d'affilée, opérées pour certaines, échographiées et piquées jusqu'à deux fois par semaine pendant cinq semaines, 3 864 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent une modification génétique qui leur fait développer spontanément un cancer du pancréas. Toutes sont tuées pour analyser leurs tumeurs, leur foie, leurs poumons et leur diaphragme, le projet cherchant à comprendre pourquoi les chimiothérapies atteignent mal ces tumeurs. Le porteur écrit que "le développement des tumeurs n'a pas d'impact sur l'animal", sauf au moment où un point limite est atteint.

Objectifs

Les animaux utilisés dans ce projet correspondent à des modèles d’étude du cancer du pancréas pour lequel aucun traitement efficace n’est à l’heure actuelle disponible et qui est le 4ième cancer le plus mortel. Quatre-vingt-dix pour cent des patients diagnostiqués sont décédés à 5 ans, qu’ils aient été opérés ou non, et l’incidence de ce cancer est en hausse. Il s’agit donc d’une pathologie de santé publique. Comprendre la résistance aux traitements est un axe de recherche qui devrait permettre d’améliorer ce terrible pronostic. Des études récentes démontrent que l’inaccessibilité des drogues à la tumeur serait au moins en partie responsable de l’absence d’effet thérapeutique des chimiothérapies dans ce cancer, et ce du fait d’une très faible vascularisation de ces tumeurs. Cette faible vascularisation serait la conséquence d’une fibrose (la transformation du tissu en un tissu composé de fibres) dont l'origine est l'activation des fibroblastes. Le projet proposé consistera en l’identification de potentielles cibles thérapeutiques (exprimées soit par les cellules tumorales, soit par les cellules stromales) impliqués dans la résistance aux traitements du cancer du pancréas. Notre objectif est de tester l'hypothèse du rôle clé du microenvironnement tumoral du cancer du pancréas, et plus particulièrement des fibroblastes, dans la résistance aux traitements, et d'identifier et comprendre le rôle de chacun des types cellulaires impliqués (notamment les cellules immunitaires) afin de développer de nouvelles thérapies. Dans ce contexte nous avons déjà identifié, in vitro, plusieurs potentielles cibles thérapeutiques exprimées par les fibroblastes (soit les pancreatic stellate cells (PSC) soit les cancer-associated fibroblasts (CAFs)) et impliquées dans la résistance aux traitements.

Bénéfices attendus

Identifier et comprendre les processus mis en place dans le microenvironnement tumoral aboutissant au développement de résistances aux thérapies afin de développer de nouvelles stratégies.

Procédures

Dans cette étude, un traitement est donné par la bouche (gavage) aux souris pendant cinq jours (moins de 30 secondes). Certaines souris subissent une chirurgie (30 min). Une échographie pourra être réalisée une à 2 fois par semaine (10 minutes). Les animaux pourront recevoir jusqu’à deux injections par semaine pdt cinq semaines maximum (3 à 5 minutes). Une prise de sang pourra être réalisée, maximum une fois par semaine (1 à 2 secondes ou 2 min pour prélèvement terminal.

Impact sur les animaux

Dans cette étude, certaines souris développeront naturellement des tumeurs du pancréas en raison de leur modification génétique. Le développement des tumeurs n’a pas d’impact sur l’animal, sauf possiblement au moment de l’atteinte d’un des seuils critiques (appelés "points limites") où une modification de l’état général pourrait être observée. La chirurgie pourra provoquer un léger inconfort. Les traitements par chimiothérapie peuvent provoquer certains effets secondaires chez les souris, comme une perte de poids, de la douleur ou dans certains cas rares une atteinte cutanée de la queue.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de procéder à l’analyse des tissues. En effet, nos recherches nécessitent l’analyse des organes des animaux. Les expériences sont conçues pour permettre la récupération de la tumeur ainsi que des organes de métastases. Les tumeurs seront collectées soit pour des analyses histologique, soit pour l’analyse des cellules immunitaires présentes dans la tumeur.

Remplacement

L'identification des phénomènes de résistances aux thérapies ne peut être réalisée que directement chez l’animal car il met en jeu des intéractions entre de nombreuses populations cellulaires (interactions cancer / microenvironnement (réaction fibreuse) / réaction de l’hôte) qui ne peuvent pas encore être mimées in vitro, notamment le rôle complexe du système immunitaire. Cependant, dès que possible, nous remplacerons les études faites sur les modèles murins par des expérimentations réalisées sur des cultures de cellules isolées de nos modèles murins, qui peuvent être maintenues plusieurs semaines en culture et permettront de tester nos hypothèses. Ce projet est multidisciplinaire et vise à mieux comprendre le rôle des cellules du système immunitaire dans le contrôle d'un modèle murin mimant le cancer du pancréas. De ce fait nous devrons travailler avec des animaux vivants afin de pouvoir analyser le rôle des différents organes et différents types cellulaires suspectés d'être impliqués dans le développement de cette pathologie et dans l'immuno- et chimioresistance.

Réduction

Nous avons calculé que le nombre minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables, reproductibles et statistiquement interprétables est de 8 souris par groupe, avec trois répétitions indépendantes de chaque expérience afin de valider la robustesse des résultats. Nous avons pris plusieurs mesures pour réduire autant que possible le nombre d’animaux utilisés, tout en maintenant la qualité des données : 1- maximisation des analyses par animal en réalisant plusieurs types d’analyses sur un même animal afin d’optimiser chaque inclusion expérimentale, incluant des analyses histologiques sur plusieurs tissus atteints (pancréas, foie, poumon, diaphragme), des analyses immunologiques multiparamétriques par cytométrie en flux pour caractériser la nature, le phénotype et la fonctionnalité des cellules immunitaires post-mortem, ainsi que des analyses sanguines ; 2- optimisation du design expérimental, avec un protocole conçu pour limiter la variabilité inter-individuelle, permettant ainsi d’avoir un nombre réduit d’animaux par groupe tout en conservant une puissance statistique suffisante ; 3- réutilisation de données biologiques, les mêmes échantillons biologiques (sang, tissus) pouvant dans certains cas être utilisés pour plusieurs types d’analyses complémentaires. Le nombre total d’animaux a donc été défini en tenant compte d’un équilibre rigoureux entre nécessité scientifique, réduction des effectifs animaux et qualité des données attendues.

Raffinement

Afin de minimiser les effets indésirables liés aux procédures expérimentales, plusieurs mesures spécifiques de raffinement sont mises en œuvre à chaque étape du protocole. À leur arrivée, les animaux sont placés en pièce d’acclimatation et observés quotidiennement par le personnel zootechnique. Ils sont logés par groupes de 5 dans des cages enrichies (abris, matériaux de nidification, objets à ronger), favorisant leur bien-être et réduisant le stress. Tous les actes expérimentaux sont réalisés par du personnel formé et expérimenté. Le gavage est effectué avec des sondes souples à extrémité arrondie, réduisant les risques de lésion œsophagienne. L’administration par gavage est limitée à 5 jours consécutifs avec un volume adapté au poids de l’animal. Lors des greffes, les animaux sont prémédiqués avec un antalgique et une anesthésie locale est réalisée. L’anesthésie générale est assurée par inhalation avec contrôle du plan anesthésique et prévention de l’hypothermie grâce à un tapis chauffant. Une pommade oculaire est appliquée pour prévenir le dessèchement des yeux. Les chirurgies sont limitées à une seule par animal. En postopératoire, les animaux sont surveillés jusqu’à reprise complète d’activité, et une seconde injection d’antalgique est prévue 8h plus tard, puis selon les besoins. Les injections sont réalisées avec du matériel adapté et par du personnel entraîné. Les volumes administrés respectent les seuils recommandés. L'apparition d'effets secondaires (perte de poids, masses tumorales) est anticipée par un scoring de la douleur permettant une intervention rapide (analgésie, traitement local, ou mise à mort si seuil critique atteint). Le suivi des tumeurs par échographie est non invasif et réalisé sous anesthésie légère, deux fois par semaine au maximum. Des prélèvements sanguins de faible volume sont réalisés selon des intervalles sécurisés pour limiter la perte sanguine. Chaque animal est utilisé de façon optimale pour collecter un maximum de données afin de limiter le nombre total d’animaux requis.

Choix des espèces

Les études antérieures de la littérature et de notre équipe de recherche ont démontré que les modèles murins décrits dans ce projet étaient très proches de la pathologie humaine, et récapitulent la complexité du microenvironnement tumoral, ce qui n’est pas le cas des modèles in vitro ou ex-vivo. L'utilisation des souris permet d'avoir acces à des modèles proches de la pathologie humaine. Pour la majorité des expériences, les animaux seront utilisés entre 8 et 12 semaines ce qui correspond à de jeunes adultes qui possèdent un système immunitaire bien développé et mature.

Incluses dans les études dès le sevrage, à partir de quatre semaines, 2 200 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie d'entre elles est immunodéficiente ou porte un système immunitaire et un foie humanisés, obtenus par greffe de cellules humaines. Elles reçoivent des injections de plasmides que le porteur reconnaît pouvoir provoquer des troubles cardio-respiratoires et une altération marquée de l'état général, subissent des prélèvements de sang répétés avec risque d'anémie et d'hématome, et pour certaines un prélèvement terminal sous anesthésie suivi de leur mise à mort. Sur la réduction, le porteur écrit qu'aucune approche statistique n'a été réalisée et que l'effectif découle du nombre d'études des années précédentes, ajusté selon "le plan commercial". Deux cent cinquante de ces souris pourront ensuite être transférées vers un projet de formation interne aux gestes techniques.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’analyser la pharmacocinétique de composés de recherche après administration à des souris. En particulier, nous nous intéresserons à leurs absorptions, biodistribution, métabolisme et élimination. Ces analyses sont cruciales pour déterminer les doses efficaces et la posologie d’un médicament. Pour ce faire, nous utiliserons des souris immunodéficientes, immunocompétentes ou avec un système immunitaire et/ou un foie humanisé.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’obtenir des données essentielles sur la biodistribution et la durée de vie de composés de recherche dans l’organisme. Grâce à ces données, nous pourrons définir les doses et posologies à tester dans des études d’efficacité.

Procédures

Des prélèvements sanguins seront réalisés sur souris avec ou sans anesthésie en fonction de la voie choisie. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids et à l’âge de l’animal avec une limite fixée sur une période glissante de 14 jours. Une réhydratation avec du sérum physiologique sera réalisée si nécessaire. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole de l’étude et sera contrôlé par un vétérinaire. Chaque prélèvement durera quelques secondes. Pour les analyses nécessitant un volume plus important, un prélèvement sans réveil suivi d’une euthanasie sous anesthésie gazeuse sera réalisé. Des prélèvements d’urines et de fèces pourront être pratiqués par contention et massage du ventre à la main. Les animaux recevront des injections de solution saline isotonique contenant des plasmides, une ou deux fois selon la durée de l’étude. Ces injections, administrées uniquement aux souris de plus de 18 g, dureront entre 10 et 15 secondes. Les injections pourront être répétées selon le protocole et dureront quelques secondes. Les administrations de traitements dureront quelques secondes et seront effectuées avec ou sans anesthésie en fonction de la voie choisie. Leur nombre dépendra du protocole ‘étude et sera validé par le vétérinaire. À l’issue des études, les animaux seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires. Toutes les interventions seront réalisées sous un suivi clinique rigoureux afin de minimiser douleur et stress des animaux.

Impact sur les animaux

- Injection(s) de solution saline isotonique contenant des plasmidess (pour favoriser le développement de populations immunitaires humaines d’intérêt) : peut engendrer des troubles cardio-respiratoires et une altération marquée de l’état général, pendant les minutes suivants l’injection. Peut engendrer un hématome. - Administration de traitements ou de composés : effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques, hématome, douleur, lésion au site d’administration (notamment si administrations répétées) - Prélèvements sanguins : hématome, anémie, douleur, lésion au site de prélèvement (notamment si prélèvement répétés). Des nuisances peuvent également être induites par le stress dû aux contentions. La douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.

Devenir

Les animaux ayant atteints les point limites ou sur demande du vétérinaire seront euthanasiés. Ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général. Des souris issues de cette procédure pourront être réutilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris » sur décision vétérinaire.

Remplacement

Les tests in vitro seront envisagés si ceux-ci sont appropriés. Néanmoins, il n'est actuellement pas possible d’étudier l’absorption, la biodistribution, le métabolisme et l’élimination de composés de recherche sans les injecter in vivo. La souris constitue un modèle scientifiquement valide, robuste et indispensable pour le développement et la mise au point de thérapies innovantes pour les patients.

Réduction

Un total de 2200 souris seront utilisées, couvrant une période de 5 ans et permettant de réaliser 50 études précliniques de 44 souris. Aucune approche statistique n'a été réalisée, l’estimation du nombre d’animaux est réalisée sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum par des analyses rétrospectives systématiques.

Raffinement

En début d'étude, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables de 5 individus maximum. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux (ex : Diet Gel). La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse, une échelle de scores cliniques (pelage, mobilité, état général, activité, comportement, etc…) sera appliquée dès le premier geste invasif ou dès qu’un signe d’altération sera observé lors de la surveillance quotidienne. Des traitements antalgiques préventifs et curatifs seront mis en œuvre dès que nécessaire, sous avis vétérinaire, administrée avant toute procédure potentiellement douloureuse. Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur. Concernant les prélèvements sanguins, le volume maximal est défini, au-delà il s’agira d’un prélèvement terminal sous anesthésie. Les fréquences sont limitées et une réhydratation est prévue. Les animaux n’attendront pas dans la salle d’euthanasie. Une salle d’attente est prévue à cet effet. Lorsqu’un animal rentre en salle d’euthanasie, il doit être immédiatement euthanasié. Les points limites conduisant à une euthanasie seront fonction des scores cliniques et de la perte de poids.

Choix des espèces

90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Lorsque les gènes produisent des effets différents entre souris et humain, le remplacement du gène de la souris par son équivalent humain ou de manière fonctionnelle par greffe de cellules humaines dans une lignée immunodéficiente permet la création de lignées humanisées. De plus, le métabolisme des souris présente des similarités avec celui des humains, ce qui permet de prédire la distribution, biotransformation et élimination d’un médicament. Pour les souris non humanisées, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 4 semaines, ces souris pouvant être utilisées dès leur sevrage. Pour les souris humanisées, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 8 semaines, première apparition des cellules humaines dans le sang.

Une fibrose est provoquée dans les poumons de 1 024 souris par l'administration sous anesthésie d'un produit inducteur. S'ensuivent, selon les lots, un gavage quotidien de J8 à J20 ou sept injections intraveineuses, puis des séances d'imagerie sous anesthésie pouvant durer quarante minutes par souris, cathéter posé. Toutes ces souris, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, sont tuées à la fin pour mesurer la fibrose de leurs poumons par histologie. Le porteur décrit une inflammation des voies respiratoires et une perte de poids dans les jours qui suivent l'induction, puis écrit dans la même rubrique n'anticiper aucun effet indésirable au moment des traitements ou de l'imagerie.

Objectifs

La fibrose pulmonaire est une maladie pour laquelle il n’existe pas de traitements curatifs. Une des limites de la fibrose pulmonaire est le manque de marqueur permettant d’évaluer la réponse aux traitements. Nous avons démontré la possibilité de suivre l’évolution de la fibrose pulmonaire avec une méthode d’imagerie du métabolisme des lipides. Nous devons maintenant valider son utilisation comme outil pour vérifier l’efficacité des traitements actuels ou en développement de la fibrose pulmonaire. Les objectifs de ce projet sont d’évaluer une nouvelle technique d’imagerie du métabolisme lipidique: 1/ pour le suivi de l’efficacité des traitements approuvés de la fibrose pulmonaire 2/ pour le suivi de l’efficacité des traitements en cours de développement 3/ pour la possibilité de prédire l’efficacité des traitements testés Ce projet permettra de proposer un outil pour prédire et monitorer l’efficacité des traitements de la fibrose pulmonaire afin d’améliorer la prise en charge des patients avec cette maladie.

Bénéfices attendus

Les bénéfices de ce projet seront multiples grâce à une approche complète et robuste basée sur plusieurs modèles expérimentaux. Ce projet vise à améliorer la prise en charge des patients atteints de fibrose pulmonaire. A court terme, nous pensons que l’imagerie du métabolisme lipidique pourra être testée chez des patients avec fibrose pulmonaire pour valider son utilisation dans l’évaluation de l’efficacité des thérapies actuellement en clinique. A plus long terme, notre méthode d’imagerie permettra de faciliter le développement de nouvelles thérapies de la fibrose pulmonaire, au niveau préclinique et aussi des essais cliniques.

Procédures

Les souris recevront une administration d’un inducteur de fibrose. Cette intervention sous anesthésie générale dure 30 secondes maximum. Ce même type d’injection sera également utilisé, de façon répétée, pour l’administration des agents thérapeutiques dans la procédure 2. Aucune nuisance supplémentaire n’est anticipée du fait de la répétition. Une partie des animaux recevra des traitements par gavage oral (100µl, quotidiennement de J8 à J20). Ce geste sera réalisé sur animaux vigiles, après contention, et ne durera pas plus de 10 secondes. Une partie des animaux recevra des traitements par injection intraveineuse (100µl, tous les deux jours de J8 à J20, 7 injections au total). Ce geste sera réalisé après contention, et ne durera pas plus de 20 secondes. Tous les animaux seront suivis par imagerie. L'ensemble de cette procédure s'effectue sous anesthésie. Chaque animal aura un cathéter afin de permettre l’injection intraveineuse du marqueur (100 µl). Ceci n’excède pas 2 minutes par animal. Les animaux seront placés dans le système d’imagerie équipé d’un lit chauffant préchauffé et d’un système d’anesthésie gazeuse.La durée totale de la procédure n’excède pas 40 min par souris. A la fin du protocole, les animaux sont analgésiés puis anesthésiés profondément, avant que soit réalisé un prélèvement sanguin puis leur mise à mort.

Impact sur les animaux

Entre 2 et 7 jours après l’induction du modèle, une inflammation des voies aériennes peut avoir lieu et elle peut être associée à une perte de poids des animaux. Le modèle de fibrose est associé aussi à une inflammation des voies respiratoires au cours des 6 premiers jours après l’induction. Elle peut être associée à une perte de poids des animaux. Les administrations intraveineuses peuvent induire un stress lié à la contention ainsi qu’une douleur brève (1 sec) au moment de l’insertion de l’aiguille. Lors des réveils de l’anesthésie, les animaux connaissent quelques minutes de désorientation, rapidement résolues par la reconnaissance de leur environnement. Nous n’anticipons aucun effet indésirable après administrations des traitements anti-fibrotiques, ou à l’étape d’imagerie.

Devenir

Les animaux sont mis à mort afin de mesurer et quantifier la fibrose pulmonaire par des méthodes ex vivo classiques (histologie, dosage de protéines)

Remplacement

Le poumon est un organe complexe composé de plus de 40 types cellulaires différents et le phénomène de fibrose fait lui intervenir plusieurs processus (inflammation, remodelage tissulaire etc). Aucun modèle in vitro ne pourrait se substituer à une étude sur un animal entier. L’étude de la fibrose pulmonaire chez le rongeur est de ce fait le modèle d’étude de référence dans la littérature.

Réduction

Le nombre d’animaux indiqué correspond au nombre minimal requis pour remplir les conditions des tests statistiques. Ces chiffres ont été déterminé par test statistique, sur la base de données antérieures issues de l’équipe, pour valider la puissance des résultats attendus.

Raffinement

Le personnel impliqué dans ce projet, au-delà de la formation légale à l’expérimentation animal, aura une formation et l’habitude de l’application des procédures et du suivi des animaux spécifique des modèles murins de fibrose pulmonaire. Les transports des animaux seront réalisés dans des boites d’hébergement avec couvercle, entourées d’un sac opaque pour protéger les animaux des changements de luminosité et de température. Après exposition aux facteurs déclenchants de la fibrose, les animaux auront accès à un supplémentation d’alimentation (aliments gélifiés, morceaux de pommes, céréales) afin de limiter la perte de poids. Après chaque étape d’anesthésie à l’isoflurane, les souris seront placées sous lampe chauffante ou tapis chauffant pour favoriser le retour de l’anesthésie. Une attention particulière sera apportée à la reprise d’une activité normale des animaux après anesthésie. Avant la mise à mort, les animaux sont analgésiés et anesthésiés profondément et ne reprennent pas conscience.

Choix des espèces

Nous utiliserons des souris car le processus de fibrose pulmonaire est bien documenté dans la littérature chez cette espèce, ce qui en fait un modèle d’étude validé par la communauté scientifique. Nous utiliserons des souris âgées de 8 à 14 semaines et avec un poids minimum de 21g. Ces critères correspondent à un stade de développement adulte de l’animal (développement des poumons, système immunitaire mature). D’après notre expérience des modèles, nous utiliserons des souris de poids supérieur à 21g afin de limiter la toxicité générale des produits inducteurs de fibrose.