Souris

Entre une et quatre injections intraveineuses espacées de deux semaines, un prélèvement sanguin, et pour une partie des animaux une chirurgie de vingt minutes suivie immédiatement de la mise à mort avant tout réveil. 1 330 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Le projet évalue des oligonucléotides antisens contre la dystrophie myotonique de type 1, avec l'objectif déclaré d'amener un composé jusqu'à l'essai clinique. Le porteur écrit que ces souris n'ont "aucun problème à bouger, ni à s'alimenter" et sont "non discernables" des souris non modifiées, tout en en déclarant 610 dans la catégorie de souffrance modérée.

Objectifs

La Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est une des maladies neuromusculaires les plus fréquentes chez l’adulte. Cette maladie est caractérisée par de multiples symptômes parmi lesquels des atteintes musculaires (faiblesse et fonte musculaire, problème de relaxation), cardiaques (trouble du rythme) et neurologiques, particulièrement invalidantes. Actuellement il n’existe pas de traitement pour cette maladie mais de nombreuses approches thérapeutiques sont évaluées en laboratoire et en essais cliniques chez l’homme. En particulier l’utilisation d’oligonucléotides antisens a montré des résultats très prometteurs. Néanmoins, des défis persistent pour augmenter le potentiel thérapeutique de ces molécules et l’utilisation de modèles animaux qui reproduisent des symptômes moléculaires et fonctionnels de la maladie est cruciale pour ces études. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer dans un modèle murin de la dystrophie myotonique de type 1, l’efficacité de plusieurs composés thérapeutiques originaux. L'objectif à long terme est d'identifier un composé thérapeutique capable d'aller en essai clinique chez l’homme et à terme devenir un médicament.

Bénéfices attendus

La dystrophie myotonique de type 1 est la maladie musculaire la plus commune chez l’adulte (entre 1 personne sur 2500 et 1 personne sur 8000) et est très invalidante. Il n’existe actuellement pas de médicament spécifique à la maladie. L’attente pour un traitement ciblé est donc très forte. L’objectif principal de ce projet est l’identification d’un composé (oligonucléotide antisens) qui pourrait aller en essai clinique. À long terme, cette étude pourrait ouvrir la voie au développement d'un médicament pouvant théoriquement bénéficier à l'ensemble des patients atteints de cette maladie. Des dérivés des composés que nous allons évaluer, sont actuellement utilisées pour d’autres pathologies soit dans un essai clinique, soit dans les dernières phases d’études toxicologique avant un essai par une compagnie pharmaceutique, démontrant ainsi le fort potentiel de notre projet.

Procédures

Les animaux modèle de la dystrophie myotonique de type 1 n’ont pas de phénotype dommageable et ne montrent que des défauts moléculaires et un défaut très temporaire (de l’ordre de la seconde) de relaxation musculaire qui apparait uniquement lorsque qu’il est induit par le manipulateur. Ces souris n’ont aucun problème à bouger, ni à s’alimenter et sont ainsi non discernables des souris non génétiquement modifiées. Les animaux seront soumis à des injections par voie intraveineuse. Il y aura entre 1 et 4 injections espacées de 2 semaines. Chaque injection prend moins de 5 min par souris. Les souris feront également l'objet d'un prélèvement sanguin. Cette intervention de moins de 5 min ne se fera qu'une seule fois. Enfin, une partie des animaux fera l'objet d'un protocole de mesure de force nécessitant une intervention chirurgicale, d’environs 20 min, sous analgésie et sous anesthésie profonde et qui sera immédiatement suivie par l'euthanasie des animaux avant leur réveil

Impact sur les animaux

Les animaux utilisés n’ont pas de phénotype dommageable et n’ont pas de problème à se déplacer ou se nourrir. Ainsi, les seules nuisances ou effets indésirables qu’elles pourraient expérimenter seront liés aux procédures dont elles feront l’objet. Donc les souris pourraient ressentir une douleur de courte durée au point d’injection/prélèvement sanguin et une détresse légère lors des manipulations (comme la mesure du poids chaque semaine à partir du début du protocole ou la contention pour les injections). Les animaux pourraient également subir un stress thermique dû à l’anesthésie. Concernant les effets indésirables dus au traitement, des versions similaires aux composés qui seront évalués dans cette étude ont déjà été injectées dans des modèles murins d’autres pathologies musculaires et n’ont pas montré de signes évidents d’effets secondaires délétères.

Devenir

Tous les animaux qui entreront dans ce projet (soit un maximum de 1330 souris) seront euthanasiés à la fin de la procédure à laquelle ils seront associés. En effet, dans le cadre de l'évaluation d'approches thérapeutique comme celle décrite dans ce projet, nous devons vérifier la correction des symptômes moléculaires au niveau des organes atteints. Dans le cas du modèle murin de la maladie que nous étudions (Dystrophie myotonique de type 1), nous devons vérifier l'efficacité de notre traitement au niveau des muscles (et nous devons en vérifier au moins 3 différents par souris) ce qui rend strictement nécessaire l’euthanasie en fin de procédure afin de prélever ces organes. Les marqueurs moléculaires que nous analysons, sont très spécifiques à la maladie et corrèlent très bien avec l'état de sévérité et donc également avec l'efficacité du traitement. Ces études d'efficacité seront complétées par l'analyses de marqueurs sanguins pour déceler une éventuelle toxicité.

Remplacement

Dans un objectif de REMPLACEMENT, une sélection in vitro des séquences dans des modèles cellulaires de la maladie sera effectuée avant toute utilisation dans un organisme vivant. Cependant les modèles in vitro de cellules musculaires restent imparfaits puisqu’ils ne reproduisent pas le contexte tissulaire adulte de la fibre musculaire qui est une cellule hautement spécialisée et différenciée. L’évaluation in vivo de l’efficacité des composés thérapeutiques nécessite d’avoir recours à des modèles de souris transgéniques qui expriment la mutation observée chez les patients et reproduisent la maladie au niveau moléculaire et surtout physiologique. Ainsi, seuls les composés thérapeutiques montrant une forte efficacité dans les cellules en culture sans effet toxique seront évalués dans les souris.

Réduction

Afin de REDUIRE et d’optimiser le nombre d’animaux, le protocole d’étude a été développé avec une réduction du nombre d’animaux utilisés dans la mesure où tous les animaux issus des croisements (sans distinction de sexe) seront utilisés. De plus, le protocole est établi de manière à ce que chaque animal testé permette d’obtenir le plus de résultats possibles en physiologie, biologie moléculaire, histologie et ce, sur plusieurs tissus. Enfin ce projet se déroulera en plusieurs étapes. Ainsi la réussite de la première étape détermine la poursuite, la mise en place et l’utilisation d’animaux supplémentaires prévue dans la seconde étape, et ainsi de suite. Pour ce projet, nous aurons donc besoin, au maximum, de 1330 animaux. Nos études précédentes (vérifiés par des tests de puissance), nous ont permis de déterminer le nombre minimum de souris à utiliser par groupe afin de nous permettre d’évaluer de façon correcte les paramètres observés, assurer la distribution normale de nos données et effectuer les tests statistiques adéquats pour interpréter de manière fiable les résultats.

Raffinement

Finalement, dans le but RAFFINER le protocole et, en conformité avec la réglementation, toutes les précautions seront prises afin de réduire à son maximum le stress et la souffrance animale. L’entretien des souris, la surveillance quotidienne ainsi que les différents protocoles expérimentaux seront assurés par du personnel qualifié et le bien-être des animaux sera amélioré par la mise en place d’un enrichissement de milieu (par ex. avec des nid de lanière kraft ou des abris en carton). Les animaux sont stabulés dans des conditions optimales en accord avec la législation et l’isolement est évité au maximum. Afin de réduire la souffrance et le stress des animaux, des points limites (spécifiques à chaque protocole mis en place) ont été établis et un suivi du bien-être des animaux sera réalisé régulièrement. Des modifications importantes de comportement laissant supposer une douleur ainsi qu’une de perte de poids importante seront considérés comme critères d’arrêt en cours d’expérimentation et conduiront à l’euthanasie des animaux concernés. Par ailleurs au cours des différentes procédures, tout acte le nécessitant sera accompagné d’une anesthésie et d’un traitement préventif de la douleur. De plus, une surveillance accrue des animaux sera effectuée pendant une à deux heures après chaque acte.

Choix des espèces

L’efficacité d’une approche thérapeutique pour la Dystrophie Myotonique de Type 1 (DM1) doit être validée sur un modèle animal de cette pathologie. A ce jour, des modèles murins, drosophile et poisson-zèbres ont été décrits pour la maladie. Cependant seuls les modèles murins montrent des symptômes robustes (physiologiques et moléculaires) similaires à ce qui est observé chez les patients. L’étude des différents modèles murins a permis la compréhension de plusieurs symptômes observés chez les patients. Aucune mortalité n’est observée. Pour le projet, les souris seront utilisées à l’âge adulte, quand tous les organes, et surtout les muscles, sont bien développés et que la croissance est terminée.

2 055 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un vaccin à ARNm par voie intranasale, par voie oro-trachéale avec introduction d'un cathéter dans la trachée, ou par voie intramusculaire, puis quatre séances d'imagerie hebdomadaires sous anesthésie et quatre prélèvements de sang au sinus submandibulaire, en contention et vigiles. Un lot pilote de 30 souris sert uniquement à entraîner les intervenants à ce geste de prélèvement. Aucune maladie n'est induite, les souris sont tuées pour prélever poumons, nez, rate, ganglions et sang, et le porteur inscrit ces travaux dans une "production souveraine" de vaccins et l'ambition française de se placer "à l'avant-garde" des biothérapies.

Objectifs

Les récents succès des vaccins à base d’ARN messager (ARNm) contre le SARS-Cov2 ont validé le potentiel thérapeutique de cette classe de médicament. Le projet RNAvac a pour objectif de produire une nouvelle génération de vaccins ARNm en développant des technologies innovantes afin de lever les limitations des vaccins à ARNm démontrées par leur courte durée de protection induite nécessitant de fréquents rappels et leur inefficacité à bloquer les infections au site d’entrée du virus chez les personnes vaccinées. Il vise à étendre leur utilisation pour le traitement d’autres pathologies, comme le cancer. Pour relever ce défi, un consortium de 11 laboratoires académiques s’est structuré pour accélérer la production de vaccins innovants afin de les déployer pour lutter contre d’éventuels épidémies virales et traiter les cancers muqueux dont les besoins médicaux sont loin d’être satisfaits. L’ambition est d’accélérer la production française de ces vaccins innovants afin de les déployer en cas de menaces sanitaires (virus NIPAH, West Nile …), d’épidémies récurrentes (grippe…), et d’améliorer le traitement des cancers, qui reste un besoin médical non satisfait. Plus spécifiquement, ce projet vise à décrire et comparer les réponses immunitaires induites par différents vaccins à ARNm en fonction de leur voir d’administration, soit intra-pulmonaire, soit intra-nasale chez la souris saine.

Bénéfices attendus

Ce projet fait partit d’un consortium de grande envergure qui vise à développer de nouvelles générations de vaccins ARN messager pour lutter contre d’éventuels épidémies virales et traiter les cancers dont les besoins médicaux sont loin d’être satisfaits. Les éléments de rupture qui seront apportés par le projet sont : une approche de formulation originale de vaccins avec des ARNm bioproduits plus efficaces et moins couteux, une stratégie innovante de stabilisation d’ARNm, l’administration par voie mucosale de vaccins ARNm et le double ciblage ARN/antigène vers les cellules dendritiques pour favoriser la réponse immunitaire mémoire post-vaccinale. Le consortium s’appuie sur plusieurs infrastructures nationales et un réseau de start-ups et d’entreprises, des centres hospitaliers universitaires, qui vont faciliter le transfert technologique pour l’industrialisation et vers le patient. L’ambition long-terme est d’accélérer la production souveraine de ces vaccins innovants afin de les déployer en cas de menaces sanitaires, d’épidémies récurrentes et d’améliorer le traitement des cancers, qui reste un besoin médical non satisfait. En conclusion, ce projet s’inscrit pleinement dans l’ambition de la France de se positionner à l’avant-garde des technologies de biothérapie et de bioproduction à base d’ARNm.

Procédures

1a_Administration des ARNm par voie intranasale : sous anesthésie générale, 1 fois, 20secondes 1b_Administration des ARNm par voie oro-trachéale : sous anesthésie générale, 1 fois, 1min 1c_Administration des ARNm par voie intramusculaire : en contention, animal vigil, 1 fois, 1min 30secondes 2_Mesure de la bioluminescence/fluorescence émise par les nanoparticules d’ARNm: sous anesthésie générale, 1 fois/semaine (total = 4) , 5min 3_Prélèvement de sang : en contention, animal vigil, 1 fois/semaine (total = 4), 2min

Impact sur les animaux

Aucune pathologie modèle ne sera testée chez l’animal. Il s’agit ici d’évaluer l’immunogénicité de différentes formulations d’ARNm en fonction de leur voie d’administration. Des données préliminaires in vitro obtenues dans les laboratoires collaborateurs vont nous permettre de limiter le nombre de doses à tester pour les différentes formulations d’ARNm, à celles présentant la plus faible toxicité minimisant ainsi les nuisances. Les nuisances associées aux administrations des formulation d’ARNm comprendront : le stress généré par l'anesthésie à l'isofluorane et la douleur associée à l'introduction d'un cathéter dans la trachée pour la voie orotrachéale; le stress généré par l'anesthésie à l'isofluorane et l'administration d'un bolus par la voie intranasale; le stress généré par la contention et la douleur associée au prélèvement submandibullaire.

Devenir

L’objectif de ce projet est d’améliorer nos connaissances dans les réponses immunitaires associées aux aARNm en fonction de leur voie d'administration. Ceci, afin d’améliorer leur transposabilité vers une utilisation clinique. Ainsi, à l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés et des prélèvements (lavages nasaux, broncho-alvéolaires / prélèvements des poumons, nez, sang total, rate, ganglions drainant) seront réalisés afin d’analyser les dynamiques des populations immunitaires.

Remplacement

Ce projet est la suite de résultats obtenus sur des modèles in vitro dans des équipes collaboratrices. Jusqu’à présent, aucun système in vitro ne permet de reproduire les caractéristiques/processus associés aux réponses immunitaires mucosales et le modèle murin constitue un modèle expérimental pertinent et nécessaire pour envisager des essais cliniques chez l’Homme. Les modalités d’administration de biothérapies (intranasale, intratrachéale ou intramusculaire) sont très bien décrites chez la souris et sont maitrisées par notre équipe. L’utilisation de la souris permettra de mimer les phénomènes immunitaires observés chez l’Homme. Les outils transgéniques, permettant une meilleure compréhension des mécanismes immunitaires mis en jeu dans l’immunogénicité à long terme induit par les ARNm sont disponibles chez la souris. Enfin, l’étude de la mécanistique immunitaire induit par les ARNm délivrés par voie pulmonaire est possible chez la souris grâce à des outils appropriés disponibles au laboratoire.

Réduction

Le nombre d’animaux est optimisé en réalisant un maximum d’analyses sur chaque animal (cellules immunitaires, cytokines, expression des gènes, histologie, …). Les modèles murins et les différentes modalités d’administration sont maitrisés par l’équipe et le porteur de ce projet, ce qui permet de limiter les étapes de mises au point. De plus, les expériences sont organisées avec des témoins choisis de sorte à limiter la répétition d’expériences. Des données ont déjà été générées permettant de réduire le choix des doses et des temps d’analyses. L’utilisation d’imagerie non-invasive (via l’utilisation de formulations d’ANRm fluorescent/luminescent) permettra un suivi longitudinal des animaux, limitant leur nombre. 1 lot pilote de 30 animaux a été inclus afin d'entraîner les intervenant à la maîtrise du geste de prélèvement de sang par ponctions au niveau du sinus submandibulaire. Ceci permettra d’augmenter le robustesse de ce geste et donc de réduire le nombre d’animaux.

Raffinement

Une attention particulière sera apportée à l’observation, au cours des expérimentations envisagées, des points suivants: (1) une perte de poids de l'animal, et/ou (2) détérioration générale de l'état sanitaire de l'animal et altération sévère des comportements physiologiques (prostration, refus de se nourrir ou de boire, poil hirsutes) et/ou (3) symptômes évidents. Ces symptômes, incluant des éléments physiques, physiologiques et comportementaux permettront d'établir un score clinique permettant de déterminer objectivement la poursuite ou non de l'expérimentation sur l'animal.

Choix des espèces

L'utilisation d'animaux dans cette étude est indispensable, car les réponses vaccinales font (1) intervenir un certain nombre de cellules immunitaires différentes et (2) dépendent de l’organe considéré et donc de la voie d’administration. L’utilisation des modèles cellulaires a déjà démontré que certaines formulations augmentent la traduction des ARNm. Cependant, des études chez l’animal sont nécessaires pour tenir compte des interactions de l'organisme avec les formulations et les ARNm de différentes structures. L’utilisation de la souris se justifie également d’un point de vue technique avec la disponibilité au sein du laboratoire de l’ensemble des réactifs/kits/consommables spécifiques de cette espèce permettant de caractériser les réponses immunitaires à long terme associée aux ARNm. Des animaux âgés de 6-8 semaines seront utilisés. Des individus plus jeunes (âges inférieurs à 6 semaines) sont à proscrire du fait du développement incomplet de leur système immunitaire, ce qui pourrait perturber l’évaluation des traitements. Des individus plus vieux (âges supérieurs à 12 semaines) sont également à proscrire du fait d’un poids souvent élevé incompatible avec gestes techniques procédures.

Pour évaluer si la combinaison de deux mutations aggrave la shigellose, une infection intestinale, des lignées de souris génétiquement modifiées, dont une incapable de produire de la vitamine C, sont croisées et des souriceaux maintenus en carence de vitamine C dès la naissance. 1 921 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, dont 384 souriceaux et 10 femelles reproductrices soumis à cette carence. Après deux jeûnes de six heures, les souris reçoivent Shigella ou une solution témoin, par voie rectale ou par la bouche, et les infectées peuvent présenter sur 48 heures une perte de poids, une diarrhée sanguinolente et une inflammation de l'anus. Les souris au génotype non attendu sont tuées, comme celles destinées aux prélèvements post mortem. Le porteur écarte les cobayes, qui à 8 semaines, durée de l'immunisation requise pour tester un vaccin, ont atteint l'âge adulte et "ne sont plus sensibles à l'infection".

Objectifs

Les diarrhées associées à des infections bactériennes se caractérisent par une gastro-entérite. Elles se transmettent par voie féco-orale, notamment dans les pays en voie de développement ou chez les voyageurs. Chaque année, elles tuent plusieurs millions de personnes, essentiellement des enfants de moins de 5 ans. La shigellose, causée par la bactérie Shigella, est responsable d’une vaste majorité de ces cas. Il n’existe à l’heure actuelle aucun vaccin commercialisé protégeant de ses infections, mais de nombreuses approches sont en cours d’étude. En effet, l’absence d’un modèle animal d’infection pertinent ne permet pas d’évaluer leur efficacité. Nous évaluons actuellement l’impact de la carence en ascorbate (plus communément appelé vitaine C) sur la sévérité de l’infection par Shigella, en utilisant des souris génétiquement modifiées ne synthétisant pas la vitamine C, à la différence des souris sauvages. Nos résultats indiquent une augmentation de l’invasion de la muqueuse colique par Shigella en carence d’ascorbate, mais les animaux récupèrent de l’infection au bout de 48h. Récemment une équipe américaine a mis en évidence qu’une mutation sur un autre gène augmentait la sensibilité des souris à l’infection par Shigella. Dans ce modèle, les infections sont plus marquées que chez les souris sauvages, toutefois, l’infection est également transitoire. Dans le cadre de ce projet, nous confirmerons ces résultats avec ce même modèle de souris génétiquement modifiées et généreront une nouvelle lignée murine combinant les deux mutations afin d’évaluer si une aggravation des symptômes de shigellose est observée. La virulence de Shigella a été étudiée depuis de nombreuses années dans divers modèles animaux qui, même imparfaits ont permis de mieux comprendre les mécanismes de la virulence de ce pathogène. Toutefois, aucun d’entre eux ne permet de récapituler l’infection du colon suite à l’ingestion de Shigella. Notre nouveau modèle de souris doublement muté pourrait permettre de suivre les étapes précoces et tardives des infections par Shigella. L’objectif de ce projet est de caractériser et valider ce nouveau modèle murin dans le cadre d’une infection par Shigella via la voie intrarectale et per os et éventuellement le valider pour l'évaluation de l’efficacité de candidats vaccins actuellement en phase de développement.

Bénéfices attendus

A ce jour, il n’existe aucun vaccin commercialisé protégeant des infections par Shigella, responsable de la mort de plusieurs millions de personnes chaque année. Ceci s’expliquant notamment par l’absence d’un modèle animal pertinent d’infection permettant non seulement de récapituler la shigellose humaine dans son entièreté et ainsi de suivre les différentes étapes précoces et tardives de l’infection, mais de fait d’évaluer l’efficacité de vaccin candidat. Dans notre projet, la validation d’un nouveau modèle murin, doublement muté, constituerait une avancée majeure dans la compréhension des différents mécanismes mis en place de la virulence de Shigella ; mais proposerait aussi une nouvelle voie d’évaluation de candidats vaccin actuellement en phase de développement.

Procédures

384 animaux générés ainsi que les 10 femelles reproductrices subiront de leur naissance à leur mise à mort (3 ou 4 semaines d’âge selon le groupe) une carence modérée en ascorbate via une dose sous-optimale d’ascorbate (0.01% w/v) dans l’eau de boisson . Les animaux générés seront soumis à un génotypage sur une biopsie de queue. Tous les animaux subiront avant l’infection par Shigella ou le véhicule deux mises à jeun. La première durera 6h et la seconde 6h. Tous les animaux subiront les actes suivants : Contention et préhension; les gavage et injection sur animal vigile seront d'une durée inférieure à 1 minute; L'injection sous anesthésie gazeuse elle , s'executera pendant une durée de 2 minutes maximum.

Impact sur les animaux

En relation avec la phase d’induction de carence modérée, des précédentes études ont montré que celle-ci avait un impact sur le développement de l’animal au niveau phénotypique (petite taille). La biopsie de queue pour génotypage peut entrainer un stress ainsi qu'un léger inconfort chez les animaux. La mise à jeun provoquer chez ces derniers un stress et une légère perte de poids. Suite à l’infection par la bactérie Shigella, les points suivants pourraient être observés sur 48h (basé sur les précédents travaux réalisés) : - perte de poids - présence de diarrhée sanguinolente - inflammation de l’anus - présence de mucus sur l’anus - vivacité générale de l’animal altérée. Lors des procédures de gavage, il pourrait être observé une dyspnée secondaire à une fausse route induite par l'acte.

Devenir

Pour ce projet, les animaux ayant un génotype non attendu seront mis à mort ainsi que ceux à des fins de prélèvements post mortem.

Remplacement

Ce projet correspond à l’étape de validation in vivo d’un nouveau modèle faisant suite à d’autres validations réalisées également in vivo mais qui jusqu’à aujourd’hui n’ont pas permis de récapituler totalement l’infection du colon suite à l’ingestion de Shigella. Il s’inscrit dans une continuité de compréhension des mécanismes de la virulence de ce pathogène et ne nous permet pas d’utiliser d'autres moyens alternatifs que l'animal vivant. De plus, l’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons dans la littérature font que la souris est un modèle de choix pour mener à bien ce projet. En effet, la souris est une des espèces animales la plus étudiée dans le domaine, ce qui permettra une analyse comparative et critique des résultats obtenus. Enfin, les modèles cellulaires d’infection de Shigella ne rendent pas compte de la modulation des mécanismes de virulence de ces pathogènes dans le contexte inflammatoire et ne sont donc pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. L’objectif in fine de ce projet étant d’évaluer des candidats vaccins, le recours à la souris est indispensable.

Réduction

Pour ce projet d’une durée de 5 ans, chaque procédure a été revue avec un biostatisticien afin d'établir le nombre d'animaux minimum nécessaire et suffisant pour atteindre l’objectif fixé de manière fiable statistiquement et robuste. Cet effectif repose également sur notre connaissance du modèle et basé sur les résultats de précédents travaux. Enfin, l’utilisation des deux sexes permet la genèse de moins d’animaux pour atteindre l’effectif total, participant au principe des 3R.

Raffinement

Les conditions d’élevage et de manipulation des animaux seront raffinées de façon optimale pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse éventuelle des animaux. Pour se faire, des critères d’arrêt de la douleur, de la souffrance et de l’angoisse ont été définis, mis en place et seront pris en compte via des grilles de scoring. Les animaux seront hébergés dans des cages ventilées sur un cycle circadien 12h/12h (7h-19h). Ils seront en groupes sociaux avec plusieurs enrichissements (matériel de nidification à base de coton compressé et de frisure de papier, barreau à ronger, tunnel transparent de manipulation), et disposeront de nourriture et d’eau ad libitum pendant toute la durée du projet. Dans le cadre des infections par injection, les animaux seront préalablement anesthésiés afin de palier à tout stress. De même avant tout acte de prélèvement et de mise à mort pour collecte de tissus, une anesthésie profonde sera mise en place.

Choix des espèces

Le cobaye et la souris sont les seuls modèles animaux permettant d’étudier la virulence de Shigella. Or, le cobaye ne permet pas de tester ni des infections prolongées ni des candidats vaccin. En effet ce test nécessite une immunisation des animaux pendant 8 semaines, âge auquel les cobayes ont atteint l’âge adulte et ne sont plus sensibles à l’infection. L’objectif in fine de ce projet étant d’évaluer des candidats vaccins, le recours à la souris est indispensable. L’ensemble des données dont nous disposons dans la littérature font que la souris est un modèle de choix pour mener à bien ce projet. Etant une des espèces animales la plus étudiée dans le domaine, une analyse comparative et critique des résultats obtenus pourront être faites. Pour ce projet, les animaux seront utilisés dès la naissance. En effet, une infection par Shigella est plus efficace chez des souriceaux jeunes (environ 3 semaines). Utiliser les animaux à leur naissance permet l’induction de carence modérée en ascorbate avant infection au sevrage. Utiliser les animaux à leur naissance permettra l’induction d'une carence modérée en ascorbate avant infection à l'âge de 3 semaines. De plus, d'un point de vue clinique, l'infection par Shigella touche majoritairement des enfants de moins de 5 ans. L'utilisation de souriceaux nous permettra ainsi d'être le plus représentatif possible.

Une injection intrapéritonéale d'une substance qui favorise les tumeurs, puis un irritant intestinal dans l'eau de boisson pendant trois cycles de cinq jours, et des mesures de tumeur au pied à coulisse trois fois par semaine. 2 016 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Le projet cherche à établir qu'en modulant le fer des globules blancs on renforce la réponse contre les tumeurs, preuve de concept présentée comme une piste thérapeutique. Le porteur annonce des points limites entraînant une mise à mort anticipée sans en préciser aucun, et dépose ce protocole en double, deux demandes de 2 016 souris publiées le même jour.

Objectifs

A ce jour, plusieurs moyens thérapeutiques existent pour lutter contre le cancer. Parmi eux, on retrouve des traitements dont le but est de stimuler notre système immunitaire afin de contrôler les cellules cancéreuses. Cette technique constitue un grand espoir pour l’amélioration de la survie des patients. Ces traitements sont essentiellement centrés sur les globules blancs, qui sont les principaux acteurs de la réponse anti-tumorale, capables d’éliminer les masses tumorales déjà formées. La fonction des les globules blancs est influencée par la composition de leur environnement, et nous proposons que le fer puisse être un de ses éléments. En effet, il est établi que le fer est un élément essentiel pour les cellules métaboliquement actives comme les globules blancs, car il est nécessaire pour un nombre important de réactions cellulaires. Notre hypothèse de travail est basée sur des données de la littérature selon lesquelles un milieu dépourvu de fer diminue la prolifération des globules blancs et la production de molécules anti-tumorales. La concentration sanguine du fer étant contrôlée par une hormone sécrétée majoritairement par le foie et qui favorise sa rétention dans les cellules, nous avons développé des modèles murins génétiquement modifiés afin d’induire une sur-expression ou une délétion de cette hormone spécifiquement dans les globules blancs. Grâce à ce projet, nous voulons apporter la preuve de concept qu’une modulation des niveaux de fer intracellulaire des globules blancs, médiée par l’hormone du fer, impacte leur prolifération et activation, et in fine leur réponse anti-tumorale. Ainsi, de nouveaux traitements centrés autour du fer pourraient voir le jour et garantir une meilleure qualité de vie aux patients, avec des traitements de faible toxicité.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle d’une hormone contrôlant les taux de fer de cellules immunitaires. Cela permettra de proposer des traitements modulateurs du fer qui pourront avoir un effet anti-tumoral ou d' améliorer l’efficacité des traitements déjà existants.

Procédures

Une injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie générale (15 sec/souris) ou alternativement une injection intrapéritonéale d'une substance favorisant le développement de tumeurs (15 sec/souris) suivi de l'ingestion d'un irritant de l'intestin via l'eau de boisson pendant 3 cycles de 5 jours toutes les 2 semaines. Mesure de la croissance tumorale à l'aide d'un pied à coulisse trois fois par semaine (30 sec/souris) jusqu'à fin de l'expérimentation ou mesure de la croissance tumorale par imagerie sous anesthésie générale toutes les deux semaines pendant 2 mois (5 minutes par souris).

Impact sur les animaux

L'injection intrapéritonéale et l'injection sous-cutanée de tumeurs peut entraîner un stress ou une douleur de courte durée chez les animaux. La croissance tumorale peut occasionner un stress, une gêne ou des douleurs aux animaux. L'irritant colique peut entraîner une perte de poids et être responsable de diarrhées et de risque de saignement et donc une souffrance des animaux. Enfin la manipulation des souris pour mesurer les tumeurs à l’aide d’un pied à coulisse ou les échographies peuvent également induire un stress chez les animaux. Le tatouage et biopsies de queue engendreront un stress et une douleur légère. Le transport entre les 2 animaleries peut également engendrer un stress.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d'organes et analyse.

Remplacement

Les hypothèses testées chez l'animal ont préalablement été testées dans des systèmes in vitro et mises au point in vivo en se basant sur des données publiées de la littérature. Le recours aux modèles de tumeurs chez la souris nous permettra de caractériser les cellules immunitaires qui s'infiltrent et s'activent dans la tumeur . Ces paramètres ne peuvent pas être observés in vitro et le recours à l'animal est donc nécessaire dans le cadre de cette étude. Les souris sont âgées de 8 semaines au minimum car il est nécessaire que le système immunitaire soit mature.

Réduction

Les effectifs ont été déterminés et les résultats seront analysés à l'aide de tests statistiques adaptés. L'utilisation de l'imagerie permet une surveillance non invasive de la croissance tumorale en évitant la mise à mort séquentielle d'animaux.

Raffinement

Les conditions d’élevage, d’hébergement et de soins sont contrôlées pour réduire toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable potentiels. Les injections sous-cutanée et les imageries seront faites sous anesthésie générale. Des points-limites ont été établis, entrainant la mise à mort anticipée de l’animal si nécessaire. L’état général des animaux sera suivi de manière quotidienne par le personnel qualifié de l'animalerie et très régulièrement par le responsable du projet. Lors du transfert, les souris seront mises dans des boites de transport avec de l'enrichissement et de la nourriture.

Choix des espèces

La souris Mus musculus a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier le développement tumoral. En effet, de nombreuses voies de régulation sont conservées entre souris et homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. De plus, la disponibilité de modèles de souris transgéniques nous permet d'étudier le rôle de certains mécanismes dans le développement tumoral. Enfin, la disponibilité de données bibliographiques importantes sur la physiopathologie de la souris est un atout important dans l'analyse et l'interprétation de nos travaux de recherche sur ce modèle animal. Nous utiliserons des souris adultes de 8 à 14 semaines car il est nécessaire que le système immunitaire soit mature pour étudier le développement tumoral.

Toutes mises à mort pour prélèvement d'organes, 2 016 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Elles reçoivent une injection sous-cutanée de cellules tumorales ou une injection intrapéritonéale d'une substance qui favorise les tumeurs, suivie de trois cycles de cinq jours d'ingestion d'un irritant intestinal dans l'eau de boisson. Le porteur décrit une perte de poids, des diarrhées et des risques de saignement liés à cet irritant, et mesure les tumeurs au pied à coulisse trois fois par semaine. Il conclut que le recours à l'animal est "nécessaire" parce que l'infiltration des cellules immunitaires dans la tumeur ne s'observe pas in vitro, et attend de ce travail des "traitements modulateurs du fer".

Objectifs

A ce jour, plusieurs moyens thérapeutiques existent pour lutter contre le cancer. Parmi eux, on retrouve des traitements dont le but est de stimuler notre système immunitaire afin de contrôler les cellules cancéreuses. Cette technique constitue un grand espoir pour l’amélioration de la survie des patients. Ces traitements sont essentiellement centrés sur les globules blancs, qui sont les principaux acteurs de la réponse anti-tumorale, capables d’éliminer les masses tumorales déjà formées. La fonction des les globules blancs est influencée par la composition de leur environnement, et nous proposons que le fer puisse être un de ses éléments. En effet, il est établi que le fer est un élément essentiel pour les cellules métaboliquement actives comme les globules blancs, car il est nécessaire pour un nombre important de réactions cellulaires. Notre hypothèse de travail est basée sur des données de la littérature selon lesquelles un milieu dépourvu de fer diminue la prolifération des globules blancs et la production de molécules anti-tumorales. La concentration sanguine du fer étant contrôlée par une hormone sécrétée majoritairement par le foie et qui favorise sa rétention dans les cellules, nous avons développé des modèles murins génétiquement modifiés afin d’induire une sur-expression ou une délétion de cette hormone spécifiquement dans les globules blancs. Grâce à ce projet, nous voulons apporter la preuve de concept qu’une modulation des niveaux de fer intracellulaire des globules blancs, médiée par l’hormone du fer, impacte leur prolifération et activation, et in fine leur réponse anti-tumorale. Ainsi, de nouveaux traitements centrés autour du fer pourraient voir le jour et garantir une meilleure qualité de vie aux patients, avec des traitements de faible toxicité.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle d’une hormone contrôlant les taux de fer de cellules immunitaires. Cela permettra de proposer des traitements modulateurs du fer qui pourront avoir un effet anti-tumoral ou d' améliorer l’efficacité des traitements déjà existants.

Procédures

Une injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie générale (15 sec/souris) ou alternativement une injection intrapéritonéale d'une substance favorisant le développement de tumeurs (15 sec/souris) suivi de l'ingestion d'un irritant de l'intestin via l'eau de boisson pendant 3 cycles de 5 jours toutes les 2 semaines. Mesure de la croissance tumorale à l'aide d'un pied à coulisse trois fois par semaine (30 sec/souris) jusqu'à fin de l'expérimentation ou mesure de la croissance tumorale par imagerie sous anesthésie générale toutes les deux semaines pendant 2 mois (5 minutes par souris).

Impact sur les animaux

L'injection intrapéritonéale et l'injection sous-cutanée de tumeurs peut entraîner un stress ou une douleur de courte durée chez les animaux. La croissance tumorale peut occasionner un stress, une gêne ou des douleurs aux animaux. L'irritant colique peut entraîner une perte de poids et être responsable de diarrhées et de risque de saignement et donc une souffrance des animaux. Enfin la manipulation des souris pour mesurer les tumeurs à l’aide d’un pied à coulisse ou les échographies peuvent également induire un stress chez les animaux. Le tatouage et biopsies de queue engendreront un stress et une douleur légère. Le transport entre les 2 animaleries peut également engendrer un stress.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d'organes et analyse.

Remplacement

Les hypothèses testées chez l'animal ont préalablement été testées dans des systèmes in vitro et mises au point in vivo en se basant sur des données publiées de la littérature. Le recours aux modèles de tumeurs chez la souris nous permettra de caractériser les cellules immunitaires qui s'infiltrent et s'activent dans la tumeur . Ces paramètres ne peuvent pas être observés in vitro et le recours à l'animal est donc nécessaire dans le cadre de cette étude. Les souris sont âgées de 8 semaines au minimum car il est nécessaire que le système immunitaire soit mature.

Réduction

Les effectifs ont été déterminés et les résultats seront analysés à l'aide de tests statistiques adaptés. L'utilisation de l'imagerie permet une surveillance non invasive de la croissance tumorale en évitant la mise à mort séquentielle d'animaux.

Raffinement

Les conditions d’élevage, d’hébergement et de soins sont contrôlées pour réduire toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable potentiels. Les injections sous-cutanée et les imageries seront faites sous anesthésie générale. Des points-limites ont été établis, entrainant la mise à mort anticipée de l’animal si nécessaire. L’état général des animaux sera suivi de manière quotidienne par le personnel qualifié de l'animalerie et très régulièrement par le responsable du projet. Lors du transfert, les souris seront mises dans des boites de transport avec de l'enrichissement et de la nourriture.

Choix des espèces

La souris Mus musculus a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier le développement tumoral. En effet, de nombreuses voies de régulation sont conservées entre souris et homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. De plus, la disponibilité de modèles de souris transgéniques nous permet d'étudier le rôle de certains mécanismes dans le développement tumoral. Enfin, la disponibilité de données bibliographiques importantes sur la physiopathologie de la souris est un atout important dans l'analyse et l'interprétation de nos travaux de recherche sur ce modèle animal. Nous utiliserons des souris adultes de 8 à 14 semaines car il est nécessaire que le système immunitaire soit mature pour étudier le développement tumoral.