Souris
1/2 – Identification des réseaux cérébraux impliqués dans le développement de la dépression majeure suite à un stress chronique environnemental chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
180 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Hébergées seules pendant vingt et un jours, elles reçoivent une heure de stress par jour parmi trois types de stress, passent cinq tests comportementaux dont un jeûne ou un isolement de vingt-quatre heures, puis deux heures d'IRM sous anesthésie dans un second établissement. L'apparition de l'état dépressif est présentée comme inévitable, puisqu'elle constitue l'objet même de l'étude, qui cherche des marqueurs de connectivité cérébrale utilisables en diagnostic. Le porteur écrit qu'il lui est "indispensable de travailler sur un modèle animal social, entier et complexe", tout en isolant chaque souris pendant trois semaines pour obtenir la dépression.
Objectifs
La dépression majeure chronique est une maladie mentale touchant 5 à 10 % de la population mondiale. Elle constitue la cause d’invalidité la plus fréquente, avec un fardeau social et économique estimé à plus de 170 milliards d’euros par an en Europe. Malgré les efforts déployés pour mieux comprendre et prendre en charge cette pathologie, aucun biomarqueur n’a encore pu être identifié, laissant le diagnostic de la maladie reposer uniquement sur une évaluation clinique des patients. Une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-tendant la dépression majeure chronique est donc nécessaire pour l’identification de biomarqueurs utilisables comme outil diagnostique, cibles thérapeutiques ou marqueurs prédictifs de la réponse thérapeutique. Il a également été démontré que le stress était une des comorbidités associées à la dépression majeure chronique ainsi qu’un facteur précipitant le développement de la maladie. Les patients dépressifs présentent par ailleurs des altérations structurelles et fonctionnelles de leur réseaux cérébraux, visibles par imagerie par résonance magnétique (IRM). Ces altérations de la connectivité cérébrale pourraient ainsi constituer les biomarqueurs nécessaires à une meilleure prise en charge des patients. Ce projet a donc pour objectif d’identifier les réseaux cérébraux impliqués dans le développement et la chronicisation de la dépression induite par un stress variable chronique chez le modèle animal souris. L’identification des changements de connectivité cérébrale et la mise en évidence de l’implication de zones spécifiques au niveau du cerveau pourraient aider la recherche préclinique et clinique, et accélérer les stratégies thérapeutiques. Ce projet se déroule dans 2 Etablissements Utilisateur: EU1 et EU2.
Bénéfices attendus
Le but de cette étude est de mieux comprendre l’effet du stress environnemental sur la connectivité cérébrale et le développement d’un état de dépression chez la souris afin de pouvoir proposer des solutions thérapeutiques à moyen et long terme.
Procédures
Les animaux seront soumis à 1/ un stress variable chronique pendant 21 jours constitué de 3 types de stress - exposition d’1h à 1 stress par jour - avec développement de troubles dépressifs (objet de l’étude) (EU1), 2/ Une évaluation comportementale de la dépression composée de 5 tests d’une durée de 5 min, 5 min, 6 min, 5 min et 24 h (évaluation de la construction du nid). Chaque test sera réalisé une seule fois par animal avec un délai minimal de 48 h entre chaque test (EU1), 3/ un examen IRM sous anesthésie incluant: une séquence d'IRM fonctionnelle de 16 min, une séquence d'IRM anatomique de 10 min, et une séquence d'IRM de diffusion de 60 min (TOTAL=2 heures) (EU2) .
Impact sur les animaux
Les souris devront être hébergées individuellement dans les cages, une condition indispensable pour le développement de la dépression. L’apparition de cet état de dépression chez le modèle animal suite à un stress chronique de 21 jours est inévitable car c'est l'objet de l'étude. Dans le cadre de 2 des tests comportementaux, le jeûne (l’eau reste à disposition) ou l'isolement de 24h serait un facteur de stress inévitable pour pouvoir évaluer l'état de dépression chez l'animal. Ces tests seront réalisés une seule fois pour chaque animal. Le transport et l’environnement inconnu de la nouvelle animalerie peuvent également entrainer un stress chez les animaux au moment du changement d’EU.
Devenir
Les animaux seront mis à mort afin d'effectuer des prélèvements d'organes d'intérêt.
Remplacement
Au vu de notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in sillico. En effet, cette étude sur le stress chronique et le développement de l‘état de dépression nécessite une observation comportementale ainsi qu’une évaluation de l’état et de la connectivité cérébrale, uniquement possible chez un animal vivant et vigile.
Réduction
Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’assurer des résultats statistiquement fiables. Le nombre d'animaux a été déterminé par une analyse de puissance statistique et sur la base de nos études antérieures et de la variabilité phénotypique interindividuelle ainsi que des données de la littérature. 30 souris seront ainsi nécessaires par groupe pour effectuer nos analyses conduisant à un total de 180 animaux.
Raffinement
Avant le début de la procédure, les souris bénéficieront d’une phase d’acclimatation à leur nouvelle animalerie de 2 semaines et d’habituation à la manipulation pendant une semaine. Les animaux sont hébergés dans des cages enrichies avec des carrés de coton et des frisures de papier pour favoriser la nidation, des barreaux de bois à ronger pour que les souris usent leurs dents, un tunnel pour fournir un abri. A l’issue de certains tests comportementaux, les animaux seront séchés puis réchauffés à l’aide d’une lampe chauffante ou immédiatement réalimentés (l’eau reste à disposition) et remis dans leur cage. Un suivi du poids corporel est effectué pendant 48-72h suivant le test pour s’assurer que les animaux ont repris le poids initial. Le transport entre les 2 EU se fera dans des cages sécurisées avec nourriture et eau gélifiée par un transporteur spécialisé et une période de minimum 30 minutes sera respectée avant le début de l’examen IRM. Durant celui-ci, une anesthésie sera utilisée afin de réduire au maximum le stress de l'animal. Les yeux des animaux seront protégés du dessèchement grâce à l’application d’un gel de protection. Un tapis chauffant permettra le maintien des animaux à une température physiologique. La température et la respiration des animaux seront en permanence surveillées par un système de monitorage. En cas de chute de la température et/ou d’une respiration altérée, l'acquisition en cours sera immédiatement interrompue et l'animal sorti de l'IRM et pris en charge. Il sera placé dans une enceinte chauffante jusqu'à son réveil, sous surveillance. Des points limites ont été établis afin de soustraire les animaux à la douleur.
Choix des espèces
Ce projet sera réalisé chez la souris adulte. Il nous est indispensable de travailler sur un modèle animal social, entier et complexe afin d’être dans les conditions les plus proches de la complexité humaine. Le modèle murin adulte présente une forte homologie structurale du cerveau avec l’Homme, le rendant incontournable dans la recherche en neurosciences et en particulier dans les troubles anxio-dépressifs. Cette étude s’inscrit dans la continuité de nos études précédentes au cours desquelles nous avions déjà utilisé le modèle souris. Étant donné que les études comportementales et neuroanatomiques nécessitent des systèmes neurobiologiques totalement matures, des animaux adultes mâles et femelles seront utilisés dans ce projet: début des procédures à l'âge de 8 semaines, poids supérieur à 20g. Cela permettra également une meilleure reproductibilité des résultats puisqu’à cet âge, les souris ont atteint leur taille et leur poids adulte.
Enregistrements des activités nerveuses autonomes en réponse au gout du gras chez les souris Knock-out CD36 lingual
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
L'objet réel de ce projet est une lignée de souris créée par l'équipe elle-même : 120 souris mâles privées d'un récepteur du goût du gras au niveau de la langue vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Privées d'eau six heures, elles subissent une chirurgie de vingt minutes sous anesthésie profonde, un enregistrement de vingt minutes de l'activité de leurs nerfs autonomes, puis une ponction intracardiaque juste avant la mise à mort. Le porteur signale la peur liée à la contention et les douleurs causées par la chirurgie. Le bénéfice annoncé à court terme se limite à mieux connaître cette lignée pour qu'elle serve ensuite de modèle à l'étude de la préférence pour le gras, et le porteur juge ce modèle "indispensable" puisqu'il n'existe que chez la souris.
Objectifs
Le goût du gras représente une sixième saveur de base aux côtés du sucré, du salé, de l'amer, de l'acide et de l'umami. Les récepteurs gustatifs, sur les cellules des papilles gustatives, permettent la détection des saveurs. Pour les lipides, ce sont les récepteurs lipidiques qui sont responsables de la perception du goût du gras et du renforcement de la préférence pour le gras. Le signal gustatif est transmis de la langue au cerveau par les nerfs gustatifs puis le cerveau communique avec le système digestif pour préparer le système digestif à l'arrivée des aliments. On parle alors de l’axe langue (papilles gustatives) – cerveau – intestin. Pour étudier spécifiquement le rôle d’un des récepteurs lipidiques dans la perception du gras, nous avons développé un modèle de souris n’exprimant pas ce récepteur au niveau de la langue. Nous avons observé que ces souris perdent la préférence pour le gras. De plus, elles développent des troubles métaboliques tels que des augmentations de la glycémie, de l’insulinémie et de la glucagonémie. L’insuline et le glucagon, sont des hormones sécrétées par le pancréas, qui permettent de réguler la glycémie. Elles sont sous le contrôle du système nerveux autonome, qui assure la communication entre le cerveau et l’intestin. Ces observations nous suggèrent que l’absence de d’un récepteur lipidique dans les papilles gustatives perturbe la communication entre la langue, le cerveau et l’intestin. Afin d’explorer le rôle du système nerveux autonome dans les perturbations métaboliques observées chez ces souris, nous prévoyons de mesurer l’activation de ces nerfs en réponse au dépôt de lipides sur la langue. Ces mesures seront effectuées chez des souris normales ou n’exprimant pas un récepteur lipidique au niveau des papilles gustatives.
Bénéfices attendus
A court terme, ce projet permettra de mieux comprendre une nouvelle souche de souris génétiquement modifiée, n’exprimant pas un des récepteurs lipidiques au niveau de la langue. Ces souris pourront donc servir de modèle animal pour étudier la préférence pour le gras.
Procédures
Toutes les souris (120 souris) sont concernées par les points suivants : - Privation d’eau uniquement pendant 6 heures avant le début de la procédure. - une seule intervention chirurgicale suivie d’un seul enregistrement d’activité nerveuse par souris (souris profondément anesthésiées) ; durée de la chirurgie 20 minutes au maximum et durée de l’enregistrement nerveux 20 min. - un seul prélèvement sanguin en intracardiaque par souris durée de 2 minutes maximum. Prélèvement sanguin sur souris profondément anesthésiées juste avant mise à mort.
Impact sur les animaux
Le projet requiert de mettre à jeun hydrique les souris pendant 6 heures (phase diurne) avant la procédure chirurgicale ce qui peut engendrer un stress pour les animaux. Les animaux peuvent subir une peur des suites de la contention nécessaires lors des manipulations. Les souris peuvent subir des douleurs causées par la chirurgie.
Devenir
A l’issue de la procédure, toutes les souris seront mises à mort, pour étudier leurs organes et tissus.
Remplacement
L’activité nerveuse autonome ne peut s’étudier que sur des animaux vivants, ceci expliquant la nécessité de l’expérimentation in vivo. Aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer l’utilisation de modèles animaux.
Réduction
L’utilisation de lignées cellulaires in vitro nous a permis de réduire le nombre d’animaux dont nous aurions initialement eu besoin pour les études mécanistiques. Le nombre d’animaux nécessaire à cette étude correspondra au nombre minimum permettant une étude statistique, valable avec un test adapté aux petits échantillons. Ainsi, après estimation confirmée, la taille des groupes minimale est de 15 animaux.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes dans les conditions habituelles de l’animalerie, le calme sera maintenu tant que possible dans la salle d’hébergement et une visite quotidienne sera réalisée. Pour le bien-être des souris, du matériel d’enrichissement permettant la construction de nid sera fourni en permanence avec un accès libre à la nourriture et la boisson. De plus, habituer les souris à la contention permettra de diminuer le stress induit par le geste. Pour maximiser l’asepsie, plusieurs précautions seront prises, notamment la tenue du manipulateur (le manipulateur portera une blouse propre jetable et des gants nettoyés avec l’alcool 70%), désinfection des surfaces, utilisation d'un champ stérile, stérilisation des outils de dissections, tonte de la zone d’incision et désinfection de la peau. La délimitation des points limites permet d’éviter au maximum les douleurs sévères ou souffrance chez la souris afin de favoriser un état stable dans le bien-être animal. La douleur de la souris est en amont, prise en charge via l’utilisation d’analgésiques,15 minutes avant l’anesthésie. Ceci permettra entre autres de calmer l’animal et de maximiser l’effet de l’anesthésie. Des aiguilles fines biseautées seront utilisées lors des injections et des prélèvements, pour minimiser la douleur.
Choix des espèces
Du point de vue scientifique, la souris reste le modèle de choix qui est assez documenté sur la régulation nerveuse du système gastrointestinal et du comportement alimentaire. Cette technique est plus difficile à réaliser chez la souris que chez le rat, mais notre modèle animal génétiquement modifié est réalisé seulement chez la souris, c’est pourquoi ce modèle est indispensable. D’un point de vue technique, la disponibilité des outils d’analyse biologique contribue au choix de modèle de souris. De plus, l’élevage et la modification de gènes s’exprimant au niveau de la langue étant plus facile sur les souris, cette espèce est un modèle de choix quant à notre étude. Les souris mâles utilisées auront minimum 2 mois car avant 8 semaines, les souris sont trop petites pour effectuer une chirurgie.
Etude de la biocompatibilité d’échafaudages bicouches à base d’albumine et cellularisés implantés en sous-cutané chez la souris : modification
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système respiratoire
Anesthésiées pour une chirurgie de trente minutes, deux patchs d'albumine bovine implantés sous la peau, 280 souris immunodéficientes gardent ensuite ces implants de trois à six mois. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré, avec douleur post-opératoire, inflammation et risque d'infection au site d'implantation. Le porteur privilégie des femelles, décrites comme plus calmes au moment de la réintroduction dans le groupe après l'isolement du réveil, et n'a prévu aucun test statistique pour ces 280 animaux, seulement des "observations directes". Toutes sont tuées pour que les implants et les tissus autour soient prélevés.
Objectifs
Le développement d’implants, composés uniquement à base d’albumine et associés à l’ingénierie tissulaire, s’apparente à une nouvelle voie de recherche potentielle pour la régénération du cartilage chez l’Homme. Les implants seront entièrement composés d’albumine bovine et seront construits en deux parties : une partie dite « poreuse » et une autre partie dite « lisse ». L’objectif, ici, est de proposer un matériau bicouche biomimétique, favorisant la regénération tissulaire. Nous souhaitons, dans un premier temps, tester la biocompatibilité de ces implants chez la souris, en vue de leur utilisation pré-clinique en observant l’intégration de l’implant celllulaire après une implantation en sous-cutanée chez des souris nude immunodéprimées. Les tests in vivo sur ces souris nude seront une première étape de validation avant des tests plus importants sur gros animal, puis des applications cliniques. Demande de modification car suite à des résultats préliminaires positifs nous souhaiterions faire un suivi de la dégradation du biomatériau qui nous oblige à augmenter le temps d'implantation entre 3 et 6 mois.
Bénéfices attendus
Les biomatériaux sont devenus un élément clé pour le développement de l’ingénierie tissulaire. Nous espérons, à terme, le développement d’un nouvel implant pour la régénération du cartilage chez l’Homme. Dans le contexte actuel, cet implant offrirait une nouvelle voie de recherche, permettant ainsi de surmonter les limites des traitements conventionnels : intégration tissulaire chez le patient de l'implant, et morbidité du site donneur dans les traitements actuels prélevant un greffon d'un site donneur implanté au niveau d'un site receveur à un autre endroit du corps. Cet implant sera innovant car il sera formulé à partir de matériau d’origine naturelle, et ensemencé de cellules saines du patient lui même. Il ne nécessitera donc pas de traitement immunosuppresseur et ne sera pas sujet au rejet immunitaire. Ce projet est en accord avec les nouvelles avancées en santé humaines, visant à réaliser des implants tout biologiques et personnalisés pour chaque patient.
Procédures
Procédures chirurgicales : 1 par animal, implantation sous cutanée de deux patchs d'albumine, sur animaux anesthésiés. 30 minutes d'intervention par animal.
Impact sur les animaux
La procédure de mise en place de l’implant est une procédure invasive. Les nuisances attendues sur les animaux concernent : la douleur liée à la chirurgie, l’inflammation post opératoire, l’infection au niveau du site d’implantation.
Devenir
Mise à mort pour prélèvement.
Remplacement
Des études in vitro antérieures ont démontré l’efficacité de ces échafaudages bicouches pour l’adhésion et la différenciation de chondrocytes. Pour une étude plus approfondie, ce projet contraint de mettre en place des études in vivo. En effet, la complexité de l'environnement physiologique sous-cutané, impossible à reproduire in vitro (vascularisation, cellules du système immunitaire, molécules inflammatoires…) atteste de la nécessité de continuer les expérimentations sur un modèle animal (rongeurs), sans remplacement possible. Seuls les échafaudages bicouches efficaces in vitro seront testés sur les animaux.
Réduction
Etant donné le nombre d’analyses nécessaires (études histologiques, immunohistologiques…) et afin de valider les résultats, le nombre maximum d’animaux nécessaires a été évalué à 280 souris pour 3 ans, nombre d'animaux nécessaire pour pallier la différence interindividuelle des cellules issues des donneurs, des aléas de la chirurgie, et des nombreuses analyses prévues qui nécessiteront chacune plusieurs échantillons. Il n'y aura pas de tests statistiques, nous effecturons des observations directes.
Raffinement
Afin de nous assurer du bien-être des animaux, nous porterons une attention particulière tout d’abord à l’anesthésie per-opératoire, en faisant en plus de l’anesthésie générale, une analgésie pré opératoire. L’analgésie post-opératoire sera réalisée en injection sous cutanée. Les anti-inflammatoires non stéroidiens seront évités car les phénomènes de cicatrisation et de régénération tissulaire étudiés sont liés aux phénomènes inflammatoires locaux qui se mettent en place. La chirurgie sera privilégiée le matin car les animaux seront isolés dans une cage en post-opératoire précoce le temps du réveil, et remis en groupe dans la soirée. Nous privilégierons également l’emploi de femelles car elles présentent un comportement plus calme lors de la réintroduction en groupe après une période d’isolement. Comme l’intervention pourrait avoir des retentissements sur le déplacement de l’animal durant les premières heures après la chirurgie, la nourriture sera mise dans la litière et le bec du biberon placé bas afin de faciliter l’alimentation. Nous mettrons en place également des éléments d’enrichissement de l’environnement (bâtonnets, nids, coton…) afin de permettre la fabrication de nids notamment. Le type d’animal utilisé présente un phénotype dommageable mais les animaux seront dans des cages fermées et sur un portoir ventilé dans un environnement stérile et des conditions de manipulation adaptée à l’entretien de tels animaux. Si les animaux implantés au cours de l'étude présentent des signes précoces de douleur, d’inconfort ou de détresse (changements de comportement : animal prostré et isolé du reste du groupe, perte de poids et d’appétit, variations de leur apparence physique : anomalie cicatricielle observée au niveau des points de sutures), l’expérimentation sera arrêtée. Ces potentiels signes de douleurs seront évalués et scorés à partir d'un tableau de référence, permettant de juger si l'animal devra être mis à mort si celui ci atteint un point limite.
Choix des espèces
Pour tester la biocompatibilité et l’intégration tissualire, nous utiliserons des souris immunodéficientes : souris pour les implants, ensemencés ou non de cellules. Seuls les implants validés in vitro seront implantés chez la souris. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (après 8 semaines de vie minimum) pour présenter des systèmes physiologiques matures.
Etude comparative des biodistribution de nanoparticules d’oxyde de fer vectorisée envers un modèle de cancer du poumon xénotopique.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Une tumeur devenue trop grosse ou une perte de poids déclenchent la mise à mort immédiate de la souris. 70 souris de huit à dix semaines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Des cellules de cancer du poumon leur sont injectées sous la peau, la tumeur est mesurée deux fois par semaine, et un mois plus tard commencent des séances d'imagerie magnétique sous anesthésie réparties sur trois semaines. Le porteur qualifie l'inoculation de la tumeur de "souffrance ou angoisse légère de longue durée", et annonce comme finalité d'augmenter la survie des patients traités par radiothérapie et de conduire à une "rémission totale", quand l'objet immédiat se limite à suivre où vont des nanoparticules d'oxyde de fer.
Objectifs
La radiothérapie (RT) fait aujourd’hui partie intégrante de la lutte contre le cancer. Toutefois, et en dépit des nombreux progrès récents, la principale limitation de la RT réside dans son manque de sélectivité spatiale lors de l’irradiation de la zone cancéreuse. De récentes études ont mis en évidence des propriétés radiosensibilisantes pour les nanoparticules d’oxyde de fer (IONPs). Dans ce projet nous testerons ce type d’IONPs dans un modèle de cancer du poumon. Plus précisément, nous étudierons les profils de biodistribution des IONPs après leur administration en utilisant un imageur (appelé imageur par particule magnétique ; MPI) qui permet de détecter le signal magnétique des IONPs. Nous comparerons des IONPs non fonctionnalisées et des IONPs fonctionnalisées avec un peptide spécifique des tumeurs pulmonaires. L’utilisation de ces modèles murins nous permettrait d’étudier le potentiel de nos IONPs de façon bien plus pertinente qu’un modèle in vitro eu égard des contraintes de biodistribution. Ce projet vise à améliorer l’efficacité de nanomatériaux à caractère théranostique, c’est à dire qui permette à a fois le diagnostic des tumeurs tout en améliorant l’effet thérapeutique de la radiothérapie ; théranostique = thérapeutique + diagnostique. Elles pourraient permettre le suivi de la progression du cancer en imagerie à particule magnétique tout en améliorant son traitement.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans le cadre du test de l’efficacité de nouveaux nanomatériaux à caractère théranostique (= thérapeutique + diagnostique) dans le cadre de la lutte contre le cancer. Il est attendu que ceux-ci auront un effet thérapeutique en augmentant l’efficacité des traitements par radiothérapie, tout en permettant le suivi du développement ou de la régression des tumeurs. Cet aspect nous semble particulièrement important au vu de la haute prévalence des traitements par RT en cancérologie moderne et de ses principales limitations (dont le manque de sélectivité spatiale lors de l’irradiation de la zone tumorale). À long terme, nous pouvons donc dire que la finalité de cette étude est donc d’augmenter la survie des patients traités par radiothérapie et de conduire à une rémission totale.
Procédures
Une inoculation de cellules tumorales sera réalisée par injection sous cutanée. Cette injection se fait sous anesthésie n’excédant pas 30 minutes. Au cours des semaines suivant cette injection, un suivi de la taille de la masse tumorale est réalisé 2 fois par semaine. Cette mesure rapide ne nécessite ni mesures de contention ni anesthésie. Une fois la tumeur développée, un mois après l’inoculation, les souris seront étudiées en imagerie par particule magnétique MPI. Pour cela les souris seront anesthésiées, un agent de contraste sera administré et les souris seront placé dans l’imageur sous anesthésie, en suivant la profondeur de l’anesthésie via la vitesse de respiration et le scan d’imagerie sera effectué. Dans la mesure où cette procédure est suivie d’une imagerie, l’animal sera anesthésié pendant l’injection (cette anesthésie a une durée estimée de moins d’une heure). Des examens d'imagerie des particules magnétique auront lieu périodiquement pendant un maximum de 3 semaines.
Impact sur les animaux
L’inoculation en sous-cutané des cellules tumorales peut entrainer une souffrance ou une angoisse légère de longue durée et avoir une incidence légère sur le bien-être ou l'état général de l’animal, nous surveillons pour cela que la taille de la tumeur et la présence de signe de souffrance. L’administration des particules d’oxyde de fer (IONPs) n’est pas associée à d’effets secondaires susceptibles de porter atteinte au bien-être de l’animal. L’évolution de la masse tumorale et de la biodistribution des IONPs seront évalués par des techniques d’imagerie non ionisante et non invasive. Par conséquent, l’inconfort généré lors de cette manipulation sera limité à l’anesthésie de l’animal. Il en découle que les animaux sont susceptibles d’éprouver un inconfort et une angoisse transitoire et de faible intensité.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin d'étudier précisément ex vivo la localisation des particules d'oxyde de fer au sein de la tumeur.
Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisé sur les particules d’oxyde de fer afin de sélectionner en amont la meilleure synthèse de ces particules. A ce stade, nous devont étudier le dévenir des particules d’oxyde de fer après leur administration dans un organisme, leur intéraction avec un tissu tumoral et la capture par le système immunitaire qui impact la biodistribution. Il est impossible d’étudier ces aspects complexes d’interaction avec la biologie des particules d’oxyde de fer sans utiliser de modèle animal.
Réduction
La réduction du nombre d’animaux utilisés passe par l’utilisation d’un protocole d’induction et de suivi de la masse tumorale déjà mis en place et optimisé par l’équipe des chercheurs travaillant sur ce projet. Le caractère non-invasif et non-ionisant des méthodes d’imagerie in vivo employées permet de suivre le même animal au cours du temps, plutôt que de mettre un animal à mort à différent temps pos-injection. Le nombre total de souris nécessaire pour le projet a été calculé avec un test de puissance statistiques et en estimant la perte de certains animaux. Nous avons donc réduit au maximum le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir les informations nécessaires à l’étude de la biodistribution de nos particules d’oxyde de fer, et leur interaction avec un tissu tumoral.
Raffinement
Pendant les procédure d'inoculation des cellules tumorales en sous-cutanée, les souris seront maintenus sous anesthésie. Un analgésique est également administré 20 min avant le début de la procédure. La température de la souris est maintenue avec un tapis chauffant autorégulé à 37°C et un gel ophtalmique est appliqué sur les yeux. L’application d’analgésique local est également utilisé. Après la procédure, les animaux sont suivis régulièrement et une attention particulière est porté sur la présence de signe de souffrance ou de mal être de l’animal. Si des signes clairs de souffrance sont observés en terme de perte de poids, apparence ou comportement révélateur de mal être et taille de la tumeur trop importante, l’animal est mis à mort immédiatement afin de limiter au maximum la souffrance.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée dans le cadre de ce projet est la souris âgée de 8 à 10 semaines, correspondant au stade de jeune adulte. Ce choix est justifié par des considérations scientifiques, physiologiques et éthiques. La souris possède un système immunitaire et vasculaire relativement proche de l’homme et nous savons que les phénomènes de biodistribution et d’intéraction avec le système immunitaire observés seront très similaires chez l’homme. Le stade de souris jeune adulte permet une meilleure standardisation du modèle tumoral, en assurant une réponse homogène à l'inoculation tumorale et en limitant la variabilité interindividuelle. De plus, cet âge est le plus approprié pour tolérer l'anesthésie, la croissance tumorale contrôlée et les procédures répétées (manipulations, imagerie, etc.), sans entraîner de détérioration prématurée de l’état général.
Evaluation de nouvelles thérapies dans des modèles de Diabète de type 1
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
Rendues diabétiques par une à cinq injections d'un agent chimique, 8 403 souris reçoivent ensuite des administrations jusqu'à quatre fois par semaine pendant quinze semaines, des mesures de glycémie une à deux fois par semaine et jusqu'à dix séances d'imagerie sous anesthésie. Les procédures vont d'un niveau de souffrance léger à sévère, avec perte de poids marquée, déshydratation, inactivité, et pour les souris humanisées une réaction du greffon contre l'hôte qui provoque diarrhées et alopécie. Une mortalité soudaine est annoncée comme possible dans le modèle induit par injection unique à forte dose, alors que le porteur écrit instaurer ces mesures "afin d'assurer le bien-être optimal des animaux". Toutes les souris sont tuées pour prélever leurs organes, au rythme d'une quinzaine d'études par an.
Objectifs
Le diabète de type 1 est une maladie auto-immune (5-10% de la population mondiale) où le système immunitaire attaque par erreur les cellules bêta du pancréas, responsables de la production d'insuline. Cette destruction entraîne une carence en insuline, essentielle pour réguler la glycémie. Il est nécessaire de trouver des traitements empêchant la destruction du pancréas par les cellules immunitaires. Ce projet vise à développer de nouvelles approches thérapeutiques pour les maladies auto-immunes en utilisant des modèles murins spontanément diabétiques ou des modèles induits. Les modèles murins de diabète de type 1 sont essentiels pour la recherche car ils permettent de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de cette maladie auto-immune. Ces modèles offrent une approche pour tester de nouvelles thérapies et interventions avant de les appliquer chez l'homme, De plus, ils aident à identifier les facteurs génétiques et environnementaux qui contribuent au développement du diabète de type 1, facilitant ainsi la mise au point de stratégies de prévention et de traitement plus efficaces. Les objectifs du projet sont : Étude des mécanismes pathogéniques, le développement et l’identification de nouvelles cibles et stratégies thérapeutiques, les études précliniques et la compréhension des facteurs de risques. Nous estimons à 15 études par an. Ces objectifs font des modèles murins un outil indispensable pour la recherche sur le diabète de type 1, contribuant à des avancées significatives dans la compréhension et le traitement de cette maladie complexe.
Bénéfices attendus
Le développement de modèles murins diabétiques type 1 peut offrir de nombreux bénéfices significatifs. Tout d'abord, il permet de mieux comprendre les mécanismes immunologiques et génétiques sous-jacents à la maladie, en identifiant les facteurs déclencheurs et les processus de destruction des cellules β des îlots de Langerhans. De plus, ces études permettront de tester de nouveaux traitements et thérapies, y compris les immunothérapies et des interventions géniques, avant de passer aux essais cliniques chez l'homme. Enfin, les modèles murins permettent d'explorer les effets à long terme des traitements et de surveiller les complications associées au diabète, contribuant ainsi à l'amélioration des stratégies de gestion et de prévention de la maladie. A plus long terme, les données générées grâce à ce projet permettent d’augmenter les connaissances scientifiques sur les processus immunologiques ou inflammatoires impliqués dans le diabète de type 1 et feront l’objet de publications et de partage des données collectées avec la communauté scientifique. Ces recherches sont essentielles pour progresser vers des traitements plus efficaces et, éventuellement, une cure pour le diabète de type 1.
Procédures
Pour l’induction du modèle par agent chimique, injection unique ou répété (jusqu’à 5 fois) sur animal vigile, environ 10 secondes Administrations réalisées, sur animal vigile, environ 10 secondes, réalisée au maximum 4 fois par semaine jusqu’à la fin de l’étude (maximum 15 semaines) Test de glycémie par prise de goutte de sang, 1 à 2 fois par semaine sur animal vigile, environ 15 secondes et pour le test de tolérance au glucose 6 fois sur 2 h, répété 2 fois dans l’étude Prélèvements de sang, sur animal vigile, environ 15-20 secondes, au maximum 1 fois toutes les 2 semaines. Analyse par imagerie sur animal anesthésié : environ 5-15 minutes par session d’imagerie sur 10 temps en longitudinal, au maximum.
Impact sur les animaux
Perte de poids : significative, en raison de l'hyperglycémie et la déshydratation. Mortalité soudaine possible dans le modèle de diabète induit par injection unique à forte dose d’un agent chimique. Inactivité et réduction de la mobilité : souvent liée à la faiblesse générale et à la fatigue causées par le diabète. Déshydratation : un effet indésirable courant chez les souris diabétiques, en raison de la polyurie (augmentation de la production d'urine) causée par l'hyperglycémie. Réponse de greffe contre l’hôte due à l’hyperactivation des cellules immunitaires et à une production excessive de cytokines inflammatoires dans le cas des modèles humanisés et qui se traduit perte de poids, baisse activité, diarrhées, alopécie.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés pour les prélèvements d’organes nécessaires à l’atteinte des objectifs de l’étude.
Remplacement
L'utilisation des modèles de diabète de type 1 est cruciale pour le développement et l'évaluation de nouvelles thérapies. Ces modèles permettent d'étudier les réponses immunitaires dans un environnement contrôlé, offrant une approche unique pour comprendre les interactions cellulaires et les mécanismes pathologiques spécifiques. Ils surmontent les limitations des systèmes in vitro et in silico, qui ne peuvent reproduire la complexité d'un organisme entier. L'évaluation in silico identifie des cibles pertinentes à valider expérimentalement. Les tests in vitro étudient certaines réponses cellulaires et testent des molécules immunomodulatrices, mais ne simulent pas les interactions dynamiques entre organes. Les modèles animaux, eux, offrent des avantages uniques : - Complexité physiologique : Ils permettent d'étudier les interactions entre le système immunitaire, le pancréas et d'autres organes, impossible à reproduire in vitro ou in silico. - Progression de la maladie : Ces modèles permettent d'observer l'évolution du diabète sur une longue période, crucial pour comprendre la maladie et évaluer l'efficacité des traitements. - Biomarqueurs et diagnostic : Ils facilitent l'identification de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic précoce et le suivi de la progression. - Évaluation de la sécurité : Essentiels pour tester la sécurité des nouvelles thérapies avant les essais cliniques humains. - Étude des complications : Ils permettent d'étudier les complications à long terme, comme les problèmes cardiovasculaires ou rénaux. - Personnalisation des traitements : Ces modèles aident à identifier des sous-groupes de patients répondant différemment aux traitements. Les modèles animaux reproduisent des aspects cruciaux comme la présentation des auto-antigènes dans les organes lymphoïdes et les mécanismes de l'activité cytotoxique des cellules T sur les cellules bêta du pancréas.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est préalablement basé sur les publications scientifiques. Ensuite, sur la base des données expérimentales, un biostatisticien est consulté pour optimiser le nombre d’animaux à utiliser selon le type de mesures effectuées. Seules les molécules ayant montré en amont une activité anti-inflammatoire in vitro sont testées sur les animaux (in vivo). L’utilisation de techniques précises comme la cytométrie en flux, l’analyse de biomarqueurs, l’histologie et l’imagerie permettra d’obtenir des données détaillées à partir de petits échantillons. De plus, le recours aux techniques d’imagerie permet un suivi non invasif et multiparamétrique des animaux pour mesurer la distribution des composés et l’évolution de la réponse inflammatoire, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires. Les modèles décrits dans ce projet sont choisis pour leur pertinence clinique, réduisant ainsi le besoin de tests supplémentaires sur d’autres animaux.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des conditions garantissant l’absence de contaminations. En raison de la polyurie et de la polydipsie caractéristiques du phénotype diabétique de type 1, nous mettrons en place un protocole de soins adapté. Celui-ci comprendra un changement de litière (douce, non-poussiéreuse) plus fréquent, trois fois par semaine et une surveillance accrue de la consommation d'eau. Ces mesures seront instaurées dès l'apparition des premiers signes cliniques du diabète, afin d'assurer le bien-être optimal des animaux et la fiabilité des données expérimentales. Les techniques de manipulation douce, telles que l’utilisation de tunnels et la préhension dans le creux des mains, sont mises en œuvre pour réduire le stress et l’inconfort des animaux. Un apport nutritif sous forme de gel hydrique ou alimentaire pourra être mis en place 1 semaine avant le début de l’étude pour faciliter l’accès des animaux. Les animaux pourront être hébergés dans des cages spéciales permettent de détecter 24h/24 toute anomalie dans l’activité des animaux (hypoactivité ou hyperactivité ou stéréotypies, litière humide due à la polyurie) permettant de mettre en place très rapidement les actions pour la prise en charge vétérinaire. Une grille de score a été mise en place afin de permettre la définition et l’application de points limites, généraux et spécifiques à la procédure, et ainsi intervenir de manière anticipée pour éviter toute douleur ou dommages pour les animaux au-delà de la classe de gravité définie pour la procédure. Le phénotype dommageable de risque accru d’infection lié à l’immunodéficience sera maitrisé par hébergement des souris en rack ventilé et manipulation sous hotte. Pour les souris humanisées pouvant présenter un risque de rejet du greffon contre l’hôte à partir de 40 semaines environ après humanisation, les études seront réalisées entre 8 semaines et 35 semaines après humanisation.
Choix des espèces
LLa souris est le modèle de choix en pharmacologie. Elles partagent une grande partie de leur génome avec les humains, permettant de modéliser les maladies humaines et d'étudier les effets des médicaments. Leur petite taille et leur cycle de reproduction rapide facilitent les études à long terme et les expériences génétiques. Les souris, étant des mammifères, ont des systèmes biologiques comparables à ceux des humains, rendant les résultats plus pertinents. Les souris adultes (à partir de 8 semaines d’âge) sont utilisées dans ce projet pour mimer la pathologie chez les patients adultes car l’immunité varie fortement en fonction de l’âge. De plus le système immunitaire est complètement mature à partir de 6 semaines d’âge chez la souris.
Tests réglementaires de contrôle de la pathogénicité des agents infectieux entrant dans la fabrication de vaccins
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
Cochons d'Inde : 40
Une injection de moins de dix secondes, et pour une partie des animaux la mort attendue comme résultat du test : 7 400 souris et 40 cobayes vont être utilisés dans des procédures allant d'un niveau de souffrance léger à sévère, tous tués. Le porteur décrit une injection de virus rabique dans le cerveau ou le péritoine pouvant tuer les souris, une injection intradermique provoquant chez les souriceaux des nécroses jusqu'à la mort, et une injection de toxine tuant les cobayes. Ces tests ne produisent aucune connaissance, ils vérifient qu'un lot de semence vaccinale est bien inactivé ou bien virulent, comme l'exigent la Pharmacopée européenne et l'OMS, et le porteur situe en 2026 la cible d'un vaccin rabique évaluable sans animaux non-humains. Souris et cobaye sont retenus pour leur sensibilité à l'agent infectieux, et l'effectif découle du prévisionnel de production de vaccins.
Objectifs
Ce projet consiste à évaluer la pathogénicité des agents infectieux (virus/toxine) entrant dans la fabrication de vaccins destinés à l’Homme. Le but est soit : • De s’assurer de la bonne inactivation de l’agent infectieux et ainsi éviter une éventuelle transmission de ce dernier. • De vérifier la virulence biologique d’un lot de semence avant utilisation en production. Les tests de pathogénicité sont des tests de contrôle qualité interne définis par les dossiers d’Autorisation de Mise sur le Marché (AMM) et par les référentiels réglementaires internationaux : • OMS (TRS 941) • Pharmacopée Européenne (monographie n°1356) Ils peuvent également être réalisés : • Pour les évaluations de stabilité des vaccins requises par la réglementation. • Pour documenter les dossiers de validation de procédés, de matériels et/ou de bâtiments afin de vérifier que les changements réalisés n’ont pas d’impact sur la qualité des vaccins produits.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont la mise sur le marché (ou éventuellement l’utilisation en essai clinique) de lots de vaccins conformes aux textes réglementaires cités en 3.3.2.1, et ainsi l’amélioration de la qualité de vie des patients.
Procédures
1 seule injection par voie intracérébrale sous anesthésie gazeuse ou 1 seule injection par voie intrapéritonéale est réalisée sur les souris. 1 injection par voie intradermique est réalisée sur les souriceaux. 1 injection par voie sous cutanée est réalisée sur les cobayes. Ces différents types d’injection durent moins de 10 secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances subies par les animaux de ce projet sont très variables : • Une injection de produit par voie intracérébrale chez la souris pour la procédure gradée modéré, ne provoquant normalement pas d’effet • Une injection de virus rabique par voie intracérébrale ou intrapéritonéale pouvant provoquer la mort des souris (procédure sévère) • Une injection de produit en intradermique chez le souriceau pouvant provoquer des nécroses et pouvant aller jusqu’à leur mort (procédure sévère). Les souriceaux subissent également une injection intrapéritonéale (ou per os) d’euthanasiant. • Une injection de toxine en sous-cutanée chez le cobaye provoquant leur mort (procédure sévère)
Devenir
Les 4 procédures du présent projet ne permettent pas la réutilisation des animaux, qui ont tous subi des injections de composés vaccinaux, potentiellement pathogènes. Ils ne peuvent donc pas être inclus dans un autre test sans risque d’apporter un biais ou un risque sanitaire (virus rabique = classe 3).
Remplacement
Arrêt des vaccins rabiques actuels et remplacement par un vaccin nouvelle génération sans test in vivo : cible 2026.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe est défini par la réglementation. Le prévisionnel du nombre de lots à tester sur les 5 années à venir et la mise en place des stratégies d’arrêt de ces tests nous permettent de déterminer le nombre d’animaux nécessaires pour ce projet. Le dépôt réglementaire international pour la suppression des témoins positifs dans la procédure 3 utilisant des souriceaux est en cours, date cible 2026, ce qui entrainera une forte diminution du nombre de souris gradées sévères. La mise au point d’une méthode de marquage des souriceaux a permis de pouvoir diviser par 2 le nombre de mères utilisées : une mère peut garder avec elle les souriceaux inoculés avec 2 produits différents, vs 1 produit lorsque l’on ne marquait pas les souriceaux. La procédure 4 n’est plus qu’un test de caractérisation, à réaliser en cas de changement de procédés.
Raffinement
Les injections intracérébrales sont faites sous anesthésie à l’isoflurane. Toutes les injections sont faites dans une zone séparée de l’hébergement. Les tests d’inactivation rage (procédure 1) ont comme point limite le cumul de 3 symptômes rabiques qui entrainent l’euthanasie des souris. Le dépôt réglementaire international pour la suppression des témoins positifs dans la procédure 3 utilisant des souriceaux est en cours, date cible 2026, ce qui entrainera une forte diminution du nombre de souris gradées sévères. Des récompenses alimentaires (graines et fruits secs) sont distribuées systématiquement après un acte technique. Cet ajout est également conseillé après tout acte jugé stressant.
Choix des espèces
Les espèces choisies doivent être sensibles à l’agent infectieux dont la pathogénicité est évaluée. Il s’agit de la souris et du cobaye, espèces décrites comme modèles dans les Pharmacopées en vigueur, ainsi que dans les rapports techniques de l’OMS. L’estimation du nombre d’animaux utilisés est basée sur le prévisionnel de production des vaccins, et sur la perspective d’arrêt de ces tests.
Amélioration de l’efficacité des traitements par thérapie cellulaire dans le lymphome B
- Recherche fondamentale
- Oncologie
576 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue en raison de leurs tumeurs et pour des analyses post-mortem. Les interventions prévues comprennent une injection de cellules tumorales qui leur donne un lymphome, une irradiation pratiquée sans anesthésie, que le porteur dit "non douloureuse", des injections de lymphocytes CAR-T, d'un inducteur et d'anticorps, et une prise de sang. Le lymphome peut entraîner fatigue, perte de poids et atteinte des ganglions, et le but affiché est une version modifiée des CAR-T qui assure "une meilleure survie chez l'animal, sans rechute", en vue d'une transposition à l'humain. Le porteur juge "indispensable" le recours à des souris vivantes et conclut : "Il faut pour cela un organisme entier."
Objectifs
Les lymphomes B représentent le 6ème cancer le plus fréquent dans le monde occidental et le 9ème cancer le plus mortel. Il touche environ 15 000 personnes par an en France. Malgré les progrès des traitements conventionnels (chimiothérapie, immunothérapie), une part significative des patients ne répond pas aux traitements ou rechute quelques mois après. La première ligne de traitement repose sur de la chimiothérapie. En cas de non-réponse à ce traitement, la deuxième ligne de traitement repose sur une immunothérapie dite de thérapie cellulaire génique : les cellules CAR-T : des lymphocytes T du patient reprogrammés au laboratoire puis réinjectés. Ce protocole a pour but d’aider le système immunitaire du patient à reconnaître et tuer les cellules tumorales . Ce traitement à été révolutionnaire, mais encore 50% de ces patients ne répondent pas ou rechutent rapidement. Il a été démontré un épuisement rapide de ces cellules CAR-T après l’injection chez le patient, qui peut être expliqué par un microenvironnement tumorale très immunosuppressif notamment causée par un certain compartiment du système immunitaire, les cellules myloides. L’objectif de ce projet est donc d’optimiser l’efficacité des cellules CAR-T afin d’augmenter le taux de succès qui est actuellement de 50%.
Bénéfices attendus
Nous avons réalisé différents protocoles incluant différentes concentrations de cellules CAR-T. Nous avons trouvé la concentration la plus adéquate afin d’avoir un contrôle tumoral maximal. Cependant, certaines souris répondent de manière partielle avec une rechute systématique de la tumeur. Ainsi notre modèle murin actuel reproduit bien ce qui se passe chez l’homme, le traitement par cellules CAR-T est efficace initialement, mais les souris vont présenter une rechute. Ce modèle permet donc d’évaluer des stratégies thérapeutiques afin d’améliorer la réponse au traitement. Le but de ce projet est donc de modifier ces cellules CAR-T et d’étudier cette nouvelle dynamique de contrôle tumorale. Le bénéfice sera de trouver la nouvelle version du CAR-T permettant un contrôle tumoral maximal et ainsi obtenir une meilleure survie chez l’animal, sans rechute, pour transpoistion chez l'Homme.
Procédures
Les interventions réalisées sur les animaux incluront : •Injection unique de cellules tumorales (durée : 1 minute, aneshtésie locale). •Irradiation lymphodéplétive (durée : 5 minutes, vigile sans anesthésie car non douloureuse). •Injection de cellules CAR-T (durée : 2 minutes).sous anesthésie •Injection de d'inducteur (Durée 1 min anesthésie locale). •Injection des Anticorps ( Durée 1 min, anesthésie locale). •Prise de sang unique (durée : 2 minutes, sous anesthésie générale).
Impact sur les animaux
•Les animaux auront un type de cancer appelé lymphome, ce qui peut entraîner fatigue, perte de poids et atteinte ganglionnaire. •La progression tumorale sera surveillée avec des points limites stricts. •L’irradiation corporelle est bien tolérée et ne provoque pas d’augmentation des infections, contrairement aux irradiations myéloablatives. •Le syndrome de libération de cytokines a été jugé modéré dans les études précédentes et sera surveillé attentivement.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en raison de la présence de tumeurs et afin de réaliser des analyses post-mortem.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est indispensable pour : •Étudier l’interaction entre la totalité du microenvironnement tumoral et les cellules CAR T. •Il est également intéressant d’étudier les différentes populations immunitaires (notamment compartiment myéloide) dans la moelle osseuse et leur dynamisme après l’injection des CAR-T •Observer l’impact de la modulation du compartiment myéloïde sur la réponse tumorale. Ces différentes études cruciales ne peuvent pas être réalisées par des modèles in vitro ou ex vivo. Il faut pour cela un organisme entier. A ce jour, il n’existe pas de modèle in vitro ou d’organoïdes associant cellules tumorales, cellules myéloïdes et cellules CAR-T. L’ensemble des publications dans ce domaine repose sur de l’expérimentation animale. Des modèles organoïdes sont effectivement importants à développer, mais ne sont actuellement pas du tout disponibles.
Réduction
Le nombre de souris est limité au minimum possible. Un calcul de puissance a permis de déterminer ce nombre. L’utilisation de logiciels d'aide à la conception et de statistiques nous ont permis d’optimiser ces données. Des mùéthodes statistiques seront également utilisées pour eploiter les résultats.
Raffinement
Toutes les interventions (greffes) des procédures expérimentales sont réalisées sous anesthésie générale pour limiter la douleur et le stress des animaux. Les injections simples seront réalisées après anesthésie locale. Les animaux seront hébergés en groupe dès leur réveil et recevront nourriture et boisson ad libitum. Des points limite stricts ont été définis et seront appliqués. La surveillance des animaux en procédure sera faite par un examen clinique quotidien.
Choix des espèces
- Génétique proche de celle de l’Homme. - Les modèles de tumeur existants sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l’immunité, l’effet des traitements sur la réponse anti-tumorale dans leur globalité. Animaux à maturité sexuelle, entre 7 et 12 semaines.
Effets thérapeutiques d’une nouvelle formulation de la mémantine dans un modele murin de la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Les souris de ce projet sont transgéniques : à partir de leur huitième mois, elles développent dans le cerveau des plaques amyloïdes qui peuvent entraîner des déficits de mémoire et des difficultés d'apprentissage. 120 souris, mâles et femelles, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, toutes tuées à l'issue pour l'analyse de leur cerveau. De trois à douze mois, elles reçoivent des traitements dans leur eau de boisson et passent deux tests de mémoire de dix minutes, trois fois chacun, ainsi qu'un test de navigation et de mémoire spatiale fait de plusieurs sessions de cinq minutes par jour pendant cinq jours, lui aussi répété trois fois. Le résumé ne nomme aucun de ces tests, et le porteur classe en souffrance légère 10 mois de traitement et de tests répétés sur des souris qui développent la pathologie à partir du huitième mois.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative la plus fréquente après 65 ans, et représente un enjeu majeur en santé publique en raison du vieillissement de la population, de son impact sur les patients et leurs proches, ainsi que de son coût économique considérable. Malgré des avancées thérapeutiques, les traitements actuels restent peu efficaces, rendant nécessaire le développement de nouvelles approches plus performantes. Un nouveau traitement a été conçu en associant deux substances aux propriétés complémentaires : l’une, déjà utilisée en clinique, aide à ralentir la progression de la maladie, tandis que l’autre possède des effets protecteurs sur le système nerveux. Leur combinaison a montré un effet renforcé en laboratoire, en particulier sur la mort neuronale, et l’innovation repose sur un dosage optimisé pour en maximiser les bénéfices. Pour confirmer son efficacité, des études précliniques seront menées sur un modèle animal reproduisant les caractéristiques de la maladie, afin d’évaluer son impact sur la protection des cellules nerveuses et les capacités cognitives.
Bénéfices attendus
Cette étude constituera une première validation de l’efficacité pré-clinique de ce nouveau traitement dans un modèle animal de maladie d'Alzheimer. L’étude permettra en outre d’évaluer l’étendue de l’effet observé et la présence d’un effet dose potentiel, ainsi que des effets potentiels à contrecarrer la physiopathologie de la maladie d'Alzheimer. Il s’agira d’une étude preuve de concept, capitale pour envisager le développement clinique de la molécule et aboutir in fine à la mise sur le marché de ce traitement pour l’amélioration du pronostic de la maladie.
Procédures
Tous les animaux seront exposés à deux tests de mémoire d’une durée de 10 minutes par test, trois fois pour chaque test sur toute la durée du projet. Un autre test (navigation et mémoire spatiale) nécessite plusieurs sessions de 5 minutes d’apprentissage par jour, pendant 5 jours. Ce test sera également répété 3 fois. Les traitements pharmacologiques seront administrés dans l'eau de boisson, quand les souris sont agées de 3 à 12 mois, soit pendant 10 mois.
Impact sur les animaux
Les tests comportementaux peuvent engendrer du stress lié à la manipulation des animaux et leur isolement ponctuel durant ces tests. Le traitement ne devrait pas entraîner d'effets secondaires notables, d'après les données existantes. À partir du 8e mois de vie, les souris transgéniques utilisées développent des caractéristiques pathologiques associées à la maladie d'Alzheimer. Cela inclut principalement la formation de plaques amyloïdes dans le cerveau, qui peuvent entraîner des troubles cognitifs et comportementaux. Ces troubles peuvent se manifester par des déficits de mémoire et des difficultés d'apprentissage.
Devenir
Afin d'etudier l'effet du traitement sur les marqueurs histopathologiques de la maladie d'Alzheimer,tous les animaux seront mis a mort a la suite de l'unique procedure du projet.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode in vitro n’est disponible pour répondre à la problématique posée, a savoir l’efficacite d’un traitement sur la cognition qui repose sur l’observation du comportement de l’animal vivant.
Réduction
Les effectifs sont calculés et optimisés de manière à utiliser un minimum d’animaux tout en conservant une grande puissance statistique en tenant compte de la variabilité interindividuelle. Le calcul de la taille d’échantillon indique qu’un total de 60 animaux est nécessaire, soit environ 12 animaux par groupe. Afin d’assurer la représentativité biologique et d’examiner d’éventuelles différences liées au sexe, les expériences seront faites sur une cohorte de souris males, et une cohorte de souris femelles, ainsi l’effectif sera doublé avec un total de 120 animaux soit environ 24 animaux par groupe.
Raffinement
Les conditions d’élevage seront optimales au regard des normes en vigueur avec enrichissement du milieu (papier absorbant, cabanes, et/ou tubes). Les animaux sont hébergés une semaine avant l’initiation des expériences pour l’acclimatation. Des habituations à la pièce d’expérimentation d’au moins une heure sont réalisées avant les tests comportementaux pour diminuer le stress des animaux. Les expérimentateurs sont experts dans la préhension et la contention des souris, et sont soucieux d’éviter tout stress inutile lors de la réalisation des procédures. Un suivi du poids des souris et d’hydratation sera effectué de façon hebdomadaire, et une vigilance sera accrue sur la prise de boisson (pesee des biberons) pour s’assurer que le traitement ne perturbe pas la prise alimentaire et hydrique. Dans le cas peu probable ou la prise de boisson est pertubee par le traitement, un additif sucré sera ajouté à la preparation. Des points limites ont été mis en place et seront appliqués pour éviter toute souffrance inutile des animaux.
Choix des espèces
L'étude utilisera l’un des modèles de souris transgeniques les plus utilisés dans la littérature pour l’évaluation de l’efficacité de traitements pour la maladie d'Alzheimer. Il est bien connue que le phénotype associé, ainsi que les lésions cérébrales typique de celle-ci, se manifestent aux alentours de 8 mois de vie et sont encore davantage prononcés à 12 mois de vie. Les animaux adultes seront testés selon une chronologie bien decrite dans la literature pour ce modele transgénique.
Exploration de la contribution des fibres du toucher social dans la modulation de la douleur post lésionnelle.#2/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumises à une injection destinée à provoquer une douleur, puis à neuf séances de stimulation mécanique de la patte arrière étalées sur quarante jours, 40 souris génétiquement modifiées sont toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Le protocole enchaîne un traitement quotidien pendant cinq jours, deux injections à soixante-douze heures d'intervalle, puis pour certaines quatre injections supplémentaires, avant un transfert vers un second établissement où l'activité électrique de leur moelle épinière est explorée. Le projet porte sur le rôle des fibres du toucher léger et affectif dans la modulation de la douleur chronique, les souris étant modifiées pour que ces fibres puissent être supprimées. Les effets indésirables déclarés se limitent pourtant à un stress de contention et à une douleur "modérée et de courte durée".
Objectifs
L'objectif du projet est d'étudier la le rôle des fibres sensorielles codant le toucher léger et affectif dans la modulation des réponses douloureuses à long terme, en condition de douleur chronique. Ces fibres somatosensorielles sont capables de transmettre des stimulations mécaniques de faible intensité, détectées au niveau de la peau poilue. Typiquement, chez l'homme, ces neurones interviennent dans la détection et transduction du toucher social ou affectif (plaisant). Alors que plusieurs études suggèrent que ces fibres pourraient contribuer à une diminution des douleurs chroniques à long terme, il n'existe pas de démonstration de directe de ce phénomène, dont les mécanismes demeurent totalement inexplorés. Notre projet utilise des souris transgèniques permettant de supprimer ou de manipuler spécifiquement ces fibres et d'enregistrer les propriétés des neurones de la moelle épinière consécutives à ces modifications. Le projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs (EU1 et EU2)
Bénéfices attendus
La prise en charge de la douleur est actuellement un enjeu majeur. En effet, 1/5 de la population mondiale est atteinte de douleurs chroniques, ce qui représente un problème socio-économique important et souligne que les mécanismes moléculaires et cellulaires intervenant dans la mise en place et le maintien des douleurs chroniques restent peu compris. Dans ce projet, nous allons nous intéresser à une classe particulière de neurones somatosensoriels qui semblent avoir des propriétés de modulation de la douleur post-lésionnelle. Par conséquent, nous allons augmenter nos connaissances fondamentales sur les mécanismes cellulaires impliqués dans la mise en place et la durée de l'hypersensibilité sensorielle induite par des lésions tissulaires. De plus, notre projet est conçu de sorte à permettre la découverte de nouvelles pistes thérapeutiques, qui pourraient avoir une application chez les patients humains.
Procédures
Au sein de l’établissement utilisateur 1, l’ensemble des animaux recevront, premièrement un traitement une fois toutes les 24h, pendant 5 jours consécutifs. 1 semaine plus tard, l’ensemble des souris recevront deux injections espacées de 72h. Ensuite, et seulement une partie des souris, recevront, 4 semaines minimum après l’injection, quatre injections espacées de 48h. Les animaux mentionnés dernièrement feront l’objet d’une étude comportementale sur une durée de 40jours pour un total de 9 sessions de stimulations mécaniques de la patte arrière. Chaque session est composé d’un maximum de 7 stimulations mécaniques espacées sur une durée d’une heure. Cette étude a pour but d’évaluer la sensibilité mécanique de l’animal. L’ensemble des animaux de ce projet seront ensuite transférés de établissement utilisateur 1 à l’établissement utilisateur 2 pour l’exploration de l’activité électrique mise en jeu au niveau de la moelle épinière pour une durée pour une durée n'excédant pas 3 semaines.
Impact sur les animaux
Les animaux sont soumis à des injections ou des gavages qui peuvent induire un stress chez l'animal. La réalisation des gavages et injections nécessite la réalisation d'une contention qui peut induire un stress chez l'animal. Certains animaux reçoivent une injection de substance visant à entraîner une douleur. Les animaux sont soumis à des tests comportementaux pouvant entraîner un stress ainsi qu'une douleur modérée et de courte durée.
Devenir
Tous les animaux impliqués dans chaque procédure seront euthanasiés afin de prélever les tissus nécessaires aux besoins de l'analyse.
Remplacement
La thématique principale de notre laboratoire étant de comprendre la physiologie de la douleur, notre projet nécessite l’utilisation d’animaux et ne peut recourir à des stratégies de remplacement par des méthodes in vitro. En effet, la douleur ne peut être dissociée du système physiologique global de l’animal. L’étude comportementale, constituant le point de départ de notre étude, est le résultat d’une intégration complexe de l’information sensorielle de la périphérie vers le cortex somatosensoriel. Ainsi, l’expérimentation animale sur des souris est indispensable à l’étude des phénomènes physiologiques et à la réalisation de notre projet. De plus, l'utilisation de la souris en tant que modèle expérimental nous permet d'étudier le rôle de populations neuronales définies dans la physiologie de la douleur, grâce à la génération de modèles murins génétiquement modifiés.
Réduction
Les procédures décrites sont appliquées depuis plusieurs années au sein de notre équipe et sont maitrisées par les expérimentateurs. Ainsi, la qualité de notre plan expérimental ainsi que l’étude détaillée du nombre d’animaux nécessaires à l’obtention d’un résultat scientifique statistiquement valable nous permettent d’optimiser le nombre d’animaux utilisés. Nous prenons en considération différents critères (variabilité liée au traitement, variabilité liée aux tests comportementaux, nombre minimum de souris pour obtenir suffisamment de matériel analysable...etc.) nous permettant de déterminer au plus juste le nombre d’animaux prévus dans ce projet. Le nombre indiqué tient compte de toutes ces variables.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet seront élevées en groupes sociaux, pour optimiser les conditions d’hébergement et favoriser un comportement normal de l’animal. Les élevages sont effectués au sein de notre établissement agréé et 5 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. De ce fait, l’état sanitaire et environnemental des animaux sont contrôlés tous les jours. De plus, les stratégies d’optimisation suivantes seront mises en place au cours du projet afin de réduire voire de supprimer la souffrance chez l’animal : - Modifications apportées à l'élevage afin d'améliorer le bien-être des animaux : enrichissement des cages. - Planification des procédures expérimentales (disponibilité des locaux d'expérimentation, du matériel, période d'acclimatation des animaux aux pièces d’expérimentation) permettant de diminuer le stress des animaux et favoriser la validité des expériences. - Etablissement des points limites les plus précoces possibles. Enfin, l'euthanasie des animaux est éffectuée après utilisation d'analgésiques et d'anesthésiques.
Choix des espèces
La souris possède des fibres nerveurses sensorielles similaires à celles décrites chez l'homme sous le nom de C-Tactiles. Cette étude sera réalisée sur des souris âgées de 3 (début des procédures) à 18 (fin des procédures) semaines car nous travaillons sur la physiologie d’animaux adultes. La suppression de ces fibres chez l'adulte nécessite néanmoins d'intervenir à différents stades du développement juvénile, députant 3 semaines après la naissance.
Caractérisation des rythmes circadiens et évaluation de candidats médicaments chez la souris dans le cadre de la recherche sur les maladies neurologiques rares
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
2 304 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, la plupart tuées à l'issue et 60 réutilisées dans d'autres procédures ou d'autres projets. Une partie subit une chirurgie intracérébrale de vingt minutes sous anesthésie pour recevoir un candidat médicament, toutes passent par des prélèvements sanguins sur animal vigile et par des modifications du cycle lumière-obscurité, et les lignées génétiquement modifiées développent des troubles de l'équilibre, des tremblements et des dermatites, avec un point limite fixé à 20 % de perte de poids. À court terme, le projet cherche à vérifier que ces modèles murins reproduisent les troubles du sommeil observés chez les patients, l'amélioration de leur qualité de vie étant renvoyée au long terme. Le porteur conclut au caractère "indispensable" du recours à l'animal, les rythmes circadiens ne pouvant selon lui s'étudier qu'à l'échelle d'un "organisme entier".
Objectifs
Les maladies rares neurologiques comme les ataxies spinocérébelleuses sont généralement sévères, chroniques et handicapantes. Elles peuvent se manifester dès la naissance ou apparaitre chez l’adulte et, pour la majorité d’entre elles, aucun traitement curatif n’est actuellement disponible. Chez les mammifères, la majorité des processus biologiques, aussi bien sur le plan macroscopique que moléculaire, évoluent dans le temps en suivant des rythmes quotidiens précis. Le système nerveux intègre un grand nombre d’informations environnementales pour pouvoir mobiliser les ressources suffisantes et reconstituer les réserves aux moments opportuns. Les affections de ces rythmes appelés circadiens se matérialisent régulièrement par des troubles du sommeil et de la fatigue excessive pendant la journée. Ces symptômes sont très fréquents chez les patients atteints de pathologies neurodégénératives c’est pourquoi il est important de les étudier chez les modèles murins utilisés pour le développement de médicaments ciblant ces maladies. Ces modèles permettent de mettre en avant l’action bénéfique des traitements sur la pathologie et ses symptômes. Les symptômes de certaines pathologies sont reproductibles chez la souris à la suite d’altérations génétiques destinées à modifier le fonctionnement du système nerveux central. La souris présente une forte homologie génétique (90% des gènes humains ont un homologue chez la souris), physiologique et comportementale avec l’homme et apporte ainsi une forte valeur translationnelle. Chez la souris hébergée en animalerie, le paramètre environnemental qui a la plus grande influence sur le rythme circadien est la lumière. L’ensemble des autres paramètres (température, pression…) sont régulés et maintenus constants. La souris est une espèce nocturne : la majorité de son activité a lieu pendant la période d’obscurité, la période de lumière étant réservée au repos. Des conditions de basse luminosité ou d’obscurité totale sont favorables à la souris et limitent son anxiété. L’objectif de ce projet est d’identifier des défauts de rythmes circadiens chez des modèles murins de maladies neurologiques et d’évaluer la capacité de composés médicaments à diminuer ces affections. A long terme, l’objectif du projet est de participer à la mise au point de médicaments qui, en agissant sur leur cible, permettent de diminuer le plus grand nombre de symptômes, y compris ceux touchant les rythmes circadiens pour améliorer la qualité de vie des patients.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans le cadre de la stratégie de recherche en neurosciences. Les bénéfices attendus de ce projet sont d’identifier des défauts de rythmes circadiens chez nos animaux modèles de maladies neurodégénératives et d’évaluer la capacité de nos candidats médicaments à restaurer ces modifications. A court terme, les résultats obtenus avec ce projet visent à prouver que les modèles animaux utilisés récapitulent correctement les troubles de rythmes circadiens retrouvés chez les patients. Ce projet permettra aussi de mettre en évidence un impact positif des composés médicaments testés sur la physiopathologie de la maladie chez la souris en plus d’avoir un effet au point de vue moléculaire identifié préalablement. Ces éléments ont pour but de renforcer les preuves d’efficacité des composés étudiés, en plus des données de tolérabilité et engagement de cibles obtenus plus tôt dans le processus de développement. A long terme, l’objectif de ce projet est de participer à la mise au point de médicaments qui, en agissant sur leur cible, permettent de diminuer le plus grand nombre de symptômes possibles, y compris ceux touchant les rythmes circadiens dans le but d’améliorer la qualité de vie des patients.
Procédures
• Administration des médicaments vétérinaires analgésiques par voies sous-cutanée ou intra-péritonéale (contention d’une durée maximale de 30s). Cela concerne 3 produits lors de la phase de chirurgie (5 administrations cumulées en pré et post opératoire) en cas d’administration intracérébrale de candidat médicament. La chirurgie pour l’administration intracérébrale est réalisée sous anesthésie générale gazeuse et couverture analgésique comme décrit ci-dessus (durée maximale de 20 minutes – 1 seule fois au cours de l’expérience seulement en cas d’administration intracérébrale de candidat médicament). • Administration des médicaments vétérinaires analgésiques et anesthésiants en fin de procédure par voies sous-cutanée ou intra-péritonéale (contention d’une durée maximale de 30s). Cela concerne 2 produits lors de l’euthanasie en fin de procédure. • Prélèvement de sang sur animal vigile (1 fois toutes les 3-4 semaines pendant 11 semaines maximum) : o Contention d’une durée maximale de 2min o Piqûre de la veine marginale de la patte d’une durée maximale de quelques secondes o Prélèvement de sang d’une durée maximale de 30 secondes
Impact sur les animaux
Une potentielle source de stress et/ou de douleur peut provenir lors : - Avant et pendant les phases de chirurgie et d’euthanasie. Préalablement à ces étapes, des analgésiques et/ou anesthésiques sont injectés en sous-cutané ou intra-péritonéal (3 administrations pour la phase chirurgicale lors de l’administration intracérébrale de candidat médicament et 2 administrations en fin d’étude pour l’euthanasie). La contention de 30s et l’injection d’environ 10s peuvent également générer un stress léger. La phase d’anesthésie générale gazeuse puis la chirurgie pour l’administration par voie intra cérébrale (1 chirurgie maximale d’une durée d’environ 20 minutes) et le suivi post-opératoire peuvent générer une douleur modérée. - Des prélèvements de sang au niveau de la veine saphène de la patte. La contention d’une durée maximale de 2 min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer un stress léger. 3 prélèvements maximum sur animal vigile, espacés de minimum 3 semaines et répartis sur une durée de 7 semaines. - De la modification du cycle lumière/obscurité pendant l’hébergement (stress léger). Une potentielle source de nuisance peut survenir lors : - D’une perte de poids limitée à 20% du poids de l’animal (nuisance modérée). - De signes cliniques liés à l’expression du phénotype dommageable : les souris génétiquement modifiées miment les pathologies humaines et sont susceptibles de développer ainsi des signes cliniques évolutifs tels que des troubles moteurs (incoordination motrice, nuisance légère), des dermatites… (nuisance modérée).
Devenir
Procédure 1 et 2 : maximum 10 animaux par groupe expérimental seront euthanasiés pour réaliser des prélèvements de fluides et/ou de tissus qui permettront de réaliser des analyses biochimiques. Minimum 6 animaux par groupes seront réutilisés : si la fenêtre d’expression du phénotype est toujours compatible et si les génotypes/sexes étudiés n’ont pas encore été mis en œuvre dans la procédure suivante, les animaux de la procédure 1 peuvent être utilisés pour la procédure 2 et inversement. Si la fenêtre d’expression du phénotype n’est plus compatible avec les procédures de ce projet ou si les génotypes/sexes étudiés ont déjà été mis en œuvre dans la procédure 1 et 2 de ce projet, les animaux seront réutilisés dans d’autres projets. Procédure 3 : toutes les souris sont euthanasiées en fin d’étude afin de réaliser des prélèvements de fluides et/ou de tissus qui permettront de réaliser des analyses biochimiques.
Remplacement
La recherche de nouveaux médicaments dans le domaine des maladies neurologiques rares repose sur une première étape d’identification de molécules efficaces sur leur cible au moyen de tests in vitro (cultures de neurones primaires, cellules souches pluripotentes induites) et in silico. Toutefois l’efficacité thérapeutique d’une molécule ne peut être démontrée qu’après administration chez l’animal mimant les troubles de la pathologie humaine. Il est donc nécessaire de valider les modèles physiopathologiques avant que les molécules les plus abouties dans leur développement ne soient administrées in vivo pour évaluer leur capacité à réduire les symptômes préalablement identifiés. Plus spécifiquement pour ce projet, seul l’animal (sain ou génétiquement modifié) possède des caractéristiques comportementales et neurophysiologiques permettant d’étudier des phénomènes comportementaux intégrés à l’échelle d’un organisme entier comme les rythmes circadiens. L’identification de modèles physiopathologiques qui récapitulent précisément les symptômes retrouvés chez les patients est critique afin de tester l’efficacité des nouvelles thérapies sur ces mêmes altérations. Le recours à l’animal est indispensable étant donné qu’une majorité des aspects physiopathologiques, en particulier des affections des rythmes d’activité, d’une maladie ne peuvent être récapitulés in silico ou in vitro.
Réduction
Les phases de caractérisation et de validation des modèles permettent d’appréhender le nombre d’animaux qui sera nécessaire pour les études d’efficacité de traitements pharmacologiques. Un accompagnement par le service des Biostatistiques sera assuré dans le but d’affiner le design expérimental. Le portoir de télémétrie connecté enregistre les données à l’échelle de la cage, sans discriminer le nombre et les animaux dans la cage. Cette spécificité limite donc la puissance statistique, l’unité de mesure (répliquât biologique) étant la cage et non pas l’animal. Il a ainsi été préféré un hébergement en binôme, soit le minimum permettant de ne pas faire d’hébergement individuel stressant pour l’animal mais permettant néanmoins de réduire le nombre d’animaux utilisés. L’historique interne d’analyse des mesures d’activité générées par le portoir connecté suggère que des effectifs de 8 cages par groupe représente le minimum nécessaire pour observer des tendances ou des différences significatives sur les paramètres étudiés. La méthode de prélèvement de sang répété de faible volume, peu invasive et rapide, permet de prélever des échantillons de sang plusieurs fois sur un même individu, contribuant ainsi à la réduction du nombre d’animaux utilisés dans le projet tout en respectant le bien-être les limites de volémies. Les études seront mises en place dans un premier temps et en priorité sur les lignées transgéniques et génotypes pour lesquels les informations historiques ou de la littérature existante suggèrent qu’ils peuvent mimer les symptômes des patients et donc nous apporter les réponses nécessaires aux questions scientifiques. Les animaux employés dans l’une des deux premières procédures seront réutilisés, après s’être assuré que les animaux sont correctement resynchronisés à un cycle lumière/obscurité classique, dans l’autre procédure (1 ou 2) seulement et seulement si la fenêtre d’expression du phénotype est toujours exploitable, si aucun prélèvement terminal n’est nécessaire et les souches/génotypes/sexes n’ont pas déjà été étudiés dans l’autre procédure. Si la fenêtre d’expression du phénotype n’est pas compatible avec une réutilisation dans une procédure de ce projet, les animaux seront réutilisés dans un autre projet. En cas de prélèvements effectués à la fin des études, un maximum de tissus et de fluides seront collectés sur un même animal après son euthanasie permettant la réalisation de nombreuses et différentes analyses biochimiques et/histologiques.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupe de 2 dès l’arrivage et pendant toute la durée de l’étude, sauf si les caractéristiques et l’historique liés à la souche ne le permettent pas (agressivité), en accord avec les recommandations de la Structure de Bien-Être Animal (SBEA). Dans le cas d’un hébergement individuel suite à de l’agressivité, une mesure compensatoire est prévue par l’ajout d’un élément de nidification. Les recommandations en termes de limite d’âge ou de conditions de maintien émises par la SBEA seront appliquées aux souris génétiquement modifiées qui peuvent développer des signes pathologiques avec le temps. L’activité des animaux sera enregistrée en continu et de manière non-invasive grâce à l’hébergement des animaux dans des cages d’hébergement classiques insérées dans un portoir de télémétrie connecté. Les composés ne passant pas la barrière hématoencéphalique seront administrés chirurgicalement par voie intra cérébrale sous anesthésie générale gazeuse et avec analgésie pré, péri et post-opératoire favorisant une meilleure récupération de l’animal. Toute la phase chirurgicale, d’une durée d’environ 20 minutes (de l’induction de l’anesthésie au réveil de l’animal), se fera sur couverture chauffante puis pour le réveil dans des enceintes chauffées réduisant ainsi significativement le risque d’hypothermie. Tous les animaux font l’objet d’un suivi quotidien. Le suivi est accru pendant la période post-chirurgie, avec l’utilisation d’une grille d’évaluation 1 heure après la chirurgie, des pesées quotidiennes pendant les 7 jours qui suivent l’opération et l’application de points limites éthiques adaptés à cette intervention le cas échéant. Ce projet bénéficie d’une expérience interne robuste et de données déjà existantes sur (i) l’utilisation des souris transgéniques ciblés dans ce projet, (ii) l’administration par voie intra cérébrale et (iii) l’analyse de l’activité des souris grâce au portoir connecté. Ces connaissances permettent de définir des mesures de raffinement cohérentes comme l’utilisation d’une grille de scoring post-chirurgie ou des soins appropriés en cas d’expression du phénotype dommageable. Lors de la mise à mort et si nécessaire la perfusion intra-cardiaque est réalisée après observation de l’arrêt respiratoire suite à l’injection létale de pentobarbital pour limiter la souffrance liée à ce geste.
Choix des espèces
- La souris présente une forte homologie génétique et physiologique avec l’homme et ainsi une forte valeur translationnelle. En particulier, sur le plan comportemental, de nombreux modèles génétiquement modifiés ont été développés chez la souris, en miroir des fonctions cognitives, sensori-motrices et des états émotionnels de l’Homme en conditions physiologiques ou pathologiques. - Les procédures d’évaluation décrites dans ce projet s’appuient sur une littérature scientifique et une expertise interne robustes. - La souris est génétiquement modifiable et ce avec des techniques de plus en plus performantes, offrant une large palette de modèles pertinents pour l’identification de nouveaux biomarqueurs et cibles dans les maladies neurologiques rares. En accord avec les symptômes observés chez les patients des pathologies étudiées, les phénotypes présentés par certains animaux incluent des troubles de la démarche et de l’équilibre, une légère hypoactivité, de légers tremblements. Les souris seront utilisées du stade « jeune adulte sevré » au stade « animal âgé ». L’âge maximal des animaux pendant les procédures est de 12 mois. L’âge n’est pas une variable étudiée dans ce projet : aucune procédure ne vise à déterminer les différences d’affection des rythmes circadiens en fonction de l’âge des souris. Pour les lignées à phénotype dommageable les animaux adultes seront utilisés au plus tôt dans leur période symptomatique. La fenêtre d’expression du phénotype chez chaque souche est déterminée grâce à l’historique d’utilisation en interne et aux données de la littérature. Les animaux seront utilisés à un âge compris entre 2 et 12 mois de manière à couvrir l’ensemble des fenêtres d’expression phénotypique pour toutes les souches citées dans ce projet. L’âge d’utilisation dépend aussi des éventuelles recommandations en termes de limite d’âge qui pourront être émises par la Structure du Bien Être Animal.
Travaux Pratiques-Formation relative à l’expérimentation animale destinée aux personnels concepteurs et réalisateurs de procédures
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Rats : 150
Cinq voies d'administration et trois sites de prélèvement sanguin, dont le sinus rétro-orbitaire, pratiqués sur chaque animal maintenu quarante-cinq minutes sous narcose : 450 souris et 150 rats vont être utilisés dans cette formation, une partie tuée sans reprise de conscience, l'autre dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. La séance se termine par une ponction intracardiaque, la mise à mort étant réalisée par les apprenants eux-mêmes sous supervision. D'autres souris, vigiles et à jeun depuis douze heures, subissent une incision de l'extrémité de la queue pour six gouttes de sang prélevées sur quatre-vingt-dix minutes après injection de glucose ou d'insuline. Ces séances ne produisent aucune connaissance, le porteur décrit une offre de formation dispensée deux fois par an, dont l'effectif n'a fait l'objet d'aucun calcul statistique.
Objectifs
L'objectif du projet vise à former les futurs chercheurs et techniciens qui seront amenés dans leur métier à utiliser des animaux vivants dans des procédures expérimentales. Il est attendu que la maîtrise des aptitudes pratiques se développe de façon progressive au cours de trois (3) séances de travaux pratiques sous supervision sans accroître les risques pesant sur le bien-être animal. Les mises en situation pratique des apprenants permettront de compléter les connaissances acquises dans les cours théoriques avec acquisition de gestes qui correspondront aux procédures expérimentales légères et/ou sans réveil pour lesquelles les stagiaires pourront acquérir une base d’expérience pratique du fait d’un encadrement renforcé (ratio apprenants/enseignants de 5 à 6 maximum).
Bénéfices attendus
Les bénéfices de cette formation modulaire axé sur des acquis d’apprentissage permettront aux apprenants de maîtriser la contention manuelle chez les rongeurs tout en exécutant les procédures courantes faiblement invasives comme les administrations et les prélèvements (voie d’administration, volumes, fréquences) dans le respect du cadre juridique et réglementaire de l’expérimentation sur les animaux vivants (selon la Directive 2010/63/UE). Il est aussi attendu que les apprenants puissent décrire la biologie minimale de base chez le groupe d’espèces rongeurs et lagomorphes (anatomie comparée, physiologie), définir la sédation, l’analgésie, l’anesthésie (avec évaluation des niveaux d’anesthésie, décrire les effets indésirables) et les urgences anesthésiques. La formation permettra d'intégrer les questions d’éthique et de bien-être soulevées par l’utilisation des animaux vivants dans les procédures expérimentales (application des 3Rs, classification et degré de gravité) tout en décrivant des exemples de méthodes et de stratégies de recherches alternatives.
Procédures
Le projet utilisera en majorité des animaux maintenus sous anesthésie générale pour atténuer les effets indésirables et supprimer les sensations douloureuses lors des contentions et des manipulations. Les animaux seront donc soumis à des confinements en chambre d’induction et à des injections intrapéritonéales pour le maintien des anesthésies générales. La pratique additionnelle de 5 voies d’administration (po, sc, id, im, iv), et de 3 sites de prélèvement sanguin (veine de la queue, veine saphène, sinus-rétro-orbitaire) chez les animaux maintenus sous narcose pendant 45 minutes précèdera le prélèvement sanguin terminal par ponction intra-cardiaque après un renfort de l’analgésie effectif de 30 minutes. Enfin les prélèvements répétés chez la souris vigile à jeun de 12 heures se feront par une incision superficielle unique de l'extrémité de la queue insensibilisée par l’application locale de lidocaïne et permettront de collecter un total de 6 gouttes de sang sur une période de 90 minutes après injection ip de glucose ou d'insuline. Les interventions/manipulations sur les animaux n'occasionneront que des contraintes légères et de courte durée limitant les douleurs ou dommages engendrés.
Impact sur les animaux
Le projet utilisera en majorité des animaux maintenus sous anesthésie générale pour atténuer les effets indésirables et supprimer les sensations douloureuses lors des contentions et des manipulations. Les principales nuisances seront un confinement en chambre d’induction pour les (pré)anesthésies gazeuses (isoflurane 4%, station TEM SEGA), puis des administrations/prélèvements sous narcose après injection intra-péritonéale (ip) d’un mélange de kétamine 100mg/kg et de xylasine 10mg/kg chez le rat (aiguille 23G) et la souris (aiguille 27G). Le maintien de la narcose et de l’analgésie limitera les interventions aux contraintes légères et de courte durée avec une pratique additionnelle de 5 voies d’administration de solution saline (po, sc, id, im, iv), et de 3 sites de prélèvement sanguin (veine de la queue, veine saphène, sinus-rétro-orbitaire) avec aiguilles 27G et seringues de 1ml. L’anesthésie sous surveillance (maximum 45 minutes) sera suivie d’une injection sous-cutanée de buprénorphine (0,05mg/kg) et de lidocaïne (7mg/kg) pour renforcer l’analgésie chez les animaux 30 minutes (délai d'action) avant prélèvements terminaux par ponction intra-cardiaque. Enfin chez la souris vigile à jeun, une incision superficielle unique de l'extrémité de la queue insensibilisée par l’application locale de lidocaïne permettra de gérer les prélèvements répétés avec prise de 6 gouttes de sang sur une période de 90 minutes après injection ip de glucose ou d'insuline.
Devenir
Les animaux utilisés dans chacune des procédures seront mis à mort par les apprenants sous supervision selon les recommandations de l’annexe IV de l’arrêté du 1er février 2013 pour le groupe d'expèces rongeurs. Une aide technique adéquate permettra aux apprenants de procéder à une mise à mort de manière compétente et sans cruauté sur les espèces d’animaux de laboratoire concernées (rat, souris), puis d’inculquer les principes pour maîtriser le traitement ou l’élimination des cadavres après confirmation du décès par une méthose supplémentaire (arrêt respiratoire, rigidité cadavérique).
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants dans ce projet est jusitifée par la nécessité de mettre en situation pratique les apprenants pour l'acquisition de gestes réalisés dans le cadre de procédures courantes et peu invasives (sans et avec anesthésie). Afin de respecter la régle des 3R, une approche progressive prévoyant des méthodes de remplacement avec des maquettes et des démonstrations vidéo permettra de garantir qu’aucune douleur, souffrance ou angoisse ainsi qu’aucun dommage durable ne soient infligés aux animaux lors du passage à l’utilisation d’animaux vivants après développement d’aptitudes manuelles.
Réduction
Le nombre d'animaux a été réduit au minimum tout en répondant aux critères de qualité de la formation et à ses objectifs qui sont axés sur les acquis d’apprentissage afin de garantir que les procédures réalisées par les apprenants atteignent un niveau de qualité suffisant. Cette formation proposée deux (2) fois par an s’appuiera sur un nombre limité de séances de travaux pratiques en favorisant le travail par binôme de façon à réduire l'utilisation des animaux à son nombre minimum sans nécessité de recourrir à une approche statistique pour calculer leur nombre au plus juste. La réutilsation et le partage des tissus permettront également de répondre à la régle des 3Rs en réduisant le nombre d'animaux.
Raffinement
En plus d'un encadrement renforcé, l'utilisation d'agents anesthésiants locaux et généraux (isoflurane, kétamine, lidocaïne) et d'analgésiques (xylasine, buprénorphine) fera partie des mesures pour réduire au minimum les inconforts et les nuisances causées aux animaux. Cette stratégie de raffinement s’appuiera aussi sur la protection des yeux (onguent ophtalmique) et l’utilisation de tapis chauffants pendant la durée de l’anesthésie générale. En complément, les réactions inattendues aux procédures, puis l’évaluation régulière des signes vitaux (respiration, coloration muqueuses, hypothermie) pendant l’anesthésie seront choisies comme points limites précoces compatibles avec les objectifs scientifiques du projet relatifs à l’anatomie comparée des rongeurs (rats, souris). Les signes cliniques de malaise (déshydratation, tremblement, convulsion) qui pourraient apparaitre lors d’un diabète sucré chez le rongeur serviront quant à eux de points limites chez les animaux modèles de diabète alloxanique pour le personnel zootechnicien (et d'astreinte) et les participants au projet de formation.
Choix des espèces
L’utilisation de rongeurs (rats/souris) dans le cadre de cette formation pratique permet aux apprenants de développer leurs aptitudes manuelles afin de concevoir et de réaliser des procédures expérimentales chez ce groupe d’espèces dans le cadre de leur(s) fonction(s). Ce groupe d’espèces comprend les modèles animaux les plus employés en recherche biomédicale et leur utilisation en expérimentation permet d’étudier la biologie et les comportements normatifs, puis les processus pathologiques spontanés ou induits ayant un ou plusieurs aspects communs avec l'homme. Les animaux utilisés (souris femelles, rats mâles) seront de jeunes adultes à maturité sexuelle qui autoriseront une étude de la physiologie des systèmes ainsi que l'analyse de paramètres biologiques (volume sanguin, hématocrite) et biochimiques (glycémie).
Evaluation de l’innocuité et de l’immunogénicité d’antigènes associés ou non à des adjuvants en vue de l’identification de nouveaux candidats vaccins
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles immunitaires
Rats : 1000
Cochons d'Inde : 1000
Hamsters dorés : 1000
Lapins : 1000
Cochons : 100
Des souris transgéniques, des animaux âgés choisis pour leur immunité déclinante et des nouveau-nés au système immunitaire immature figurent parmi les 29 100 animaux non-humains de ce projet. 25 000 souris, 1 000 rats, 1 000 cobayes, 1 000 hamsters dorés, 1 000 lapins et 100 porcs vont être utilisés dans des procédures que le porteur classe en souffrance légère. Chaque animal reçoit d'une à six immunisations espacées de une à huit semaines, avec les prélèvements sanguins associés, pour mesurer la réponse immunitaire à des candidats vaccins destinés à l'être humain. Le porteur annonce 200 lapins adoptés, 150 lapins et porcs réutilisés et 100 rendus à l'élevage, soit 450 individus sur 29 100, les autres étant tués dès que les prélèvements de sang deviennent importants ou que des organes doivent être prélevés.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’évaluer, l’immunogénicité et l’innocuité de candidats vaccins développés en traitements préventifs ou thérapeutiques de maladies infectieuses humaines. Ces candidats incluent des protéines recombinantes, des bactéries ou virus vivants atténués ou inactivés, des acides nucléiques (ARN ou ADN), des vaccins sous-unitaires de type polysaccharides, etc…. Les études d'immunogénicité permettent d'évaluer le bénéfice de nos candidats préventifs ou thérapeutiques, d'identifier les composants nécessaires à leur formulation, d'évaluer les nouvelles voies d'administration ou les nouvelles formes pharmaceutiques qui permettent d'améliorer leur performance et leur innocuité. Ces études permettent également de comprendre le mécanisme d'action des candidats vaccins. L’objectif est d’analyser la réponse immune primaire, de rappel ou mémoire, ainsi que certains paramètres d’innocuité (réactogénicité locale et systémique, suivi du poids et éventuellement de la température corporelle, …). Des études de dosage du candidat vaccin d’intérêt peuvent être aussi nécessaires (contexte thérapeutique ou de biodistribution).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont la mise sur le marché ou éventuellement l’utilisation en essai clinique, de nouveaux vaccins qui répondent aux besoins cliniques des patients. Ce projet permettra également d’évaluer les nouvelles voies d’administration ou les nouvelles formes pharmaceutiques qui permettent d’améliorer la performance du vaccin. Enfin, ce projet permet de comprendre les mécanismes d’action, la caractérisation de l’innocuité et de la réponse immunitaire des candidats. La découverte de nouveaux candidats vaccins permettra de lutter contre des maladies pour lesquelles il n'existe pas de thérapies ou de prophylaxies suffisamment efficaces et de sauver des vies humaines dans le monde.
Procédures
Les études d’immunogénicité et d’innocuité consistent à administrer des vaccins constitués d’antigènes, mRNA ou DNA,ou germes entiers dont la dose peut être unique ou multiple sous différentes voies d’immunisation en vue de générer des réponses immunitaires spécifiques contre un pathogène défini. Les études d’immunogénicité et d’innocuité consistent à administrer des vaccins constitués d’antigènes, mRNA ou DNA,ou germes entiers dont la dose peut être unique ou multiple sous différentes voies d’immunisation en vue de générer des réponses immunitaires spécifiques contre un pathogène défini. Le nombre d'immunisations/ injections est compris entre 1 et 6 avec un intervalle entre chaque immunisation de 1 à 8 semaines. L’ensemble des voies d’administration peut être réalisé sur animal vigile ou anesthésié. En fonction des voies, des anesthésiques sont utilisés. Ces différents types d’injection durent moins d’une minute, tout comme les différents prélèvements envisagés
Impact sur les animaux
Le degré de gravité des procédures utilisées est évalué en léger. L’administration des candidats vaccins génère des signes cliniques légers. Une réactogénicité systémique comme une élévation de la température corporelle pourraient être observés. Ces signes sont transitoires et disparaissent quelques jours après l’immunisation. La contrainte représentée par les prélèvements est également évaluée en degré léger. Les nuisances associées aux prélèvements sont un inconfort local, il peut y avoir un petit hématome (prélèvement sanguin) en conséquence la contrainte représentée par les prélèvements est également évaluée en degré léger.
Devenir
Les animaux pour lesquels des volumes sanguins prélevés nécessaires permettant le maintien en survie pourront être adoptés ou replacés. Dans le cadre de volumes sanguins plus importants et des prélèvements d’organes, les animaux seront euthanasiés. Le placement des animaux n’ayant pas fait l’objet ni d’un prélèvement terminal ni d’une injection par un germe entier sera possible et analysé au cas par cas sous réserve que : – l’état de santé de l’animal, certifié par un vétérinaire, le permette ; – il n’existe aucun danger pour la santé publique, la santé animale et l’environnement – des mesures appropriées aient été prises pour préserver son bien-être.
Remplacement
L’immunogénicité induite par un candidat vaccin nécessite un enchainement d’étapes et implique de multiples organes et tissus. Cette succession d’évènements est difficile à reproduire in vitro. Dans le cadre du développement de candidats vaccins, la réponse immunitaire ainsi que la protection induite doivent être évaluées sur un organisme entier. A ce jour, il n'existe pas de méthodes alternatives in vitro pour reproduire la complexité des réponses immunes et évaluer les capacités d’un vaccin à induire une réponse immunitaire. Les essais in vitro apportent des données complémentaires, mais ne peuvent substituer les essais in vivo. Le recours à l'animal de laboratoire s'avère donc indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est revu par nos équipes de biostatisticiens et correspond au nombre minimal d’animaux permettant d’avoir des résultats scientifiquement fiables et reproductibles. Lorsque le design du test le rend possible, un prélèvement sanguin des animaux avant la première immunisation est réalisé pour éviter l’ajout d'un groupe contrôle non immunisé.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe dans des locaux appropriés et au sol (lapins), dans des modules (lapins, cobayes) ou dans des cages (lapins, souris, hamsters, cobayes) contenant des enrichissements conformément aux standards réglementaires. Pour chaque étude, une période d’acclimatation est prévue et permet de diminuer le stress des animaux avant les manipulations. L’ensemble des contentions et des gestes techniques sont réalisés par du personnel qualifié. Des points limites sont mis en place et seront appliqués. Ainsi, un suivi clinique quotidien 7/7 jours est réalisé tout au long de l’étude, avec surveillance du poids. La voie, la fréquence et le volume des prélèvements sont conformes aux pratiques en vigueur. En fonction des voies, des anesthésiques sont utilisés. En fonction des procédures réalisées et des traitements administrés, les animaux peuvent être proposés à l’adoption.
Choix des espèces
Le modèle animal utilisé est sélectionné en fonction des antigènes évalués, de la réponse immune analysée et des données de la littérature ou des connaissances scientifiques. Plusieurs critères entrent en ligne de compte pour le choix de l’espèce, voire de la souche : - développant une maladie et/ou une réponse immunitaire similaire à l’homme - type d’antigènes : protéines, polysaccharides, pathogènes (vivants, atténués, non réplicatifs ou inactivés), acides nucléiques, anticorps en présence d’adjuvant ou non. D’autres aspects techniques sont aussi à prendre en compte : âge et taille des animaux (voie ou volume administrés, volume de prélèvement…), disponibilité des outils immunologiques adaptés à l’espèce (cytokines, marqueurs cellulaires…). Les souris transgéniques constituent une opportunité unique pour étudier les mécanismes d’actions et les voies associées à la réponse immunitaire et à la protection. Elles seront à phénotype non dommageable et ne nécessiteront pas de génotypage. Pour des projets Recherches & Développement (R&D) particuliers, des animaux âgés seront utilisés pour étudier les phénomènes d’immunosénescence et l’évaluation de candidats vaccins pour les personnes âgées. De même, pour l’évaluation de candidats vaccins pédiatriques des modèles d’animaux juvéniles avec des systèmes immunitaires non matures, (souriceaux, raton ; etc…) seront utilisés.