Souris
Exploration des modèles de neuropathologies par des tests comportementaux dans le but de caractériser le phénotype des lignées murines
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
9 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère, au sein d'un service d'animalerie qui met des batteries de tests comportementaux à la disposition des équipes de neurosciences. Les souriceaux subissent une biopsie de la queue entre trois et six jours de vie, les adultes une restriction alimentaire de quinze jours destinée à les motiver, puis jusqu'à huit tests de locomotion, huit tests d'anxiété et de sociabilité et sept tests cognitifs étalés sur onze semaines. Certaines lignées présentent des convulsions, des troubles moteurs qui compliquent l'accès à l'eau et à la nourriture, ou un retard de croissance, et le porteur présente ce phénotypage comme un moyen de fixer des points limites plus précoces et d'"assurer le bien-être animal". 3 264 animaux passent ensuite en utilisation continue vers d'autres projets autorisés, une partie rejoint les élevages, les autres sont tuées.
Objectifs
L’objectif du projet est de proposer par un service d’animalerie dédié un ensemble de tests (et protocoles) comportementaux mis à la disposition des équipes de recherche qui étudient les neurosciences. Le but est d’explorer des modèles de souris ayant des neuropathologiques qui miment un ensemble de maladies ou de troubles affectant le système nerveux, notamment le cerveau, la moelle épinière et les nerfs périphériques et de caractériser une altération de la santé de l’animal (phénotype dommageable). La meilleure connaissance de ces nouveaux modèles permettra dans le cas d’un phénotype dommageable de déterminer des points limites précoces afin d’améliorer le bien-être animal. L’ensemble des tests couvrent tous les âges (présevrage, juvénile, adulte et sénior) selon des protocoles classiques et modulables et selon les modèles pour s’adapter aux observations préliminaires qui ont conduit à la demande d’exploration comportementale par le chercheur.
Bénéfices attendus
Une meilleure connaissance du phénotype des animaux permet de déterminer des points limites plus précoces, permet d’assurer le bien-être animal, de faire progresser les connaissances neuropathologiques des modèles générés par les chercheurs afin d'établir de nouvelles pistes thérapeutiques pour le traitement de ces pathologies.
Procédures
Dans le cadre du projet, différentes interventions sont réalisées : Interventions sur des animaux vigiles (conscients) : 1. Biopsie de queue : Réalisée sur des souriceaux âgés de 3 à 6 jours, cette intervention rapide (moins d’une minute) permet d’analyser leur patrimoine génétique afin de confirmer leur génotype. 2. Restriction alimentaire : Chez les souris adultes, une restriction modérée peut être appliquée pendant 15 jours afin de stimuler leur motivation lors de certains tests comportementaux. 3. Tests comportementaux : Divers tests sont menés pour évaluer l’activité motrice, la sociabilité, l’anxiété ou les capacités d’apprentissage. 4. Tests de locomotion : Très brefs (moins de 5 minutes), ils peuvent être réalisés deux fois par jour pendant 4 jours consécutifs, soit jusqu’à 8 tests sur 2 semaines. 5. Tests d’anxiété et d’interaction sociale : Ils durent entre 10 et 40 minutes, avec un jour de repos entre chaque session, pour un maximum de 8 tests répartis sur 3 semaines. 6. Tests cognitifs : Ils comportent entre 1 et 8 essais par jour, pendant 1 à 15 jours, dans une limite de 7 tests répartis sur 11 semaines. 7. Phénotypes dommageables : Certaines souris, en raison de modifications génétiques, peuvent présenter des troubles moteurs, des convulsions ou un retard de croissance. 8. Prélèvements sanguins : Deux prélèvements sont réalisés sur des animaux adultes vigiles, espacés de deux semaines, chacun durant moins d’une minute, afin d’analyser certains paramètres biologiques. 9. Évaluation globale : Des observations régulières de l’état physique et du comportement sont effectuées pour détecter précocement tout signe de malaise ou de maladie. 10. Interventions sous anesthésie – Chirurgie terminale : Une intervention courte (environ 5 minutes) est pratiquée sous anesthésie générale avec analgésie, sans réveil de l’animal (chez des juvéniles ou adultes).
Impact sur les animaux
La manipulation et la contention des souriceaux induisent un léger stress. Le prélèvement à la queue induit une douleur lors du prélèvement et un saignement est possible. Lors des tests comportementaux un léger stress peut être induit par la découverte d’un nouvel environnement. La séparation maternelle, peut également induire un stress chez les nouveau-nés et un abandon de la progéniture par la mère. La restriction alimentaire provoquera une sensation de faim et une perte de poids de l’animal. Le test de comportement interaction sociale peut induire des comportements anxieux et de l’agressivité chez les animaux. L’anesthésie peut induire dans de rare cas une hypothermie, une détresse respiratoire, voire un arrêt cardiorespiratoire. Les modèles de neuropathologies sont susceptibles de ressentir des douleurs allant de légères à sévères. En cas de crises d’épilepsie à un stade élevé, une fatigue, une atonie et une perte de poids peuvent également se manifester. Les troubles moteurs entraînent des difficultés de mouvement, rendant l'accès à l'eau et à la nourriture plus compliqué. Le retard de croissance affecte le développement des animaux, ce qui se traduit par un sevrage plus tardif. L’hébergement individuel peut induire un stress social
Devenir
L’ensemble des animaux qui ne sont pas euthanasiés à l’issus de ce projet rentreront en utilisation continue (N 3264) pour d’autres projets autorisés. Les souris dédiées aux tests de comportement seront euthanasiées pour réaliser des analyses histologiques. Les souris non utilisées pour des objectifs scientifiques seront pour une partie utilisée pour le maintien des élevages et pour une seconde partie euthanasiée.
Remplacement
Nos projets en neurosciences reposent sur des approches in vitro pour étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires dans un environnement contrôlé. Cependant, les modèles animaux sont indispensables pour analyser les interactions neuronales complexes, explorer les dynamiques cérébrales et valider les résultats in vitro dans un organisme vivant. Les alternatives aux modèles animaux, telles que les cultures cellulaires, les organoïdes cérébraux et les simulations informatiques, ont progressé ces dernières années. Ces méthodes permettent d'approfondir la compréhension des mécanismes neuronaux tout en évitant les contraintes éthiques. Les cultures en 2D et les organoïdes en 3D reproduisent certains aspects du développement neuronal, mais ne peuvent reproduire la complexité fonctionnelle et structurelle du cerveau. Malgré leurs avancées, ces alternatives présentent des limites. Les organoïdes manquent de vascularisation et d’interactions avec les systèmes immunitaire et circulatoire, tandis que les simulations informatiques, bien qu'efficaces, ne remplacent pas les connaissances acquises par l’expérimentation biologique. Ainsi, bien que les approches in vitro et informatiques réduisent l'utilisation des animaux, elles ne peuvent totalement s’y substituer.
Réduction
La taille des groupes expérimentaux est optimisée de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés pour le projet, tout en conservant une puissance statistique suffisante pour pouvoir obtenir des résultats reproductibles. Sur la base de résultats d’expériences et de publications utilisant des techniques similaires, nous pouvons déterminer la taille des groupes. Le nombre d’animaux utilisé pour ce projet est de 9000
Raffinement
Avant le début de chaque procédure l’animal sera pesé et son état général contrôlé. En cas de signe de douleur les animaux seront exclus du protocole. L'acclimatation des animaux à l'expérimentateur sera effectuée à raison de 10 minutes par jour sur une période de 5 jours Pour limiter le stress des femelles allaitantes et un éventuel rejet de leurs progénitures après manipulations, les mains gantées des expérimentateurs sont imprégnées de l’odeur de la sciure de la cage avant de manipuler les petits. Les animaux subissant une restriction alimentaire, seront sortis du protocole en cas d’une perte de poids supérieure à 15 pour cent de leur poids initial et remis dans une cage d’hébergement avec à disposition un aliment enrichi . L’état des animaux est alors surveillé plusieurs fois par jour. Le raffinement des phénotypes dommageables repose sur une surveillance précoce des nuisances et l’adoption d’un hébergement adapté, avec enrichissements et manipulations douces pour certaines lignées. L’évaluation du bien-être est non invasive, basée sur des paramètres zootechniques et physiologiques. En cas de détection d’un phénotype dommageable, une prise en charge immédiate est effectuée. Les enrichissements sont ajustés au type d’animaux et les points limites définis tôt. La chirurgie est réalisée conformément aux bonnes pratiques vétérinaires, en utilisant des agents anesthésiques et analgésiques. Les animaux seront euthanasiés par des méthodes adaptées et réglementaires dans une pièce isolée du reste des autres souris.
Choix des espèces
Les équipes de recherche utilisent le modèle souris, essentiel pour les études en neurosciences en raison de sa similarité génétique avec l'homme. Les chercheurs demandant des phénotypages se concentrent sur ce modèle, qui permet d'étudier les mécanismes génétiques sous-jacents à des maladies, notamment neurodégénératives et psychiatriques. Selon les premières observations faites, les animaux pourront être utilisé dès la naissance, ou à partir du sevrage, ou à l’âge adulte.
Étude du rôle d’une protéine dans l’adaptation des réponses immunitaires en fonction du microbiote intestinale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
90 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Soixante d'entre elles sont transportées vers une autre animalerie et mises en contact avec trente résidentes, pour que leur flore intestinale change, puis les 90 sont pesées chaque semaine et leurs excréments prélevés quatre fois. Une partie porte une modification qui réduit leur capacité à produire des cellules T régulatrices, et le porteur indique qu'elles pourraient développer une inflammation intestinale, reconnaissable à l'absence de toilettage, au retrait du groupe et à la perte de poids. Les souris dont l'état ne s'améliore pas et qui présentent des signes comportementaux critiques sont mises à mort avant le terme, les autres à la fin de la procédure pour prélèvement d'organes.
Objectifs
Le système digestif est en contact permanent avec des substances inoffensives provenant de l’alimentation et du microbiote (des microbes naturels présents dans le corps), dont beaucoup sont bénéfiques. Cependant, il doit également être capable de réagir rapidement face à des menaces telles que les agents pathogènes. C’est ici que le système immunitaire intestinal joue un rôle clé : il doit protéger contre les éléments nuisibles tout en évitant des réponses excessives contre des substances inoffensives, comme les microbes du microbiote. Si cet équilibre n’est pas maintenu, cela peut entraîner des inflammations ou des réactions indésirables, comme des allergies. Pour prévenir ce type de déséquilibre, le système immunitaire met en place des mécanismes de régulation. L’un de ces mécanismes repose sur des cellules spécialisées, les cellules T régulatrices, qui calment les réactions immunitaires inutiles et potentiellement nocives. Les cellules dendritiques jouent un rôle central dans la production des cellules T régulatrices. Ce projet de recherche vise à comprendre comment une protéine spécifique, présente à la surface des cellules dendritiques, contribue à la production des cellules T régulatrices dans des modèles animaux expérimentaux. Cependant dans les conditions d’élevage confiné des animaux de laboratoire, le microbiote intestinal n’est pas représentatif de celui d’un animal d’origine sauvage élevé de façon conventionnelle. Or, cela peut influencer les réponses immunitaires. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer le rôle de cette protéine dans le contexte d’un microbiote « sauvage ». Pour cela, des souris génétiquement modifiées seront utilisées, permettant la suppression de la protéine ciblée sur les cellules dendritiques. Ces souris issues d’un élevage confiné (ayant un microbiote appauvri «de laboratoire»), seront mises en contact avec des animaux élevés de façon conventionnelle qui présentent un microbiote de type «sauvage». Puis les réponses immunitaires de ces animaux seront analysées en fonction de la présence ou de l’absence de cette protéine, et du type de microbiote des animaux. Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes qui assurent l'équilibre entre tolérance et protection dans l'intestin en fonction du microbiote. Cela pourrait ouvrir de nouvelles pistes pour le développement d'approches thérapeutiques contre les maladies inflammatoires chroniques ou les troubles auto-immuns.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes qui permettent de réguler les réponses immunitaires envers le microbiote grâce à une protéine spécifique. Les résultats attendus contribueront non seulement à enrichir les connaissances fondamentales sur ces processus, mais pourraient également ouvrir de nouvelles pistes pour prévenir l’apparition de maladies auto-immunes et inflammatoires.
Procédures
60 animaux seront déplacés d’une animalerie à une autre, puis mis en contact avec 30 animaux de l’animalerie d’arrivée. Les 90 animaux seront pesés une fois par semaine. Des prélèvements de feces seront réalisés au début de l’expérimentation puis une fois toutes les 2 semaines (4 prélèvements au total).
Impact sur les animaux
Le changement d’animalerie et la mise en contact d’animaux adultes d’origines différentes peut générer un stress pour l’animal. Lors d’études préliminaires de mises en contact d’animaux contrôles (microbiote « laboratoire ») avec des animaux ayant un microbiote de type « sauvage », le développement d’aucun phénotype dommageable n’a pu être observé chez aucun des animaux. Cependant, dans ce projet, les souris avec une déficience de de la protéine ciblée sur les cellules dendritiques ayant une capacité inférieure à générer des cellules T régulatrices que les animaux contrôles, il est possible qu’elles développent des signes d'inflammation intestinale lors du changement de microbiote. L’inconfort ou la douleur qui en résulte se traduit par l’absence de toilettage, le retrait par rapport au groupe, la posture, et une perte de poids.
Devenir
Les animaux seront mis à mort avec une méthode reglementaire en fin de procédure pour récupération des organes, ce qui permettre d'évaluer l'impact de la délétion ciblée de notre molécule d'intérêt sur les réponses immunitaires étudiées.
Remplacement
Cette étude a pour objectif de comprendre comment l’organisme maintient un équilibre immunitaire et des réponses très finement régulées. Étant donné la complexité de l’environnement des tissus et des interactions entre les nombreuses cellules immunitaires impliquées, il est impossible de recréer ces conditions en laboratoire, en dehors d’un organisme vivant. C’est pourquoi il est nécessaire de réaliser des expériences directement sur des animaux pour explorer ces mécanismes de manière précise et réaliste.
Réduction
Le nombre d’animaux (n=10 par conditions) a été calculé à minima afin que les résultats puissent être statistiquement interprétables. Les résultats de la procédure dite « pilote » permettront de décider de la poursuite de l’étude, ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux si nécessaire. Au total 90 souris seront nécessaires pour ce projet.
Raffinement
Du fait du maintien des animaux en groupes sociaux (trios), le stress lié à l’isolement sera évité. Le bien-être des animaux sera analysé et pris en compte tout au long du protocole avec un suivi adapté en termes de fréquence et de détermination des points limites. Une surveillance sera réalisée dans les heures qui suivent la mise en contact des animaux (J0) et le lendemain (J1) pour s’assurer que les animaux s’entendent bien, puis 1 fois par semaine. Le bien-être des animaux sera évalué afin de détecter un inconfort ou une douleur selon les critères choisis. En cas de détérioration de l’apparence ou du comportement de l’animal, un suivi accru quotidien sera mis en place. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas avec l’apparition de signes comportementaux critiques, la souris sera mise à mort.
Choix des espèces
Du fait de leur similarité avec l’homme en termes de génétique, d’anatomie et de physiologie, la souris représente un modèle expérimental privilégié pour l’étude des réponses immunitaires. La sélection de la souris permet également de bénéficier d’un nombre important d’animaux transgéniques développés précédemment (comme c'est le cas ici) et facilite donc le raffinement du plan expérimental. Nous utiliserons ici 4 lignées d’animaux (et les contrôles de portée). Des souris adultes entre 8 et 25 semaines seront utilisées. Nous avons choisi cette fenêtre car à cet âge, les souris ont un système immunitaire mature et non vieillissant. Par ailleurs, les difficultés de reproduction et la nécessité d’avoir des cohortes importantes de souris nous obligent à attendre plusieurs semaines avant d’avoir un nombre suffisant de souris pour pouvoir faire une expérience.
Evaluation de la toxicité d’un candidat médicament après administration unique ou répétée chez le rongeur
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 1800
Le protocole suit la voie d'administration retenue par la société qui développe le candidat médicament, orale par gavage, intramusculaire, sous-cutanée ou intrapéritonéale, jusqu'à deux fois par jour pendant un mois. 3 600 souris et 1 800 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à sévère, tous tués à l'issue. La mise à mort suit un prélèvement sanguin terminal sous anesthésie profonde et permet de peser et d'examiner le cerveau, le cœur, le foie et les reins. Les effets attendus du produit vont de la prostration aux troubles digestifs et nerveux, et le porteur justifie ces essais par la nécessité de mesurer la toxicité sur un "organisme entier".
Objectifs
La société développe des médicaments pour l'homme avec différentes voies d'administration possibles et visant divers récepteurs, enzymes ou d'autres cibles. Il est important de connaître la toxicité et la distribution du candidat médicament dans le corps. Ainsi, l'objectif de ce projet est de déterminer la toxicité et l'exposition dans le temps d'un candidat médicament dans le sang et les organes dans différentes espèces animales rongeurs (rat ou souris), après un traitement unique ou répété (si répété :1 mois maximum, 2 administrations maximum par jour) par voie orale, ou par voie intramusculaire, sous-cutanée, ou intrapéritonéale. 1) L'observation clinique journalière des animaux permettra de détecter d'éventuels signes de toxicité. 2) Des analyses sanguines sur prélèvement sanguin terminal permettront de compléter le recueil d'informations. 3) L'autopsie terminale des animaux permettra un examen des organes (poids, aspects macroscopiques), leur recueil éventuel pour analyses histologiques. 4) Les mesures de taux de candidat médicament dans le sang et les organes nous donneront ainsi une bonne indication quant à l'exposition du candidat médicament dans le temps, nous aideront à relier les expositions aux effets toxicologiques. Ce projet d'utilisation des animaux s'intègre dans un projet de Recherche exploratoire plus global de ce candidat médicament au profit de la santé humaine et sera fait en complément des études in vitro.
Bénéfices attendus
L'implication des animaux dans ce projet va nous permettre d'avoir une meilleure connaissance du devenir du candidat médicament dans un organisme physiologiquement proche de l'homme sur une espèce (rat ou souris) qui sera utilisée dans toutes les études de toxicité réglementaires obligatoires avant le passage en clinique chez l'homme. Cette étude permettra 1) d'avoir une première approche de la gamme de doses sans effet toxique, de la comparer à la gamme de doses thérapeutiques efficaces et le cas échéant d'éviter d'engager un candidat médicament dans les études réglementaires de toxicité obligatoires qui sont lourdes et consommatrices d'animaux, 2) de déterminer d'éventuel(s) organe(s) cible(s) en termes de toxicité et 3) d'obtenir les expositions du candidat médicament dans le sang et les organes en fonction du temps. Ces expositions pourront être reliées aux effets pharmacologiques et toxicologiques du produit. Ce projet chez le rongeur aura un grand bénéfice dans le développement du candidat médicament car cette étude ne peut pas être substituée par des études cellulaires in vitro qui ne miment pas assez finement la complexité et la dynamique d'un modèle entier vivant et sa physiologie.
Procédures
Contention et administration du produit par voie orale (gavage) ou par injection intramusculaire, sous-cutanée, ou intrapéritonéale, l'ensemble durant moins de 30 secondes à chaque administration et ce pour l'administration aigue et pour l'administration répétée pendant 1 mois maximum (au maximum deux fois par jour). Anesthésie générale profonde pour prélèvement terminal sanguin suivi de la mise à mort de l'animal avant de réaliser des prélèvements d'organes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont celles liées à la contention de l'animal, l'administration du produit à tester (gavage, injection), à l’anesthésie avant les prélèvements sanguins terminaux pouvant conduire à un stress de l’animal ainsi que les effets indésirables éventuels du produit. Les effets indésirables liés au produit pourront être de l'ordre : prostration, hyperlocomotion, ou hypolocomotion, des comportements anormaux induits, des troubles digestifs ), des troubles du système nerveux central, des perturbations du métabolisme.
Devenir
Chaque animal sera anesthésié pour prélèvement terminal sanguin pour analyses, avant une mise à mort suivie de prélèvements terminaux d'organes (cerveaux, coeur, foie, reins...) pour analyses.
Remplacement
L'utilisation d'animaux pour des évaluations de toxicité et de toxicocinétique d'un candidat médicament est justifiée par la nécessité de pouvoir déterminer les effets de la molécule à tester sur un organisme entier, reflétant physiologiquement l'humain. La complexité et la dynamique de l'organisme et des interactions organes-médicament ne nous permettent pas de se limiter aux seuls modèles in vitro ou ex-vivo car ils ne représentent pas assez finement l'ensemble des mécanismes physiologiques. Toutefois, les candidats médicaments qui seront testés auront déjà passé une série de tests en phases précliniques précoces (in vitro) et qui permettent d'identifier les molécules les plus sélectives pour nos récepteurs d'intérêt et sans effets sur des cibles non désirées (cardiaque par exemple).
Réduction
Pour les prélèvements destinés aux analyses toxicocinétiques, le nombre d'animaux par temps selon nos données historiques est au maximum de 5 individus afin d'avoir une fiabilité de résultat en tenant compte de la variabilité inter-individus. Pour les prélèvements destinés aux analyses de biochimie et de numération-formule sanguine, le nombre d'animaux par temps selon nos données historiques est au maximum de 10 individus afin d'avoir une fiabilité de résultat en tenant compte de la variabilité inter-individus et permettre une analyse statistique. Chaque animal sera analysé sur l'ensemble des paramètres à son temps de sacrifice avec mesures des taux du candidat médicament dans le sang et dans d’autres organes (par exemple cerveau, coeur, foie, rein...), détermination de la numération-formule sanguine, mesures des paramètres de biochimie sanguine, observation macroscopique et pesée d'organes clefs en termes de toxicologie comme le coeur, le foie, les reins... et leur conservation le cas échéant pour analyse histologique.
Raffinement
Afin de réduire le stress, les animaux seront hébergés en animalerie et acclimatés au minimum 5 jours avant toute expérimentation pour s'habituer au nouvel environnement (contrôlé en continue). Pour le bien-être de l'animal et lui éviter un stress, chaque cage dispose d'un bloc de lanières de papier pour la nidation et d'un enrichissement (igloo ou tunnel), et ce, dès leur arrivée au laboratoire. Tout mal être identifié aboutira à une surveillance accrue de l'animal et à des soins si besoin (exemple : désinfection d'une plaie). Le personnel zootechnicien est sensibilisé pour remonter tout comportement suspect d'un animal anxieux soit durant le temps d'acclimatation, soit le jour même de l'expérimentation au moment de sa manipulation. Les groupes sociaux resteront ceux formés depuis l'arrivage jusqu'à la fin de l'étude. Les animaux disposeront de nourriture et eau de boisson à volonté sous surveillance quotidienne. Les traitements (oraux, injections...) se feront par du personnel formé avec du matériel adéquat pour chaque espèce rongeur. La méthode de mise à mort avec initialement un grand prélèvement terminal sanguin sera préalablement précédée d'une anesthésie gazeuse de l'animal. Le contrôle de l'anesthésie se fera par un contrôle du réflexe de retrait de la patte et en s'assurant d'une respiration abdominale. Les animaux feront l'objet d'une surveillance accrue pendant l'expérimentation. Si les points-limites préalablement établis sont atteints, l'animal sera euthanasié de façon anticipée afin de lui éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le rat et la souris sont des espèces relativement proches de l'homme, les données obtenues seront pertinentes afin d'extrapoler les résultats. Ces espèces sont utilisées dans les études de toxicité/toxicocinétique réglementaires obligatoires avant de passer un candidat médicament en phase clinique chez l’homme. Ces espèces sont 2 espèces de petite taille pour lesquelles il est possible d’avoir des effectifs assurant une robustesse dans les résultats et limitant les quantités nécessaires en produit administré. Le choix de l'espèce entre la souris et le rat va s'orienter selon : 1/le type de candidat médicament, 2/ les organes d'intérêt (exemple : le rat ne présente pas de vésicule biliaire par rapport à la souris) et 3/ du profil métabolique de l'espèce rongeur comparé au profil métabolique humain déterminé au préalable par des tests comparatifs in vitro. Les animaux seront utilisés au stade adulte : cela permettra de refléter un organisme mature et métaboliquement développé (en particulier au niveau du foie).
Décryptage de l’activité neuronale et astrocytaire induite par l’ocytocine dans l’amygdale centrale – AstrOT (modification)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Biopsie de la queue dans les six premiers jours de vie, chirurgie d'une heure pour implanter des canules dans le cerveau, injection d'un agent pharmacologique, puis trois jours de conditionnement à la peur, de vingt minutes à une heure par séance : 710 souris passent par ces étapes, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, une partie opérée sous anesthésie profonde et tuée avant tout réveil. Deux prélèvements sanguins à la queue encadrent le conditionnement. Le porteur écrit que la douleur, l'angoisse et la peur induites ne peuvent être évitées puisqu'elles sont "l'objet de l'étude", l'enjeu déclaré étant de tester des molécules agissant sur les récepteurs à l'ocytocine dans l'amygdale. Toutes les souris sont tuées pour un prélèvement post-mortem.
Objectifs
"Les troubles du stress post-traumatique (TSPT) sont des troubles psychiatriques qui surviennent après un événement traumatisant. Ils se traduisent par une souffrance morale et des complications physiques qui altèrent profondément la vie personnelle, sociale et professionnelle". Parmi ces troubles, on trouve une dérégulation du système de stress et une résurgence importante des souvenirs traumatisants, rendant la personne anxieuse face à des situations normalement non anxiogènes. Au sein du cerveau, la peur nait de l'interaction de plusieurs régions, parmi lesquelles l'amygdale joue un rôle prépondérant. De plus, cette structure est à la base des réponses autonomes, comportementales et émotionnelles de la peur, faisant de ce noyau une structure de choix pour l’étude des TSPT. Dans l'amygdale, l’ocytocine (OT) a été récemment identifiée comme étant un candidat pour le traitement de la peur pathologique. Ainsi, l’OT est un candidat de choix pour agir sur la modulation des réponses émotionnelles face à la peur ou son souvenir. Par ailleurs, un intérêt croissant émerge sur l'implication des cellules non neuronales tels que les astrocytes dans la régulation des circuits neuronaux. De plus, il a été récemment démontré que l'OT pouvait agir sur les astrocytes de l'amygdale via son récepteur présent sur ces cellules. Ce projet vise à élucider l’effet de l’activation des récepteurs à l’ocytocine (OTR) de l’amygdale via l’application de molécules modifiant l'activité de ce récepteur. Lors des études ex vivo, nous évaluerons l'activité des neurones et des cellules gliales sur des tranches de cerveau comportant l'amygdale centrale. Elles apporteront de nouvelles connaissances quant aux mécanismes d’action des TSPT, en observant particulièrement si une interaction neurone-glie est requise. Les études in vivo se feront à l’aide d’un modèle de TSPT et les observations seront menées sur l'expression de la peur conditionnée.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de comprendre les mécanismes cérébraux mis en place au cours de l'acquisition et de l'extinction de la peur ce qui permettrait d'ouvrir des voies thérapeutiques permettant de réduire les symptômes de personnes traumatisées ou excessivement anxieuses.
Procédures
Les animaux seront soumis à 6 principales interventions : A. Une chirurgie terminale sans réveil réalisée sous anesthésie profonde. B. Une chirurgie d’une heure nécessaire à l'injection de marqueurs fluorescents sur animal anesthésié. C. Le conditionnement à la peur réalisé 1x/jour sur 3 jours (durée 20 minutes le jour 1 ou 1 heure les jours 2 et 3). D. 2 prélèvement sanguins à la queue avant et après le conditionnement à la peur (durée moins de 5 minutes) sur animal vigil E. Un biopsie de la queue pour génotypage (durée 1 minute) sur animal vigil (modification) F: une injection d'un agent pharmacologique permettant l'activation de la modification génétique dans les neurones d'intérêt (durée 1 minute) (modification).
Impact sur les animaux
Pour les expériences ex vivo sans réveil de l'animal (point A), la nuisance se limite à l'insertion d'une aiguille pour injecter l'anesthésique. Celle-ci peut induire une douleur légère de courte durée associée à un stress du à la contention nécessaire pour réaliser l'injection. L'implantation de canules intracérébrales (point B) peuvent entrainer des démangeaisons et une légère douleur au site d'incision sont attendues après l'opération. Le protocole de conditonnement de peur induit une douleur transitoire , une angoisse et une peur qui ne peuvent être évitées puisqu'elles sont l'objet de l'étude. Enfin, les prélèvements sanguins peuvent induire une douleur légère de courte durée chez l'animal ainsi qu'une inflammation au site de prélèvement. La biopsie de queue (modification) ainsi que l'injection d'un agent pharmacologique pour activer les neurones d'intérêt induit une douleur légère transitoire.
Devenir
Les animaux seront systématiquement mis à mort afin de réaliser un prélèvement post-mortem et réaliser une analyse ex vivo.
Remplacement
Notre étude porte sur l’analyse de l’activité complexe de réseaux neuronaux qui ne peuvent être pour le moment reproduits in vitro ou in silico. Il n’est donc pas possible, à ce jour, de remplacer l’usage d’animaux vivants. Cependant, nous comptons modéliser le réseau astro-neuronal de l'amygdale à l'aide du simulateur Brian2 afin de permettre par la suite de tester si les conclusions concernant le rôle des astrocytes dans la neuromodulation de l'amygdale sont aussi vraies dans d'autres structures avec seulement quelques expériences clef.
Réduction
Le nombre d'animaux sera limité au minimum selon les règles statistiques de façon à garantir des enregistrements fiables exploitables statistiquement. Les résultats seront comparés avec des tests statistiques appropriés permettant de mettre en evidence l’activité neuronale et astrocytaire indute par l’ocytocin dans l’amygdale centrale.
Raffinement
Pour répondre aux besoins comportementaux des animaux, ils seront hébergés en cages collectives (groupes sociaux) enrichies (bâtons, frisure, tunnel en carton) permettant ainsi aux animaux d’exprimer leur comportement naturel. Les animaux seront préalablement acclimatés à leur environnement (2 semaines avant l’expérimentation) et habitués à la présence de l’expérimentateur, aux différents tests le cas échéant, et à la contention. Les approches invasives seront réalisées sous anesthésie analgésie. La température corporelle de l’animal sera garantie par des tapis chauffant thermostaté et le dessèchement de la cornée sera prévenu par application d’un gel oculaire hydratant. Pour faciliter la récupération post-opératoire de l’animal un traitement analgésique sera mis en place et de la nourriture gélifiée appétante sera ajoutée sur le sol de la cage. L’état de santé des animaux sera évalué à l’aide d’une grille de score et des points limites précoces permettant d’interrompre les procédures et de mettre fin à la souffrance animal ont été définis. Concernant la procédure de biopsie invasive (modification),le cannibalisme maternel après caudectomie est très rare. Pour limiter ce comportement lorsque les nouveaux-nés doivent être prélevés avant 6 jours chez la souris , l’opérateur frottera ses mains dans la litière de la cage afin de limiter le dépôt d’odeurs étrangères sur les petits.
Choix des espèces
Le modèle expérimental chez la souris est un standard pour ce type d'expérience et comporte une série de symptômes superposables avec la pathologie humaine. La grande majorité des expériences réalisées à ce jour concernant l'action de l'ocytocine au sein de l'amygdale ont été effectuées chez la souris. Ainsi, il nous pourrons aisément comparer et interpréter les résultats et pour la qualité des mesures effectuées, il est préférable de travailler chez cette espèce. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, ce qui correspond à environ 5 semaines. En effet, nous nous intéressons ici à un mecanisme qui n'est pas développemental et pour cette raison nous souhaitons utiliser des animaux matures. Sachant que l'encéphale se développe encore jusqu'à la cinquième semaine, nous avons donc choisi d'utiliser des animaux à partir de 5 semaines.
Développement et amélioration de dispositifs médicaux pour la thérapie cellulaire
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Cochons : 40
Les porcs sont retirés du protocole en cas de douleurs sévères que les morphiniques ne soulagent pas en douze heures, de perte de poids d'au moins 20 %, d'infections résistantes, de prostration ou d'escarres. 400 souris et 40 miniporcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue parce que les biopsies prévues sont incompatibles avec la survie. Chaque animal subit deux chirurgies, l'une pour poser un implant d'hydrogel dans l'abdomen, l'autre pour le retirer, jusqu'à deux heures chez le porc, et les souris sont saignées chaque semaine de 7,5 % de leur volume sanguin. Le porteur annonce des publications scientifiques à court terme et, à plus long terme, un implant de cellules pancréatiques qui dispenserait les personnes diabétiques de traitement anti-rejet.
Objectifs
Le diabète de type 1 touche 8,4 millions de personnes dans le monde et résulte d'une auto destruction de cellules du pancréas, responsables de la sécrétion d'insuline et donc de la régulation glycémique. La greffe d’îlots pancréatiques issus de donneurs constitue une approche thérapeutique prometteuse, permettant à certains patients de retrouver un contrôle glycémique sans injections d’insuline. Cependant, son application est limitée par le manque de donneurs et la nécessité de traitement anti-rejet lourd. L’objectif de ce projet est de développer un biomatériau innovant permettant la transplantation de cellules pancréatiques fonctionnelles sans recours aux anti-rejets. Pour cela, un hydrogel a été conçu afin d’assurer la diffusion des nutriments et de l’insuline tout en empêchant l’attaque des cellules greffées. Ce biomatériau devra être compatible avec les îlots issus de donneurs. Le projet vise à : 1/ Choisir un hydrogel et un site d’implantation réaliste, 2/ Confirmer la sécurité et la tolérance du dispositif médical chez la souris et le porc, 3/ Valider dans le modèle porcin la faisabilité de la transplantation par une technique opératoire routinière chez l'Homme. Nous prévoyons d’utiliser 400 souris et 40 miniporcs. L’utilisation de porcs est extrêmement intéressante afin d’obtenir une meilleure transposition des résultats chez l’Homme ; notamment sa taille et son espace au niveau de sa cavité abdominale qui en fait un bon candidat pour cette étude.
Bénéfices attendus
A court et moyen terme, ce projet aboutira à plusieurs publications scientifiques internationales. A moyen et long terme, cette étude aboutira à la mise au point d'un implant porteur de cellules pancréatiques facilitant la greffe chez les patients diabétiques de type 1. En effet, l'implantation du dispositif se faisant au niveau abdominal à la place de l'intraveineux, cela réduit à son minimum le risque de formation d'un caillot sanguin au niveau du foie. Aussi, il pourrait permettre de réduire voir s'abstenir de tout traitement anti-rejet et offrant ainsi des soins de meilleures qualités.
Procédures
Tous les animaux de l'étude seront soumis à une procédure chirurgicale pour la mise en place du dispositif médical et une procédure chirurgicale finale afin d'extraire et d'étudier l'implant et son impact sur l'individu. Pour le porc, la chirugie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum. Pour la souris, l'implantation durera environ 15 à 30 minutes. Les souris seront prélevées chaque semaine d'un volume sanguin correspondant à un maximal de 7,5% du volume total. Ce prélèvement sera réalisé à la queue (ponction). La durée du prélèvement sera de quelques minutes chaque semaine du suivi.
Impact sur les animaux
Chez le porc, les effets indésirables aprés chirurgie peuvent inclure des douleurs abdominales, des ballonnements et des troubles digestifs, ainsi que des hématomes au niveau de la paroi abdominale. Une sensation de corps étranger ou une gêne locale liée à la prothèse peuvent également être ressenties. Plus rarement, des infections superficielles des plaies voire une infection de la prothèse peuvent survenir. A noter que la chirugie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum. Les animaux seront suivis au maximum durant 3 mois. Chez la souris, les implants sont placés par voie chirurgicale. Un risque de d'inconfort, voire de douleur est possible. Néanmoins, celles-ci seront traitées de façon adéquate par des anti-douleurs. De plus, la transplantation de cellules du pancréas pourrait éventuellement induire des baisses de glycémies majeures dans les premiers jours après la transplantation. Un suivi accru du taux de sucre dans le sang dans les premiers jours après chirurgie et un traitement au glucose pourront pallier ce problème. L'implantation durera environ 15 à 30 minutes par animal. Les animaux seront suivis au maximum durant 3 mois.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure car les prélèvements de biopsies ne sont pas compatible avec la survie de l'animal
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux est strictement limitée à cette étude où aucun modèle alternatif ne permettrait de répondre aux questions scientifiques posées. En amont, une série de tests in vitro sera réalisée afin de sélectionner et d’optimiser les implants d'hydrogel-candidats, réduisant ainsi le nombre d’expérimentations in vivo nécessaires. Cependant, malgré ces efforts, le remplacement total des modèles animaux demeure actuellement difficile. Les interactions complexes entre l’implant, les cellules encapsulées et l’environnement biologique ne peuvent être entièrement reproduites par des modèles in vitro ou par des approches alternatives comme les organoïdes ou les simulations informatiques. Les études sur des modèles animaux sont donc indispensables pour évaluer la tolérance, la fonctionnalité et l’efficacité de l’implant dans un organisme vivant, en tenant compte des paramètres immunologiques, vasculaires et métaboliques.
Réduction
Le protocole expérimental est conçu pour minimiser le nombre d’animaux utilisés. Les études seront réduites au maximum. De plus, les observations seront effectuées en combinant différentes analyses afin d’exploiter chaque modèle au maximum, réduisant ainsi le besoin de nouveaux groupes expérimentaux. 400 souris et 40 miniporcs sont prévus dans ce projet. Nous avons estimé avec les moyens statistiques adéquats le nombre de souris et de porcs par groupe à 10 afin d'obtenir des résultats qualitativement et quantitativement robustes. Nous utiliserons le juste nombre d'animaux, soit 10 animaux par groupe - 4 groupes expérimentaux par série (patch d'hydrogel testé) afin d'obtenir des résultats satisfaisants. 10 manipulations souris et 4 chez le porcs sont estimées dans ce projet soit un total de 400 souris et 40 porcs (40 souris * 10 séries et 10 porcs sur 4 séries).
Raffinement
Chez le Porc, afin d’optimiser le bien-être animal, des mesures de raffinement rigoureuses seront appliquées. Les conditions d’hébergement respecteront les normes réglementaires : logement individuel, cycle lumineux de 12 h et enrichissement adapté. Les porcs bénéficieront de balles, de Kongs garnis de bouillie, de luzerne et de friandises. Les procédures seront réalisées dans des salles dédiées, distinctes des espaces d’hébergement. Une prise en charge de la douleur sera assurée. Les soins seront réalisés sous avis vétérinaire en cas de complications. Un suivi quotidien, garantira une évaluation rigoureuse. Les critères de retrait immédiat incluront :Douleurs sévères non soulagées sous morphiniques (12 h),Perte de poids excessive (≥20 % chez le porc),Infections résistantes après 48 h,Prostration, absence de réaction ou escarres.En cas d’infection locale, une réintervention sous anesthésie et avec rinçage antiseptique. un traitement antidouleur pourra être renforcé. Une infection généralisée nécessitera l'usage d'antibiotiques adaptés. Un suivi minutieux de la cicatrisation assurera un rétablissement optimal, garantissant des conditions expérimentales rigoureuses et éthiques. Les souris utilisées dans ce projet seront hébergés dans des cages de 5 animaux maximum . Ils auront accès à volonté a l'eau et nourriture et traités avec soin. La chirurgie sera pratiquée sous anesthésie et traitement de la douleur. De plus, un complément alimentaire sous forme gélifié est prévu juste après la chirurgie pour une meilleure récupération. Le bien être animal sera observé́ au quotidien, et tout constat de mal-être pourra être traité à l'aide d'un arbre décisionnel construit pour ce projet. Il permettra le traitement des douleurs/mal être de façon gradée pour éviter d'atteindre un point-limite.
Choix des espèces
Il n’existe à ce jour pas de modèles permettant de contourner l’utilisation d’animaux pour ce projet. Les essais chez l'animal sont conduits sur les espèces décrites dans la littérature. Dans les phases initiales du projet, le rongeur est privilégié en première intention, car c’est une espèce qui permet de répondre à l’ensemble des questions du projet (site optimal d’implantation, fonctionnalité), tout en étant facilement accessible et relativement économique. Pour la compréhension de certains résultats, des animaux avec un systeme immunitaire affaiblit sont utilisés, afin de s’affranchir de l’effet de la réponse immunitaire sur la fonctionnalité des cellules transplantées et de n’évaluer que l’impact de l’hydrogel. La preuve de concept de l’implantabilité, du retrait et de la tolérance est réalisée chez le cochon adulte. En effet, la translation à l’homme des résultats obtenus dans les modèles rongeurs est limitée du fait de leur anatomie et physiologie particulières. Le modèle cochon adulte est plus adapté car il possède de nombreuses similarités avec l’Homme, incluant la taille, et les caractéristiques anatomiques (permettant d’évaluer la chirurgie d’implantation envisagée chez l’Homme), physiologiques et pathophysiologiques. Pour les souris, nous utiliserons des souris Adulte - minimum 7 semaines - Cela permettra une chirurgie plus aisée. Pour les porcs, nous utiliserons des animaux adultes pour d'une part se rapprocher de la réalité clinique, et d'autres part faciliter le geste chirurgical.
Role de la serotonine dans la mort subite et inexpliquee en epilepsie
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système nerveux
Rendues épileptiques par l'inhalation quotidienne d'un gaz pendant deux séries de cinq jours, puis par un épisode d'hyperthermie, 336 souris subissent des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère. Elles reçoivent aussi une biopsie de la queue, une chirurgie d'implantation d'électrodes pouvant durer une heure trente, jusqu'à trois périodes de trois jours d'enregistrement continu avec limitation des mouvements, et dix injections sous la peau. Le porteur attend une mortalité par mort subite d'un peu plus de 31 %, effet recherché pour pouvoir l'étudier, tout en écrivant que les crises ne provoquent aucune douleur et que la mort survient sans gêne perceptible. Les survivantes sont tuées à la fin de la procédure, les cerveaux de celles qui n'ont pas été implantées étant récupérés pour analyse.
Objectifs
Le syndrome de Dravet est une maladie développementale et épileptique sévère, due aux mutations d’un gène codant pour un canal laissant passer le sodium, caractérisée par une apparition précoce (
Bénéfices attendus
La mort subite est la cause principale de décès chez les patients épileptiques et représente une énorme source d’angoisse pour la majorité des patients épileptiques et leurs familles à cause de son caractère imprévisible, sans aucun signe précédent la mort, et de ses conséquences dramatiques. Ce projet permettra une meilleure connaissance des effets de 2 médicaments, utilisés en routine pour traiter les patients épileptiques, sur les morts subites et les anomalies cardiaques et ventilatoires et viendra compléter l'étude en cours sur le rôle de la sérotonine dans le mécanisme de la mort subite.
Procédures
Tous les animaux subissent une biopsie de queue puis une partie est utilisée dans une des procédures. Les animaux subiront une chirurgie sous anesthésie (maximum 1h30) qui permet d’implanter des électrodes pour mesurer les paramètres physiologiques d’intérêt (activité électrique du cerveau et du cœur, ventilation). Les périodes d’enregistrement en continu seront sur 3 x 3 jours maximum avec une limitation des mouvements. Un modèle animal est spontanément épileptique sans aucune intervention. Les animaux du second modèle sont rendus épileptiques par l'utilisation d’un gaz qui déclenche une crise au bout de 20 minutes environ. Ce protocole d’induction est répété quotidiennement pendant 2x5 jours, puis après une pause de plusieurs semaines, certains animaux subiront une seconde et dernière série de 2x5 jours avec des enregistrements en même temps (2h). Nous utiliserons également une fois l'hyperthermie pour déclencher une seule crise par animal. Les animaux subissent 10 fois une injection quotidienne sur 10 jours en sous-cutané (5 sec).
Impact sur les animaux
Chez l’humain, les crises d’épilepsie avec perte de connaissance ne provoquent pas de douleur, et il est très probable qu’il en soit de même chez la souris. Les crises observées sur nos animaux modèles Dravet ont une durée inférieure à 1 minute. La mort subite survient sans signe annonciateur, et n’est donc précédée d’aucune douleur ni gêne perceptible. Pendant les inductions de crises les animaux sont dans un petit compartiment et les inductions par hyperthermie induisent un certains stress, dans les 2 cas cela est limitée dans le temps (15 à 30 min avant apparition de la crise). Les anomalies cardiaques mesurées sur des animaux adultes favorisent probablement la mort subite mais ne se traduisent pas par un phénotype visible, les animaux ont une activité physique normale. Les défauts cognitifs observés chez les adultes traduisent des pertes de mémorisation mais non associées à une douleur pour les animaux. Les anomalies cardiaques et cognitives sont des conséquences à moyen terme, observées après plusieurs jours et non pas immédiatement après le début des premières crises. En résumé, les animaux ont un comportement normal pendant leur élevage mais meurent soudainement. Les inductions artificielles de crises pendant les procédures vont augmenter la fréquence des morts subites pendant ses procédures jusqu’à la mise à mort, c'est l'effet attendu pour pouvoir les étudier. On attend une mortalité d’un peu plus de 31% pour les 2 modèles animaux. Les nuisances principales induites par les procédures seront les chirurgies d’implantations (électrodes, thermistor) et les enregistrements chroniques avec une limitation des mouvements. Les animaux implantés avec des électrodes sont étudiés pour une durée maximale de 20 jours avant mise à mort. Tous les animaux implantés sont en hébergement individuel par 2 avec un séparateur pendant les procédures, une dérogation d'hébergement est demandée pour cela.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure, ceux non implantés d'électrodes seront ensuite utilisés afin de récupérer le cerveau pour des analyses.
Remplacement
L’épilepsie est un syndrome complexe avec des mécanismes de mise en place peu connus qui impliquent le système nerveux central, le système nerveux périphérique, le système cardiaque et vasculaire et probablement le système immunitaire. Il est donc impossible d’étudier ces mécanismes dans des systèmes in-vitro et l’utilisation d’animaux vivants est absolument nécessaire.
Réduction
Nous utilisons indifféremment les mâles et les femelles qui seront répartis dans les groupes d’étude, soit une perte minimale. Le nombre minimum d’animaux nécessaires dans chaque groupe de chaque procédure a été calculé avec des outils statistiques afin d’utiliser le moins d’animaux possibles tout en répondant à la question scientifique.
Raffinement
Les compartiments utilisés pour les inductions sont systématiquement nettoyés avant chaque animal, après chaque crise les animaux sont placés sous un ventilateur pendant 30s afin de les refroidir ou éliminer toute trace du gaz utilisé puis mis au calme dans une cage de récupération. Les animaux seront hébergés (au minimum 2 et maximum 5 par cage) avec un abri, de la ouate et une buchette pour leur permettre des activités variées. Les conditions de réalisation des chirurgies ont été optimisées afin de réduire au maximum la souffrance des animaux ; tapis chauffant avec sonde rectale pour maintien précis de la température, application d’anesthésique local, cage de réveil chauffée, traitements antalgiques et anti-inflammatoire (pendant et après la chirurgie). Nous utilisons une liste de points limites avec des actions précises. Nous utilisons des électrodes implantées en routine depuis plusieurs années dans des cages adaptées (connectique souple et rotative) et en alternant les périodes d’enregistrement avec des périodes de repos sans enregistrement pour diminuer la contrainte. Nous utilisons des parois en plastique transparent rouge afin que les animaux ne voient pas les expérimentateurs. Les animaux sont manipulés par la technique de la cup pour améliorer leur bien être. Les animaux en enregistrement ne présentent aucun signe de souffrance (enregistrements déjà réalisés sur plusieurs mois). Ils sont enregistrés en hébergement individuel avec un séparateur muni de nombreux trous permettant les contacts visuels, auditifs, olfactifs et physiques (contacts nez-nez), et des échanges de ouate.
Choix des espèces
Deux types de souris modèles du syndrome de Dravet sont utilisés, ils reproduisent très bien les symptômes observés chez les patients humains. Nous avons basé ce projet sur un modèle que nous utilisons couramment et connaissons bien, nous n’avons pas besoin de générer une autre lignée et nous pouvons sélectivement augmenter le taux de mort subites à plusieurs âges (après induction). Les crises peuvent être induite sans limite de 19 jours jusqu’à l’âge adulte. Nous utiliserons les animaux dès le sevrage (21 jours) pour avoir des animaux assez robustes.
Cannabis et psychoses : décodage du lien
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées à l'issue parce que les apprentissages imposés interdisent de les réutiliser, 6 280 souris vont être exploitées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections en état vigile, dont celle d'un agent qui provoque un malaise d'environ une heure, subissent des chocs d'une seconde aux pattes pour un conditionnement, une restriction alimentaire, et pour certaines une chirurgie cérébrale de quatre-vingt-dix minutes. L'objet déclaré est de comprendre comment les substances du cannabis agissent sur la dopamine et sur la frontière entre réalité et imagination. Sur le choix de l'espèce, le porteur écarte les invertébrés, le poisson zèbre et le cobaye, et conclut que la souris est "le modèle idéal", notamment parce que ses installations sont équipées pour les rongeurs.
Objectifs
Ce projet de recherche veut mieux comprendre comment fonctionne notre cerveau quand on pense au quotidien, et comment des problèmes dans ce fonctionnement peuvent être liés à des troubles mentaux. On regarde surtout comment les substances dans le cannabis interagissent avec la dopamine, et comment cela influe sur notre façon d'apprendre de manière fortuit et de faire la distinction entre la réalité et l'imagination. Les premiers résultats montrent que ces substances ont une influence intéressante, surtout sur les associations qu’on faire au quotidien et les symptômes psychotiques. On cherche à savoir pourquoi les réactions varient d'une personne à l'autre, et surtout pourquoi certaines réagissent de façon psychotique au cannabis. On essaye aussi de trouver des moyens pour protéger le cerveau des effets néfastes du cannabis. Plutôt que de suivre les méthodes habituelles, on explore l'idée d'utiliser des substances qui pourraient aider à contrôler les récepteurs dans le cerveau influencés par le cannabis. En fin de compte, ce projet pourrait nous aider à mieux comprendre comment fonctionne notre cerveau, et aussi à créer de nouveaux traitements pour les problèmes mentaux graves.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche se concentre sur le rôle d'un récepteur du cerveau dans les processus d'apprentissage et de mémoire, en mettant particulièrement l'accent sur son implication dans les processus mentaux d'ordre supérieur. En explorant la signalisation de ce récepteur, nous cherchons à mieux comprendre les mécanismes moléculaires liés à des fonctions complexes telles que l'imagination et les croyances. L'objectif global est de dévoiler comment des altérations dans ces processus peuvent contribuer à des troubles psychopathologiques tels que les psychoses et les troubles de la consommation de drogues, qui ont un impact significatif sur la santé publique. Nous examinons également le rôle de ce récepteur dans la modulation de la perception sensorielle, soulignant son lien potentiel avec les états psychotiques. En dévoilant ces mécanismes neurobiologiques, notre recherche vise à approfondir notre compréhension des circuits neuronaux impliqués chez la souris. À plus long terme, nous anticipons que ces découvertes pourraient poser les bases de nouveaux concepts thérapeutiques pour traiter des conditions neuropsychiatriques importantes. En résumé, ce projet offre une opportunité tangible d'approfondir nos connaissances sur le cerveau et de développer des perspectives thérapeutiques novatrices.
Procédures
Les injections se font dans toutes les procédures. La nuisance provoquée par les injections est un stress et la douleur de l’injection (qui est modérée). Les injections ont une durée de 2 secondes environ et elles se font avec les animaux en vigile. Pour la chirurgie (durée 90 minutes environ), les animaux seront d'abord placés dans une boîte contenant d'anesthesique pour l'induction d'une anesthésie générale pour éviter toute douleur.
Impact sur les animaux
Les procédures utilisées dans ce projet varient en fonction de leurs effets sur les souris. Nous utiliserons des protocoles comportementaux et des chirurgies. Quelques souris vont subir une expérience longue qui peut entrainer une perte de poids aux souris. Dans ce protocole aussi les injections d'un agent qui produit du malaise aux animaux pendant environ une heure. Pour un protocole de conditionnement, certains souris reçoivent pendant une seconde des chocs au pied pour induire le conditionnement. Cela leur produit une douleur et du stress également. Dans un autre protocole, la nourriture sera restreinte avant de commencer l’expérience et les souris peuvent avoir une perte de poids. Les autres test comportamentaux n’impliquent pas un risque ou aucune nuisance aux souris, sauf le stress de leur manipulation et déplacement de leur cage à la structure où elles doivent faire la tache comportementale. Pourtant, la nuisance peut être due à l’injection. Cela peut induire du stress aux souris. Les chirurgies entrainent une perte de poids, de la douleur et du stress à la souris.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des toutes les procédures, car les procédures entrainent une plasticité cérébrale et apprentissage qui empêchent pouvoir utiliser ces animaux à nouveau.
Remplacement
A ce jour, notre connaissance de l'organisation des circuits neuronaux chez les mammifères, y compris l'homme, ainsi que leur plasticité, ne nous permet pas de concevoir et de réaliser des simulations numériques fiables pour étudier les changements qui se produisent. En outre, l'utilisation d'invertébrés, dont le système nerveux est complètement différent, serait inappropriée. Dans ce contexte, le recours à des expériences sur les mammifères reste nécessaire. Le but du projet est d'étudier un phénomène comportemental qui ne peut pas être reproduit par des études in-vitro (dans des cultures cellulaires) car il s’agit de tests comportementaux. De plus, les symptômes de type psychotique sont très complexes et ne peuvent pas être étudiés dans d'autres modèles animaux comme le poisson zèbre, le cobaye...etc. L'utilisation de souris comme modèles animaux pour reproduire certains des symptômes a été le pilier de la littérature.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans chacun des groupes expérimentaux ne doit pas dépasser 10 animaux, c'est-à-dire le nombre minimum d'échantillons permettant l'application des tests statistiques classiques dans le domaine et également décrits dans la littérature scientifique sur le sujet. Les chiffres attendus garantissent une bonne interprétation des résultats. Toutefois, si l'expérience montre que les échantillons peuvent être réduits, ils le seront en conséquence.
Raffinement
Pour le R de raffiner, tous les protocoles sont optimisés pour soulager le stress et la douleur des animaux tout au long de cette étude. Les animaux sont logés dans des cages collectives avant et après la manipulation, avec un environnement enrichi (matériel de nidification) et un accès libre à l'eau et à la nourriture. Nous attendons au moins 1 semaine (7 jours) pour permettre aux animaux de s'adapter au cycle jour/nuit de notre animalerie expérimentale. Pour toutes les procédures des points limites ont été mis en place et seront appliqués. Si ce point est atteint, le vétérinaire en sera informé et nous prendrons une décision ensemble pour le bien-être de l’animal. Ensuite, les souris vont subir les protocoles expérimentaux avec accès à la nourriture et à l'eau. Elles seront soigneusement surveillées comme mentionné avant. Dans le cas des expériences de restriction d'eau, le poids et le bien-être des animaux seront soigneusement surveillés. Si des procédures douloureuses sont utilisées (p. ex. chirurgie), l'utilisation appropriée d'un anesthésique et d'un analgésique est prévue. De plus, les animaux seront logés dans des cages collectives avant et après la manipulation. Les souris sont hébergées avec du matériel de nidification en coton dans des conditions optimales de température, d'humidité et de lumière. Les souris sont observées quotidiennement par du personnel qualifié ainsi que par des expérimentateurs formés conformément à la réglementation en vigueur, afin que des mesures d'analgésie et de bien-être soient prises immédiatement si nécessaire. L'établissement des points limites est basé sur une évaluation de l'état général et du comportement des animaux, comme expliqué dans la procédure. Toutes les procédures chirurgicales, tant préopératoires que postopératoires, comprennent également l'utilisation d'analgésiques pour la gestion de la douleur et doivent être effectuées par des expérimentateurs formés à la chirurgie des rongeurs, conformément à la réglementation en vigueur.
Choix des espèces
À ce jour, l'étendue des connaissances concernant l'organisation des circuits neuronaux conservés chez les mammifères, y compris l'homme, et surtout leur plasticité, ne permet pas de concevoir et de mettre en œuvre des simulations numériques fiables permettant d'étudier les changements qui se produisent. De plus, l'utilisation d'invertébrés dont le système nerveux est complètement différent serait inappropriée. Dans ce contexte, l'expérimentation animale reste nécessaire. La souris est le modèle idéal pour ces trois raisons 1) Possibilité d'étudier des mutants pour une protéine donnée, 2) Reproductibilité et comparabilité avec d'autres résultats obtenus dans le laboratoire et la communauté scientifique au sens large. 3) Les installations sont équipées pour les études sur les rongeurs. Les animaux seront âgés de 8-17 semaines pour l’étude des comportements. Les animaux qui vont subir les protocoles comportementauxdoivent être adultes, donc ils devront avoir 10-13 semaines. Pour les animaux qui vont avoir l’une des deux chirurgies, les chirurgies vont être faites à l’âge de 8 semaines, et après une convalescence de quelques semaines, les tests comportementaux seront réalisés. Par conséquent, l’étude avec ces animaux se fera quand ils auront 12-17 semaines.
Role hormonal dans la mort subite et inexpliquee en epilepsie
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Implantées d'électrodes et de sondes au terme d'une chirurgie pouvant durer une heure trente, 570 souris subissent des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère, toutes tuées à l'issue. Les crises d'épilepsie sont déclenchées chaque jour par inhalation d'un gaz, pendant deux séries de cinq jours, sur deux lignées reproduisant le syndrome de Dravet, avec des périodes d'enregistrement continu qui réduisent la mobilité. L'objet est d'étudier le rôle d'une hormone du réveil dans la mort subite, que le porteur attend chez environ 30 % des animaux. Il affirme qu'aucune douleur n'accompagne les crises ni la mort subite, tout en classant une partie des procédures au niveau de souffrance sévère.
Objectifs
Le syndrome de Dravet est une maladie développementale et épileptique sévère, due aux mutations d’un gène codant pour un canal laissant passer le sodium, caractérisée par une apparition précoce (
Bénéfices attendus
La mort subite est la cause principale de décès chez les patients épileptiques (tous types d'épilepsies confondus) et représente une énorme source d’angoisse pour la majorité des patients épileptiques et leurs familles à cause de son caractère imprévisible, sans aucun signe précédent la mort, et de ses conséquences dramatiques. Ce projet permettra une meilleure connaissance des mécanismes sous-jacent, l’identification de biomarqueurs et de cibles pharmacologiques permettant d’inhiber la mort subite. Cela pourrait ouvrir une voie pour une nouvelle gamme de médicaments qui protègeraient de la mort subite. La démonstration du rôle d’une hormone dans le réveil et l’arrêt de l’apnée post-crise représente l’objectif clinique final de notre projet, et toute la partie préclinique que nous réaliserons permettra de mettre en place un modèle d’analyse et de prédiction des crises qui pourrait être adapté chez l'humain.
Procédures
Tous les animaux subissent une biopsie de queue puis une partie est utilisée dans une des procédures. Les animaux subiront une chirurgie sous anesthésie (maximum 1h30) qui permet d’implanter des électrodes et des sondes pour mesurer les paramètres physiologiques d’intérêt (activité électrique du cerveau) et récolter un peu de liquide sous-cutané pour mesurer les molécules d’intérêt (microdialyse). Pour la microdialyse un contrôle positif consistera en une injection en sous-cutané et 20 min dans un tube en début et en fin de semaine, sur 2 semaines. Les périodes d’enregistrement seront sur 2 séries de 5 jours maximum, avec des pauses de 2 à 9 jours entre les 2 séries. Un modèle animal est spontanément épileptique, pour que les animaux du second modèle deviennent épileptiques, ils respireront un mélange d’air et d’un gaz qui déclenche une crise au bout de 20 minutes environ. Ce protocole d’induction est répété quotidiennement pendant 2x5 jours. Certains groupes auront un cathéter implanté (maximum 18 jours) avec un connecteur qui permettra d’injecter des molécules d’intérêts sans toucher et stresser l’animal (pas de piqure); Les injections durent 5 sec avec un maximum de 2 injections par jour répétées sur 4 jours par semaine sur 2 semaines pour une seule des procédures. Les animaux ne subissant que 10 fois une injection quotidienne sur 10 jours seront injectées en sous-cutanée (5 sec). Les animaux de plusieurs procédures seront mis à mort sous anesthésie gazeuse afin de prélever des organes pour étude d'histologie.
Impact sur les animaux
Il est important de noter qu'aucune douleur n’est associée aux crises d’épilepsie qui se traduisent par une perte de conscience chez les humains, ce qui est très probablement la même chose chez les souris. Les crises induites artificiellement pendant les procédures et les crises spontanées apparaissant chez les animaux épileptique sont absolument de même nature, elles ont une durée inférieure à 1 minute. La mort subite est soudaine, il n’y a aucun signe prédictif et donc aucune douleur ou nuisance quelconque avant son apparition. En résumé, les animaux épileptiques ont un comportement normal pendant leur élevage mais meurent soudainement (mort subite) avec une fréquence de 30%, et aucun autre comportement ou effet indésirable douloureux n’est attendu. Les nuisances principales induites par les procédures seront les inductions de crises par hyperthermie induisant un stress, les chirurgies d’implantations (sondes et électrodes, 1 à 3 par animal, 30 à 90 min selon procédure) et d'éventuelles conséquences (inflammations), et les enregistrements chroniques avec dispositifs médicaux qui engendrent une mobilité réduite (maximum 3 jours). Les animaux sont isolés pendant les périodes d'inductions et les périodes d'enregistrement (moins de 3h). Les animaux implantés sont en hébergement individuel par 2 avec un séparateur pourvus de multiples perforations pour maintenir les contacts entre les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure, ceux non implantés d'électrodes seront ensuite utilisés afin de récupérer le cerveau pour des analyses ultérieures.
Remplacement
L’épilepsie est un syndrome complexe avec des mécanismes de mise en place (épileptogenèse) peu connus qui impliquent le système nerveux central, le système nerveux périphérique, le système cardio-vasculaire et probablement le système immunitaire. Il est donc impossible d’étudier ces mécanismes dans des systèmes in-vitro et l’utilisation d’animaux vivants est absolument nécessaire.
Réduction
Nous utilisons indifféremment les mâles et les femelles qui seront randomisés dans les groupes d’étude, soit une perte minimale due au genre. Le nombre minimum d’animaux nécessaires dans chaque groupe de chaque procédure a été calculé pour obtenir une puissance statistique de 80% pour minimiser l’erreur de type II, ceci afin d’utiliser le moins d’animaux possibles tout en répondant à la question scientifique.
Raffinement
Les conditions de réalisation des chirurgies ont été optimisées afin de réduire au maximum la souffrance des animaux ; tapis chauffant avec sonde rectale pour maintien précis de la température, application d’anesthésique local, cage de réveil chauffée, traitements antalgiques et antiinflammatoire (pendant et après la chirurgie) et des points limites avec des actions précises mise en place. Nous utilisons des électrodes implantées en routine depuis plusieurs années dans des cages adaptées (connectique souple et rotative, parois transparentes rouge pour que les animaux ne voient pas les expérimentateurs) et en alternant les périodes d’enregistrement avec des périodes sans enregistrement pour diminuer la contrainte. Les animaux sont enregistrés en cage individuelle avec une séparation munies de nombreux trous permettant les contacts visuels, auditifs, olfactifs et physiques (contacts nez-nez), et des échanges de ouate.
Choix des espèces
Deux lignées de souris mutantes sont utilisées car elles reproduisent bien les symptômes observés chez les patients humains atteints du syndrome de Dravet (crises spontanées, déficit cognitif et mort subite). Les souris sont utilisées car c’est un mammifère, donc proche de l’humain, et leur reproduction est facile et bien gérée. Nous utilisons les 2 modèles couramment, les connaissons bien, n’avons pas besoin de générer une nouvelle lignée et pouvons sélectivement augmenter le taux de mort subite à plusieurs âges en pratiquant des inductions des crise. Cela permet que chaque animal soit son propre contrôle (avant et après induction). La première lignée sera utilisée à partir des âges 23 à 37 jours dans une procédure, tous les animaux seront utilisés entre 30 et 48 jours dans les autres procédures.
Impact de la perte d’expression d’un gène impliqué dans la fonction mitochondriale dans un modèle murin de cancer du poumon
- Recherche fondamentale
- Oncologie
68 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent sous anesthésie une instillation de virus dans le nez, puis sont pesées et observées chaque semaine jusqu'à la mise à mort, qui sert à prélever les poumons. L'objet déclaré est d'observer si la perte d'expression d'un gène permet à des cellules pulmonaires d'échapper au vieillissement cellulaire et de devenir tumorales. Le porteur revendique une forte expertise en criblage cellulaire et en analyse de bases de données, tout en affirmant que la validation de cibles thérapeutiques chez l'être humain "nécessite" le passage par des modèles murins.
Objectifs
Le vieillissement est un processus physiologique. Après un certain nombre de divisions les cellules arrêtent de proliférer et elles sont alors éliminées par l’organisme. Depuis 20 ans un processus de vieillissement accéléré, sous l’impact de l'expression anormale de gènes exprimés dans de nombreux cancers a été décrit. Toutefois il arrive que dans ces cellules une seconde modification empêche l’élimination de la cellule "âgée" qui redevient active, se multiplie et peut être à l’origine de l’initiation tumorale. L'identification des gènes dont la modification d’expression (perte d’expression ou gain d’expression) a un impact sur le vieillissement cellulaire est importante. Nous voulons observer si la perte d'expression d'un gène va permettre l'échappement au vieillissement cellulaire lié à l'expression d'oncogène.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à montrer l’impact de la perte d’expression d'un gène sur le processus de carcinogenèse dans un modèle de cancer du poumon. Cela permettra d'améliorer la compréhension de la carcinogenèse au niveau pulmonaire.
Procédures
Au cours de ce protocole, les animaux seront soumis à l'instillation intranasale de virus. Les animaux seront anesthésiés au préalable et recevront une seule instillation. Durée estimée à maximum 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir un stress modéré lors de la manipulation (pesée hebdomadaire, observation) et lors de l’initiation de l’anesthésie gazeuse. Une accélération de la respiration pourra être observée après l'instillation intranasale sur un court laps de temps, juste avant le réveil des animaux.
Devenir
Tous les animaux inclus dans ce protocole seront mis à mort, afin de prélever les poumons.
Remplacement
Nos études visent à mettre en évidence des cibles potentielles pour lutter contre le Cancer. Malgré une forte expertise dans les méthodes de criblages cellulaires, d’analyse des bases de données afin d’identifier les gènes impliqués, et une forte connaissance des outils de modification cellulaire et de validation in vitro, la validation de potentielles cibles thérapeutiques chez l'Homme nécessite le passage par des modèles plus complexes comme les modèles murins. Toutefois tout est mis en place pour limiter au maximum le nombre d'animaux nécessaire pour nos études.
Réduction
Pour ce protocole un nombre minimal d’animaux sera utilisé.Un logiciel statistique permet de calculer le nombre exact d'animaux nécessaire pour que des statistiques puissent être validés et permettre ainsi de ne pas devoir répéter les expériences inutilement.
Raffinement
Dès leur arrivée dans l’animalerie, à l’âge de 6 semaines, les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation et d’habituation aux expérimentateurs de 7 jours. Les animaux seront pesés une fois par semaine, et observés à la fois par le personnel animalier (une fois par semaine lors du change) et les expérimentateurs (une à deux fois par semaine, hors geste expérimental) dans le cadre du suivi de l’état général des souris. Une liste précise permettant de scorer les signes éventuels de souffrance sera alors utilisée afin d’évaluer si les animaux présentent des signes de souffrance ou d’atteinte d’un point limite qui entrainerait leur mise à mort. Les animaux seront hébergés en groupe de 3 à 5 souris.
Choix des espèces
Le modèle murin est un modèle classiquement utilisé dans les études de cancérologie, de par son homologie avec le génôme humain. De plus les modèles génétiquement modifiés sont primordiales pour répondre aux questions scientifiques. Les animaux seront utilisés à un stade jeune adulte car il est nécessaire d'avoir des animaux avec un système immunitaire et hormonal adultes.
Analyse des Interactions Calciques des Cellules de Fañanas et leur Rôle dans le Réseau Neuronal du Cervelet
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
315 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune recevant des injections de tamoxifène dans la cavité abdominale dès l'âge de dix jours. Le porteur indique que ces injections précoces peuvent provoquer une douleur légère à modérée, un stress lié à la contention, et des effets sur le développement postnatal, la maturation hormonale et le métabolisme du foie. La mise à mort sert à découper le cervelet en coupes pour y mesurer l'activité cérébrale. Les cibles thérapeutiques évoquées pour l'Alzheimer et l'épilepsie restent au conditionnel, l'objet immédiat étant de cartographier les signaux calciques d'un type de cellule gliale, les astrocytes de Fañanas.
Objectifs
Nous cherchons à mieux comprendre le rôle de certaines cellules du cervelet, appelées astrocytes de Fañanas. Nous allons observer comment elles réagissent et communiquent avec leur environnement, en particulier avec les vaisseaux sanguins. Pour cela, nous utiliserons des souris et des techniques d’imagerie pour suivre leurs signaux en temps réel. Nous veillerons à limiter l’utilisation d’animaux autant que possible et à respecter les règles éthiques en vigueur.
Bénéfices attendus
Le projet vise à mieux comprendre le rôle des cellules de Fañanas dans le cervelet, leur régulation des signaux calciques et leurs interactions avec d’autres cellules. En visualisant les dynamiques calciques, nous pouvons cartographier comment les informations sont traitées au niveau cellulaire. Nous utiliserons des techniques d’immunofluorescence pour localiser ces cellules. La recherche pourrait identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour des maladies comme l’Alzheimer et l’épilepsie. L’utilisation de capteurs génétiques et de techniques d’imagerie avancées favorisera le développement de nouvelles technologies et l’amélioration des protocoles expérimentaux.
Procédures
Les souris seront soumises à des injections intrapéritonéales. L'intervention dure en moyenne 1 minute, les animaux seront habitués à la contention avant l'injection.
Impact sur les animaux
1.Injections intrapéritonéales Les injections intrapéritonéales de tamoxifène, réalisées à P10, peuvent induire une douleur légère à modérée et un stress transitoire liés à la contention physique et à la pénétration de l’aiguille dans la cavité abdominale. 2.Effets pharmacologiques du tamoxifène Le tamoxifène, en tant que modulateur sélectif des récepteurs aux œstrogènes, peut provoquer des effets systémiques modérés sur le développement postnatal, la maturation hormonale et le métabolisme hépatique. Bien que transitoires, ces effets doivent être considérés comme potentiellement perturbateurs de l’homéostasie de l’animal, en particulier lors d’une administration précoce. 3. Manipulations répétées Les manipulations nécessaires aux injections et aux prélèvements, bien que de courte durée, peuvent induire un stress comportemental modéré en cas de répétition. Ce stress est lié à la contention, au changement d’environnement et à l’exposition répétée à des stimuli humains, susceptibles de perturber transitoirement les comportements exploratoires ou alimentaires.
Devenir
Les souris seront mises à mort afin de permettre la réalisation de mesures de l’activité cérébrale sur des coupes de cervelet.
Remplacement
Bien que notre étude nécessite l'utilisation de modèles animaux en raison de la complexité des interactions biologiques des cellules de Fañanas à examiner, nous explorons constamment des alternatives pour remplacer du les expérimentations animales là où c'est possible. En effet, il est impossible dans notre cas de faire de la culture cellulaire car les Fañanas ne pousseraient pas. Les mini-cerveaux (organoïdes) sont suffisamment développés pour permettre l’imagerie dans le cervelet, mais ne sont pas encore adaptés à la mesure des courants électriques, ni au developpement des cellules de fananas Cependant nous suivons de près les développements dans les technologies de cultures de cervelet, qui pourraient un jour nous l'esperons offrir des moyens viables de simuler plus précisément les systèmes biologiques complexes sans recourir à l'utilisation d'animaux vivants.
Réduction
Nous nous engageons à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Cela est réalisé par une planification rigoureuse des expériences pour garantir que chaque animal contribue de manière significative aux résultats Avant de commencer les expériences, nous avons réalisé des analyses statistiques approfondies pour déterminer le nombre minimal d'animaux nécessaire pour obtenir des résultats fiables, notamment a l'aide de nombreux articles avec des résultats probants après leurs manipulations d'electrophysiologies. Nous minimiserons le nombre d’animaux utilisés grâce à une planification rigoureuse et à des techniques de pointe telles que l’imagerie fluorescente en temps réel tout en mesurant le courant, permettant de recueillir des données multiples à partir d’un seul sujet, réduisant ainsi le besoin de répétitions.
Raffinement
Notre projet met en œuvre des méthodes visant à raffiner les techniques expérimentales pour minimiser la douleur et la détresse chez les animaux de laboratoire. Cela inclut l'utilisation d'analgésiques et d'anesthésiques pour toutes les procédures potentiellement douloureuses. De plus, nous avons optimisé les protocoles d'injection et les conditions d'hebergement pour garantir le confort des animaux, en réduisant le stress environnemental et social. Les interventions sont effectuées par du personnel hautement qualifié et formé spécifiquement pour manipuler délicatement les animaux afin de minimiser leur angoisse.
Choix des espèces
Les souris sont des modèles essentiels pour étudier les fonctions neurologiques en raison de leur grande similitude génétique avec les humains (95% des gènes partagés). En effet, l’organisation des cellules de Fañanas est équivalentes à ce que l’on trouve chez l’homme. Les souris peuvent être facilement manipulées génétiquement pour des études ciblées. De plus, leur cycle de vie court et leur anatomie bien documentée facilitent les recherches et les comparaisons précises. Par ailleurs, nous utilisons les souris entre 25 et 35 jours. Au-delà de cette période, la disparition des interneurones peut influencer et biaiser les résultats concernant la communication cellulaire.
Etude des flux métaboliques liés au système ANP/GCA, en conditions de stress thermique
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
Mises à mort à l'issue de leur période d'analyse pour prélever dépôts adipeux, foie, muscles, pancréas, cœur et reins, 60 souris ne sont réutilisées dans aucune autre cohorte. Elles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré : tatouage des phalanges et biopsie d'oreille pour le génotypage, cinq gavages quotidiens pouvant irriter l'œsophage, six injections, sept prélèvements de sang à la queue en état vigile, une chirurgie de trente minutes dont le texte admet qu'elle entraîne rarement la mort, et jusqu'à cinq heures d'hébergement à 6 °C, seules, avec des isolements pouvant durer sept heures. L'objet du projet est de comprendre comment la graisse brune produit de la chaleur, piste envisagée contre l'obésité et le diabète de type 2. Le porteur écrit disposer de lignées cellulaires qui permettront de remplacer les animaux pour produire des adipocytes bruns modifiés, et affirme dans le même temps que les échanges entre le cœur et les organes métaboliques ne peuvent pas s'étudier en culture.
Objectifs
L’obésité est une maladie chronique, évolutive et multifactorielle, qui représente la cinquième cause de mortalité mondiale et se caractérise par un excès de poids causé par un excès de tissu adipeux. Ce dernier est composé de cellules adipeuses (adipocytes) dont il existe plusieurs types. On distingue ainsi le tissu adipeux blanc et le tissu adipeux brun ; le premier ayant plutôt un rôle de réserve d’énergie et le deuxième ayant plutôt un rôle de production de chaleur. Ce rôle thermogénique du tissu adipeux brun est consommateur de calories et pourrait être une piste intéressante dans le traitement de l’obésité. L’objectif principal de ce projet est de comprendre et identifier de nouveaux mécanismes et systèmes de régulation de l’activité thermogénique des adipocytes bruns/beiges dans un organisme complexe tel que le modèle murin.
Bénéfices attendus
Une forte prévalence (ou activité) de tissu adipeux brun (TAB) diminue fortement l’incidence des maladies cardiométaboliques comme le diabète de type 2 (DT2). Un enjeu majeur vise à comprendre les mécanismes de régulation du TAB et son rôle dans la gestion des flux de nutriments comme le glucose. Ces recherches pourraient mener à des pistes thérapeutiques potentielles dans le traitement des complications de l’obésité comme le DT2. Ce projet devrait nous apporter des connaissances théoriques nouvelles sur la biologie du TAB et pourrait nous permettre d’identifier de nouvelles cibles et stratégies de prise en charge de l’obésité et du DT2.
Procédures
Les animaux seront tatoués aux phalanges avec biopsie d’oreille pour génotypage. Ils seront soumis à des gavages une fois par jour pendant une semaine, soit 5 gavages au total (10 secondes/gavage). Ils recevront 6 injections au total (10 secondes/injection) et 7 prélèvements sanguins sur animal vigile à l'extrémité de la queue n'excédant pas 2 minutes consécutives. Ils seront aussi soumis à une chirurgie de 30 minutes une fois au cours de leur vie, un hébergements au froid (6°C) de 5 heures maximum et des isolements temporaires (maximum 7 heures).
Impact sur les animaux
Les manipulations génétiques envisagées ne devraient pas s’accompagner de souffrance animale particulières dans des conditions d’hébergement standard. Les animaux subiront divers stress, notamment des chirurgies surveillées avec gestion de la douleur et des expositions au froid en cages individuelles avec surveillance de la température corporelle. Effets indésirables potentiels liés aux expérimentations : - Stress et légère douleur lors du tatouage et biopsie d’oreille. - Inconfort lors des pesées (durée inférieure à 1 minute). - Inconfort et/ou stress lié au gavage et à la contention (durée inférieure à 15s), 1 fois/jour sur 5 jours, pouvant causer des irritations oesophagiennes. - Inconfort et/ou légère douleur lors des prélèvements sanguins à l’extrémité de la queue. - Inconfort, légères douleurs et rarement la mortalité (inférieure à 10%) lors des chirurgies sous anesthésie gazeuse et analgésie locale et centrale. - Stress, inconfort et douleur lors des expositions au froid (5 heures) avec isolement, jusqu'à 7 heures.
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour récolter des tissus suite à une stimulation thermique et/ou un traitement pharmacologique. Pour toute cohorte de ce projet, les animaux ne seront pas ré-utilisés. Ils seront mis à mort à l'issue de leur période d'analyse, ceci dans le but de prélever tous les tissus d'intérêt à ce projet, notamment les différents dépôts adipeux de l'organisme, mais aussi le foie, les muscles, le pancréas, le cœur et les reins.
Remplacement
Une partie importante de ce projet réside dans l’étude approfondie des mécanismes permettant à certaines protéines et/ou substrats énergétiques de réguler la thermogenèse des animaux. Des études de biochimie et de biologie cellulaire peuvent être réalisées sur des lignées cellulaires établies récemment dans notre laboratoire. Ces cellules peuvent subir des modifications du génome, ce qui permettra de remplacer l’utilisation de modèles animaux pour générer des adipocytes bruns dont l’expression des protéines est modifiée. Par ailleurs, nous utilisons déjà des modèles cellulaires développés au laboratoire dans le but de réduire l’utilisation de modèles animaux. Cependant, les régulations physiologiques et communications endocrines entre le cœur et les organes métaboliques clés comme le tissu adipeux brun (TAB) ne peuvent pas être étudiées dans des cultures 2D ou 3D. Le tissu adipeux brun est composé de plusieurs autres types cellulaires différents des adipocytes bruns et en lien avec les autres organes pour le maintien de l’homéostasie métabolique de l’organisme considéré. C’est pourquoi l’utilisation de procédures d’expérimentation sur le modèle murin sont nécessaires. Aucun autre modèle n’est susceptible d’apporter les réponses aux questions posées. Les modèles murins décrits dans ce projet s’inscrivent dans un niveau préclinique préalable à un éventuel transfert à visée thérapeutique chez l’Homme. Nous utiliserons dans toute la mesure du possible les banques de données accessibles en ligne. Celles-ci permettront d’acquérir des informations sur la régulation de nos protéines d’intérêt sans avoir à reproduire certaines données déjà accessibles.
Réduction
En raison d’une hétérogénéité interindividuelle significative des paramètres physiologiques étudiés, les différentes procédures de phénotypage métabolique nécessiteront d’utiliser 15 animaux contrôles (femelles) et 15 animaux génétiquement modifiés (femelles) par cohorte expérimentale en moyenne. Ce nombre est le nombre minimal permettant d’obtenir des résultats robustes basés sur une puissance statistique suffisante et permettant de réduire le nombre de cohortes dans une même condition expérimentale , et ce en tenant compte de potentiels animaux non répondeurs ou « outliers ». Prenant en compte la plus petite différence biologique interprétable que nous pourrions avoir lors de nos procédures, ainsi que le fait que des études statistiques sont probantes à partir d'un nombre suffisant. Nous avons estimé que pour établir une différence éventuelle entre nos groupes il est nécessaire d'avoir au minimum 15 individus (tenant en compte les non répondeurs éventuels et les pertes possibles lors de la chirurgie), soit 15 femelles contrôles et 15 femelles génétiquement modifiées par cohorte. L'usage de 2 cohortes par procédure est justifié par l'éthique scientifique qui permet d'établir qu'un résultat est vrai quand il a été répété à plusieurs reprises dans les mêmes conditions expérimentales sur des lots différents.
Raffinement
Afin de maintenir le bien-être animal, les souris seront observées quotidiennement par les zootechniciens, ce qui permettra de déceler très rapidement toute souffrance. Un suivi du poids régulier (hebdomadaire) viendra compléter ces observations. Les souris seront placées, au maximum par 5, dans des cages comprenant des enrichissements (feuille d’essuiemains, bâtonnet de bois, bandes de papier KRAFT = sizzle-nest). Les animaux ne seront pas isolés, à l’exception des 5 jours post-chirurgie, ils resteront malgré tout en contact visuel et olfactif avec leurs congénères. La classe de gravité de la procédure utilisée dans ce projet est modérée et n’est pas répertoriée comme engendrant des pertes d’animaux. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie avec un traitement analgésique et des plaques chauffantes. Lors de la modification de la température d'hébergment (6°C), des contrôles tels que surveillance accrue ou prises de températures seront effectués afin de vérifier le bon état de santé des animaux.
Choix des espèces
La souris, mammifère proche de l'Homme, est le modèle animal expérimental le plus étudié dans la littérature notamment pour les études physiologiques et métaboliques, ce qui permet de meilleures comparaisons et une certaine pertinence des résultats. Cette pertinence est améliorée par l’humanisation des modèles murins au niveau génétique et environnemental, ce dont nous tenons compte de par l’utilisation de diverses températures d’hébergement. Nous étudions l’importance des protéines impliquées dans la régulation de la thermogenèse par les adipocytes bruns. A travers l’utilisation du modèle souris, nous pouvons travailler sur des modèles génétiquement modifiés qui présentent une invalidation pour le/les gène(s) d’intérêts ou des modifications géniques similaires à celles retrouvées chez des patients. Les souris débuteront la procédure entre 6 et 10 semaines correspondant au début de l'âge adulte, une période où l'organisme est mature tout en étant encore jeune. À ce stade, la délétion génique est stable, ce qui garantit la fiabilité des analyses phénotypiques et fonctionnelles.
Effets d’une série de composés à visée thérapeutique en développement sur l’athérosclérose chez la souris ApoE -/- nourrie avec une alimentation enrichie en graisses
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Privées du gène de l'apolipoprotéine E, 75 souris développent spontanément des plaques dans leurs artères, effet accéléré par un régime dont 40 % de l'énergie vient des graisses. Elles subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et sont toutes tuées pour prélever le tronc aortique et le cœur. Sur douze semaines, chaque animal reçoit 26 injections dans l'abdomen, passe quatorze pesées, trois prélèvements à la veine de la queue et une anesthésie pour l'injection d'une sonde fluorescente, l'obésité s'installant au fil de l'étude. Les quatre molécules testées appartiennent à un client du laboratoire, dont le développement pourrait, "à terme", aboutir à la mise sur le marché d'un médicament.
Objectifs
L'athérosclérose est un phénomène caractérisé par la formation de plaques d'athérome, constituées de lipides, sur la paroi des artères, induisant un durcissement et une perte d'élasticité de ces dernières. L'athérosclérose constitue un facteur de risque cardiovasculaire majeur. En effet, la rupture des plaques d'athérome peut conduire à une mauvaise oxygénation des organes, notamment le cerveau et le coeur et favoriser la survenue de complications graves telles que l'infarctus du myocarde ou des accidents vasculaires cérébraux. Ainsi, du fait de ces complications, et malgré l'existence de traitements ralentissant son évolution, l'athérosclérose demeure l'une des principales causes de mortalité dans le monde. Le développement de médicaments permettant un meilleur contrôle du développement de l'athérosclérose fait ainsi l'objet d'intenses recherches par les laboratoires pharmaceutiques. Le présent projet vise à tester l'efficacité d'une série de 4 candidats médicaments sur le développement des plaques d'athérome chez un modèle murin développant spontanément de l'athérosclérose, notamment lorsque ce dernier est soumis à une alimentation enrichie en graisses (40% de l'énergie apportée par les graisses). Les candidats médicaments seront administrés 2 fois par semaine par voie intrapéritonéale pendant 12 semaines. L'effet de ces traitements sera observé principalement par histologie du tronc aortique à l'issue de l'étude.
Bénéfices attendus
Ce projet s'inscrit dans le cadre du développement de composés visant à prévenir et traiter l'athérosclérose. Cette pathologie reste l'une des causes prinicipales de mortalité dans le monde, il existe un besoin important sur le plan thérapeutique. Si l'issue du projet s'avère favorable, le développemlent dans lequel s'engage notre client pourrait aboutir, à terme, à la mise sur le marché d'un nouveau médicament.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes: 1) Manipulations par les expérimentateurs pour des mesures de poids corporel (14 mesures au cours de l'étude; durée de la mesure : 1 minute); 2) Injections de placébo ou du candidat médicament 2 fois par semaine (26 injections; durée de l'administration : 1 minute); 3) à trois prélèvements sanguins pratiqués à la veine de la queue (durée: 5 minute/prélèvement); 4) à une anesthésie pour administration IV d'une sonde fluorescente (durée : 10 minute).
Impact sur les animaux
En termes de nuisances, les animaux seront soumis à du stress du fait des manipulation lors des pesées régulières de poids corporel ou des injections répétées du candidat médicament. Par ailleurs les animaux seront soumis à des douleurs légères et de courte durée lors des injections du candidat médicament, et des prélèvements sanguins. Enfin, le régime enrichi en graisse distribué aux animaux est de nature à induire un état d'obésité progressif au cours de l'étude.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanasiés à l'issue de l'étude. Des prélèvements d'organes (tronc aortique, coeur) sont prévus après euthanasie afin d'observer la progression des plaques d'athérome chez les différents groupes traités, et de réaliser des dosages biochimiques.
Remplacement
L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur la formation et le développement des plaques d'athérome.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été calculé et rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur l'analyse des paramètres d'intérêt mesurés sur le modèle de souris soumis à une alimentation enrichie en graisses. Ainsi, le nombre d'animaux par groupe a été adapté en fonction des paramètres d'intérêt de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Les données seront analysées par un test statistique adapté.
Raffinement
Le protocole a été planifié de façon à limiter le stress et l'inconfort pour les animaux. Les traitements seront administrés par des expérimentateurs formés et expérimentés pour ce type de pratique. Les animaux seront hébergés dans des conditions standard d'hébergement. Un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout d'igloos, de matériels de nidification et de briquettes en bois spécialement conçues pour le rongeur. Les prélèvements sanguins seront limités au volume minimum nécessaire aux dosages et une crème analgésiante sera appliquée sur la queue 30 minutes avant les prélèvements. Les injections seront réalisée sur animal anesthésié. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis. Ces actions incluent notamment une surveillance renforcée et l'emploi d'analgésiques.
Choix des espèces
Le modèle de souris employé est un modèle génétique présentant une déletion du gène codant pour une protéine constitutive des lipoprotéines, structures chargées du transport des triglycérides et du cholestérol dans le sang. Cette mutation induit chez ces souris une propension à développer spontanément des plaques d'athérome, en faisant un modèle de choix pour les études précliniques. Les animaux, mâles et femelles, seront utilisés au stade adulte. Le choix de ce stade de développement est guidé par la population humaine ciblée par les composés testés, à savoir une population adulte.