Souris
Elevage et gestion de souris pour Établissements Utilisateurs
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
340 000 souris vont être élevées et utilisées sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chacune peut subir un prélèvement de tissu à l'oreille ou à la queue entre 7 et 10 jours de vie pour le génotypage, puis un prélèvement de sang à partir de 30 jours. Les souris porteuses du gène recherché partent vers d'autres autorisations de projet, les autres sont tuées ou réutilisées, 2 500 réutilisations étant déclarées. Une partie des lignées porte un phénotype dommageable, immunodéficience, pathologie métabolique ou cancéreuse, et le porteur range l'orientation des souris sans intérêt génétique vers des séances d'entraînement et de formation sous le principe de "Remplacement".
Objectifs
Les programmes de recherche menés au sein des divers laboratoires toulousains, qu'ils relèvent du secteur public ou privé et soient sous la tutelle de différentes entités, impliquent l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques. Cette communauté de recherche, composée de plus de 50 équipes réparties dans sept laboratoires distincts, se consacre à des thématiques spécifiques générant des résultats validés, lesquels contribuent à une reconnaissance internationale à travers des collaborations, des succès dans l'obtention de financements et des publications. Les domaines de recherche de cette communauté toulousaine couvrent diverses disciplines, notamment la cancérologie, la santé digestive, les maladies infectieuses et inflammatoires, ainsi que les maladies métaboliques et cardiovasculaires. L'objectif de ce projet est de fournir des animaux répondant aux exigences scientifiques spécifiques de ces équipes de recherche, rendant ainsi possible la réalisation de leurs projets au sein des différents établissements expérimentaux répartis sur plusieurs sites. Les exigences scientifiques impliquent la caractérisation génotypique et/ou phénotypique des animaux pour la selection des gènes étudiés et des modèles d’intérêt, ainsi que l’utilisation d’animaux à phénotype dommageable en tant que modèles d’étude des pathologies. Ces derniers présentent des susceptibilités et des déficiences particulières, nécessitant une gestion attentive de l'élevage et de l'environnement. Il est crucial d'anticiper et de prendre en compte ces facteurs afin de prévenir l'apparition ou le développement de troubles ou de pathologies, tout en limitant la souffrance des animaux.
Bénéfices attendus
L'élevage et la gestion de souris, soumises à une caractérisation génétique et/ou phénotypique, sont d'une importance capitale pour fournir aux équipes de recherche les animaux nécessaires. La diligence apportée à l'élevage de ces individus, en étroite corrélation avec des questions scientifiques précises, forme la base des avancées scientifiques au sein de notre communauté.
Procédures
Les animaux peuvent subir un prélèvement de tissu (oreille ou queue) une unique fois entre 7 et 10 jours, pour une durée de 30 secondes maximum contention comprise. Un prélèvement de sang peut être réalisé une fois à partir de 30 jours d’âge, pour une durée de 30 secondes maximum contention comprise. Des lignées à phénotype dommageable peuvent développer des pathologies dont la prise en charge est individualisée et procédurée.
Impact sur les animaux
La méthode de génotypage, qui implique le prélèvement de tissus (notamment par encoche d'oreille ou par petit bout de queue), peut potentiellement provoquer un stress lié à la contention ainsi que de la douleur légère chez les animaux. Les prélèvements sanguins peuvent également induire du stress lié à la contention. Il est important de souligner que les animaux présentant un phénotype dommageable (de type variable comme les immunodeficiences, les pathologies métaboliques, cancereuses etc...) sont susceptibles de développer diverses pathologies et donc nécessiter une surveillance accrue.
Devenir
Tous les animaux portant les gènes d’intérêt pour les projets de recherche sont en utilisation continue vers d’autres DAP. Les animaux ne présentant pas le génotype d’intérêt sont mis à mort ou réutilisés pour d’autres projets (animaux réformés : training, collaboration avec des centres de formation).
Remplacement
Les équipes de recherche reconnaissent l'importance de la substitution des animaux dès que possible, conformément aux principes des 3R. Des alternatives sont privilégiées en priorité, telles que les méthodes mathématiques, pharmacocinétiques, les études in vitro utilisant des modèles cellulaires, ou les investigations préliminaires sur des organoïdes. Néanmoins, ces approches ne parviennent pas à reproduire la complexité des voies impliquées dans les modèles physiologiques ou physiopathologiques intégrés, tels que ceux basés sur la souris. Malgré les efforts pour promouvoir la substitution, la souris demeure un modèle essentiel, en raison de sa physiologie transposable à l'Homme et de sa proximité génétique, permettant la reproduction moléculaire et phénotypique de nombreuses pathologies humaines.
Réduction
La reproduction des animaux est soigneusement planifiée en anticipation des schémas expérimentaux des chercheurs, afin d'aligner étroitement l'élevage sur leurs besoins réels. Une gestion réfléchie de certaines lignées permet, par des croisements planifiés, d'obtenir exclusivement les génotypes d'intérêt, favorisant ainsi la Réduction. Les prélèvements invasifs sont limités aux animaux pour lesquels l'homozygotie ne peut être obtenue, et leur réalisation est restreinte à un couple d'animaux en cas de nécessité de confirmation du génotype. La production de certaines lignées d'animaux peut être optimisée en les partageant entre différents chercheurs, garantissant ainsi une utilisation maximale de tous les animaux produits, en accord avec le principe de Réutilisation. Les animaux ne présentant pas un génotype d'intérêt pour les chercheurs sont principalement orientés vers nos projets d'animaux de réforme, mettant en œuvre le principe de Remplacement après accord de la vétérinaire. Ces projets fournissent des animaux destinés à des initiatives de formation spécifique, des sessions d'entraînement ou des procédures terminales, contribuant ainsi à minimiser l'utilisation d'animaux dans des situations où leur génotype n'est pas essentiel.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des cages ventilées conformes aux normes de la directive 2010/63/UE. Chaque cage est enrichie avec des accessoires spécifiques tels qu'un igloo en plastique rouge, des bâtonnets de bois et du papier essuie-tout pour la construction de nids. Leur statut sanitaire est vérifié trimestriellement. Les zootechniciens, sensibilisés aux diverses pathologies potentielles en élevage, y compris les phénotypes dommageables, prennent des mesures préventives ou administrent des traitements précoces pour éviter toute souffrance des animaux. Ils possèdent une expertise dans les gestes techniques et sont formés aux méthodes alternatives à la préhension par la queue. Des produits de soins sont disponibles et utilisés selon les recommandations du vétérinaire désigné. L’habituation des animaux à leur zootechnicien permet de diminuer le stress des animaux lié à la contention pour les prélèvements. Les personnels sont parfaitement formés à la technique de prélèvement (tissu et sang) qui, procédurée avec du matériel de chirurgie aiguisé et désinfecté, permet de limiter le stress et la douleur des animaux au maximum. La biopsie est en outre de la taille la plus réduite possible et avec hémostase si besoin. En cas de douleur un anti-inflammatoire local peut être appliqué en fonction des recommandations de la vétérinaire. La gestion des animaux à phénotype dommageable s’appuie sur un tableau recensant les caractéristiques de chaque lignée, et des actions sont mises en place au cas par cas (statut sanitaire, litière adaptée, surveillance renforcée lors d’âge critique par exemple).
Choix des espèces
Avec une homologie génique dépassant 90% entre l'Homme et la souris, la plupart des gènes humains ont leurs homologues chez la souris, et les voies métaboliques sont largement conservées entre ces deux espèces. La souris représente ainsi un modèle expérimental particulièrement intéressant en tant qu'animal génétiquement modifié. De nombreux modèles murins, qu'ils soient pathologiques ou humanisés, offrent la possibilité d'étudier la physiopathologie de diverses maladies. Ce modèle intégré permet de rendre compte de la complexité des voies impliquées dans la physiologie et la physiopathologie, avec une transposabilité à l'Homme. En conséquence, la souris demeure une espèce de choix pour les équipes de recherche. Les souris entament leur phase de reproduction entre 6 et 8 semaines et sont maintenues dans ce processus jusqu'à l'âge moyen de 300 jours. Les prélèvements de tissu pour génotypage sont effectués entre 7 et 10 jours ; le sang, pour phénotypage, est prélevé sur des animaux âgés de 4 semaines. Les animaux issus de la reproduction sont transférés en zone d'expérimentation avant d'atteindre l'âge de 8 semaines, ou bien ils sont conservés en tant que futurs reproducteurs pour le renouvellement des accouplements. L'apparition de phénotypes dommageables est documentée et les animaux sont envoyés en zone expérimentale avant le développement des pathologies associées. Les animaux gardés pour la reproduction sont mis à mort avant ou dès l’apparition des signes cliniques.
Etude des mécanismes de la résolution d’inflammation associée à l’athérosclérose
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une partie des 180 souris est dépourvue du récepteur d'une molécule lipidique, pour vérifier si cette absence aggrave l'athérosclérose et l'inflammation des artères. Toutes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, après une injection dans la queue d'une protéine qui, associée à un régime riche en graisse, déclenche l'athérosclérose. Elles reçoivent ensuite une injection dans l'abdomen, éveillées, d'un traitement ou d'un produit témoin, et subissent cinq échocardiographies sous anesthésie, une toutes les cinq semaines. Le porteur prévoit une prise de poids "importante" sous ce régime, et une douleur "comme une piqûre d'aiguille" lors des injections sur souris éveillées. Toutes sont tuées à la fin de l'étude pour prélever leurs artères et y étudier les plaques d'athérome.
Objectifs
L’athérosclérose (accumulation des plaques riches en lipides au niveau des artères) et l’inflammation chronique accélérent le vieillissement cardiovasculaire et contribuent à la mortalité et à la morbidité en France. Des molécules lipidiques considérés comme bénéfiques dans la prévention des maladies cardiovasculaires, peuvent réduire l’inflammation. Ces molécules lipidiques agissent via des récepteurs spécialisés encore très peu étudiés dans le domaine de la résolution de l’inflammation et des conséquences sur les maladies cardiovasculaires. Notre hypothèse est qu'une molécule lipidique et son récepteur pourraient contribuer à limiter l’inflammation, l’athérosclérose, et le vieillissement cardiovasculaire. Ainsi, l'objectif de ce projet est de déterminer si l’absence du récepteur produit l’effet inverse à savoir prolonge et/ou accentue ces phénomènes et d’identifier les mécanismes impliqués. Pour cela, nous utiliserons un modèle d’athérosclérose et d’inflammation vasculaires induit par la surexpression d’une protéine couplé à un régime riche en graisse, chez la souris portant ou non de le récepteur étudié. Une exploration des fonctions cardiovasculaires sera faite dans les deux groupes et nous testerons aussi l’effet d’une molécule thérapeutique qui aide à la résolution d’inflammation.
Bénéfices attendus
La réussite de cette étude permettra 1) de déterminer si le récepteur d'une molécules lipidique est important pour limiter le processus d'inflammation et le développement de l’athérosclérose et 2) d’évaluer l’efficacité d’un thérapeutique potentiel à restaurer la résolution de l’inflammation et réduire la sévérité de l’athérosclérose.
Procédures
-piqûre de 5 secondes au bout de la queue pour injecter la protéine induisant l’athérosclérose. - injection intra-péritonéale de 10 secondes d’un millilitre d’un thérapeutique ou d’un contrôle. - 5 échocardiographies (imagerie non-invasive de 30 min maximum) sous anesthésie (1 échographie toutes les 5 semaines).
Impact sur les animaux
Le régime riche en graisse conduira à une prise de poids importante, mais pas à un niveau comparable à l’obésité. Il y aura peut-être une diminution de la prise alimentaire due au régime gras. Les administrations intrapéritonéales sur l’animal vigile induiront une douleur comme une piqûre d’aiguille. Une petite inflammation au site d’injection peut survenir. Les anesthésies pratiquées pour réaliser les échocardiographie peuvent induire une hypothermie, une modification de la fréquence cardiaque. L’athérosclérose qui se développera dans le temps donné ne conduit pas à une mortalité chez la souris.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de l’étude puisque les artères seront prélevées pour étudier les plaques d'athérome. L'animal est inconscient lors de sa mise à mort.
Remplacement
L'étude des mécanismes d'action d'une molécule lipidique et son récepteur se font déjà au laboratoire sur les modèles cellulaires. Nous avons également mis au point l'étude de la contraction et dilatation des artères isolées par une méthode ex-vivo. Cependant, pour étudier l'effet de l’induction d’athérosclérose sur le système cardiovasculaire, nous sommes obligés de passer par un modèle in vivo. Le remplacement dans ce cas n'est pas possible.
Réduction
Nous faisons toutes les mesures (echocardiographie, prise de poids) sur un même animal. Des calculs statistiques permettent de prédire le nombre minimal d'animaux à utiliser pour avoir des résultats significatifs et limiter le nombre d’animaux.
Raffinement
Les souris seront hébergées de 2 à 5 par cages ventilées. L’enrichissement du milieu se fera avec du papier plissé, des tunnels et bâtonnets de bois. Les souris sont surveillées très régulièrement (prise de poids, zones de piqûre). Une anesthésie gazeuse sera pratiquée pendant l’exploration fonctionnelle cardiovasculaire et du gel ophtalmique est déposé sur les yeux pour éviter le dessèchement. La mise en place de points limites est adaptée à chaque étape de la procédure (régime, echocardiographie sous anesthésie).
Choix des espèces
Les souris qui surexpriment la protéine et sous régime hyperlipidique développent l’athérosclérose. Des souris adultes mâles et femelles de 10 semaines seront utilisées pour la réalisation de ce projet, âge adulte où l'appareil vasculaire a atteint sa pleine maturité.
Evaluation de l’efficacité de molécules thérapeutiques dans un modèle de dermatite atopique induit par l’IL23 chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
Une plaie nécrosée, purulente ou suintante déclenche la mise à mort immédiate, tout comme une perte de plus de 20 % du poids maintenue trois jours ou une hypothermie persistante. 600 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour des prélèvements de tissus. Une inflammation de l'oreille leur est provoquée par injections répétées d'interleukine 23, puis elles reçoivent une à deux administrations par jour pendant seize jours, avec des mesures d'épaisseur de peau tous les deux jours et une prise de sang hebdomadaire. Les molécules testées appartiennent à des clients de l'établissement, dont le porteur écrit ne pas connaître la composition, et le choix de la souris tient notamment à ses "faibles coûts", à sa croissance rapide et à sa facilité de transport.
Objectifs
La dermatite atopique, encore appelée eczéma atopique, est une des maladies les plus fréquentes de l'enfant qui peut apparaître dès les premiers mois de la vie. L’origine de cette pathologie est principalement allergique. Il n’existe pas de traitement curatif efficace à ce jour. Les traitements utilisés sont symptomatiques et permettent de réduire les signes cliniques. Il est donc important d’avoir un modèle préclinique pertinent permettant de tester l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques. Il est indispensable de tester ces molécules dans ce modèle pour plusieurs raisons : - Il n’existe pas de modèle in vitro de dermatite atopique pouvant remplacer complètement la peau en tant que tissu biologique vivant. Il existe cependant des modèles in vitro qui permettent d’effectuer un premier criblage d’efficacité de molécules, mais cette efficacité doit ensuite être confirmée chez l’animal. - Ces modèles in vitro ne permettent pas de tester des produits thérapeutiques ou des dispositifs médicaux destinés à être appliqués sur la peau (voie dermique / topique) - L’efficacité ne pouvant être complètement testée in vitro, des premières preuves d’efficacité in vivo doivent être apportées avant de passer au stade clinique de développement de ces molécules (tests cliniques chez l’Homme). De ce fait, il est important d’avoir un modèle préclinique prédictif de la dermatite atopique afin d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques (non cosmétiques) qui permettront dans un futur proche d'apporter au patient plus de confort au quotidien.
Bénéfices attendus
Ces études permettront d'évaluer l'efficacité de nouveaux traiements contre la dermatite atopique. Si une molécule se révélait efficace, elle permettrait d'améliorer la prise en charge des patients atteints de cette pathologie.
Procédures
Les interventions réalisées au cours de l'étude sont les suivantes: manipulation quotidienne (1 minute), contention pour administrations (une ou deux fois par jour pendant seize jours, durée d'environ trente secondes), anesthésie gazeuse pour l'induction et mesures au pied à coulisse ou par imagerie non invasive par tomographie de cohérence optique ou OCT (à huit occasions, tous les deux jours, environ 5 minutes), prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse (une fois par semaine maximum, durée d'environ trois minutes).
Impact sur les animaux
L'injection répétée d'IL23 (interleukine 23) induit une inflammation locale au niveau de l'oreille. Il est possible également que des effets indésirables liés aux molécules testées apparaissent, mais ceux-ci sont difficiles à anticiper car il s'agit des molécules de nos clients dont nous n'avons pas connaissance. Le suivi clinique et la mise en place d'un scoring permettra de les détecter le plus précocément possible et d'adapter les traitements (dose, fréquence...) en conséquence.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure car des prélèvements tissulaires post-mortem seront réalisés pour analyses.
Remplacement
L'utilisation du modèle animal de dermatite atopique ne sera utilisé qu'en dernier recours après des tests préalables de criblage et d'efficacité in vitro. Il est indispensable de tester ces molécules dans ce modèle pour plusieurs raisons : - Il n’existe pas vraiment de modèle in vitro de dermatite atopique pouvant remplacer complètement la peau en tant que tissu biologique vivant. Il existe cependant des modèles in vitro qui permettent d’effectuer un premier criblage d’efficacité de molécules, mais cette efficacité doit ensuite être confirmée chez l’animal. - Ces modèles in vitro ne permettent pas de tester des produits thérapeutiques ou des dispositifs médicaux destinés à être appliqués sur la peau (voie dermique / topique) - L’efficacité ne pouvant être complètement testée in vitro, des premières preuves d’efficacité in vivo doivent être apportées avant de passer au stade clinique de développement de ces molécules (tests cliniques chez l’Homme)
Réduction
La stratégie d’expérimentation sera une expérimentation en mesures répétées (étude longitudinale) par observation répétée avec ou sans procédure d’imagerie. Cette approche expérimentale permet d’appliquer un modèle statistique pour un plan en mesures répétées (seuil de significativité alpha de 5% dont le critère principal sera l'épaisseur de la peau du dos et des oreilles en fonction du temps) et permet d’avoir une puissance de test importante car chaque animal est observé à différents temps et devient son propre contrôle car une observation est réalisée avant d’initier les phases de traitement. Le nombre d’animaux sera de 8 répartis en 5 groupes (un groupe induit mais non traité, un groupe induit et traité avec une molécule de référence, un groupe induit traité avec l'excipient de la molécule à tester, 2 groupes d’animaux devant recevoir la molécule à tester à deux différentes doses ou recevant 2 molécules à tester). Des analyses post mortem sur les tissus seront réalisées afin d’obtenir le plus d’informations possibles relatives à l’efficacité des molécules administrées sur les animaux. L'utilisation d'imagerie OCT permet également de réduire le nombre d'animaux utilisés de 50% du fait du suivi longitudinal de chaque animal. Une procédure d’évaluation de la dermatite atopique en imagerie est prévue et cette approche permettra de réduire le nombre d’animaux de 50 %. Dans le cadre d’une approche classique (approche en groupes parallèles, sans utilisation d’imagerie et sans application d’un plan en mesures répétées), le nombre d’animaux par groupe de traitement serait supérieur dans le cas où l'on voudrait suivre l'évolution de la pathologie au cours du temps (au moins 16 animaux par groupe, par exemple 8 animaux mis à mort à un temps intermédiaire et 8 animaux mis à mort à la fin de l'expérimentation dans le cas où une approche histologique classique serait envisagée).
Raffinement
Evaluation des points finaux quotidiennement (poids, état d'hydratation, comportement de l'animal, état des lésions induites au niveau des oreilles et de la peau du dos...), enrichissement du milieu dans les cages (igloo, buchettes, cotons pour nidification). Afin de minimiser le potentiel de souffrance et/ou de détresse chez les animaux, les points limites établis en concertation avec le Comité de Suivi du Bien Être Animal (SBEA) de notre établissement, sont les suivants : - Défaut d'alimentation et/ou de boisson sur une période de 24 à 48h se traduisant par un amaigrissement et une déshydratation - Perte de poids >20 % du poids normal maintenue sur 72h - Hypothermie persistante, décelée par un animal froid au toucher et réticent à bouger - Difficulté respiratoire, avec augmentation du rythme respiratoire - Plaie nécrosée, purulente ou exsudative - Complication sur le site d’application de la molécule topique. Si un de ces points limites est atteint, les animaux seront mis à mort immédiatement.
Choix des espèces
Les espèces animales utilisées dans ce projet (souris immunocompétentes) sont d’excellents modèles de dermatite atopique. Il existe de nombreuses références bibliographiques scientifiques relatives à l’évaluation de la dermatite atopique induite dans ces espèces. De plus, ces animaux développent des symptômes de dermatite atopique très semblables à ceux observés chez l’humain. Ils présentent aussi certains intérêts pratiques décisifs : faibles coûts, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation, et une très bonne adaptation aux conditions expérimentales. Les animaux seront utilisés au stade de jeunes adultes (~8-12 semaines) car il s'agit du stade auquel ils sont les plus susceptibles de fournir des résultats satisfaisants (maturité). Tous les animaux auront le même âge.
Efficacité d’une approche thérapeutique par anticorps via des modèles immunodéficients et immunocompétents de cancer du pancréas murin
- Recherche appliquée
- Cancers
324 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 288 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré et 36 dans des procédures légères. La plupart reçoivent sous la peau une injection de cellules cancéreuses du pancréas, dont la croissance peut provoquer une ulcération de la peau, puis jusqu'à quarante-cinq injections d'anticorps réparties sur quinze semaines, à l'état vigile. Le projet doit vérifier si un anticorps développé depuis une dizaine d'années par l'équipe agit aussi sur le cancer du pancréas, après des résultats obtenus sur le cancer du foie. Cet anticorps a déjà passé les tests de toxicité et il est déjà entré en essai clinique pour d'autres maladies, quand l'amélioration de survie annoncée pour les malades du pancréas reste, elle, une hypothèse.
Objectifs
Le cancer du pancréas est la 7ème cause de mortalité attribuable au cancer dans le monde. De nouveaux types de traitement ciblant le système immunitaire se sont montrés efficaces dans d’autres types de cancers mais n’ont pas encore fait leur preuve pour le pancréas. Il y a donc urgence à améliorer les thérapies actuelles. Depuis une dizaine d’années nous avons développé un anticorps reconnaissant spécifiquement une protéine localisée sur la membrane des cellules et connue pour participer au développement de différents cancers. Nous avons montré dans le cancer du foie que notre anticorps pouvait réduire la taille des tumeurs, influencer le système immunitaire et améliorer les thérapies ciblant ce dernier à la fois chez l’homme et la souris. L’objectif de notre projet est d’étendre nos recherches au cancer du pancréas afin d’évaluer l’efficacité de notre anticorps dans ce cancer.
Bénéfices attendus
Les cancers du pancréas sont un grave problème de santé public. Bien que rare, il est pratiquement incurable en l’état actuel et les patients atteints ont une durée de vie très faible. Notre projet est une étape vers la mise en place de nouveaux traitements plus efficaces. Nous pensons que notre anticorps peut améliorer l’efficacité des thérapies ciblant le système immunitaire et ainsi la survie de très nombreux malades dans le futur. Cet anticorps a d’ailleurs déjà passé les tests de toxicité avec succès et est récemment entré en essai clinique pour le traitement d’autres pathologies.
Procédures
La majorité des animaux de ce projet seront soumis à une injection unique sous la peau de cellules cancéreuses. Cette injection prend environ une minute à être réalisée sur animaux anesthésiés. Certains animaux recevront un traitement par anticorps 3 fois par semaine pendant une durée pouvant aller jusqu’à 15 semaines. Les injections seront réalisées sur animaux vigiles, ce qui prend moins d’une minute à être réalisée. Les animaux subiront un prélèvement de sang terminal. Cette procédure est réalisée sur animaux anesthésiés et est réalisé en environ 1 minute.
Impact sur les animaux
Pour les souris injectées sous la peau, la croissance de la tumeur peut entrainer l’apparition d’une ulcération cutanée. Les injections répétées peuvent parfois engendrer une douleur ou très rarement une ulcération au niveau des sites d’injection. La contention sur animal vigile peut engendrer un stress.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront mis à mort afin de collecter les tissues (tumeurs) qui seront utilisées pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Afin de remplacer les études in vivo, nous avons prévu de procéder à des études in vitro sur lignées cellulaires et ex vivo sur des tissus de patients afin de démontrer la validité de l’approche. Celle-ci nécessite en parallèle une validation dans un modèle physiologique complet sur animal entier avant transposition clinique chez l’humain.
Réduction
Les tailles d’effectifs ont été déterminées à priori grâce à un logiciel dédié afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables et robustes. Les données obtenues grâce aux animaux de ce projet seront analysées avec des tests statistiques classiques.
Raffinement
Afin de raffiner au mieux notre méthodologie, le protocole expérimental est planifié en amont. L’environnement des animaux est enrichi avec des tubes de coton pour la nidification et des briques de tremble à ronger. Les animaux seront hébergés en portoirs ventilés, ce qui les protégera des infections. Les animaux seront maintenus en groupe. Des points limites précoces ont été établis afin d’interrompre si nécessaire les procédures permettant de soustraire les animaux à toute douleur ou souffrance. Les procédures invasives ou stressantes sont réalisées sous anesthésie générale. Avant les procédures le nécessitant, au cours de la période d’acclimatation de 7 jours, les souris seront laissées 2-3 jours sans manipulation puis habituées à la contention afin de diminuer le stress lié aux injections répétées.
Choix des espèces
Les souris sont de petits mammifères très proches de l’homme notamment du point de vue immunologique. Le modèle proposé dans cette étude a contribué dans le passé à établir le potentiel curatif des approches thérapeutiques ciblant le système immunitaire actuellement prescrites chez l’homme. Les animaux seront utilisés à un âge adulte de 8 semaines afin qu’ils présentent un système immunitaire mature. De plus il est préférable de greffer les cellules sur des animaux adultes afin que les tumeurs grandissantes entravent le moins possible leur capacité de mouvement
Développement et comparaison de construction ARNm dans le traitement des maladies de la contraction musculaire dans un modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Des aiguilles plantées dans le muscle, suivies d'une décharge électrique qui perce la membrane des cellules : 433 souris Swiss femelles subissent une électroporation intramusculaire dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement des muscles injectés. Chaque animal peut recevoir jusqu'à huit anesthésies et sept injections intrapéritonéales, et passe chaque jour un test de réflexe, le "Digit Abduction Score". Le projet compare dix candidats myorelaxants à ARN messager destinés à traiter la dystonie et la spasticité chez l'humain. Le porteur classe le stress lié à ce test quotidien parmi les seules nuisances attendues, et le décrit ailleurs comme bref, indolore et peu stressant.
Objectifs
Cette étude a pour objectif dans un premier temps, de développer un modèle d’administration par électroporation (une brève impulsion électrique perce la membrane, permettant ainsi la délivrance de substances thérapeutiques à l'intérieur des cellules) de nos candidats médicaments pour le traitement des maladies la contraction musculaire, puis dans un deuxième temps, les comparer par dose réponse pour le traitement des maladies la contraction musculaire. Au final, l’ensemble de ces données de caractérisation serviront de base à la conception d’essai clinique chez l’homme. Nous démontrerons les bénéfices de nos produits face aux produits de référence utilisés en clinique. Ce projet expérimental d’optimisation concerne 10 produits d’intérêt identifiés suite à nos travaux précédents.
Bénéfices attendus
Les troubles du mouvement sont des maladies neuromusculaires, qui handicapent durablement les patients et ont donc un impact sociétal important. La dystonie, par exemple, est un trouble qui se caractérise par des contractions musculaires involontaires, pouvant entraîner des mouvements répétitifs ou des postures figées. La spasticité musculaire, quant à elle, est considérée comme une sur-contraction inhabituelle et involontaire du ou des muscles. Ce trouble du système nerveux central résulte en une crispation et une rigidité accrue du muscle touché. Le traitement de ces maladies implique généralement la prescription de traitements administrés oralement : le baclofène, les benzodiazépines, le dantrolène… Ces traitements systémiques (ayant un effet sur tout l'organisme) comportent cependant tous des effets secondaires conséquents. Alternativement, l’injection intramusculaire de certains produits directement dans le muscle affecté peut soulager ces malades : le phénol ou la toxine botulique. Cette approche présente des avantages devant celles présentées précédemment, notamment concernant les effets secondaires. Cette approche doit encore être optimisée : les patients et soignants attendent des myorelaxants offrant encore moins d’effets secondaires, capables d’être efficaces rapidement après administration, et dont les effets seraient durables. Ainsi, ce projet apportera les bénéfices suivants : - Traitement efficace plus rapidement. - Traitement efficace sur du long terme.
Procédures
Anesthesies pour injection, mesure bioluminescence et éléctroporation, au maximum 8 anasthesie de 10-15 min. 1 injection intramusuclaire (durant anesthesie) : 30 sec pendant l'anesthesie. 7 injections intraperitoneale maximum : 30 sec 1 éléctroporation (injection d'aiguilles en intramusculaire, suivi d'une onde éléctrique) : 30 sec pendant l'anesthesie. Mesure du "Digit Abduction Score" tous les jours, 30 secondes.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les seules nuisances attendues sont : - les douleurs associés aux injections (dans ce projet une injection intra-musculaire puis maximum 7 intrapéritonéal) - Stress associé au test du « Digit Abduction Score» - Stress lié aux anesthésies multiples
Devenir
Tous les animaux des différentes procédures seront mis à mort. En effet, il n’est malheureusement pas possible de les réutiliser dans une nouvelle série d’expériences. De plus, dans ce projet, les muscles injectés seront prélevés pour des analyses ultérieurs.
Remplacement
Le remplacement ne peut pas être assuré dans cette étape du programme de travail, car la pertinence des modèles cellulaires de coculture est aujourd’hui encore débattue, et de tels modèles ne prennent de toute façon pas en compte le paramètre de diffusion (processus par lequel un médicament ou une substance active se déplace à travers les différentes phases du corps qui est essentiel lorsqu’on s’intéresse au profil pharmacodynamique des composés. Le test "Digit Abduction Score" nous permet au contraire de mesurer l’activité myorelaxante tout en prenant en compte ce paramètre.
Réduction
Pour la réduction, les études précédemment réalisées nous ont donné un certain recul sur la taille des groupes nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs ; Nous utiliserons donc le nombre minimal d’animaux par groupe permettant d’arriver à une conclusion. Soit 5 animaux par groupe. Nous réaliserons lors la première section, des expérience sur seulement 3 animaux, afin de vérifier la bonne tolérance et la validité des constructions réalisées.
Raffinement
Concernant le raffinement, les animaux seront hébergés en groupe de 5 avec enrichissement du milieu, et surveillés quotidiennement. Nos études précédentes nous ont permis un raffinement du modèle "Digit Abduction Score" chez la souris : l’injection intramusculaire dans le membre inférieur est réalisée sous anesthésie par un expérimentateur entraîné, et les mesures de "Digit Abduction Score" sont brèves, indolores et peu stressantes pour les animaux. De plus, pour les étapes d’imagerie, les animaux seront également anesthésiés. Observation quotidienne des animaux (apparence, consommation aliment et eau, comportement), pesée des animaux tout au long de la procédure (jour 0, 2, 4, 7 et 14 puis une fois par semaine si l’étude est plus longue). Pour chaque animal et donc chaque injection l’aiguille sera changée, nous utilisons ici des aiguilles stériles. Les points limites sont décrits dans chacune des procédures. De plus, tout autre signe clinique observé, indépendamment des procédures (pendant la période d’acclimatation par exemple), fera l’objet de soins tels que définis en accord avec le vétérinaire.
Choix des espèces
Souris swiss femelles âgées de 6 semaines en début d’expérimentation (20g) et 8-9 semaines maximum en fin d’expérimentation (35-40g). La souris à été choisi dans ce projet car elles expriment les cibles moléculaires d’intérêt à la jonction neuromusculaire il existe une limite de diffusion dans les tissus. Le test du "digit abduction score" chez la souris, déjà éprouvé lors d'études précédentes, est au contraire un test reconnu pour sa pertinence pour étudier les myorelaxants. Des animaux juvéniles seront choisis pour leur capacité à exhiber un réflexe lors des tests "Digit Abduction Score". Les animaux âgés peuvent effectivement répondre de manière moins spontanée aux stimulations. Ils sont également plus légers, donc plus facile à stimuler.
Rôle d’une activation chronique de la voie STING dans les fonctions lymphocytaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Les souris de cette lignée portent une mutation qui les prive d'une partie de leurs défenses immunitaires et vaut à certaines une maladie proche du lupus humain, avec insuffisance rénale, dermite, dépilation, plaies et douleurs articulaires. 895 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, avec une croissance ralentie et une mortalité qui augmente à partir de six mois. Les souriceaux sont prélevés à l'oreille pour être génotypés, puis chaque animal subit trois à huit prélèvements de sang et d'urine, sans anesthésie, le porteur estimant les gestes assez rapides pour s'en passer. Les souris destinées aux expériences sont tuées pour le prélèvement des organes, celles qui atteignent un point limite le sont également, et les reproducteurs restent en vie pour entretenir la lignée.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes d’une mutation génétique impactant les fonctions des lymphocytes (cellules incluses dans les globules blancs et impliquées dans la réponse du système immunitaire) ce qui conduit à induire un déficit immunitaire (baisse de la fonction d’une partie au moins des cellules du système immunitaire) chez les souris. Cette demande concerne le maintien de la lignée de souris portant cette mutation ainsi que l’identification de la mutation par analyse génétique pour identifier les animaux.
Bénéfices attendus
Les souris porteuse de la mutation étudiée dans ce projet présentent une baisse du taux de lymphocytes (phénotype de déficit immunitaire) et une inflammation pulmonaire, dont nous souhaitons comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires par l’étude des cellules immunitaires des souris, et de leur production d’anticorps. La mutation gain étudiée a été décrite chez des patients atteints d’une maladie inflammatoire appelée SAVI, ainsi les mécanismes qui seront décrits grâce à l’étude des souris mutantes pourront permettre une meilleure compréhension de la maladie et une meilleure prise en charge des patients.
Procédures
Les souris portant la mutation génétique étudiée dans ce projet développent un déficit immunitaire. Un prélèvement tissulaire et plusieurs prélèvements sanguins et urinaires (prélèvements sanguins et urinaires mensuels avec un total de 3 ou 8 selon les groupes) pour seront réalisés sur chaque animal vigile pour une durée de 2 minutes environ pour chaque geste.
Impact sur les animaux
Les souris portant la mutation génétique étudiée dans ce projet développent un déficit immunitaire à phénotype dommageable avec une croissance moins importante et une mortalité accrue à partir de l’âge de 6 mois. Les souriceaux seront prélevés à l’oreille pour le génotypage, et un prélèvement sanguin sera réalisé sur chaque animal adulte utilisé dans les expériences, juste avant la mise à mort. Ces gestes peuvent générer de la douleur, cependant les gestes réalisés sont des gestes de base, rapides (moins de 2 minute par geste), pour lesquels nous sommes expérimentés, donc ils ne nécessitent pas d'anesthésie. De plus les animaux sont habitués à la contention réalisés pendant ces gestes, ce qui réduit leur stress. Une partie des animaux est susceptible de développer une maladie proche du lupus humain, qui peut causer une perte d'appétit et donc une perte de poids, une insuffissance rénale. De plus, les animaux peuvent développer un gonflement des ganlgions associé à une dermite, entrainant une dépilation et le développement de plaies. Le lupus peut également se matérialiser par des douleurs articulaires induisant des difficultés de déplacement.
Devenir
Les animaux ayant atteint les points limites définis seront mis à mort. Les animaux prévus pour expérimentation seront mis à mort pour pouvoir prélever les organes et analyser les cellules immunitaires. Les animaux gardés pour le maintien des lignées et les croisements seront gardés en vie.
Remplacement
La règle du remplacement n'est pas applicable ici : en effet, nous devons avoir recours à un modèle in vivo afin d'étudier les réponses immunes qui mettent en jeu des coopérations cellulaires multiples dans les organes lymphoïdes tels que la moelle osseuse, le thymus et la rate. Pour ces raisons, nous ne pouvons avoir recours à des modèles in vitro. En ce qui concerne les modèles in vivo, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire, car les connaissances chez la souris sont très développées dans le domaine de l'immunité.
Réduction
Le nombre total d‘animaux comprend les animaux pour accouplements et les animaux issus des accouplements et nécessaires pour l’expérimentation pour le projet scientifique associé. La production des animaux sera planifiée afin de limiter le nombre des animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage. Les croisements seront arrêtés dès l'obtention des lots expérimentaux afin d'éviter la surproduction.
Raffinement
Pour répondre à l'objectif de raffinement, les souris seront hébergées en groupes sociaux, et dans des cages à couvercle filtrants comportant des enrichissements (nids, tunnels), sur des portoirs ventilés. Le phénotype des animaux sera examiné de façon hebdomadaire à l'aide d'une grille de score définissant des points limites, afin de soustraire les animaux à la souffrance. Chaque animal sera mis à mort dès que le score correspondant au point limite est atteint. La production des animaux sera planifiée et suivie par l'expérimentateur et les zootechniciens de l’établissement utilisateur afin de limiter le nombre des animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage.
Choix des espèces
En ce qui concerne l’espèce choisie, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire impliquant la coopération cellulaire dans un organisme entier. Les connaissances chez la souris étant très développées, en particulier dans le domaine de l'immunité, pour lequel de nombreuses techniques d'analyse et de nombreux réactifs (anticorps, notamment) sont disponibles, en font un modèle approprié pour mener à bien nos différentes analyses et études. Adulte, en âge de procréer (entre 2-3 mois d'âge et 8 mois) pour maintenir l’élevage. Les animaux utilisés pour expérimentations compris entre 2-3 mois (âge moyen d’atteinte d’un système immunitaire mature chez les souris contrôles) et 8 mois.
Étude du rôle de la moelle osseuse du crâne dans le développement du cerveau et la maladie d’Alzheimer.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
3 780 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une injection sous la peau du crâne par semaine pendant quatre semaines, passe des tests cognitifs, puis subit une ponction du liquide céphalo-rachidien avant d'être tué par exsanguination. Une partie du protocole porte sur des souriceaux de sept jours, que la manipulation expose au rejet par leur mère, à la mort par hypothermie ou au cannibalisme, effets que le porteur qualifie de rares et sporadiques. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in vitro ne capture la complexité d'un "organisme entier" et écarte la drosophile, C. elegans et le poisson zèbre, dont la barrière cérébrale diffère trop de celle des mammifères.
Objectifs
Récemment, certaines zones barrières du cerveau, ont été identifiées comme des interfaces de communication active entre la périphérie et le cerveau, plutôt que comme des tissus barrières. De plus, des découvertes récentes ont identifié des canaux ouverts dans l'os du crâne, les cellules immunitaires présentes dans la moelle osseuse peuvent accéder au cerveau en cas de maladie ou d'infection, tandis qu'en bonne santé elles atteignent le cerveau et de là libèrent des facteurs solubles qui peuvent façonner le cerveau à distance. Les troubles du spectre autistique et la schizophrénie sont considérés comme neurodéveloppementaux. 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. Pour les maladies neurodéveloppementales et neurodégénératives, certains traitements existent, mais leur efficacité est limitée et de nouvelles approches thérapeutiques sont nécessaires de toute urgence. Des recherches récentes suggèrent unanimement que la dérégulation du système immunitaire est au centre de la pathologie. Les signaux inflammatoires dans le cerveau atteint de la maladie d’Alzheimer devraient donc influencer l’activité de la moelle osseuse. En effet, des travaux antérieurs et préliminaires ont montré que le processus de production de cellules immunitaires et d’autres propriétés du tissu de la moelle osseuse sont altérés dans la maladie d’Alzheimer, mais il n’est pas certain que cela soit vrai pour la moelle osseuse crânienne. De plus, nous savons que les signaux immunitaires dérivés de la moelle osseuse via le cerveau peuvent influencer l’activité cérébrale chez les adultes, mais on comprend moins bien si ces signaux contribuent au développement du cerveau. Notre objectif est d’étudier comment la moelle osseuse crânienne est altérée dans la maladie d’Alzheimer et au cours du développement, et si des changements dans dans la moelle osseuse pourraient modifier le développement cérébral ou la progression de la trajectoire de la maladie d’Alzheimer.
Bénéfices attendus
Cette analyse permettra d’identifier des facteurs produits par la moelle osseuse du crâne et potentiellement impliqués dans la modulation du développement et du fonctionnement du cerveau dans les cerveaux sains et atteints de la Maladie d’Alzheimer (MA). À court terme, cette étude fournira des connaissances fondamentales sur un nouveau canal de communication cerveau-immunité. Explorer les frontières cérébrales dans cette direction est très important car l’accès des médicaments courants au cerveau est souvent altéré, car de nombreux médicaments ne traversent pas la barrière hémato-encéphalique. Ces dernières années, nous avons observé d’énormes progrès dans le développement de médicaments pour les maladies cardiovasculaires, les maladies immunologiques et le cancer, mais peu de progrès ont été réalisés en neurologie, en partie à cause de cet obstacle. Par conséquent, la compréhension des voies alternatives vers le cerveau est un défi majeur en neurologie. Plus précisément, à long terme, ces recherches pourraient conduire au développement de nouvelles approches pharmacologiques qui réguleraient cette voie de communication cerveau-immunité pour lutter contre la Maladie d’Alzheimer (MA) ou prévenir le risque d’autisme.
Procédures
Dans la procédure 1, les souris seront soumises à une injection sous-cutanée sur le dessus du crâne sous anesthésie gazeuse, une fois par semaine pendant 4 semaines. Ensuite, les souris seront testées pour leur capacité cognitive (sans stress ni douleur) pendant une semaine. Enfin, les souris recevront une injection intrapéritonéale 16h plus tard, une injection d'anesthésie et d'un analgésique. Sous analgésie profonde et anesthésie totale, les souris seront soumises à une injection intrapéritonéale, à un prélèvement de liquide céphalorachidien et seront mises à mort par exsanguination (élimination du sang). Dans la procédure 2, des souris âgées de 7 jours seront soumises à une injection sous-cutanée sur le dessus du crâne sous anesthésie gazeuse. Suite à l’injection, les souris âgées de 15 ou 21 jours recevront une injection d'anesthésie et d'un analgésique. Sous analgésie profonde et anesthésie totale, les souris seront soumises à une injection intrapéritonéale, à un prélèvement de liquide céphalorachidien. Les souris adultes après une injection sous-cutanée sur le dessus du crâne seront testées pour leur comportement (pas de stress ni de douleur) dans un délai de deux semaines. Apres, les souris recevront une injection d'anesthésie et d'un analgésique. Sous analgésie profonde et anesthésie totale, les souris seront soumises à une injection intrapéritonéale, à un prélèvement de liquide céphalorachidien.
Impact sur les animaux
Les injections et l'anesthésie peuvent provoquer une légère douleur et un stress temporaire. Nous ne prévoyons pas d'effets négatifs supplémentaires résultant de ces manipulations ou de la nature des substances injectées. Dans de rares cas, les souriceaux après manipulation sont rejetés par la mère et ils peuvent mourir d'hypothermie. Dans des cas sporadiques, une séparation temporaire peut provoquer un stress chez la mère entraînant un cannibalisme chez les souriceaux. De plus, la manipulation des animaux pendant les tests comportementaux peut provoquer un léger stress et un inconfort.
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 situées dans la moelle crânienne agissent sur le cerveau, dans le développement et dans un modèle de maladie d’alzheimer (MA). La niche de la moelle crânienne est un organe complexe composé de vaisseaux sanguins, de nerfs et de tissu stromal englobant différents types de fibroblastes, d'adipocytes et de cellules immunitaires de l'ensemble de l'arbre hématopoïétique. Notre question est de savoir comment ces cellules et leurs produits atteignent le cerveau et modulent sa fonction. Il n'existe pas de modèle in vitro ou ex vivo qui capture la complexité d'un organisme ou d'un tissu avec ses composants endothéliaux, stromaux, immunitaires et neuronaux. Des animaux plus simples tels que la drosophile, C. 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. De plus, l'indicateur le plus fiable de la gravité de la maladie dans les modèles de MA (et les patients) est la mesure de leur capacité cognitive, et pour les modèles de troubles du spectre autistique (TSA) - comportement social, les paramètres ne peuvent pas être testés dans des modèles non animaux.
Réduction
Nous souhaitons étudier les interactions entre le crâne, la moelle osseuse et le cerveau dans les maladies neurodégénératives et le développement. Les quantités d'animaux utilisées pour réaliser notre projet sont établies en tenant compte de notre expérience antérieure et de tests statistiques. Seuls 10 microlitres du liquide à analyser ( liquide cephalo rachidien (LCR)) peuvent être collectés dans le cerveau d'une souris, ce qui ne permet qu'un seul type d'analyse. Un seul échantillon de crâne et des méninges uniques ne peuvent être utilisés que pour une seule analyse à la fois, mais le cerveau peut être conservé (de plusieurs façons) et utilisé pour plusieurs tests. 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 seront réalisées en triples pour obtenir des résultats solides. Selon le nombre de groupes comparés, avec une puissance de 80% et un risque alpha de 5% : - 4 groupes comparés (sains vs. alzheimer et traités vs. contrôle) : les effectifs proposés (7 individus par groupe) devraient nous permettre d'obtenir des résultats significatifs pour des tailles d'effet supérieures à 1.
Raffinement
Les procédures décrites sont conçues pour minimiser l'inconfort des animaux. Le suivi des animaux, 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. Des injections sous-cutanées (sous la peau) sur le dessus du crâne seront effectuées sous anesthésie générale et sur un tapis chauffant sur lequel les animaux seront maintenus pendant la procédure et jusqu'à leur réveil pour minimiser l'inconfort.
Choix des espèces
La souris est l'espèce la plus utilisée en laboratoire pour l’étude des fonctions cognitives. De nombreux anticorps dirigés contre des épitopes murins et permettant l’analyse par imagerie et/ou la déplétion de certains types cellulaires sont également disponibles. L’ensemble de ces avantages permet, en utilisant ce modèle, de répondre rapidement aux questions scientifiques posées. Ce modèle permet de travailler avec la meilleure efficacité́ possible tout en offrant une représentation certes imparfaite mais néanmoins proche de la physiologie humaine. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 2 à 9 mois. Au cours du développement typique de la maladie de type Alzheimer chez les souris, les premiers signes de pathologie sont la formation de plaques bêta-amyloïdes dans le cerveau, clairement visibles au microscope, qui se développent à 3 mois, ainsi que des différences comportementales dans les capacités d'apprentissage et de mémoire, que nous mesurons dans des tests comportementaux. Cet âge peut varier légèrement en fonction de l'animal et du sexe (les femelles développent généralement la maladie plus lentement que les mâles dans ce modèle). Pour capturer ces fenêtres de progression de la pathologie, des injections sous-cutanées pour manipuler le crâne seront administrées aux animaux à l'âge de 3 à 6 ou de 6 à 9 mois et des échantillons seront prélevés à 4, 6 ou 9 mois. Nous injecterons aussi des souris le 7e jour postnatal (P.7) pour pouvoir capturer la fenêtre de développement de la croissance et du recâblage intenses du cerveau, qui se produit vers entre le 10eme et le 20eme jour postnatal. Nous analyserons les cerveaux aux âges entre le 15eme et le 21eme jour postnatal pour capturer tous les changements que la manipulation aurait pu imposer au cerveau et analyserons le comportement des souris adultes après la manipulation pour voir si cela a eu des effets à long terme.
Évaluation du risque à long terme de l’utilisation d’opioïdes chez les adolescents pour traiter la douleur induite par la chimiothérapie, dans un modèle rongeur.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Des groupes de souris adolescentes, âgées de 5 semaines au départ, reçoivent sans anesthésie 20 injections quotidiennes d'un anticancéreux associé à de la morphine, puis passent des tests de 5 à 30 minutes sur la douleur, l'anxiété, la dépression et la récompense. 920 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré ou sévère, toutes tuées à l'issue de chaque procédure pour des analyses post-mortem. L'objectif est de mesurer les effets à l'âge adulte d'opioïdes donnés après une chimiothérapie à l'adolescence, pour éclairer la prise en charge de la douleur des enfants atteints de cancer, alors qu'aucune tumeur n'est décrite chez ces souris. Le porteur indique que l'association de l'anticancéreux et de l'étude de la douleur chronique peut entraîner une "nuisance sévère". Les tests comportementaux ne sont désignés que par ce qu'ils mesurent, et une chirurgie d'une heure au plus, prévue dans certaines procédures, est annoncée sans que son but soit précisé.
Objectifs
Environ 70 % des jeunes patients souffrant de cancers pédiatriques rapportent également des douleurs sévères. Ces dernières peuvent être le résultat des traitements destinés à éliminer les cellules cancéreuses. En effet, la plupart des agents chimiothérapeutiques détruisent les microtubules dans les nerfs périphériques, favorisent les processus inflammatoires et le dysfonctionnement axonal, provoquant ainsi des douleurs neuropathiques et des douleurs musculaires ou osseuses qui sont fréquemment décrites 4 à 5 jours après les cycles de traitement. Pour soulager ces douleurs, pour l’heure, les opioïdes tels que le tramadol ou la morphine restent le traitement de référence. Cependant, nous ne savons que peu de choses sur les effets à long terme de l'utilisation répétée d'opioïdes à un stade précoce de la vie. Il est donc urgent de mieux comprendre les effets à long terme de l'utilisation d'opioïdes chez les enfants atteints de cancer et ce sous différents angles. Il semble notamment crucial de comprendre les effets sur la sensibilité à la douleur, l'humeur et l'utilisation abusive d'opioïdes une fois que ces jeunes enfants atteignent l’âge adulte. Ainsi, ce projet pilote, réalisé sur un modèle murin, sera développé autour de deux objectifs principaux : (i) évaluer l'impact de l'utilisation répétée d'opioïdes au début de la vie (adolescence), suite à des traitements chimiothérapeutiques, sur la nociception, l'humeur et les comportements d’addiction à l'âge adulte ; (ii) identifier les régions du cerveau affectées par l'utilisation d'opioïdes au début de la vie (adolescence) en se concentrant particulièrement sur les structures impliquées dans la matrice de la douleur et le traitement de la récompense.
Bénéfices attendus
Ce projet, validé par un comité d’évaluation scientifique, a le potentiel d'apporter de nouvelles connaissances fondamentales sur les effets comportementaux à long terme d’une traitement anti-cancéreux combiné à la prise de morphine à un stade précoce de la vie. De plus, ce projet apportera les premières informations permettant de comprendre les mécanismes cérébraux impliqués dans ces effets et permettra de mettre en évidence de potentielles différences sexuelles, souvent sous-estimées dans les études axées sur les adolescents. A long-terme, ce projet permettra d’améliorer le soin des cancers pédiatriques et surtout la gestion de la douleur associée aux traitements utilisés.
Procédures
Le but de ce projet est d’étudier l’effet à long terme d’un traitement anti-cancéreux combiné à des morphiniques effectué lors de l’adolescence. Nous évaluerons les effets nociceptifs, émotionnels et en lien avec les comportements d’addiction. Ainsi des groupes de souris seront traitées avec ce traitement [20 injections au total (1/jour), sur animal vigile; durée d'une injection ~10sec]. Les différentes procédures expérimentales mettront en jeu des tests comportementaux (de 5 min à 30 min de test) évaluant les seuils nociceptifs, les comportements anxiodépressifs et les en lien avec la récompense. Un seul test sera réalisé par jour et un délai minimal de 24h sera respecté entre chaque test. De plus, des chirurgies sur animal anesthésié seront nécessaires (1 chirurgie d'une heure maximum / animail). La combinaison du traitement anti-cancéreux et l'étude de la chornification de la douleur peut entrainer une nuisance sévère pour les animaux.
Impact sur les animaux
L’ensemble des procédures nécessitent un traitement anti-cancéreux qui peut provoquer une douleur modérée aux animaux. L’administration aigue ou répétée de morphine peut induire un état de dépendance physique. De plus, la répétition des injections peut provoquer une douleur aigue transitoire, une inflammation locale au niveau du site d’injection, voire une induration. Certaines des procédures de ce projet nécessitent des chirurgies sur animal anesthésié (1 chirurgie d'une heure maximum / animail) pouvant induire une douleur modérée, une inflammation transitoire et/ou un inconfort pour les animaux. La combinaison du traitement anti-cancéreux et l'étude de la chornification de la douleur peut entrainer une nuisance sévère pour les animaux.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à l’issue de chaque procédure pour analyse post-mortem.
Remplacement
Au vu de notre objectif d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in silico. En effet, l’évaluation de réponses nociceptives, de comportement émotionnels et de type addictifs nécessite une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vigile.
Réduction
Au regard des données de la littérature, de notre expérience et de la variabilité phénotypique individuelle, nous avons réalisé une analyse statistique de puissance (power analysis) qui a déterminé que les données sont statistiquement exploitables et publiables avec des cohortes de 20 animaux/groupe pour le comportement et 10 pour les analyses immunohistologiques. Bien que de nombreux groupes contrôles soient nécessaires pour ce projet et que les deux sexes soient utilisés, les expériences seront toujours réalisées avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux par condition expérimentale, nous composerons donc toujours nos groupes dans l’optique d’obtenir le maximum d’information scientifique par test. Notamment, l’utilisation d’enregistrement longitudinaux permettra de réduire grandement le nombre d’animaux nécessaire pour notre projet et les approches sur cerveau entier permettront d’identifier un grand nombre de cibles potentielles sans avoir à répéter les expériences.
Raffinement
Tout au long des expériences, les souris sont hébergées en cage collective, dans un milieu enrichi (matériel de nidification et bâton), et observées quotidiennement par l’expérimentateur, ou une personne compétente de façon à maximiser leur confort et limiter une quelconque souffrance. Les souris sont habituées à l’expérimentateur et à l’expérimentation afin de limiter leur angoisse et le stress. Pour chacune des procédures, des points limites adaptés ont été définis. Pour le suivi du bien-être animal lors du traitement à la vincristine, une grille de score sera utilisée permettant d’objectiver des points limites définis selon les directives éthiques indiquées par l’association internationale pour l’étude de la douleur et la vétérinaire désignée pourra être sollicitée pour émettre un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées si nécessaire de façon à limiter la souffrance animale. Cette grille de score visera également à évaluer la zone d’injection et d’ainsi vérifier l’absence d’inflammation locale, d’induration ou de dommages cutanés. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie per et post opératoire. De plus, en complément de la grille de score du suivi, après chaque chirurgie, l’état de santé des animaux sera évalué à l‘aide d’une grille de score spécifique à la procédure chirurgicale permettant d’objectiver des points limites définis selon les directives éthiques indiquées par l’association internationale pour l’étude de la douleur et la vétérinaire désignée pourra être sollicitée pour émettre un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées si nécessaire de façon à limiter la souffrance animale.
Choix des espèces
Il nous est indispensable de travailler sur un modèle animal, entier et complexe afin d’être dans les conditions les plus proches de la complexité humaine. Le modèle murin présente une forte homologie structurale du cerveau avec l’humain, le rendant incontournable dans la recherche en neurosciences. Enfin, les outils viraux nécessaires à ce projet ont été développés et validés chez la souris, qui apparait encore donc comme le modèle le plus adapté à ce projet. Par ailleurs, d’autres expérimentations portant sur les conséquences d’une douleur neuropathiques ont déjà été réalisées par notre équipe sur des souris mâles et femelles. De ce fait, par soucis de cohérence et reproductibilité, nous souhaitons conserver la même souche de souris pour ce projet. Des animaux adolescents seront utilisés (début des procédures à 5 semaines pour le traitement anti-cancéreux/morphine) car l’objectif de l’étude est d’évaluer l’effet à long terme des traitements subis à un stade précoce de la vie.
Formation et habilitation du personnel sur les gestes techniques liés aux expérimentations sur rongeurs
- Formation professionnelle
Rats : 80
480 souris et 80 rats vont servir à entraîner le personnel aux gestes techniques de l'expérimentation, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Chaque animal peut recevoir jusqu'à quinze injections ou gavages et subir cinq prélèvements sanguins, à raison de deux gestes différents par jour. Les animaux mobilisés sont d'abord des surnuméraires et des réformés d'autres études, auxquels s'ajoutent des commandes spécifiques, y compris des souris immunodéprimées. La dernière étape de la formation porte sur la mise à mort elle-même, que le porteur qualifie d'"essentielle", et qui met fin au parcours de chaque animal.
Objectifs
Ce projet encadre l’utilisation d’animaux pour la formation et l’habilitation du personnel sur les différents gestes techniques, invasifs ou non, effectués sur rongeurs au sein de l’établissement et vise à réutiliser au maximum les animaux surnuméraires non-utilisés ou non-randomisés dans des études, dans un souci de réduction tout en tenant compte du bien être animal. L’objectif de ce projet est de fournir les connaissances indispensables et d’enseigner les bonnes pratiques d’expérimentation animale. Cette formation est obligatoire et permet d’acquérir les compétences nécessaires pour effectuer des gestes techniques auprès de personnes déjà formées (formation par des pairs) et permet de s’assurer que le geste est toujours acquis. Seules des personnes formées et évaluées compétentes pour réaliser les procédures et instructions expérimentales reçoivent l’habilitation pour effectuer ces gestes en autonomie. Pour chaque geste technique enseigné, une session de validation devra confirmer que le tutoré est apte à réaliser le geste technique en autonomie. La formation et les évaluations sont tracées dans le livret de compétence de la personne formée. Le personnel est régulièrement évalué pour s’assurer qu’il maitrise le geste technique. La fréquence des évaluations dépend de la complexité du geste. Ces formations et entraînements s’appliquent aussi bien à une technique existante qu’à une nouvelle technique. La bonne maîtrise des procédures expérimentales non-invasives et faiblement-invasives appliquées sur les rongeurs permettra d’améliorer le bien-être des animaux et d’obtenir des résultats scientifiques fiables et reproductibles. L’utilisation d’animaux n’est réalisée que s’il n’est pas possible d’effectuer la formation par des méthodes alternatives. Par exemple, les techniques d’administrations et de prélèvements, l’anesthésie et l’euthanasie. Ce projet vise à réutiliser au maximum les animaux surnuméraires non-utilisés ou non-randomisés ou réformés dans des études, dans un souci de réduction tout en tenant compte du bien être animal. Cependant, certains animaux pourront être commandés en fonction des besoins (par exemple, dans le cas de la mise au point de nouvelles techniques ou si différentes souches/espèces sont nécessaires à la formation et non présentes sur site…). Lorsque le geste technique est susceptible d’engendrer une douleur ou une souffrance, des anesthésiques et/ou des analgésiques seront administrés.
Bénéfices attendus
Le tutorat pour chaque compétence (instruction), et la validation du tutorat (habilitation), sont indispensables pour la bonne réalisation de procédures expérimentales. Ils permettent de diminuer le temps de manipulation des animaux, de diminuer le stress/souffrance de l’animal, d’éviter les dérives techniques dans le temps, de prendre connaissance des évolutions techniques, d’améliorer la fiabilité des résultats, d’éviter de recommencer des études suite à un biais initié par une mauvaise manipulation technique... Ce projet permet à notre établissement utilisateur de se conformer à la réglementation et de valider les compétences de son personnel impliqué en expérimentation animale tout en réutilisant au maximum les animaux surnuméraires non-utilisés ou non-randomisés dans des études (dans la mesure du possible). De plus, la formation continue des expérimentateurs nous permet de maintenir un niveau de qualité des gestes techniques et également la mise en place de nouvelles procédures/techniques dans le but d’un raffinement.
Procédures
Les animaux pourront être soumis à des injections intrapéritonéales, intraveineuses, sous-cutanées, intradermiques, des gavages et des prélèvements sanguins sous anesthésie ou en vigile. Le nombre d’actions est limité à : • 2 gestes différents maximum par jour • 15 administrations ou utilisations autres (tonte, mesures physiologiques, poinçonnage auriculaire…) • 5 Prélèvements au maximum (quels que soient les volumes prélevés). Les animaux engagés dans le projet de formation seront euthanasiés après les limites d’utilisation ci-dessus ou en cas d’atteinte des points limites (grille de score détaillée). Les gestes d’administrations ou de prélèvements pourront durer jusqu’à une dizaine de minutes, induction de l’anesthésie exclue, chez une personne non expérimentée en début de tutorat. L’objectif est de pouvoir réaliser ces gestes le plus rapidement possible. Si la technique le permet, le tutoré commencera sa formation sur les animaux anesthésiés avant de passer sur animaux vigiles à l’appréciation de son tuteur.
Impact sur les animaux
# Les animaux subiront un stress durant plusieurs minutes (pendant et suivant l’acte) lors de la manipulation : change, pesée, mesures tumorales, contention, anesthésie... # Les animaux subiront une douleur de légère à modérée durant plusieurs secondes pendant l’acte lors des injections (intraveineuses, sous-cutanées, intradermiques, intra-péritonéales), et des prélèvements sanguins (veine faciale ou caudale)... #La réalisation de procédures expérimentales en cours de formation peut induire une augmentation du stress, une angoisse et/ou une douleur.
Devenir
La formation à la mise à mort étant essentielle, cette dernière sera effectuée selon la méthode requise à l'issue de toutes les autres formations selon les conditions exposées en 5.10.3. Les animaux ayant atteint un point limite par rapport à la grille de score, ainsi que l’ensemble des animaux à l’issue de la procédure, seront donc euthanasiés, soit dans le cadre du bien-être animal, soit dans celui de la formation tutorée.
Remplacement
Avant toute manipulation d’animaux, une formation théorique avec des modes opératoires et des vidéos, permettront de limiter l’utilisation des animaux. Pour certaines formations, des supports non vivants pourront être utilisés afin de mimer un animal (par exemple, modèles en silicone pour les voies d’injection ou animal précédament mis à mort pour s’entrainer aux gestes techniques…). L’utilisation de support non vivant dans les premières étapes d’apprentissage d’un geste technique permet d’étendre la période d’apprentissage tout en limitant le nombre d’animaux vivant utilisés et une éventuelle souffrance liée à l’application d’un geste encore mal maitrisé.
Réduction
Pour former le personnel, les animaux de réforme des études de gravité légère ou modérée, ou des animaux surnuméraires seront prioritairement utilisés. Plusieurs procédures faiblement invasives, telles que injections et prélèvements, seront réalisées sur les mêmes animaux dans les limites éthiques prédéfinies (Voir 5.6.1). Le nombre d’animaux nécessaire à la formation est défini par le niveau de connaissance initial et par la technicité du geste à acquérir. Ce nombre est défini par le formateur / la Structure Bien-Etre Animal (SBEA) / le vétérinaire. Le formateur est une personne compétente maîtrisant le geste technique et ayant les capacités de transmettre ses connaissances. Afin de réduire le nombre d’animaux et la souffrance, dans un premier temps, la personne en formation pourra être amenée à observer son formateur et/ou à s’entraîner, si applicable, sur des animaux anesthésiés ou morts. Pour les gestes faiblement invasifs, le formateur / la SBEA / le véterinaire décidera de la possibilité de garder l’animal pour l’acquisition d’un autre geste. Aucune approche statistique n’a été réalisée mais les besoins ont été estimés sur la base de notre l'expérience.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe sociaux (cinq souris, deux rats), dans des cages transparentes et aux dimensions adaptées avec un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum et enrichissement de l’environnement. Dans le cas de l’utilisation d’animaux dédiés, les animaux seront acclimatés pendant une période d’une semaine afin de limiter leur stress. Dans le cas d’utilisation d’animaux surnuméraires ou de réforme, seuls les animaux en bon état général seront utilisés. L’état des animaux sera régulièrement évalué par le vétérinaire, le formateur, les personnels formés, les zootechniciens. Les procédures réalisées sur chaque animal seront enregistrées. Le nombre de gestes techniques est limité à 15 injections et 5 prélèvements au total pour chaque animal, avec un temps de repos entre chaque acte invasif d’au moins 24h. Dans les heures qui suivent la formation, les animaux seront observés par le tutoré et/ou le tuteur préalablement formés à reconnaître les signes de souffrance d’un animal. En cas de procédure entraînant des effets indésirables inattendus ou une souffrance pouvant perdurer, le vétérinaire, le tuteur ou la Structure Bien-Etre Animal (SBEA), pourront prendre la décision d’euthanasier l’animal. Cet évènement sera alors tracé dans le fichier des déviations BEA et transmis au vétérinaire et la SBEA. Les administrations seront effectuées avec du sérum physiologique (éventuellement colorant). Les prélèvements sanguins respecteront la règlementation en vigueur. Pour les gestes réalisables sur animaux vigiles, une anesthésie gazeuse pourra être privilégiée lors de la réalisation des premiers gestes. Pour les procédures à réaliser sous anesthésie et analgésie, les documents de référence des précédentes demandes d’autorisation de projet seront appliqués. Des anesthésies générales seront pratiquées en fonction des gestes et des attentes et des analgésiques pourront être utilisés en fonction de la gravité du geste. Des grilles de score, spécifiques aux différentes formations, suffisamment prédictives et adaptées aux gestes de la formation, permettront d'éviter la souffrance des animaux avec une surveillance physiologique et comportementale. Enfin, un système de surveillance est mis en place avec l'Etablissement Utilisateur pour le suivi des animaux nécessitant une surveillance accrue les jours suivants, y compris le week-end et jours fériés.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont des espèces couramment utilisées dans la recherche et pour la réalisation d’expériences précliniques. Il s’agit de modèles animaux utilisés au sein de notre établissement utilisateur d’animaux à des fins scientifiques. Ainsi, l’apprentissage des bonnes pratiques permettra aux utilisateurs de réduire la souffrance et les dommages subis par les animaux au cours de la réalisation de ces expériences, tout en permettant la bonne réalisation des procédures expérimentales pour obtenir un résultat fiable en utilisant le moins d’animaux possible. Animaux adultes, à partir de 7 à 8 semaines. L’objectif de formation est d’apprendre la réalisation de ces procédures sur des animaux adultes, les mêmes que ceux utilisés dans le cadre des expériences précliniques. Des animaux immunodéprimés (donc aux phénotypes dommageables) pourront être utilisés lors des formations. Une expérimentation dans un environnement approprié (sans pathogènes spécifiques ni opportunistes) et sous poste de sécurité microbiologique, permettra à ces phénotypes immunodéprimés de ne pas être dommageable dans ces conditions d’expérimentation.
Etude de l’implication des interneurones parvalbumine et des réseaux périneuronaux dans la douleur chronique et ses comorbidités anxiodépressives.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une chirurgie de la patte droite provoque chez toutes les souris une douleur neuropathique chronique que le porteur indique ne pas pouvoir soulager, puisqu'elle est l'objet de l'étude. 696 souris vont être utilisées, 600 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré et 96 dans des procédures sévères, toutes tuées ensuite pour analyses cellulaires. Une partie subit trois opérations successives, deux de 45 minutes espacées de trois semaines puis une de 10 minutes, avant des privations de nourriture de 24 heures. Le développement de troubles anxieux et dépressifs est attendu et assumé comme le but même du projet, mesuré par quatre tests comportementaux que le résumé ne nomme pas.
Objectifs
La douleur neuropathique est une douleur chronique consécutive à une lésion ou une pathologie du système somatosensoriel, avec une prévalence de 5 à 7% dans la population. De plus, cette maladie s’accompagne dans environ 50% des cas de troubles de l’humeur tel que l’anxiété et la dépression, constituant alors un enjeu important de santé publique. Malgré les données cliniques, les mécanismes sous-jacents de ce lien entre ces 2 pathologies (douleur et troubles de l’humeur) restent encore inconnus et nécessitent des études précliniques. Chez la souris mâle, des données de la littérature suggèrent que plusieurs structures cérébrales clés seraient impliquées dans les conséquences affectives à long terme d’une douleur neuropathique. Les données cliniques chez l’homme mais également préclinique chez l’animal montrent que non seulement la dépression majeure mais aussi les situations douloureuses s’accompagnent de changements dans des structures cérébrales bien précises. Il y aurait des modifications cellulaires et moléculaires dans ces structures à la suite de la douleur, qui pourrait expliquer l’apparition des troubles anxiodépressifs. L’objectif du projet est alors d’étudier ces changements dans un modèle de douleur neuropathique développant des symptômes anxiodépressifs.
Bénéfices attendus
A l’issu de ce projet, nous comprendrons plus en détail les modifications cellulaires et moléculaires du cerveau suite à une douleur neuropathique, et l’impact de ces modifications sur les troubles anxieux et dépressifs. Cette avancée pourrait permettre de révéler de nouvelles cibles thérapeutiques pour les troubles de l’humeur induits par la douleur chronique.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une douleur chronique avec développement de troubles anxio-dépressifs. Un premier lot d'animaux subiront une chirurgie au niveau de la patte droite de l'animal d’une durée de 10 min environ, puis 4 tests comportementaux d’une durée comprise entre 5 et 30min, avec une restriction alimentaire de 24h. De plus, un autre lot d'animaux subiront une chirurgie de 45 min, puis 3 semaines après, une deuxième chirurgie de 45 min, puis 3 semaines après, une dernière chirurgie de 10 min, puis 4 tests comportementaux d’une durée comprise entre 5 et 30min, chacun espacé de 24h, avec une restriction alimentaire de 24h. Enfin, deux autres lots d'animaux subiront une chirurgie de 45min, puis une semaine après, une chirurgie de 10min et deux autres lots subiront d’abord une chirurgie de 10min puis une semaine après, une chirurgie de 45min, puis 4 tests comportementaux d’une durée comprise entre 5 et 30min, chacun espacé de 24h, avec une restriction alimentaire de 24h.
Impact sur les animaux
Il y a présence d’une douleur mais qui ne peut être soulagée car c’est l’objet d’étude. Suite à une chirurgie neuropathique, une difficulté dans les déplacements des animaux est attendue mais disparait dans les 48-72h après la chirurgie. Le développement de troubles anxiodépressifs est attendu et ne peut être évité car c’est l’objet d’étude. Les autres chirurgies peuvent induire une douleur aigue mais transitoire qui sera soulagée. La restriction alimentaire de 24h peut provoquer une perte de poids des animaux. Celle-ci sera limitée le plus possible en ne dépassant pas 24h de restriction et en réalimentant les animaux juste après le test. De plus, le poids des animaux sera surveillé tous les jours jusqu’à leur mise à mort pour vérifier que celui-ci ne diminue pas de 80% du poids initial.
Devenir
A la fin des procédures, les animaux seront mis à mort, pour prélevements et analyses cellulaires.
Remplacement
Au vu de notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in silico. En effet, notre analyse nécessite le développement des troubles anxiodépressifs dans un modèle de douleur neuropathique, nécessitant une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vivant et vigile.
Réduction
Afin d’obtenir des résultats fiables et robustes à l’issue de l’étude tout en tenant compte des variabilités entre individus, le nombre d’animaux utilisé a été déterminé statistiquement. Toujours dans l’idée de diminuer au maximum le nombre d’animaux utilisés les animaux subiront un enchaînement de gestes expérimentaux au sein d'une même procédure. Pour cette raison une même cohorte d’animaux sera étudiée et caractérisée au niveau comportemental et émotionnel, puis fera l’objet d’investigations anatomiques.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en cohorte de 4 ou 5 individus pour respecter leurs besoins sociaux. Des enrichissements sont placés dans la cage pour favoriser le bien-être animal. Les animaux seront observés tous les jours et leur comportement sera suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie et analgésie. Des points limites ont été établis pour l’ensemble des procédures expérimentales.
Choix des espèces
Le modèle de douleur neuropathique utilisé dans cette étude a été caractérisé et validé pharmacologiquement chez la souris et non dans une autre espèce comme le rat par exemple. Etant donné que l’étude de comportements nécessite des systèmes neurobiologiques totalement matures, des animaux adultes seront utilisés (début des procédures à 8 semaines, poids supérieur à 20g).
Rôle de l’intégration sensori-motrice dans la prise de décision perceptuelle 2/2
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
400 souris vont être utilisées dans le second volet d'un même projet, chacune passant par une ou deux neurochirurgies de deux heures à deux heures trente, puis par vingt jours de contrôle alimentaire et soixante essais comportementaux quotidiens. Le niveau de souffrance déclaré est modéré, et toutes sont tuées à l'issue pour l'examen de leur cerveau. Le premier volet mobilise 400 autres souris dans les mêmes conditions, ce qui porte l'ensemble à 800 animaux pour une même question. Les retombées cliniques évoquées, l'éclairage de troubles moteurs et perceptifs, restent au conditionnel, quand les lésions cérébrales et la restriction alimentaire, elles, sont programmées.
Objectifs
La prise de décision perceptuelle est le processus par lequel les informations sensorielles entrantes sont intégrées par le cerveau afin de guider le comportement de l’individu en produisant une réponse motrice appropriée. Chez les rongeurs, il apparaît de plus en plus clairement que cette intégration sensori-motrice fait intervenir deux zones cérébrales clés. La première zone est la partie du cerveau qui reçoit les informations sensorielles provenant des moustaches. La deuxième zone est la partie qui va planifier et organiser les mouvements. Elle est impliquée dans la sélection et l’exécution des commandes motrices. La première zone quant à elle constitue un système sensoriel important pour les rongeurs permettant de collecter les informations sensorielles de l’environnement. Les rongeurs ont en effet développé un système sensoriel complexe et utilisent de préférence leurs moustaches pour explorer leur environnement tactile immédiat. Pourtant, on ne sait toujours pas à ce jour comment ces deux zones cérébrales interagissent pour assurer une prise de décision adaptée en réponse à la perception de l’environnement. Par ailleurs, la plupart de nos connaissances proviennent d'études utilisant des tâches comportementales peu naturelles (avec immobilisation de la tête de l’animal par exemple). De plus le rôle de ces zones cibles et de leur interaction dans des conditions qui reproduisent ce qui se passe dans la nature de façon éthologiques reste à ce jour inconnu. Ce projet se déroulera dans deux établissements utilisateurs différents.
Bénéfices attendus
Ce projet est avant tout un projet de science fondamentale. Il vise à comprendre au niveau cellulaire les principes de l’intégration des informations sensorielle et motrice qui permettent l’adaptation de la prise de décision en réponse à la perception de l’environnement. Tout cela dans un contexte environnemental le plus éthologique possible. Au-delà de cet aspect fondamental, le projet vise à explorer des problématiques que l’on retrouve en clinique. En effet, l'accent mis sur la prise de décision au cours d’une tâche ayant une vraie valeur éthologique dans un environnement naturel est central dans les neurosciences cognitives modernes, en particulier pour la recherche sur les primates humains et non humains. En outre, l'incapacité à résoudre la tâche comportementale proposée est une caractéristique frappante de plusieurs troubles moteurs et perceptifs. Le projet est donc particulièrement bien placé pour dessiner les bases d'études plus appliquées, en reliant notamment les techniques de neurosciences les plus récentes aux processus cognitifs essentiels. Enfin, le projet est à la pointe de nombreuses techniques expérimentales, allant de modèles comportementaux innovants à la neuroanatomie avancée et l’étude des signaux électriques générés par l'activité des neurones pendant la prise de décision.
Procédures
Les animaux seront d’abord acclimatés à leur hébergement dans le premier établissement utilisateurs pendant 2 jours. Puis les animaux seront soumis à une neurochirurgie lésionnelle et/ou implantatoire de sondes. Ces chirurgies se feront sous anesthésie et dureront chacune entre 2h et 2h30. 75 animaux auront une chirurgie lésionnelle, 150 animaux auront une chirurgie implantatoire, et 100 animaux auront ces deux chirurgies (lésionnelle et implantatoire). 75 animaux auront une injection de solution saline pour servir de contrôle. Un intervalle de 10 jours sera respecté entre chaque chirurgie lorsqu'il est nécessaire de faire une chirurgie lésionnelle puis de faire une chirurgie implantatoire. Après 10 jours de récupération et de surveillance post-opératoire, les animaux seront déplacés dans le deuxième établissement utilisateurs puis acclimatés à leur nouvelle animalerie pendant 10 jours. Ensuite, les animaux seront soumis à un contrôle alimentaire qui durera une vingtaine de jours. Pendant ces 20 jours les animaux auront l’étape de comportement avec 3 phases : l’habituation (5 jours), l’apprentissage (5 jours) et le contrôle (5 jours). Pour la phase d’habituation les animaux auront des essais durant 30 minutes. Pendant la phase d’habituation et de contrôle, les animaux auront 60 essais par jour ce qui représentera environ 2 heures par jour. Les animaux seront hébergés de façon individuel après la chirurgie pour éviter tout arrachement des sondes.
Impact sur les animaux
Le projet peut induire des effets indésirables sur les animaux, listés ci-dessus. ● Le risque de douleur durant la chirurgie. ● Le risque de douleur aiguë lié à la récupération post-opératoire. ● Le risque d’infection des implants. ● Le risque de stress lié à l’hébergement individuel après la chirurgie. ● Le contrôle des apports caloriques en régulant la quantité de nourriture disponible, nécessaire à l’exécution de la tâche comportementale, sera limitée pour atteindre une réduction maximale à 85% de leur poids initial.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issu des procédures. La mise à mort des animaux sera nécessaire pour réaliser des contrôles d’immunohistochimie sur les cerveaux.
Remplacement
Par définition, les mécanismes neuronaux de la prise de décision perceptuelle ne peuvent être étudiés que chez des animaux vigiles confrontés à une situation de choix. Cela est d’autant plus vrai dans le cadre d’expérimentation avec une forte valeur éthologique ajoutée. Dès lors, aucun des modèles in vitro ne peut être utilisé ici.
Réduction
Les techniques expérimentales utilisées ici permettent de façon intrinsèque de réduire dramatiquement le nombre d'animaux utilisés, avec une qualité de mise en pratique assurant la reproductibilité des expérimentations entre les laboratoires. Par ailleurs, afin de limiter le nombre d’expériences et donc d’animaux, la taille de nos groupes expérimentaux est définie par l’utilisation de tests statistiques.
Raffinement
Une grille de notation sur le comportement de construction du nid chez la souris sera réalisée comme un indicateur du bien-être. En effet, lors de stress, de douleur ou de mal être chez la souris la construction des nids est affectée. Cette évaluation permettra d’alerter ou d’identifier un mal-être ou une douleur éventuelle lorsque la qualité du nid est altérée. Elle permettra également de témoigner d’un bien-être lorsque le nid est de bonne qualité. Les animaux sont hébergés et manipulés dans le cycle jour/nuit inversé correspondant à leur phase d’éveil/sommeil. En effet, les souris sont des animaux nocturnes. Pour respecter leur rythme de vie et les manipuler lorsqu’ils sont réveillés, le jour ils seront donc dans l’obscurité avec lumière rouge (non visible pour eux) et la nuit hébérgés avec de la lumière. Les tests comportementaux sont ainsi réalisés lors des phases actives des souris et elles ne sont pas dérangées lors de leurs phases inactives. Les résultats avec des souris en cycle jour/nuit inversé seront plus pertinents sur le plan éthologique et fourniront des données plus fiables si elles sont menées pendant la phase nocturne, alors que les souris sont normalement éveillées et actives. Les tests comportementaux ont également été raffinés pour étudier des comportements de prise de décision éthologique (qui existent effectivement dans la nature) dans des conditions quasi-naturelles au sein même du laboratoire. Le projet comprend des chirurgies qui se feront sous anesthésie générale avec une couverture antalgique qui agira dès le réveil de l’animal et qui sera maintenue si l’animal montre des signes de souffrance. La procédure d’anesthésie a été raffinée et permet d'être rapidement inversée par l’injection d’une solution de réveil, permettant ainsi d’éviter au maximum les problèmes et inconforts liés à une anesthésie pharmacologique. Les procédures de chirurgie ont été raffinées grâce à la cartographie du cerveau permettant des injections précises ciblant seulement les structures d’intérêt, permettant ainsi de réduire considérablement les effets secondaires liés à des injections peu spécifiques. Les animaux, bien que hébergés de façon individuelle, auront un contact olfactif et visuel avec leurs congénères. Ils auront un enrichissement important (nid, maison, tunnel, bâtonnets à ronger) et seront manipulés/habitués quotidiennement par le même expérimentateur. Des points limites spécifiques suffisamment précoces seront définis.
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L'organisation du système nerveux central de cette espèce est assez similaire à celle de l'homme, ce qui permet d'extrapoler les résultats obtenus dans cette espèce à l'espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires au niveau comportemental. Les propriétés du système nerveux central de la souris présentent de nombreuses similitudes avec d'autres mammifères, dont l'homme. Ainsi, les enseignements tirés de l'étude des tissus de la souris sont largement transférables à l'homme. Le projet sera réalisé sur des animaux de 8 semaines ce qui correspond chez cette espèce à l’âge jeune adulte où l’animal est en pleine capacité d’apprentissage. Leur poids et leur taille sont stables le temps de nos protocoles, et la taille du cerveau est homogène, garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection.
Mise en place et utilisation de modèles in vivo d’épendymomes pour des tests précliniques
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Des souris immunodéficientes, incapables de rejeter des cellules humaines, reçoivent une greffe de cellules d'épendymome directement dans le cerveau. 217 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. 210 d'entre elles subissent une craniotomie d'une trentaine de minutes, et 127 reçoivent jusqu'à quinze administrations orales de disulfiram et de gluconate de cuivre. La croissance de la tumeur cérébrale provoque une perte d'appétit puis un amaigrissement, et les mises à mort interviennent dans le cadre d'études de survie, donc au terme de la progression tumorale, pour prélever les cerveaux.
Objectifs
L'objectif de ce projet est double: 1) Il consiste en la mise en place de deux modèles animaux d'épendymomes (tumeurs cérébrales) au sein de notre laboratoire. Ces modèles nous permettront de tester l'efficacité de nouveaux médicaments contre ces tumeurs pour lesquelles la médecine ne dispose actuellement que d'un arsenal thérapeutique limité. 2) Nous utiliserons ces modèles pour tester in vivo l'efficacité de deux composés administrés en combinaison, le disulfiram et le gluconate de cuivre, sur la progression tumorale. La validation in vivo de l'efficacité de ces composés sur le developpement de la tumeur pourrait permettre la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les épendymomes.
Bénéfices attendus
Les épendymomes sont la troisième tumeur du système nerveux central de l'enfant la plus courante. Le pronostic dépend de l'âge de l'enfant mais malgré un traitement agressif, le taux de survie à 10 ans de l'épendymome est de 50 à 70 %. Il est donc important de proposer aux patients de nouvelles thérapies pour améliorer le résultat clinique. La validation in vivo de l'efficacité d'un traitement combiné de disulfiram /gluconate de cuivre permettrait la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les épendymomes.
Procédures
Des animaux recevront une administration orale de composés (127 animaux, intervention de 30 secondes environ, 15 interventions maximum/animal). Des animaux recevront une greffe intracérébrale de cellules tumorales d'épendymome (210 animaux, une seule intervention de 30 minutes environ). Les greffes intracérébrales sont des procédures chirurgicales.
Impact sur les animaux
La manipulation, contention des animaux, les injections d'anesthésiques ou d'analgésiques sont générateurs de stress pour les animaux. Les injections entrainent également une douleur légère de courte durée. La craniotomie peut générer des douleurs post-opératoires minorées par l'administration d'antalgiques. La progression tumorale induite par la maladie (ependymome) provoque à terme une perte d'appétit, donc une malnutrition et finalement une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés dans le cadre des études de survie, pour les analyses histologiques ou de progression tumorale (prélèvement de cerveaux) et à la fin de l'étude de dose maximum tolérée (une semaine après la dernière administration).
Remplacement
Le ciblage du cerveau et de la tumeur par les médicaments vectorisés et l'efficacité therapeutique de ces derniers nécessitent une approche expérimentale in vivo. En effet, il n’existe pas à ce jour de système suffisamment robuste pour mimer toute la complexité biologique et physiologique des épendymomes. Ce travail sur l'animal vivant s'inscrit dans la continuité d'expériences et de résultats que nous avons obtenu in vitro.
Réduction
Le nombre d'animaux prévu dans chaque groupe est basé sur un calcul d'effectif permettant de prédire que nous avons 80% de chance d’obtenir un résultat statistiquement significatif.
Raffinement
La détection de toute souffrance de l’animal sera assurée et le niveau de souffrance évalué en fonction d'une grille de score. En fonction des scores obtenus, il sera envisagé une analgésie ou l'euthanasie de l'animal. Pour le bien-être de l'animal, les souris seront logées selon les normes requises avec un enrichissement (copeaux de bois, dômes) et en groupes de 5 individus par cage afin d’éviter le stress de l’isolement. Les cages pourvues de couvercles filtrants seront disposées dans une armoire ventilée.
Choix des espèces
L'utilisation de lignées murines immunodéficientes permet la transplantation de cellules d'une espèce donnée (humaine) chez un individu hôte d'une espèce différente (souris). Les tumeurs d'épendymome générées dans l'un des deux modèles mis en place sont particulièrement similaires aux tumeurs humaines. Les souris seront réceptionnées à l’animalerie à l’âge de 5 semaines et utilisées à l’âge de 6 semaines, en accord avec les protocoles décrits pour ces modèles physiopathologiques.