Souris
Etude de la représentation neuronale et l’effet comportemental de la stimulation cardiaque
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumises à une chirurgie de deux à quatre heures, dont une ouverture du thorax avec implant au cœur pour une partie d'entre elles, 618 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères, toutes tuées pour vérifier au microscope la position des électrodes implantées dans leur cerveau. Chaque animal passe ensuite jusqu'à sept séances d'enregistrement de trois heures en contention, et certains reçoivent jusqu'à sept administrations d'agents anxiogènes ou panicogènes utilisés en psychiatrie. L'objet déclaré est de manipuler le rythme cardiaque pour mesurer comment le cerveau se représente l'information venue du cœur, et son effet sur la prise de risque et l'apprentissage. Le porteur reconnaît un risque d'abîmer le cœur ou les poumons pendant la chirurgie et des douleurs post-opératoires plus sévères après ouverture du thorax, tout en rangeant les tests comportementaux parmi les simples "gênes".
Objectifs
La perception que nous avons de notre rythme cardiaque peut réguler nos états émotionnels. En conséquence, une dérégulation de cette perception peut prédisposer à des maladies psychiatriques (anxiété, panique). Cependant, le rythme cardiaque est lié à d’autres variables, comme l’activité physique, rendant difficile son analyse spécifique et limitant nos connaissances sur les mécanismes neuronaux de la perception cardiaque. Ce projet, réalisé chez la souris, a 4 objectifs (1) Développement de deux méthodes de manipulation du rythme cardiaque pour pouvoir étudier spécifiquement la perception du coeur. Nous choisirons la méthode permettant le contrôle le plus fin et minimisant les effets sur la physiologie et le comportement. (2) Mesurer comment le cerveau représente l’information cardiaque. Pendant les stimulations cardiaques, nous enregistrerons chez la souris de grandes populations de neurones. Ces mesures permettront de relier l’activité neuronale aux stimulations cardiaques. (3) Evaluer le rôle du cortex dans l’utilisation de l’information cardiaque. Nous effectuerons 3 tâches permettant de mesurer différents aspects de l’impact du cœur : la perception cardiaque, l’effet du cœur sur la prise de risque et sur l’apprentissage respectivement. (4) Evaluer l’impact de molécules utilises en psychiatrie dans l’utilisation de l’information cardiaque. Dans les trois même tâches que (3), nous évaluerons si 4 agents pharmacologiques impliqués dans l’anxiété ou la panique modifient l’impact du rythme cardiaque sur le comportement de l’animal. Ces objectifs contribueront, à plus long terme, à une meilleure compréhension des mesures de perception cardiaques effectuées chez l’humain et à l’impact de cette perception sur certaines maladies psychiatriques.
Bénéfices attendus
La perception que nous avons de l’état de notre corps, et en particulier les battements de notre cœur, repose sur un sens, appelé intéroception. Ce sens nous permet de répondre aux besoins de notre corps (repos, alimentation, régulation cardio-vasculaire…) mais participe aussi à nos prises de décision et à nos états émotionnels. Ainsi, certaines maladies psychiatriques affectives comme l’anxiété ou les crises de panique sont associées à des déficits de perception cardiaque comme l’hypersensibilité ou bien l’insensibilité à ces battements. Cependant les bases neuronales qui nous donnent accès à l’intéroception sont mal connues. Le bénéfice principal de ce projet est d’établir un modèle animal de la perception intéroceptive cardiaque ce qui permettra d’adresser trois questions importantes sans réponse à l’heure actuelle : - Quelle est la précision de la perception intéroceptive cardiaque en comparaison avec les autres sens (audition) ? - Comment le cœur influence-t-il le comportement émotionnel et il y a-t-il un lien avec les maladies psychiatriques? - Quelles zones cérébrales sont fonctionnellement impliquées dans la perception cardiaque ? Certaines maladies psychiatriques et somatique semblent liées à une intéroception de précision réduite (autisme, trouble du déficit de l’attention) ou hypersensible (anxiété, syndrome de l’intestin irritable). Avoir un modèle animal de cette perception permettra donc d’une part d’identifier les bases neuronales pour mieux comprendre et contrôler la variabilité chez l’humain et de tester des hypothèses mécanistiques sur ce qui mène à ces dérégulations.
Procédures
Tous les animaux sont soumis à une chirurgie. Les chirurgies durent entre 2 et 4h maximum. Les animaux sont également soumis à des sessions d’enregistrement chez l’animal éveillé allant jusqu’à 3h pendant un maximum de 7 jours avec maximum une session par jour, chaque session étant espacée d’au moins 12h. Pendant ces sessions, les animaux sont maintenus en contention mais peuvent exprimer divers comportements (course sur une roue, sommeil, toilettage). Un sous-ensemble d’animaux feront également des tâches comportementales d’une à trois heures sur une durée pouvant aller jusqu’à plusieurs mois selon la vitesse à laquelle les animaux acquièrent la tâche. Il y a au maximum une session par jour, chaque session étant espacée d’au moins 12h. Pendant les sessions d’enregistrement, certains animaux reçoivent l’administration d’un agent pharmacologique utilisé en psychiatrie (anxiogène, anxiolytique, panicolytique ou panicogène). Nous effectuons au plus une administration par jour chaque session étant espacée d’au moins 12h. Il y aura au maximum 7 administrations par animal.
Impact sur les animaux
Suite à la chirurgie, les animaux peuvent présenter une activité réduite et ressentir une douleur légère à modérée au niveau de la zone opérée. Pour les animaux qui subissent la chirurgie avec implant cardiaque, il y a un risque pendant la chirurgie d’abîmer le cœur ou bien les poumons engendrant des insuffisances cardio-respiratoires. La thoracotomie peut induire des douleurs plus sévères en post-chirurgie. Le protocole de contention peut engendrer l’inconfort chez l’animal. Un sous ensemble d’animaux recevra l’administration d’agents pharmacologiques qui pourraient augmenter soit l’anxiété soit la sensation de panique. Pendant le projet, nous allons modifier le rythme cardiaque ce qui pourrait imposer une physiologie inhabituelle pour l’animal et donc un stress et réaliser des tests comportementaux qui peuvent induire une gêne aux animaux.
Devenir
La mise à mort est nécessaire pour pouvoir effectuer l’analyse histologique sur le cerveau afin de vérifier la position des électrodes implantées.
Remplacement
Ce projet vise à comprendre comment le cerveau réagit à l’état du corps et donc nécessite une interaction intacte entre les deux, il est donc impossible d’utiliser des neurones en culture ou tout autre modèle in vitro ou in silico. De plus, afin de relier l’activité cardiaque à l’état émotionnel et la prise de décision, il est essentiel d’effectuer notre étude chez un animal éveillé qui montre une grande diversité d’états et effectue des tâches de décision.
Réduction
Utilisation de méthodes à haut rendement : Les souris sont particulièrement adaptées à l’étude grâce aux outils performants d’enregistrement de l’activité éléctrique du cerveau et de leurs variables corporelles qui existent. Ces outils permettent d’obtenir très efficacement de grandes populations de neurones et donc de réduire à la fois le nombre d’animaux et le nombre de sessions d’expérience nécessaires pour échantillonner les différentes régions d’intérêt. Utilisation de statistiques adaptées : Dans cette étude, beaucoup de statistiques sont basées sur le nombre de neurones enregistrés et non le nombre d’animaux ce qui permet d’acquérir une grande puissance statistique car les neurones sont enregistrés par centaines. Pour les tests qui nécessitent de comparer des groupes d’animaux, nous calculons la taille des cohortes basé sur ce qui est attendu d’après la littérature pour ne pas utiliser plus d’animaux que nécessaires. Dès que possible, les expériences sont conçues pour effectuer des tests appariés (chaque animal est son propre contrôle) ce qui diminue la variabilité dans nos groupes et diminue donc le nombre d’animaux. Nous utilisons de méthodes accélérant l’apprentissage des tâches que nous avons montré efficace et qui permettent de réduire le nombre d’animaux nécessaire pour obtenir des mesures comportementales.
Raffinement
Chirurgie : Nos procédures sont optimisées pour diminuer la souffrance et le risque anesthésique. Une analgésie adaptée est admnistrée avant et pendant la chirurgie et les jours suivants. Hébérgement : Les animaux sont hébergés à plusieurs dans des cages enrichis (dôme, coton). Ils sont suivis quotidiennement par le personnel de l'animalerie et après chirurgie par l'expérimentateur grâce à la grille de suivis. Les animaux sont habitués progressivement à la manipulation. Points limites : Pour le suivi postchirurgical, une grille d’évaluation permet de donner un score de l’animal et donc d’implémenter des points limites gradués. Pendant les expériences comportementales l’observation du comportement de la physiologie de l’animal permettent d’implémenter des points limites gradués liés à l’inconfort de l’animal. Nous utilisons également les doses minimales d’agents pharmacologiques pour avoir l’effet escompté afin d’éviter des effets secondaires.
Choix des espèces
Il est essentiel d’utiliser un mammifère dans cette étude puisque le système cardio-respiratoire est radicalement différent chez les invertébrés ou les amphibiens et reptiles. La souris est un excellent modèle pour acquérir efficacement de grandes populations de neurones parce que les outils d’enregistrement massifs ont été mises au point chez cet animal. De plus, la stratégie expérimentale nécessite l’utilisation de lignées transgénique qui n’existent que chez la souris. Les souris étudiées seront adultes (plus de 8 semaines) au début des expériences. A cet âge, leur cerveau a fini son développement, ce qui est critique pour le bon positionnement des implants dans les régions visées.
Création, maintien et suivi de lignées de souris dans le cadre de l’étude et l’analyse du rôle pathogène de l’immunoglobuline A dans la néphropathie à dépôts mésangiaux d’IgA.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système urogénital
Les souris dont le phénotype dommageable risque de s'exprimer avec l'âge seront tuées avant l'apparition des symptômes. 808 souris génétiquement modifiées, dont une partie immunodéprimée et hébergée en animalerie protégée des pathogènes, vont être utilisées dans des procédures déclarées de niveau léger. 712 subissent au sevrage une biopsie d'un millimètre de la queue et un prélèvement de sang sous anesthésie, et 96 des prises de sang toutes les six semaines jusqu'à l'âge de quarante-huit semaines. 370 des souris génotypées retournent à l'élevage, 246 sont tuées faute d'avoir les bonnes caractéristiques génétiques, et aucune de celles engagées dans la seconde procédure n'est gardée en vie.
Objectifs
L’immunoglobuline A (IgA) est une protéine clé du système immunitaire, jouant un rôle prépondérant dans la défense des muqueuses contre les organismes étrangers. Cependant, une production excessive et/ou altérée d'IgA peut être à l'origine de pathologies, comme la néphropathie à IgA (NIgA). Cette affection rénale est caractérisée par l'accumulation de dépôts d'IgA1 au niveau des reins, entraînant une inflammation persistante pouvant conduire, dans les cas les plus sévères, à une insuffisance rénale. A ce jour, cette maladie est encore mal comprise, et les traitements actuels visent à principalement ralentir la progression de la dégradation rénale sans véritable spécificité. Plusieurs modèles murins ont été développés afin de mieux comprendre les mécanismes de la maladie et ainsi proposer des traitements plus ciblés. Cependant, ces modèles ne reproduisent toujours pas pleinement les symptômes et caractéristiques de la NIgA. Afin de surmonter ces limites et de progresser dans le développement d’un modèle reproduisant fidèlement la maladie, nous envisageons de croiser un modèle murin dans lequel l’IgA murine a été remplacé par l’humaine avec des modèles dont les mutations auront la possibilité d’augmenter ou réduire les dépôts précédemment observés chez ces souris. Cela aura pour conséquences d'activer ou non des cellules particulières que nous supposons être les cellules productrices de ces IgA1 dysfonctionnelles. Ces nouvelles lignées seront de meilleurs modèles d’aggravation ou d’amélioration pour étudier la NIgA. Les objectifs du projet sont donc les suivants : d'une part, créer et maintenir en élevage pendant cinq ans les lignées actuelles et nouvellement créées, ainsi que constituer des cohortes de suivi en analysant les caractéristiques géniques chaque animal issu des croisements par une biopsie de l'extrémité de la queue et un prélèvement sanguin au moment du sevrage ; d'autre part, évaluer le bien-être animal de ces deux nouvelles lignées et enfin d'étudier le développement de la maladie induite par les mutations exprimées dans ces nouvelles lignées, grâce à des prélèvements sanguins réguliers effectués chez des cohortes d'animaux d'âges différents, afin de suivre l’évolution de la maladie par la quantification du taux d'IgA1 dans le sang.
Bénéfices attendus
Ce projet est indispensable car, bien que l’IgA soit l’immunoglobuline la plus abondante et diversifiée chez l’homme, sa complexité et les pathologies qui lui sont associées restent encore largement méconnues. Actuellement, la néphropathie à dépôts mésangiaux d’IgA est la glomérulopathie la plus fréquente et constitue l’une des principales causes d’insuffisance rénale. Pourtant, elle est très mal comprise, ce qui entraîne un cruel manque de thérapies spécifiques. En développant des modèles murins plus précis, ce projet permettrait de mieux modéliser la NIgA, afin d’en découvrir les mécanismes sous-jacents, ouvrant ainsi la voie à des tests plus spécifiques pour traiter la maladie de manière plus ciblée et efficace. En conséquence, d’ici cinq ans, des avancées significatives pourraient être réalisées, offrant aux patients atteints de meilleures options de diagnostic et de traitement.
Procédures
Les animaux de ce projet seront sujets pour 712 d’entre eux, au moment du sevrage, à un prélèvement de sang et de tissu (biopsie d'1mm à l'extrémité de la queue) après avoir été anesthésiés. 96 autres, feront l’objet d’un prélèvement sanguin, toutes les 6 semaines, sur une période allant de 6 à 48 semaines après la naissance.
Impact sur les animaux
Les différents prélèvements réalisés sur les souris de ce projet tels que la biopsie et le prélèvement sanguin pour des analyses génétiques et le suivi du développement de la maladie sur les deux nouvelles lignées ainsi que leur contrôle ne devraient entraîner une douleur que de courte durée après leur réveil suite à l’anesthésie. Les animaux immunodéprimés sont maintenus dans des conditions particulières afin que leur phénotype dommageable ne s'exprime pas et qu'ils ne soient pas en contact avec des agents infectieux.
Devenir
Concernant la première procédure, nous estimons devoir génotyper 712 animaux. Parmi eux, 96 seront utilisés en continue pour rentrer dans la deuxième procédure. Pour les restants, 60% soit 370 animaux auront les bonnes caractéristiques génétiques et seront replacés dans l’élevage et les 40% soit 246 restant ne l’ayant pas seront euthanasiés. Aucun des animaux de la seconde procédure ne sera gardé en vie. Nous souhaitons analyser les effets des mutations sur le développement de la maladie chez les deux nouvelles lignées créées dans ce projet en réalisant des analyses plus complètes que celles faites avec les prélèvements sanguins.
Remplacement
La néphropathie à dépôts mésangiaux d’IgA est une maladie complexe et hétérogène. Elle est multifactorielle du fait que plusieurs facteurs contribuent à son apparition. Les modèles cellulaires ne parviennent pas à reproduire la complexité des mécanismes moléculaires et physiologiques, notamment les interactions tissulaires et cellulaires propres à l'organisme dans son ensemble.
Réduction
Notre laboratoire possède une expertise dans l’élevage et la création de lignées murines, ce qui nous permet d’anticiper avec rigueur le nombre nécessaire d’animaux reproducteurs et de générations pour ce projet. Grâce à cette expérience, nous pouvons également optimiser l’utilisation des ressources tout en garantissant des résultats scientifiques fiables. Les expérimentations seront menées de manière structurée et éthique, avec une organisation soignée des groupes témoins afin d’éviter les redondances et de maximiser l’efficacité. Les manipulations seront équitablement réparties entre mâles et femelles, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires, tout en assurant des données robustes. Enfin, toutes les souris seront euthanasiées en fin d’expérimentation, conformément aux normes éthiques, et tous les organes d’intérêt seront prélevés pour les analyses.
Raffinement
Les procédures de ce projet seront réalisées pour limiter au maximum le stress et la souffrance des animaux. Tous les prélèvements seront effectués sous anesthésie générale gazeuse par du personnel qualifié, et les souris seront surveillées jusqu’à leur réveil complet. Des observations régulières permettront de suivre leur comportement et leur état de santé. Si un animal montre des signes de souffrance, il sera immédiatement euthanasié pour éviter toute douleur prolongée. Pour les animaux susceptibles de présenter un phénotype pouvant nuire à leur bien-être, une surveillance renforcée sera mise en place. Ces souris seront hébergées dans un environnement contrôlé, appelé animalerie SOPF (sans pathogènes opportunistes et spécifiques), afin de les protéger contre des infections. Si des problèmes liés à ce phénotype apparaissent avec l’âge, les animaux seront euthanasiés avant que ces symptômes ne se manifestent.
Choix des espèces
Travailler avec des modèles murins est justifié par la forte ressemblance de plusieurs paramètres entre l’homme et la souris. En effet, ce modèle est particulièrement pertinent en raison de la similitude de sa physiologie rénale avec celle de l'homme, ainsi que de la proximité de son système immunitaire. Notre étude vise à identifier les tenants et aboutissants de cette maladie et donc nécessite l'utilisation des souris génétiquement modifiés pour répondre de la meilleure façon aux problématiques actuelles. Dans ce projet, les animaux pourront être mis en reproduction à partir de l’âge de 8 semaines après la naissance, âge pour lequel les animaux seront sexuellement matures. Cette période de reproduction pourra être emmené jusqu’à 20 semaines, après quoi les animaux commenceront à présenter des difficultés à se reproduire. Le génotypage par biopsie de la queue et prélèvement sanguin de tous les animaux engendrer à la suite d’accouplements sera réalisé à partir de 4 semaines, c’est-à-dire au moment du sevrage. Enfin, les premiers prélèvements sanguins de la seconde procédure seront réalisés à partir de la sixième semaine après la naissance, âge pour lequel les premiers dépôts apparaitront de même que l'augmentation du taux d’IgA1 humaine dans le sang. Ces prélèvements prendront fin à l’âge de 42 semaines après la naissance étant donné que cette maladie possède un charactère chronique et une évolution lente au fil du temps. Réaliser ces prélèvements sur les souris nous permettra d’obtenir une vue complète de son développement et d’identifier les changements progressifs.
Etude du rôle du métabolisme et de la dysimmunité dans le syndrome de détresse respiratoire aigüe
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
Une injection dans l'abdomen chaque jour pendant deux, cinq ou quatorze jours, puis une anesthésie gazeuse sans réveil : 990 souris transgéniques de cinq semaines vont être utilisées dans des procédures déclarées de niveau modéré. Elles seront toutes tuées pour prélèvement d'organes destinés à des analyses de biologie moléculaire sur le syndrome de détresse respiratoire aiguë. Le porteur ne décrit pourtant qu'une douleur légère de courte durée au point d'injection et un stress bref lié à la contention, et il annonce sept animaux par groupe sans jamais rapprocher ce chiffre du total de 990. Il conclut qu'aucune méthode in vitro ne peut remplacer l'animal parce que le métabolisme et la réponse immunitaire forment des "systèmes intégrés".
Objectifs
Le syndrome de détresse respiratoire aigüe (SDRA) est une forme gravissime d'insuffisance respiratoire avec une mortalité élevée (30-40%) sans traitement curatif disponible. Les patients atteints de SDRA présentent une altération des réponses immunitaires qui participent à la gravité de ce syndrome et donc au taux de mortalité. Nous avons pu mettre en évidence chez ces patients que l’altération de leur réponse immunitaire pourrait être liée à des anomalies métaboliques. Nos objectifs sont donc de préciser le rôle du métabolisme dans l’altération des réponses immunitaires afin d’identifier des cibles thérapeutiques pertinentes visant à corriger ces anomalies. Ce syndrome complexe et sévère fait intervenir plusieurs types cellulaires et seule l'expérimentation animale nous permettra de retrouver l'ensemble des acteurs au sein d'un même modèle.
Bénéfices attendus
Une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels le métabolisme pourrait influencer la dysimmunité dans le SDRA pourrait aider à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques et/ou permettre de développer des outils pour la prise en charge et le suivi de l'évolution clinique des patients.
Procédures
Interventions: - 1 injection intra-péritonéale/jour, sous anesthésie locale, pendant 2, 5 ou 14 jours en fonction de la molécule injectée (donc
Impact sur les animaux
Les injections induisent une douleur légère de courte durée limitée par l'application d'un anesthésique local. La contention nécessaire pour effectuer l'injection induit un stress de courte durée. L'induction de l'anesthésie nécessite une légère contention de l'animal pour le placer dans une cage d'induction et n'induit pas de douleur hormis un léger stress de courte durée.
Devenir
Euthanasies pour prélèvement d'organes à l'issue de la procédure pour des études de biologie moléculaire.
Remplacement
L’utilisation de modèles animaux dans l’étude du syndrome de détresse respiratoire aigüe est nécessaire pour reproduire au mieux ce syndrome. Il n'existe à ce jour aucune méthode alternative ou substitutive qui permette un remplacement in vitro car le métabolisme et la réponse inflammatoire et immunitaire représentent des systèmes intégrés qui ne peuvent être étudiés qu’in vivo. En effet, l’utilisation d’animaux permettra d’étudier de manière simultanée les interactions de plusieurs organes et types cellulaires : d’un côté le poumon, en particulier les cellules endothéliales pulmonaires, le parenchyme pulmonaire, les cellules immunes résidentes au niveau du poumon; de l’autre côté, les facteurs circulants, les médiateurs inflammatoires, les adipokines, les hormones et les cellules immunes circulantes ; enfin, le tissu adipeux.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé en utilisant un test statistique de puissance qui permet de garantir l’observation de résultats exploitables. Grâce à ce test, nous obtenons n = 7 animaux par groupe.
Raffinement
Les souris bénéficieront d'un enrichissement de milieu avec du coton, des rouleaux de carton et des bâtonnets en bois, raffinant ainsi leurs conditions de vie. Ces animaux ne seront jamais hébergés seuls dans des cages séparées et feront l'objet d'une période d'adaptation d'une semaine après leur arrivée avant de débuter une procédure. Les injections seront précédées d'une anesthésie locale afin de diminuer au maximum la douleur pouvant être engendrée. Pour la réalisation de la procédure, des points limites précoces ont été établis au moyen d'un score et seront appliqués si nécessaire, comme défini dans la description de la procédure. Les animaux seront suivis quotidiennement afin de veiller à leur bien-être.
Choix des espèces
En ce qui concerne le modèle, nous avons choisi avec attention le modèle le plus pertinent pour notre projet parmi les 10 modèles qui miment le syndrome de détresse respiratoire aigu chez l’Homme. En ce qui concerne l’espèce, nous avons choisi la souris car nous prévoyons d’utiliser des animaux transgéniques. Afin que nos résultats soient comparés aux travaux de la littérature dans ce domaine, des souris âgées de 5 semaines et pesant 20 grammes chacune seront utilisées.
Evaluation de nouvelles thérapies dans des modèles de réponses anticorps pour le traitement des maladies auto-immunes
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
Jusqu'à trente-six administrations en neuf semaines, quatre prises de sang et dix séances d'imagerie sous anesthésie par animal : 7 164 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à sévères. Le porteur attend des rougeurs, des gonflements et une desquamation aux sites d'injection, et pour les réactions inflammatoires les plus fortes une perte de poids, une léthargie, un poil hérissé et de la prostration, y compris par réaction du greffon contre l'hôte chez les souris humanisées. Une partie des animaux porte un phénotype dommageable, et le porteur indique les utiliser avant quarante semaines pour que ce phénotype ne s'exprime pas. Les données recherchées doivent servir à faire entrer des composés en essai clinique et à constituer des dossiers d'autorisation de mise sur le marché.
Objectifs
Les maladies auto-immunes affectent environ 5 à 8 % de la population mondiale, avec une prévalence croissante au cours des dernières décennies. Les maladies auto-immunes, telles que le diabète de type 1, la sclérose en plaques, le lupus érythémateux systémique et la polyarthrite rhumatoïde, représentent un défi majeur en raison de leur complexité et de la variabilité des réponses aux traitements actuels. Ce projet vise à développer de nouvelles approches thérapeutiques pour les maladies auto-immunes. Nous utilisons des modèles de souris pour mieux comprendre comment notre système immunitaire produit des anticorps, que ce soit avec ou sans l’aide des cellules T. Ces modèles sont des outils précieux pour étudier les réponses immunitaires et tester de nouvelles thérapies. Les objectifs de notre projet sont : Étudier les mécanismes immunitaires : Nous voulons comprendre comment notre corps réagit aux antigènes (substances étrangères) en identifiant les cellules et les signaux clés impliqués dans la production d’anticorps. Tester de nouvelles thérapies : Nous évaluons l’efficacité et la sécurité de nouvelles molécules thérapeutiques pour déterminer les doses optimales et les profils de sécurité, essentiels pour développer des traitements sûrs et efficaces. Identifier des biomarqueurs : Nous cherchons des indicateurs spécifiques qui peuvent nous aider à prédire la réponse aux traitements et à détecter les effets secondaires potentiels, afin d’améliorer les stratégies thérapeutiques. Optimiser les protocoles expérimentaux : Nous adaptons nos méthodes pour obtenir des résultats plus fiables et pertinents, en les rapprochant des conditions cliniques humaines, ce qui est crucial pour passer des tests en laboratoire aux applications cliniques.
Bénéfices attendus
Le développement de modèles de souris TDAR et TIDAR(T-dependant et T -independant antibody response ; Réponse en anticorps dépendante des lymphocytes T) vise à créer des outils robustes et fiables pour l’étude des réponses anticorps, des interactions entre les cellules immunitaires et le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Ces modèles permettent non seulement de mieux comprendre les mécanismes des réponses anticorps, mais aussi d’accélérer la découverte et l’optimisation de traitements efficaces et sûrs pour les patients. Ces modèles permettront d’étudier le potentiel thérapeutique de molécule ciblant des mécanismes impliqués dans les maladies auto-immunes et la tolérance immunitaire 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 diverses pathologies humaines et feront l’objet de publications et de partage des données collectées avec la communauté scientifique. Les données générées permettent de supporter l’entrée des composés retenus en phase clinique d’évaluation et de contribuer à la constitution des dossiers d’autorisations de mise sur le marché des nouveaux médicaments évalués. L’approche par imagerie permettra potentiellement d’envisager l’évaluation de méthodes comparables pour le diagnostic ou le suivi des pathologies citées.
Procédures
Administrations réalisées par voie intraveineuse, intrapéritonéale, sous-cutanée ou par application cutanée, sur animal vigile, environ 10 secondes, réalisée au maximum 4 fois par semaine sur 9 semaines (soit 60 jours d’étude.) Prises de sang sur animal vigile, environ 15 secondes, répétées 4 fois sur 60 jours P. Analyse par imagerie sur animal anesthésié : Durée : Environ 5-15 minutes par session d’imagerie sur 10 temps en longitudinal, au maximum.
Impact sur les animaux
- Rougeurs et gonflements : Des rougeurs, des gonflements et des douleurs peuvent apparaître au site d’injection, que ce soit pour les injections dans l’abdomen ou sous la peau. - Réactions cutanées : Lors de l’application d’antigènes sur la peau, notamment avec certains solvants, des rougeurs, des gonflements et une desquamation (peau qui pèle) peuvent survenir. -Réactions inflammatoires : Après l’injection d’adjuvants (substances qui renforcent la réponse immunitaire), des réactions inflammatoires et systémiques peuvent se produire. - En cas de réaction inflammatoire sévère, des symptômes comme la perte de poids, la léthargie, le poil hérissé et la prostration peuvent apparaître. Cela peut être dû à une réponse immunitaire excessive ou à une réaction de greffe contre l’hôte dans les modèles humanisés.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés pour les prélèvements d’organes nécessaires à l’atteinte des objectifs de l’étude.
Remplacement
L’utilisation de modèles mettant en œuvre les réponses anticorps dépendantes ou indépendantes des cellules T est essentielle pour le développement et l’évaluation de nouvelles thérapeutiques dans les maladies inflammatoires et auto-immunes. Ces modèles permettent d’étudier les réponses anticorps pour comprendre les interactions cellulaires et les mécanismes pathologiques spécifiques aux maladies auto-immunes. Ces modèles permettent de surmonter les limitations des systèmes in vitro et in silico en fournissant un système plus pertinent et translatable pour la recherche préclinique. Bien que des méthodes alternatives in vitro et in silico soient explorées, elles présentent des limitations importantes. Les tests in vitro, tels que les cultures cellulaires et les organoïdes, permettent d'étudier les réponses cellulaires et les interactions moléculaires dans un environnement contrôlé. Cependant, ces systèmes ne peuvent pas reproduire la complexité d'un organisme entier, où les interactions entre différents types de cellules et tissus, ainsi que les influences systémiques, jouant un rôle crucial. Par exemple, les cultures de cellules B et T humaines peuvent fournir des informations sur les réponses immunitaires spécifiques, mais elles ne peuvent pas simuler les interactions dynamiques dans les organes lymphoïdes secondaires (comme les centres germinatifs) ou entre le système immunitaire et d'autres systèmes, comme les cellules épithéliales, le système nerveux ou endocrinien. Les modèles in silico, qui utilisent des simulations informatiques pour prédire les réponses biologiques, sont également limités par la complexité des systèmes biologiques et la qualité des données disponibles. Bien qu'ils soient utiles pour générer des hypothèses et réduire le nombre d'expériences animales nécessaires, ils ne peuvent pas remplacer complètement les études in vivo en raison de leur incapacité à capturer toutes les variables biologiques et environnementales. La complexité des interactions immunitaires dans les maladies inflammatoires et auto-immunes nécessite encore l’utilisation de modèles animaux pour obtenir des données pertinentes et transposables à l’humain. En intégrant des réponses anticorps dépendantes et indépendantes des cellules T, ces modèles offrent une vue d'ensemble des réponses immunitaires et des effets des traitements dans un contexte physiologique complet, essentiel pour le développement de thérapies efficaces et sûres.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est basé sur des publications scientifiques et optimisé par un biostatisticien en fonction des objectifs de l’étude Des méthodes statistiques sont appliquées pour minimiser le nombre d’animaux tout en obtenant des résultats fiables et en réduisant les biais expérimentaux. 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, on pourra avoir 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 sont hébergées en groupe . Nous utiliserons également une litière adaptée, douce et un enrichissement qui favorise l’expression des comportements normaux de la souris ( abri, enfouissement, nidification…). 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’angoisse des animaux. Un apport nutritif (gel hydrique, gel boost …) 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 capables de détecter 24h/24 toute anomalie dans l’activité des animaux (hypoactivité ou hyperactivité ou stéréotypies) permettant de mettre en place très rapidement les actions pour la prise en charge vétérinaire. Les études sont encadrées par des recommandations internes et validées par la structure du bien-être animal relatives à l’utilisation des animaux (hébergement, soins, manipulation, expérimentations) et ayant pour objectif de prévenir toute douleur ou détresse chez l’animal. Les expérimentateurs sont formés aux gestes impliquant un contact à l’animal et à l’observation des signes cliniques fondamentaux. 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, une fréquence accrue des observations 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. L'âge d’utilisation des souris génétiquement modifiées permet d’éviter l’apparition du phénotype dommageable. (avant 40 semaines) Les protocoles expérimentaux seront continuellement améliorés pour minimiser la douleur et le stress des animaux.
Choix des espèces
La 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.
Le rôle de la ferroptose dans la réponse tumorale à la radiothérapie à faible dose en combinaison avec l’immunothérapie
- Recherche appliquée
- Cancers
Toutes tuées pour prélèvement d'organes et de tissus, 1 080 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une greffe de cellules tumorales par injection, jusqu'à soixante injections de traitement, une par jour tant que la tumeur ne régresse pas, et deux séances d'irradiation sous anesthésie générale. Le porteur attend une baisse d'appétit, une réduction de l'activité, des signes de fatigue et des altérations du comportement social liés à la progression des tumeurs et aux effets secondaires. Les bénéfices annoncés, surmonter les limites des thérapies conventionnelles et réduire les effets secondaires chez les patients, restent au conditionnel, et le porteur affirme que suivre les cellules immunitaires dans la tumeur exige un "modèle animal vivant entier".
Objectifs
Nous allons étudier une nouvelle stratégie thérapeutique qui combine une radiothérapie à faible dose (LDRT), un traitement immunologique (inhibiteur de PD-L1) et des traitements qui favorisent ou bloquent un type spécifique de mort cellulaire appelé ferroptose. Le but principal de ce projet est de comprendre si cette combinaison peut être plus efficace pour traiter les tumeurs et déclencher des effets à distance, appelés effets abscopaux, provoqués par la radiothérapie. La LDRT, qui utilise de très faibles doses de rayons (entre 0,5 et 2 Gy par séance), aide à stimuler les défenses immunitaires du corps et à réduire l’inflammation, tout en limitant les effets secondaires sur les tissus sains. Des études récentes montrent que la ferroptose, une forme de mort cellulaire contrôlée qui dépend du fer, peut rendre les cellules tumorales plus sensibles à la radiothérapie et renforcer la réponse immunitaire du corps contre les tumeurs. En combinant cette approche avec un traitement immunologique, nous espérons améliorer les effets bénéfiques, augmenter la survie des souris et comprendre les mécanismes derrière ces résultats.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à démontrer les avantages et les effets synergiques possibles de la combinaison de la radiothérapie, de l’immunothérapie et des agents modulant la mort cellulaire programmée (comme des inhibiteurs ou des inducteurs). Cette approche intégrative, appliquée dans un cadre préclinique de traitement multimodal, permettrait de surmonter les limites des thérapies conventionnelles et d’améliorer l’efficacité thérapeutique globale. En modulant les réponses immunitaires dans le microenvironnement tumoral et les mécanismes de mort cellulaire des tumeurs, cette stratégie pourrait augmenter significativement la réponse tumorale globale et offrir des bénéfices supplémentaires, notamment par l’optimisation des effets abscopaux. En outre, cette méthode à multiples facettes promet de générer des approches plus efficaces pour le traitement antitumoral, tout en réduisant les effets secondaires souvent associés aux thérapies actuelles.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections de cellules tumorales (n=1, 25 secondes) et à des injections de traitements (tous les jours jusqu’á régression de la tumeur ou fin de la procédure , durée 25 secondes), sous anesthésie locale, au maximum 60 injections. Les animaux vont recevoir une anesthésie générale afin de les placer dans les dispositifs qui permettent la réalisation des irradiations localisées au niveau des tumeurs (n=2, durée 12 minutes en tout).
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent subir un stress léger dû à leur manipulation fréquente par l’expérimentateur, notamment lors des interventions telles que les injections ou l’administration de traitements. Ils peuvent également ressentir de la douleur et un inconfort légers à modérés, provoqués par des injections pour l’implantation des tumeurs, des traitements de radiothérapie ou l’administration de médicaments par injection. Par ailleurs, en raison de la progression des tumeurs ou des effets secondaires des traitements, les animaux peuvent présenter des changements comportementaux légers ou modérés comme une diminution de l’appétit, une réduction de l’activité physique, des signes de fatigue ou des altérations du comportement social.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour analyses sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Ce projet a pour but d’évaluer l'effet thérapeutique du ciblage de la ferroptose combinés à la radiothérapie et à des immunomofulateurs sur la réponse tumorale. Ceci exige donc un système immunitaire dynamique complet (composé de toutes les cellules immunitaires) en interaction direct avec le stroma tumoral. L’étude du recrutement et de la réponse des cellules immunitaires dans la tumeur ainsi que leurs interactions complexes nécessite le recours à un modèle animal vivant entier et ne peut pas être réalisé in vitro ni in silico.
Réduction
Afin de pouvoir observer des différences qui soient statistiquement interprétables entre les différents groupes de traitements, nous avons besoin d’utiliser des tests statistiques solides et adéquats. Ces tests exigent l’utilisation d’un nombre minimum d’animaux par groupe. Afin de réduire au minimum le nombre d’animaux à utiliser nous permettant d’atteindre les objectifs du projet, nous avons réalisé une analyse statistique a priori, afin de calculer le nombre d’animaux nécessaires pour détecter des différences significatives pour chaque procédure expérimentale. De plus, notre expertise dans le domaine de la radiobiologie ainsi que les données de la littérature nous permettent de réduire les conditions expérimentales et donc réduire le nombre d’animaux. Le critère de jugement principal pour le calcul de puissance est la taille tumorale. La randomisation est réalisée de façon à avoir la même moyenne taille tumorale dans chaque groupe de traitement. Nos calculs de puissance statistique nous ont permis de minimiser le nombre d’animaux tout en obtenant des différences significatives.Ces calculs visent à optimiser le nombre d’animaux requis tout en garantissant la pertinence des résultats expérimentaux.
Raffinement
Toutes les manipulations expérimentales seront menées en veillant à adhérer aux normes les plus élevées pour minimiser la douleur et le stress chez les animaux. Une anesthésie générale ou locale adéquate sera utilisée pendant les expériences pour soulager ou éliminer la douleur en particulier lors des injections . Les conditions d'hébérgement des animaux seront optimisées, en fournissant l'environnement et la nourriture nécessaires. Le comportement et l'état de santé des animaux seront surveillés quotidiennement, pour identifier et traiter toute anomalie. Les souris seront élevées en groupe pour minimiser le stress de l'isolement. Une pesée sera effectuée régulièrement. Les points limite précoces seront strictement appliqués.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie et des réponses immunitaires pendant le développement tumoral. De plus, pour des raisons de taille, de prix et de temps nous avons choisi cette espèce. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez la souris en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui promeut et facilite le transfert des résultats obtenus chez la souris en clinique. Les souris seront utilisées à un âge de 8 ou 9 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures.
Etude des mécanismes physiopathologiques de l’athérosclérose EU1/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Soumises à un régime enrichi en graisses pendant quatre, huit ou vingt semaines, puis à des injections tous les deux jours, 4 560 souris subissent des procédures déclarées de niveau léger et seront toutes tuées, le jour même d'un prélèvement sanguin sur animal vigile et d'une perfusion intracardiaque. L'objectif est de suivre le dépôt de lipides dans la paroi des artères, du tout premier stade jusqu'aux plaques avancées, sur des souris de quatorze, dix-huit ou trente semaines. Le porteur ne retient comme nuisances que la piqûre de l'aiguille et le prélèvement sanguin, et ne dit rien du régime gras suivi pendant cinq mois ni des transports entre les deux établissements utilisateurs. Il indique par ailleurs avoir réduit l'effectif "en respectant les contraintes de publication".
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde et sont en croissante progression dans les pays à revenus faibles ou modérés. La principale cause sous-jacente de ces maladies est l'athérosclérose, une pathologie complexe et multifactorielle qui touche principalement les artères de gros et moyens calibres. Cette pathologie consiste en un dépôt de lipide dans la paroi des artères. Elle se développe dès l'enfance mais la progression des lésions augmente avec l'âge et varie selon le mode de vie (alimentation, exrcice physique, stress, tabagisme...) et nos facteurs de risque (diabète, hypertension, obésité). La première étape du développement de la plaque d'athérome est la perte d'intégrité (ou dysfonction) de l'endothélium qui est une barriere entre le sang et paroi artérielle. Cette perte d'intégrité de la barrière endothéliale favorise l'infiltration des lipoprotéines de basses densité (LDL) circulantes dans l'espace sous-endothélial induisant des réponses cellulaires de type inflammatoires et fibroprolifératives à l'origine des lésions athéromateuses. Au cours du temps, cette plaque d'athérome vient obstruer la lumière de l'artère et sa rupture sera responsable des conséquences dramatiques de cette pathologie comme l'infarctus du myocarde ou l'accident vasculaire cérébral. L'objectif de ce projet est donc de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dès l'initiation de cette pathologie jusqu'aux stades tardifs pour évaluer la vulnérabilité de la plaque et proposer de nouvelles cibles thérapeutiques dans ce contexte physiopathologique. Plusieurs travaux ont déjà identifié que des protéines de la famille des phosphoinositides 3-kinase (PI3K) pourraient être des cibles thérapeutiques intéressantes dans ce contexte et nous souhaitons valider leur implication au cours de ce travail. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permettrait de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques qui pourraient être utilisées pour prévenir ou ralentir le développement de l'athérosclérose et diminuer ses conséquences dramatiques sur les maladies cardiovasculaires.
Procédures
Tout ou partie des animaux enrolés dans ce protocole seront soumis à: 1/un régime enrichi en gras pendant 4 semaines ou 8 semaines ou 20 semaines 2/des injections tous les 2 jours 3/un prélèvement sanguin une seule fois le jour de la mise à mort sur animal vigile (durée: 1 min) 4/une perfusion intracardiaque une seule fois le jour de la mise à mort (durée: 10min). Le projet se déroule dans deux établissements utilisateurs avec un transport des animaux encadré par une procédure de transport déclarée (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport). Les interventions 1, 2 sont réalisés dans l'EU1/2 et les interventions 3, 4 sont réalisés dans l'EU2/2.
Impact sur les animaux
La piqure d'une aiguille pour injecter des inhibiteur des cibles pharmacologiques étudiées entraine une douleur légère de courte durée . Un prélèvement sanguin sur animal vigile placé en décubitus latéral entraine une douleur légère de courte durée.
Devenir
A l'issu de chacune des procédures, les animaux seront mis à mort pour analyser par immunofluorescence l'endothélium (pour les étapes initiatrices du développement de l'athérosclérose) ou les dépôts lipidiques signant la présence de plaque d'athérome (pour les stades précoces à plus avancés).
Remplacement
Notre équipe développe des modèles in vitro en 2D et 3D des vaisseaux pour éviter à son maximum la nécessité d'avoir recours à des modèles animaux. Néanmoins, l'athérosclérose est une pathologie multifactorielle qui fait intervenir les cellules de paroi vasculaire mais également les cellules inflammatoires et plusieurs facteurs circulants. Il est encore prématuré de pouvoir complètement modéliser cette pathologie complexe in vitro. Les animaux vivants resprésentent le seul modèle intégré et restent indispensables pour obtenir des résultats fiables sur cette pathologie.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisé est réduit à son maximum en respectant les contraintes de publication, sans compromettre les objectifs de l'étude et pour permettre de bonnes analyses statistiques. Nous utiliserons des tests statistiques appropriés en fonction du design de chaque expérience. Nos études antérieures ont montré que des groupes de 20 animaux sont requis pour obtenir une répartition normale des mesures et des résultats robustes dans notre contexte d'étude. Le choix du groupe témoin sera optimisé pour permettre sa comparaison avec plusieurs groupes expérimentaux et ainsi diminuer l'utilisation inutile d'animaux. Enfin, sur chaque animal le coeur et l'aorte seront simultanément prélevés et les autres tissus de l'animal mis à mort seront proposés aux autres membres de l'équipe et de notre institut de recherche pour permettre d'optimiser au maximum l'utilisation de chaque animal.
Raffinement
Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport). Les animaux sont hébergés en cages ventilées, selon les normes de la directive 2010/63/EU, avec un enrichissement dans chaque cage (igloo, batônnets de bois, coton, sizzle nest). Des méthodes alternatives à la préhension par la queue sont utilisées, les procédures de mise à mort sont réalisées sous anesthésie et analgésie. Quelle que soit la procédure utilisée, une observation des animaux en expérimentation est réalisée quotidiennement par du personnel compétent ayant un livret de compétence à jour et formé aux approches de chirurgie. L’état général de l’animal est évalué : prise de nourriture, toilette et mouvements habituels sont considérés comme des signes de bonne santé. La douleur est évaluée par les signes de prostration, de perte d’appétit ou de poids et de mouvements pénibles. Toute altération du bien-être (prostration, perte de poids, piloerection, blessures) des animaux sera évalué en concertation avec la structure chargée du bien être des animaux et le vétérinaire référent pour déterminer les soins ou l'action à appliquer pour réduire le stress, l'angoisse ou la souffrance animale.
Choix des espèces
La souris est le seul modèle expérimental pour lequel il existe des animaux génétiquement modifiés: 1/ pour les différentes cibles étudiées dans ce projet et 2/permettant de récapituler de façon induite par un régime ou spontanée le développement de l'athérosclérose. De plus cette espèce de rongeur a des propriétés zootechniques (petite taille, un cycle de reproduction court permettant rapidement d’obtenir des générations successives pour les études à long terme) autorisant une mise en œuvre des protocoles expérimentaux de recherche facilitée et maîtrisée par notre équipe de recherche. Cette espèce présente également des paramètres physiologiques proches de l’Homme, la plaçant comme un organisme-modèle de choix pour l'étude des pathologies cardiovasculaires. Pour évaluer l'impact de l'invalidation de nos différentes cibles moléculaires au cours du développement de l'athérosclérose, les animaux utilisés seront agés de 14 semaines (étape initiatrice de l'athérosclérose), 18 semaines (stade précoce du développement de cette pathologie artérielle) ou 30 semaines (stade tardif du développement de cette pathologie artérielle).
Elevage de deux lignées de souris génétiquement modifiées pour l’étude des complications cardiovasculaires liées à la maladie rénale chronique
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
480 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune amputée de deux millimètres de l'extrémité de la queue au sevrage, à quatre semaines, pour lire son génotype. Une des deux lignées élevées développe spontanément une maladie rénale chronique, avec une dégradation de la fonction rénale à partir de dix semaines, une perte de poids, des poils hérissés et une posture anormale. Le projet ne produit aucun résultat par lui-même, il fournit des souris adultes à un second projet mené dans un autre établissement. Le porteur qualifie le maintien de ces deux lignées d'"indispensable" et annonce que les hétérozygotes non utilisés seront proposés à d'autres équipes ou transférés vers d'autres centres.
Objectifs
La maladie rénale chronique (MRC) conduit à la rétention de toxines urémiques qui s’accumulent dans le sang et les tissus au lieu d'être excrétées par les reins. Certaines de ces toxines agissent grâce à un récepteur et sont associées à la mortalité cardiovasculaire. Notre but est de comprendre le rôle de l'activation du récepteur aux toxines in vivo dans les maladies touchant les vaisseaux et nécessite la gestion et l’utilisation de modèles animaux. Nous utiliserons un modèle génétique de MRC qui développe spontanément la maladie et un autre modèle génétique pour l’étude du récepteur aux toxines. Ces 2 lignées de souris sont disponibles commercialement et nous avons pour objectifs dans ce projet d’élever ces deux lignées. Ce projet d'élevage et de maintien de souris génétiquement modifiées permettra de mettre en œuvre des modèles in vivo pour l'étude du rôle des toxines urémiques au cours de la maladie rénale chronique. Les souris de ce projet d’élevage seront utilisées dans un projet déjà expertisé et validé (projet n°2) pour un autre établissement utilisateur.
Bénéfices attendus
le maintien de ces deux lignées est indispensable car elles apporterons de nouvelles connaissances dans la compréhension du rôle des toxines urémiques et de leur récepteur dans les complications liées à la maladie rénale chronique conduisant potentiellement à de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Au moment du sevrage des souris, un seul prélèvement de tissu sera réalisé (2 mm) au niveau de l'extrémité de la queue pour le génotypage. Les souris seront attrapées en les saisissant près de la base de la queue avec une main et en saisissant la peau de la nuque avec la main opposée. Pour sécuriser et contrôler l’animal, la queue sera placée entre les doigts. Afin d'identifier les animaux, un prélèvement de tissu sera réalisé (2 mm) à l'extrémité de la queue à l'aide de ciseaux. Cette biopsie sera conservée dans un tube à -80°C pour le génotypage ultérieur des souris par PCR. Cette intervention durera quelques secondes afin de limiter le stress et la douler des animaux.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont liées à la biopsie pour le génotypage qui nécessite de couper l'extrémité de la queue (codectomie) au moment du sevrage à 4 semaines (douleur et stress), ainsi qu'à la détérioration de la fonction rénale à partir de 10 semaines dans le modèle génétique de maladie rénale chronique. Chez ces souris, nous nous attendons à observer une perte de poids qui est un des premiers signes de la maladie, et à une apparition plus précoce des points limites par rapport à l’apparence physique (poils hérissés, dos courbé ou posture anormale), aux signes cliniques (augmentation de la fréquence respiratoire par exemple) et aux comportements non provoqués (attitude prostrée par exemple).
Devenir
Tous les animaux seront en utilisation continue et seront gardés en vie dans ce projet qui concerne l'élevage et le maintien de lignées pour l'étude du rôle d'un récepteur aux toxines urémiques dans la maladie rénale chronique.
Remplacement
Les animaux de ce projet ne peuvent pas être remplacés car il n'y a pas de remplacemment possible sur le projet de prélèvement de tissu. De plus, Il n'existe pas de modèles in vitro suceptibles d'apporter le même niveau d'information pour létude de la maladie rénale chronique ainsi que des ses conséquences cardiovasulaires. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux génétiquement altérès à phénotype dommageable afin d'envisager des approches thérapeutiques transposables à l'homme.
Réduction
Dans ce projet, nous génotyperons tous les animaux. La production de tous les animaux, y compris ceux avec un phénotype dommageable (KO col4a3), sera adapté et réduit au minimum nécessaire sans compromettre la puissance statistique dans les procédures du projet n°2. Des accouplememts homozygotes seront mis en place afin de réduire le nombre d'animaux hétérozygotes produits. Les animaux hétérozygotes non utilisés seront mis à disposition d'autres équipes et pourront également etre transférés dans d'autres centres de recherche s'intéressant à la maladie rénale chronique (modèle Col4a3) et/ou à AhR.
Raffinement
La procédure °1 qui correspond à un prélèvement invasif au niveau de la queue est un méthode précise et standardisée qui dure quelques secondes ce qui limite les effets indésirables liées au stress et à la douleur. En ce qui concerne la procédure n°2, les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durables que pourraient ressentir les animaux ayant une maladie rénale chronique (modèle MRC). Ces animaux resteront sous surveillance journalière pendant la durée entière du projet. La douleur ou la détresse de l’animal constitueront des points limites. Par exemple, une perte importante de poids constituera un point limite et nécessitera l’euthanasie de l'animal. La douleur ou la détresse de l'animal sera évaluée sur différents paramètres : poids, apparence physique externe, signes cliniques, changement dans les comportements non provoqués, réponses comportementales aux stimuli externes. Des scores seront établis en fonction de ces observations et grâce à une grille d’évaluation de la douleur (cf annexe), un score sera déterminé. Selon le score, nous agirons en conséquence en fournissant à l’animal une analgésie (cf annexe). L’euthanasie de l’animal sera envisagée (scores 10 à 14) voire immédiate (score supérieur à 14). Pour les souris MRC, nous serons particulièrement attentifs à la perte de poids qui est un symptôme lié à la détérioration de la fonction rénale ainsi qu’à leur apparence physique et les mesures citées précédemment seront mises en œuvre en fonction du score d’évaluation de la douleur.
Choix des espèces
Les modèles animaux de maladie rénale chronique sont essentiels pour l’étude des évènements pathophysiologiques permettant ainsi des études translationnelles dont le but est d’améliorer la prise en charge des patients présentant une maladie rénale chronique. L'espèce animale utilisée sera la souris car c’est le modèle le mieux maitrisé pour la modification d'un gène dans le but de l'étudier dans un contexte physiopathologique. De plus les lignées de souris utilisées dans ce projet sont disponibles commercialement. Les prélèvements de tissu en vue du génotypage auront lieu entre 3 et 4 semaines de vie, au moment du sevrage. Les animaux obtenus dans ce projet seront élevés jusqu'à 8-10 semaines avant d'être utilisés dans les procédures du projet n°2 pour lequel des souris adultes sont nécessaires. En effet, la maladie rénale chronique est une pathologie qui touche principalement les sujets humains adultes et il est donc nécessaire d'utiliser un modèle murin au même stade.
Étude de la rythmicité circadienne du plexus choroïde et de sa contribution à la maladie d’Alzheimer et au vieillissement prématuré du cerveau.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
Une partie des 2 040 souris est uniquement anesthésiée profondément puis vidée de son sang, sans jamais se réveiller, l'opération durant une trentaine de minutes. Les autres subissent une injection dans le cerveau au cours d'une chirurgie de trente minutes à une heure, puis quatre semaines plus tard des tests comportementaux, cinq injections quotidiennes et un prélèvement de liquide céphalorachidien avant d'être tuées à leur tour, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que leur génotype leur donne, à partir de six mois, un comportement dépressif, une sociabilité réduite et de l'anxiété. Il écrit avoir envisagé les organoïdes mais conclut qu'ils ne développent pas les signatures cellulaires observées, et écarte la drosophile, le nématode et le poisson zèbre au motif que leur barrière cérébrale diffère de celle des mammifères.
Objectifs
La maladie d'Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative mortelle associée au vieillissement, qui touche 30 à 50 % des personnes de plus de 85 ans. Certains traitements existent pour les maladies neurodégénératives, mais leur efficacité est limitée et de nouvelles approches thérapeutiques sont nécessaires de toute urgence. Des recherches récentes suggèrent qu'une dérégulation circadienne augmente les probabilités de développer la maladie, et les zones d’interface entre sang et cerveau sont connus pour être fortement régulés par le rythme circadien. Les zones d’interface entre sang et cerveau constitue l'une des frontières séparant le cerveau de la périphérie. Elles sont situées dans chacun des quatre ventricules du cerveau et sont adjacentes aux zones impliquées dans la production des neurones. Structurellement, les zones d’interface entre sang et cerveau sont composés d’un réseau de vaisseaux sanguins fenêtrés entourés d’une variétés de cellules. Les principaux rôles physiologiques des zones d’interface entre sang et cerveau sont la production de liquide céphalo-rachidien, qui débarrasse le cerveau des déchets métaboliques et des agrégats de protéines, et la production et le passage contrôlé du sang vers le cerveau de diverses molécules de signalisation, dont des hormones et des facteurs qui ciblent les neurones. Les molécules sécrétées par ces zones façonnent l’activité cérébrale, par exemple en modulant la production de neurones, ce qui les rend cruciales pour l’équilibre du cerveau. Des travaux préliminaires sur l’expression des gènes circadiens de ces zones ont révélé que les oscillations rythmiques sont clé dans l’organisation de son activité, qui est encore modifiée par le sexe, le vieillissement et le contexte pathologique (en particulier la maladie d’Alzheimer). Ces recherches ont également suggéré la présence d'une signature cellulaire. Notre objectif est d'étudier comment la régulation circadienne et, en particulier, un certain programme façonnent la trajectoire du vieillissement cérébral et le cours du développement de la maladie d’alzheimer dans des modèles murins.
Bénéfices attendus
Le cerveau flotte dans le Liquide céphalo rachidien (LCR), un liquide qui joue un rôle clé dans son entretien). Des recherches antérieures ont démontré que les changements liés au vieillissement dans la composition et le flux du LCR favorisent le vieillissement cérébral et la neurodégénérescence et que leur inversion peut inverser certaines caractéristiques du vieillissement cérébral et les propriétés et le flux du LCR sont étroitement contrôlés par l’épithélium du plexus choroïde. Des travaux antérieurs et nos données préliminaires ont montré que la fonction du plexus choroïde dépend de manière critique du rythme circadien, du sexe, de l’âge et de l’état de la maladie (en particulier de la MA). Plus précisément, en utilisant la transcriptomique, nous avons constaté que chez les jeunes souris, nous avons observé une signature neuroépithéliale dépendante du rythme circadien et nos analyses informatiques ont prédit sa dépendance à deux facteurs de transcription compétitifs. Donc, nous visons à étudier les facteurs possibles responsables de l'induction de la signature et l'impact de la modification des programmes circadiens au niveau du plexus choroïde sur le plexus choroïde,
Procédures
Certaines souris subiront uniquement une exsanguination sous anesthésie profonde et analgésie.Certaines souris subiront uniquement une exsanguination sous anesthésie profonde et analgésie; de l'injection de l'analgésie à l'exanguination complète, cette procédure prend environ 30 minutes. D’autres souris seront soumises à une injection dans le cerveau (une procédure chirurgicale) sous anesthésie générale et analgésie (durée de la procédure : 30 min à 1h sur adulte), suivie deux mois plus tard de 5 injections et un échantillonnage du liquide céphalorachidien sous anesthésié avant l'exsanguination. Les injections réalisées ne prennent que quelques secondes. Certaines souris seront soumises à une injection dans le cerveau (une procédure chirurgicale) sous anesthésie générale et analgésie (durée de la procédure : 30 min à 1h sur adulte). Quatre semaines après chirurgie, les animaux seront impliqués dans des tests de comportement non invasifs (trois tests d'une durée de 1 à 3 jours, avec un jour de repos entre les tests.). Après, les souris recevront 5 injections (une par jour pendant 5 jours). Le jour de la mise à mort, les souris recevront 4 injections et un échantillonnage du liquide céphalorachidien sous anesthésié avant l'exsanguination. Certaines souris recevront une injection supplémentaire. Les injections réalisées ne prennent que quelques secondes. Certaines souris recevront cinq gavages (un tous les deux jour). Quatre semaines après chirurgie, les animaux seront impliqués dans des tests de comportement non invasifs (trois tests d'une durée de 1 à 3 jours, avec un jour de repos entre les tests). Après, les souris recevront 5 injections (une par jour pendant 5 jours). Le jour de la mise à mort, les souris recevront 4 injections et un échantillonnage du liquide céphalorachidien sous anesthésié avant l'exsanguination. Certaines souris recevront une injection supplémentaire. Les injections réalisées ne prennent que quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les chirurgies pourraient générer un stress, une douleur légère et de l’inconfort de courte durée (2-3 jours). Les injections par voie-intrapéritonéale pourront générer une douleur légère de courte durée. Peu de stress à l’animal. Les souris étudiées peuvent présenter un comportement dépressif, un comportement social diminué et des comportements anxieux à partir de 6 mois en raison de leur génotype.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour la dissection des tissus afin de répondre aux questions scientifiques posées dans cette proposition
Remplacement
Notre objectif est d'étudier comment les cellules du programme circadien de certaines zones d’interface sang/cerveau agissent sur le cerveau dans des conditions physiologiques et dans la maladie d'Alzheimer. Il n'existe pas de modèle in vitro ou ex vivo qui rende compte de la complexité d'un organisme ou d'un tissu avec ses composantes tissulaires et focntionnelles. Des animaux plus simples comme la drosophile, Caenorhabditis elegans ou le poisson zèbre ne peuvent pas non plus être utilisés car la physiologie de la barrière cérébrale de ces animaux est très différente de celle des mammifères. Nous avons envisagé la possibilité d'utiliser des organoïdes, mais à notre connaissance, ils ne développent pas les signatures cellulaires que nous avons observées in vivo et dans des explants.
Réduction
Nous souhaitons étudier les interactions entre les programmes circadiens au niveau des zones d’interface sang/cerveau et du cerveau. Les quantités d'animaux (2040 au total) utilisés pour mener à bien notre projet sont établis en tenant compte de notre expérience antérieure et de tests statistiques. Toutes les souris seront utilisées pour mesurer plusieurs résultats d'étude. Nous prévoyons pour chaque groupe, 14 animaux à analyser ; le sexe des animaux peut influencer les phénotypes observés, des mâles et des femelles seront inclus (7 mâles et 7 femelles). Des expériences en triple seront réalisées pour obtenir des résultats robustes. Selon le nombre de groupes comparés : 4 groupes comparés (par exemple sains vs. Maladie d’alzheimer et traités vs. contrôle) : les nombres proposés (7 individus par groupe) devraient nous permettre d'obtenir des résultats significatifs.
Raffinement
Les procédures décrites visent à réduire au maximum l'inconfort des animaux. Toutes les interventions seront réalisées sous anesthésie générale et analgésie sur un tapis chauffant sur lequel ils seront maintenus pendant et quelques heures après le réveil. Les interventions sur les adultes peuvent provoquer des douleurs modérées pendant la cicatrisation qui seront prévenues par une injection d’analgésique, 30 min avant l'intervention, 6 heures après, puis toutes les 12 heures pendant 48 heures en cas de douleur. Un analgésique sera aussi appliqué sur les zones à inciser et un autre sera également ajouté après l'intervention dans l'eau de boisson pendant la cicatrisation. Pour améliorer la prise alimentaire, un gel alimentaire sera ajouté dans les cages en post chirurgie ainsi que le renforcement de l’enrichissement. La récupération des animaux après leur chirurgie sera surveillée régulièrement et nous suivrons les signes et les points limite définis. Les procédures décrites sont conçues pour minimiser l'inconfort des animaux. De plus, les modifications génétiques peuvent être associés à une anxiété accrue chez la souris, pour limiter l’inconfort de ces animaux, leur suivi sera assuré selon une liste de signes cliniques et des points limites spécifiques et précoces. Dès l’apparition d’un signe clinique, nous multiplierons l’enrichissement (plus de coton, un igloo) et, le cas échéant, nous chaufferons les cages avec des chaufferettes si l’animal montre des signes d’hypothermie. Des aides alimentaires (type gel hydrique) et une réhydratation sous-cutanée avec de la solution saline seront mises en place au besoin. Si un animal atteint le score limite, il sera mis à mort.
Choix des espèces
La souris est l'espèce la plus utilisée en laboratoire pour l'étude de la physiologie des mammifères. De nombreuses souris transgéniques et outils de modifications génétiques sont disponibles, permettant d'étudier les fonctions précises de gènes et de voies sélectionnés. De plus, la souris permet l’analyse des capacités cognitives au cours d’expériences comportementales. Les souris permettent de travailler avec la meilleure efficacité́ possible tout en offrant une représentation certes imparfaite mais néanmoins proche de la pathologie humaine. Nous avons donc choisi ce modèle pour mener notre étude de certains facteurs agissant sur le cerveau, en condition physiologique et au cours du vieillissement. Nous utiliserons des souris jeunes adultes (8-12 semaines) pour étudier la physiologie de l'activité circadienne du plexus choroïde. Dans certaines procédures, nous ferons vieillir les souris jusqu'à 12 mois pour étudier l'interaction des voies circadiennes avec la neurodégénérescence. Au cours du développement typique de la maladie d’alzheimer chez la souris, les premiers signes de pathologie sont la formation de plaques dans le cerveau, à partir de 3 mois, ainsi que des différences comportementales dans les capacités d'apprentissage et de mémoire, qui sont évidentes entre 6 et 11 mois chez les souris. Cet âge peut varier en fonction du microbiote et du sexe. Pour capturer ces fenêtres de progression de la maladie, nous induirons la modification génétique chez les souris à l'âge de 2 mois et surveillerons la progression de la maladie en termes de capacité cognitive à 6, 8, 10 et 12 mois. Nous nous attendons à ce que les modifications génétiques accélèrent ou ralentissent la courbe du déclin cognitif chez ces souris.
Etude de l’effet d’un signal 5G sur la thermorégulation et sur la peau chez la souris
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
Pour savoir si un signal 5G à 3,5 gigahertz modifie la régulation de la température du corps et abîme la peau, 160 souris sans poil vont être utilisées dans des procédures classées comme légères, toutes tuées à l'issue. Elles restent dans leur cage, placée au centre d'une chambre réverbérante, exposées aux radiofréquences pendant quatre semaines, ou reçoivent une minute d'ultraviolets B connus pour provoquer rougeur et inflammation locale. Leur peau et leur tissu adipeux brun sont prélevés après la mise à mort. Sur les 160 souris, 64 sont prévues en réserve, mobilisables seulement si une expérience s'interrompt pour un problème technique.
Objectifs
La 5G, ou cinquième génération de réseau mobile, est en cours de déploiement afin de répondre à l’augmentation des besoins en connectivité et en services numériques. Toutefois, comme pour les générations précédentes, des interrogations subsistent quant à ses effets potentiels sur la santé. En 2020, une nouvelle bande de fréquence autour de 3,5 GHz a été attribuée à la 5G. Cette fréquence, bien que proche de celles déjà utilisées, a la particularité de pénétrer légèrement dans les tissus biologiques, sur quelques centimètres. Notre étude vise à explorer si une exposition à cette fréquence pourrait influencer la régulation de la température corporelle, en particulier chez les rongeurs. Nous nous intéresserons aux récepteurs impliqués dans la perception du froid afin de mieux comprendre leur rôle dans cette réponse. Par ailleurs, nous examinerons si la 5G pourrait avoir un impact sur la peau en favorisant un déséquilibre entre la production et l’élimination de certaines molécules agressives pour les cellules, appelées radicaux libres. Pour cela, nous analyserons plusieurs indicateurs de dommages cellulaires, notamment des modifications dans les lipides et le matériel génétique des cellules, ainsi que les mécanismes naturels de protection mis en place par l’organisme.
Bénéfices attendus
Le bénéfice de ce projet est de déterminer l'impact des radiofréquences sur la thermorégulation et sur la peau. Il existe encore peu de données publiées sur les effets toxicologiques des bandes de fréquence utilisées dans la 5G. Ceci ne permet pas à ce jour d'avoir une réponse claire sur leurs effets. Les résultats obtenus permettront de compléter les données pour l’évaluation des risques des radiofréquences.
Procédures
Les souris seront exposées libres de leurs mouvements aux radiofréquences pendant 4 semaines ou aux ultraviolets pendant 1 min maximum.
Impact sur les animaux
L’exposition aux radiofréquences peut induire des modifications physiologiques subtiles et un certain inconfort chez les animaux. L’exposition aux rayonnement ultraviolets B est connue pour induire des réactions telles que l’érythème, une augmentation des radicaux libres et une amplification de l’inflammation locale.
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées à l'issue de chaque procédure avant le prélèvement des tissus adipeux bruns et de la peau.
Remplacement
Il est impossible de remplacer le modèle animal dans ce projet, car il étudie des processus dynamiques de thermorégulation et de la peau qui ne peuvent être reproduits par des modèles in vitro. Par conséquent, nos expérimentations ne peuvent en aucun cas être remplacées par d'autres méthodes alternatives.
Réduction
Nous utiliserons le nombre d'animaux nécessaire pour réaliser l'ensemble des tests, avec des groupes de 8 souris par sexe et par condition d'exposition. Quatre niveaux d'exposition sont prévus ainsi qu'un groupe dit contrôle qui restera à l'animalerie. Un groupe supplémentaire servira à valider nos techniques de prélèvements et d’analyses. Nous utiliserons la même souris pour l’étude sur la régulation de la température du corps et sur les effets de l’exposition sur la peau. Un total de 160 souris sera utilisé, incluant 64 souris supplémentaires réservées uniquement en cas d'interruption d'une expérimentation en cours due à un problème technique. Ces souris supplémentaires seront utilisées uniquement si cela s'avère nécessaire.
Raffinement
À leur arrivée, les souris seront placées dans des cages en plexiglas utilisées dans l’animalerie, avec un maximum de 8 souris par cage, et y resteront pendant une semaine. Elles seront ensuite exposées aux ondes en restant dans leur cage d’hébergement, qui sera placée au centre d’une chambre réverbérante, sans manipulation supplémentaire, ce qui permettra de réduire leur stress. La salle d’exposition des animaux et les chambres réverbérantes bénéficient d’un environnement contrôlé quotidiennement, incluant une vérification des températures. Une surveillance quotidienne sera effectuée par le personnel de l’équipe pour vérifier l'apparence physique et des changements de comportement. Une fiche de suivi permettra d’évaluer les points limites en cas de signes de souffrance et de mettre en place les mesures appropriées.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris car c'est un animal de petite taille, facile à héberger et à manipuler. C'est un modèle très utilisé pour mimer les maladies humaines de par les 99% d'homologies entre son génome et le génome humain. L'utilisation de souris sans poil est particulièrement pertinente pour notre étude car leur absence permet une meilleure exposition de leur peau aux stimuli externes tels que les radiofréquences ou les ultraviolets de type B et facilite le prélèvement d’échantillons. Les souris seront inclues dans le protocole expérimental à l'âge de 5 semaines. A cet âge, elles sont considérées comme de jeunes adultes ayant atteint un stade de développement où leur peau est pleinement formée et fonctionnelle .
Exploration du métabolisme du pyrophosphate dans un syndrome métabolique avec calcifications vasculaires associées
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. La moitié reçoit un régime riche en graisse jusqu'à l'âge de vingt ou trente semaines, avec deux prises de sang sous anesthésie précédées chacune de quatre heures sans nourriture. Le porteur qualifie le projet d'"indispensable" et renvoie ses retombées pour les patients, un outil de pronostic et de nouveaux traitements, au long terme. Sur le remplacement, il indique que la culture cellulaire reste utile pour comprendre les calcifications mais ne reproduit pas les relations entre le foie, le cœur et les vaisseaux.
Objectifs
Les personnes atteintes d’un syndrome métabolique, en particulier celles atteintes d’athérosclérose, de diabète de type 2 et/ou d’une maladie hépatique sont confrontées à un risque élevé de mortalité cardiovasculaire, possiblement à cause du développement de calcifications vasculaires. Il n’existe pas actuellement de traitement pour empêcher ces calcifications. Comme dans la minéralisation physiologique, la minéralisation pathologique, qui inclut les calcifications vasculaires, implique quelques facteurs sanguins circulants. Dans la circulation sanguine, le régulateur le plus puissant de la minéralisation connu est le pyrophosphate, qui est libéré dans la circulation sanguine par le foie. Chez les patients atteints d'une maladie hépatique, l’augmentation des calcifications vasculaires peut être le résultat d'une diminution de la production hépatique de pyrophosphate et/ou d'une augmentation de la dégradation de ce composé dans le foie, dans la circulation sanguine ou dans les artères. L'objectif global de ce projet est de découvrir les mécanismes d'action du pyrophosphate en lien avec le développement des calcifications vasculaires dans le contexte d’un syndrome métabolique. Une meilleure compréhension du mode d’action du pyrophosphate pourrait permettre d'identifier des cibles thérapeutiques potentielles capables de contrecarrer ses effets.
Bénéfices attendus
Ce projet est indispensable pour comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires d’action du pyrophosphate dans les calcifications vasculaires dans un syndrome métabolique hépatique, les calcifications vasculaires étant un facteur de mortalité important dans ce syndrome. Les bénéfices à court terme de cette étude seront, autant pour les scientifiques que pour les médecins, une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la formation des calcifications artérielles dans le syndrome métabolique et l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques visant à limiter le développement des calcifications. A plus long terme, l’ensemble de ces résultats pourraient conduire à la détermination d’un outil de pronostic pour identifier les patients atteints de syndrome métabolique et à risque de mortalité cardiovasculaire, ainsi qu’au développement de nouveaux traitements bénéfiques pour les patients.
Procédures
Les animaux impliqués dans cette étude, âgés de 10 semaines, seront alimentés avec un régime normal pour moitié et par un régime riche en graisse pour l’autre moitié des animaux pour des durées variables (jusqu’à l’âge de 20 ou 30 semaines), pour étudier l’impact du régime sur l’apparition de la maladie hépatique et des calcifications vasculaires. Pendant cette période, toutes les souris auront 2 prises de sang (prélèvements effectués sous anesthésie en 5 min par un manipulateur expérimenté) afin de mesurer différents composés sanguins et de suivre l’évolution de la pathologie. Ces prélèvements auront lieu à l’âge de 10 et 15 semaines, pour moitié des animaux et à l’âge de 20 et 25 semaines pour l’autre moitié. Les souris seront ensuite anesthésiées avant une euthanasie à l’âge de 20 ou 30 semaines, afin de permettre le dernier prélèvement de sang et le prélèvement de tous les organes nécessaires pour réaliser les analyses histologiques et complémentaires requises pour le projet.
Impact sur les animaux
Les animaux sont exposés, pour la moitié des groupes, à un régime riche en graisse. Ce régime, en soi, n’entraine pas de douleurs mais en induisant les désordres métaboliques pourrait générer un inconfort pour ces animaux. L’état général des animaux n’est pas altéré (locomotion et vivacité non modifiées, prises de boisson et de nourriture normales, prise de poids équivalente à celle des souris en régime normal). Le développement de la maladie reste modéré, est bien toléré chez la souris, et ne compromet pas la survie des animaux qui ne seront pas conservés à des stades très avancés de la maladie (euthanasie au plus tard à un âge de 30 semaines, sachant que la pathologie peut évoluer jusqu’à l’âge de 60-70 semaines chez la souris). Un épisode passager de dermatite peut être observé chez certains animaux, dû au régime riche en gras. Lors de la prise de sang, une gêne au point de prélèvement peut être ressentie. La nature des analyses sanguines réalisées le nécessitant, les animaux seront mis à jeun 4 heures avant les prélèvements sanguins (2 fois pour chaque souris au cours de la procédure, en plus du prélèvement terminal), qui sont sources de stress transitoire.
Devenir
Les souris nécessaires aux expériences prévues dans ce projet seront euthanasiées à la fin de la procédure afin de prélever les échantillons sanguins et tissulaires. Ces prélèvements sont nécessaires pour réaliser les analyses biologiques du sang et les examens au microscope des tissus qui permettront de repérer le début et d’analyser le développement de la maladie, et par la suite de comprendre les mécanismes de formation des calcifications dans le cadre du syndrome métabolique hépatique.
Remplacement
La culture cellulaire in vitro est très utile pour déterminer les mécanismes impliqués dans la formation des calcifications, mais elle est inadaptée pour reproduire les mécanismes de syndrome métabolique complexe in vivo impliquant des facteurs sanguins. Les relations entre les organes (foie-cœur, foie-vaisseaux sanguins…) et entre les cellules à l’intérieur des organes, dans ce contexte, sont très complexes. Le développement de la maladie faisant intervenir différents organes ne peut donc être étudié que grâce à un modèle animal in vivo.
Réduction
Nous avons pris soin d’optimiser au mieux nos expérimentations en choisissant les lignées murines les plus adaptées à l’étude. Le nombre d’animaux réduit au juste nécessaire à cette étude a été calculé afin d’obtenir néanmoins la puissance statistique maximum. En utilisant un outil statistique adapté, un nombre de 10 souris par groupe a été jugé suffisant pour obtenir des valeurs exploitables en fin d’expérimentation. De nombreux échantillons (sang et organes) seront prélevés sur chaque animal, afin d’assurer qu’un maximum de données seront obtenues en une seule procédure.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été défini dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Lors de leur arrivée à l'animalerie, une période de deux semaines d’acclimatation sera réalisée afin que les souris s’habituent à leur nouveau lieu d'hébergement. Les animaux sont dans une salle d’hébergement avec un passage quotidien, ils disposent d’enrichissement physique et social (cage transparente 3-4 souris par cage, copeaux de bois, tunnel en carton, frisottis pour se fabriquer un nid, igloo …). Les croquettes du régime riche en gras sont bien tolérées par les animaux mais sont néanmoins un peu plus humides que les croquettes du régime normal. Un enrichissement supplémentaire en copeaux de bois et en bâtonnets durs à ronger sera apporté aux animaux. Les animaux qui pourraient être incommodés par une dermatite recevront les soins appropriés (crème apaisante tous les jours). Les actes qui pourront produire un stress chez les animaux (prélèvements de sang) seront réalisés dans des salles dédiées et par un expérimentateur habilité, sous anesthésie et analgésie. La mise à jeun de 4 heures, nécessaire avant les prélèvements sanguins, peut également être source de stress. Elle sera réalisée en tout début de journée (à l’allumage de la lumière), les souris étant des animaux nocturnes, le jeûne devrait moins les affecter à cette période. L’état général des animaux chez qui la pathologie est induite sera suivi sur une grille de score permettant de s’assurer que l’état des animaux n’est pas altéré. Si un des points limites retenus est atteint au cours du protocole, les animaux concernés seront euthanasiés.
Choix des espèces
L’objectif de ce projet est de déterminer les conditions qui permettent de déclencher un syndrome hépatique en présence d’une athérosclérose, provoquant par la suite des calcifications vasculaires. Le recours à des souris se justifie par la disponibilité des modèles spécifiques qui présentent des caractéristiques de la maladie équivalentes à celles observées chez l’Homme. L’étude est menée sur des animaux âgés de 20 à 30 semaines, ce qui correspond à des adultes matures, chez qui l’athérosclérose et/ou l’atteinte hépatique est induite par un régime riche en gras. Ces souris présentent alors des concentrations en cholestérol et en LDL dans le sang plus élevées, ainsi que des plaques athérosclérotiques dans les artères, en cohérence avec ce qui est observé chez l’Homme. A cet âge chez la souris, la maladie est suffisamment établie pour obtenir des résultats représentatifs de la pathologie, sans compromettre grandement le bien-être des animaux.
Évaluation de nouveaux traitements candidats pour le cancer du foie chez un modèle murin transgénique développant spontanément des carcinomes hépatocellulaires
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Sous anesthésie, les souris passent jusqu'à un examen aux rayons X par semaine et cinq séances d'imagerie de 30 minutes au plus en 21 jours, et une partie reçoit des candidats médicaments par injection ou par voie orale jusqu'à deux fois par jour pendant 21 jours, éveillée et en contention. 480 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ces souris transgéniques développent d'elles-mêmes des tumeurs du foie, parfois des métastases pulmonaires, à partir de 30 à 40 semaines selon leur génotype, et le projet teste sur elles de nouvelles combinaisons de traitements. Le porteur prévoit que les tumeurs peuvent causer une perte d'appétit et de poids, les anesthésies répétées des difficultés respiratoires, et la voie orale une irritation de l'œsophage. Les souris qui vont au bout des procédures sont tuées pour récupérer leurs tissus. Celles qui, sans tumeur, sortent du projet en bonne santé pourront être réutilisées dans un autre projet, et 80 sont déclarées réutilisées.
Objectifs
Le cancer du foie est le troisième cancer le plus mortel au monde. Sa prise en charge tardive et l’efficacité limitée de l’oncothérapie actuelle rendent inévitable l'acquisition d'une résistance aux médicaments et la formation de métastases, responsables du taux élevé de morbidité et de mortalité du cancer du foie. Il est donc urgent d'identifier des cibles et des combinaisons médicamenteuses puissantes et efficaces. Un modèle de souris unique génère spontanément un cancer du foie similaire au cancer humain en termes d’hétérogénéité des tumeurs, de résistance aux médicaments actuellement utilisés et d’interaction entre cellules cancéreuses et cellules immunitaires. Le modèle est également croisé avec d’autres souris, ce qui permet 1) d’avoir un modèle murin ayant les mêmes caractéristiques que les patients atteints de tumeurs du foie avec un type de mutation génétique spécifique ; 2) d’avoir un modèle où la fréquence et/ou le début de la formation des tumeurs est augmentée et/ou accélérée. Ainsi, ces modèles de souris de cancer du foie sont adaptés pour le criblage de nouvelles thérapies combinatoires dans un contexte de résistance aux médicaments actuellement utilisés. Le but de ce projet est d’évaluer de nouveaux candidats médicaments qui permettraient une meilleure réponse au traitement des tumeurs.
Bénéfices attendus
La détection et le traitement précoce du cancer du foie, ainsi qu’un suivi rigoureux, contribuent à augmenter l’efficacité des traitements. L’évaluation de nouveaux candidats-médicaments permet d’augmenter les taux de réponses et de cibler un maximum de la population atteinte du cancer du foie et ainsi de réduire le nombre de décès par an provoqués par ce cancer.
Procédures
Les animaux auront des imageries à rayons X (durée 4 minutes, sous anesthésie) une fois par semaine au maximum et des imageries fonctionnelles permettant de suivre le métabolisme ou la vascularisation(5 fois sur 21 jours, durée maximum de 30 minutes par imagerie, sous anesthésie). Une partie des animaux aura des administrations de candidats médicaments soit par injections soit par voie orale (maximum 2 fois pas jours pendant 21 jours, durée en moyenne 1 à 2 minutes, sur animal vigile en contention) et certain auront des prélèvements sanguins au niveau de la queue (2 fois maximum, sous anesthésie, 2min).
Impact sur les animaux
Au cours du projet, les animaux sont susceptibles d’expérimenter ce qui suit : (1) Douleur et inconfort : l’apparition spontanée de tumeurs du foie peut engendrer une diminution de l’appétit chez l’animal, conduisant à une perte de poids et à une augmentation du stress. Les traitements réalisés sur les animaux vigiles peuvent entraîner des petites plaies cutanées. (2) Les anesthésies gazeuses répétées peuvent entrainer des difficultés respiratoires lors de l’anesthésie, ainsi que des difficultés d’endormissement et de réveille au cours du temps. (3) l’administration des traitements par voie orale peut entrainer du stress dû à la contention de l’animale et une irritation de l’œsophage.
Devenir
Tous les animaux qui iront au bout des procédures seront mis à mort afin de récupérer les tissus d'intérêts et de pouvoir compléter l’études avec des expérimentations biologiques, biochimiques et moléculaires. Les animaux qui n'auront pas généré de tumeurs qui seront sortis du projet en bonne santé pourront être réutilisés dans un autre projet.
Remplacement
Des stratégies sont mises en place pour limiter l’utilisation des animaux : (1) Les études préliminaires sont réalisées sur des cellules et des mini-tumeurs en culture pour identifier les mécanismes clés et les cibles. (2) Seuls les traitements prometteurs sont ensuite testés sur des organismes vivants pour confirmer leur efficacité dans un contexte physiologique. Ce projet final nécessite un organisme entier : des souris génétiquement modifiées, qui est le modèle le plus adapté pour étudier les effets des traitements sur les tumeurs du foie.
Réduction
Dans cette étude, nous utiliserons des appareils d'imagerie adaptés à la taille des rongeurs, comme des scanners ou des caméras spécialisées, similaires à ceux utilisés chez les patients. Ces outils permettent de suivre l'évolution des animaux, notamment la croissance des tumeurs, sur plusieurs semaines et de recueillir différentes mesures. Cela réduit le nombre d'animaux nécessaires tout en obtenant des résultats fiables. Pour limiter davantage le nombre d'animaux, nous avons calculé qu’un maximum de 10 par groupe suffira pour garantir des données exploitables. Enfin, chaque animal sera étudié au maximum en réalisant des analyses supplémentaires sur leurs tissus (foie, tumeurs) après l’étude.
Raffinement
Les injections intraveineuses et les séances d’imagerie se feront sous anesthésie générale gazeuse pour minimiser le stress des animaux et permettre un réveil rapide. Les souris anesthésiées seront toujours placées sur un tapis ou lit chauffant avec contrôle de la température pour éviter l’hypothermie. Avant les traitements, une semaine d’habituation à la contention sera réalisée pour réduire leur stress. Les traitements nécessitant un gavage seront effectués avec une sonde vétérinaire adaptée, à embout arrondi, pour protéger l’œsophage et l’estomac. La technique « d’administration de médicament guidée par micropipette » sera utilisée si possible : les souris apprendront à boire du lait concentré, puis le médicament y sera mélangé, évitant ainsi le stress de la contention. Les souris, qui développent spontanément des tumeurs hépatiques et parfois des métastases pulmonaires, seront suivies par scanner et imagerie spécialisée. Une fois les tumeurs détectées, leur évolution sera surveillée chaque semaine. Les animaux seront observés quotidiennement par du personnel qualifié. En cas de signe de souffrance (difficulté à respirer, isolement, perte de poids), des compléments alimentaires ou des soins adaptés seront apportés. Si la situation ne s’améliore pas ou si la perte de poids dépasse 20 %, l’animal sera retiré du protocole et euthanasié rapidement pour éviter toute souffrance inutile. Les souris seront hébergées en groupes (5 maximum par cage), avec accès libre à la nourriture et à l’eau, dans des conditions enrichies (dômes, tubes, bâtons à ronger, matériaux pour faire un nid) et un cycle jour/nuit de 12 heures. Cela permet de limiter les comportements répétitifs et de favoriser leur bien-être.
Choix des espèces
Les modèles de souris transgéniques générés et étudiés : 1) récapitulent l’hétérogénéité du cancer du foie chez les patients ; 2) permettent de tester de nouvelles thérapies. Il représente par conséquent un modèle d’une grande valeur d’un point de vue expérimental pour mieux comprendre le cancer du foie et ainsi évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour cette maladie humaine. Pour étudier la formation et l'évolution de tumeurs dans le foie et des tumeurs secondaires dans le poumon, les souris seront utilisées au stade adulte. Les premières tumeurs apparaissent entre 30 ou 40 semaines en fonction du génotype de souris utilisé. Elles sont donc utilisées à partir de ces stades.
Test d’efficacité d’une molécule pharmacologique sur un modèle murin de la Maladie de Niemann-Pick type C (NPC)
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
170 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Une partie d'entre elles porte une mutation qui reproduit la maladie de Niemann-Pick de type C1, avec perte de poids, perte de coordination motrice et une durée de vie moyenne de 125 jours. Selon les procédures, les souris reçoivent à partir de 10 jours de vie trois injections sous la peau puis une injection dans l'abdomen chaque semaine pendant 6 ou 12 semaines, et subissent des prises de sang sous anesthésie ainsi que des tests de coordination motrice, de marche, d'activité locomotrice et d'anxiété, et d'inhibition de la préimpulsion. Le traitement espéré pour les patients passe encore par un développement thérapeutique puis une preuve clinique chez l'humain. Le porteur affirme qu'il n'existe pas de "modèles non-animaux" capables de reproduire une neurodégénérescence fatale. La molécule testée a été choisie au préalable sur des cellules.
Objectifs
Notre projet a pour objectif de tester l’efficacité in vivo d’une molécule sur un modèle murin de maladie de Niemann-Pick de type C1 (NPC1), qui récapitule le tableau clinique de la pathologie humaine.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet nous permettra d’obtenir une preuve de concept in vivo que la nouvelle approche thérapeutique envisagée est efficace sur plusieurs signes cliniques prédictifs du cours de la pathologie humaine. À plus long terme, ce projet se poursuivra par un développement thérapeutique de cette molécule visant à obtenir la preuve clinique de son efficacité chez l’homme, avec pour objectif final de proposer un traitement efficace pour les patients atteints de NPC1.
Procédures
Injections sous-cutanées (3/animal, 1 x par semaine, 1 min par injection) puis injections intrapéritonéales (1 x par semaine pendant 12 semaines, 1 min par injection), prélèvements sanguins (intracardiaque, 5 min par prélèvement sous anesthésie générale ; 3 fois à la veine temporale sous anesthésie gazeuse, 3 minutes par prélèvement). Tests comportementaux : Observations cliniques et évaluation des fonctions sensori-motrices 15 minutes chaque semaine (7 à 16 semaines d'âge), mesure de l'activité locomotrice et anxiété 5 fois 30 min, mesure des troubles de la marche (5 sessions de 3 jours, 5 minutes par jour), test de coordination motrice 4 fois 20 minutes, mesure de l'inhibition de la préimpulsion 3 fois 45 min. Amendements : injections intrapéritonéales : 1 x par semaine pendant 6 semaines pour l'étude précose ou 12 semaines pour l'étude tardive, 1 min par injection.
Impact sur les animaux
Les souris mutés présentent un phénotype dommageable ; ce modèle animal présente une perte de poids, une diminution de la coordination motrice, une mortalité prématurée avec une durée de vie moyenne de 125 jours. Pour la première procédure, ces animaux seront mis à mort suite à une anesthésie (nuisance légère). Pour la procédure deuxième, les animaux subiront 3 injections sous-cutanées indusiant une légère nuisance (1 par semaine pendant 3 semaines). Pour la troisième, les animaux subiront 3 injections sous-cutanées (1 par semaine pendant 3 semaines) puis 1 injection intrapéritonéale par semaine pendant 12 semaines induisant une nuisance modérée. Les souris subiront 3 prélèvements sanguins d’environ 3 minutes induisant une nuisance modérée. Amendements : Pour l'étude précose, les animaux subiront 3 injections sous-cutanées induisant une légère nuisance (1 par semaine pendant 3 semaines) puis 1 injection intrapéritonéale par semaine pendant 6 semaines induisant une nuisance modérée.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue de la réalisation de l'ensemble des procédures afin de prélever les tissus en vue d'analyse post-mortem, excepté pour l'étude pilote ou seul le sang sera prélevé.
Remplacement
L'étude de l'effet thérapeutique de candidats médicaments sur des processus complexes tels que les maladies neurodégénératives ne peut se faire sans l'utilisation de modèles animaux. En effet, il n'existe pas actuellement de modèles non-animaux permettant de récapituler l'ensemble des mécanismes physiologiques complexes à l'œuvre dans la mise en place d'une neurodégénérescence fatale, comme dans la maladie de Niemann-Pick de type C1. Cependant, le choix de la molécule optimale testée dans cette étude a préalablement été réalisé sur un modèle cellulaire.
Réduction
Ce projet implique des souris homozygotes présentant la mutation induisant la maladie de NPC1 et des souris non mutés qui seront considérées comme des contrôles ne présentant pas la maladie de NPC1. Dans l’étude précoce, les groupes expérimentaux seront constitués comme suit : 5 souris homozygotes mutées traitées avec le véhicule et 5 souris contrôles traitées avec le véhicule, pour chaque sexe, seront nécessaires à la caractérisation préliminaire du modèle dans le laboratoire. Dix souris homozygotes mutées traitées avec le composé, 10 souris homozygotes mutées traitées avec le véhicule et 10 souris contrôles traitées avec le véhicule, pour chaque sexe, seront nécessaires à la vérification des caractéristiques décrites dans le papier princeps. Le nombre de souris défini dans l’étude précoce repose sur les conditions nécessaires optimales à l’analyse des biomarqueurs. Il intègre à la fois la taille des effets attendus (diminution de 80 % de la protéine NPC1 chez les souris mutés, effet du traitement 40-45 % espéré) et la variabilité technique connue (30 %). À chaque étape, la variabilité réelle obtenue sera calculée. Dans le cas où l’étude précoce mettrait en évidence une « surestimation » par rapport à la variabilité technique théorique, une réduction du nombre d’animaux lors de l’étude d’efficacité tardive sera envisagée. Pour l’étude d’efficacité tardive afin de réduire le nombre d’animaux, nous avons décidé de ne pas réaliser de groupe contrôle non muté. Le groupe muté non traité permet d’évaluer les caractéristiques liées à la pathologie. Les résultats du groupe muté traité seront préférentiellement rapportés aux souris du groupe muté (point de départ de la pathologie). En cas de « situation optimale », les souris mutés sous traitement auront des niveaux de protéine NPC1 équivalents aux souris WT. Le choix de 16 animaux par groupe a été défini en fonction de la haute variabilité des tests comportementaux.
Raffinement
Dans le cadre des procédures expérimentales réalisées, nous nous efforcerons de réduire autant que possible le stress engendré. Une étude toxicologique préliminaire a été réalisée afin de déterminer la dose maximale non toxique de la molécule à administrer aux animaux. Nous suivrons l'état général des animaux, le toilettage, la posture, la présence de vocalisation. Tous ces items nous permettront de décider de l'atteinte de points limites, le cas échéant, pouvant entraîner l'euthanasie de l'animal pour éviter toute souffrance. En cas de rixe entre animaux, nous pourrons être amenés à isoler l'individu dominant pour éviter toute lésion. L’animal isolé sera sorti de la procédure temporairement (si on arrive à le soigner) ou définitivement et il sera alors mis à mort. Les animaux seront maintenus en groupes, dans des conditions d'animalerie optimales. Ils disposeront sans limitation de nourriture, de boisson et d'un milieu enrichi (nids en quantité suffisante, bâton et balles à ronger). Si un animal présente un trouble locomoteur, de la nourriture mouillée et un biberon à longue tétine seront ajoutés à la cage. Si une douleur est présente, un antalgique pourrait être administré selon les recommandations vétérinaires. Les animaux seront pesés et observés toutes les semaines en plus du suivi quotidien habituel. Lors du prélèvement sanguin, nous effectuerons une compensation du volume injecté avec du sérum physiologique.
Choix des espèces
La souris est l’animal de choix pour la création et l’étude de modèles avec une perte de fonction d’un gène (mutation). De plus, la souris est un modèle animal adapté à l’étude de la locomotion, phénotype d’une dégénérescence neuronale. Enfin, il n’existe pas de modèles in vitro ou de systèmes cellulaires pour étudier un phénotype locomoteur et/ou la résistance à la prise de poids à l’échelle d’un organisme complet. Le traitement avec la molécule médicament débutera à 10 jours post-natal et sera donné 1 fois par semaine. Dans la littérature, l'ensemble des études ayant testé l'efficacité de notre molécule dans différentes pathologies ont commencé le traitement avant le sevrage des animaux, c'est pourquoi nous allons suivre ce même schéma expérimental.