Souris
Rôle d’une protéine exprimée à la surface des cellules cancéreuses dans la résistance aux traitements du mélanome
- Recherche appliquée
- Cancers
Une souris chez qui une perte de poids liée à une baisse d'alimentation et une mobilité réduite deviennent prononcées en même temps est mise à mort, tout comme celle qui montre des signes de douleur avec une tumeur de grande taille. 540 souris mâles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées au plus tard après huit semaines pour prélever leur tumeur et leur sang. Elles reçoivent sous anesthésie une injection de cellules de mélanome sous la peau du flanc, puis, une fois la tumeur de la taille d'un petit pois, trois injections d'immunothérapie dans l'abdomen, éveillées, et jusqu'à quatre prises de sang à la joue sans anesthésie. Certains groupes reçoivent en plus une injection quotidienne dans l'abdomen, cinq jours par semaine, d'un inhibiteur de la protéine étudiée, et la tumeur peut s'ulcérer, modifier la respiration ou réduire la mobilité. Le projet cherche si un récepteur des cellules cancéreuses favorise la résistance aux traitements du mélanome, et le porteur avance qu'à terme ce récepteur "pourrait être un marqueur prédictif de réponse" chez les patients.
Objectifs
Le mélanome est un cancer de la peau ayant un mauvais pronostic et une incidence croissante, ce qui en fait un problème majeur de santé publique. De nouvelles thérapies ont permis d’améliorer la prise en charge du mélanome lorsque celui-ci s’est propagé dans d’autres organes, cependant l’échappement thérapeutique et la toxicité sont des phénomènes très fréquents qui limitent grandement leur bénéfice clinique. Ainsi, l’identification de nouveaux marqueurs de la résistance à ces thérapies reste un enjeu considérable. Il a déjà été démontré qu’un récepteur présent à la surface des cellules de la peau, est impliqué dans la progression du mélanome et que son expression est associée à un mauvais pronostic avec une diminution de la survie des patients. Nous souhaitons donc évaluer si ce récepteur est impliqué dans la résistance aux traitements dans le cancer de la peau et pourrait être utilisé comme molécule permettant d’anticiper la non réponses aux traitements des patients.
Bénéfices attendus
Ce projet va nous permettre de démontrer le rôle du récepteur dans la réponse aux traitements et ainsi confirmer son rôle de cible thérapeutique dans le mélanome. A terme, ce récepteur pourrait être un marqueur prédictif de réponse à ces thérapies chez les patients atteints de mélanome.
Procédures
La mise en place du modèle d’étude consiste dans un premier temps à injecter une seule fois sous la peau des souris (au niveau du flanc) des cellules de cancer de la peau où la protéine d’intérêt est exprimée ou non. Cette injection se fait sous anesthésie et dure environ 1 minute. Lorsque la tumeur sera détectable (taille d’un petit pois), les souris recevront le traitement (3 injections, sur souris éveillée, dans l’abdomen espacées de 3 jours ; durée de l’injection : 15s). Des prélèvements sanguins au niveau de la veine de la joue (sans anesthésie ; durée : 1 min) seront réalisées avant le début du traitement, puis 1 fois par semaine (4 prélèvements maximum). Pour les groupes de souris où il y a la combinaison des molécules inhibitrices de la protéine d’interêt, en plus des 3 injections d’immunothérapies espacées de 3 jours, s’ajouteront une injection quotidienne (5 jours par semaine) sur souris éveillée, dans l’abdomen d’un produit inhibant la protéine d’intérêt (durée : 15s). Les tumeurs seront mesurées deux fois par semaine (durée 30s). Au bout de 8 semaines maximum, les souris sont euthanasiées afin de prélever les tumeurs.
Impact sur les animaux
Suite à la croissance des tumeurs et/ou au développement de métastases, une perte de poids peut être observée. Un développement trop important de la tumeur peut également induire une ulcération, un changement de la respiration ou encore une agressivité. Le point d’injection des cellules tumorales étant sur le flanc, les souris peuvent présenter une mobilité réduite si la tumeur atteint une taille trop importante. Enfin, l’immunothérapie peut se révéler légèrement toxique, ce qui se manifestera par une perte de poids principalement ou un gonflement de l’abdomen.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue des procédures expérimentales afin de collecter la tumeur et le sang, qui seront analysés et conservés afin de caractériser au niveau cellulaire l’effet de la thérapie en présence ou non de la protéine d’intérêt.
Remplacement
Nous avons réalisé des expériences en utilisant des cellules en culture (in vitro, sans utilisation d’animaux) qui ont montré que le récepteur avait un impact sur la réponse aux traitements anti-cancéreux. Cependant, pour obtenir des résultats plus proches de ce qui se passe dans le corps humain, nous devons passer à des tests dans des modèles animaux vivants (in vivo). Ces modèles intègrent des caractéristiques importantes des tumeurs humaines, telles que l’hétérogénéité des cellules tumorales, la présence de tissus sains et des barrières qui peuvent limiter l’efficacité des traitements. Il est donc impossible de poursuivre la validation de nos résultats in vitro sans utiliser un modèle animal entier vivant.
Réduction
Nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre étude du point de vue de l’analyse statistique. Pour cela nous nous sommes basés sur des tests statistiques.
Raffinement
Afin de réduire au minimum la douleur et la souffrance qui pourraient être ressenties par les souris, nous prévoyons la mise en place de différentes procédures. Tout d'abord, les souris sont hébergées dans une animalerie avec un statut sanitaire contrôlé, un enrichissement sera mis en place (papier kraft pour la fabrication de nid, buchette en bois à ronger). Un suivi visuel quotidien (par les animaliers et/ou les expérimentateurs) des animaux est réalisé. Nous veillerons, par ailleurs, à réduire au minimum l’intensité et la durée des souffrances ressenties par les animaux, en utilisant une fois par semaine une grille d'évaluation prenant en compte la taille de la tumeur, l'apparence physique, le poids et le comportement des animaux. En effet, tout signe de souffrance et/ou douleur caractérisés par une réduction de l’alimentation avec une perte de poids ou une réduction de la mobilité donneront lieu à une mise à disposition de croquettes humidifiées dans les cages avec une surveillance quotidienne. Si ces signes sont observés d’une manière prononcée la surveillance de l’animal sera bi-quotidienne avec une mise à disposition de croquettes humidifiées dans la cage et la mise en place d’une analgésie injectée une fois par jour afin de soulager la potentielle douleur. Si deux de ces signes sont observés de manière prononcée simultanément, l’animal sera euthanasié selon une méthode réglementaire. En cas de signe de douleur (expression faciale, posture voutée) et de tumeur d’une taille importante (définie dans la grille de score) avec ou sans ulcération, la souris sera immédiatement euthanasiée selon une méthode réglementaire.
Choix des espèces
Le modèle de greffe de cellules cancéreuses est bien décrit dans la littérature scientifique et est pertinent pour l’étude de l’effet de thérapies sur la croissance des cellules cancéreuse. Pour mener à bien ce projet, nous utiliserons des souris adultes, afin qu’elles disposent d’un système immunitaire complétement développé. Cela nous permet d’être dans des conditions comparables à ce qui est observé chez l’Homme, le cancer de la peau étant un cancer observé chez l’adulte. Le mélanome étant un cancer qui se développe chez l’adulte, ainsi des souris mâles adultes âgées de 7-8 semaines seront utilisées lors de l’expérimentation, ce qui permettra également un suivi durant une période suffisamment longue.
Evaluation des effets de candidats médicaments dans un modèle de colite induite chez la souris par administration orale de DSS
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Du dextran sulfate de sodium versé dans l'eau de boisson pendant quatre à dix jours, une phase de rétablissement, puis le cycle recommencé jusqu'à trois fois sur soixante jours : 600 souris vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. L'inflammation intestinale provoque une diarrhée, un mal-être général et une cachexie, effets que le porteur donne pour certains et "nécessaires" puisqu'il s'agit d'un modèle pathologique. Entre-temps les souris reçoivent des candidats médicaments sur animal vigile et jusqu'à un prélèvement sanguin par jour. Toutes sont tuées à la fin de chaque expérience pour prélever les organes et mesurer les dommages intestinaux.
Objectifs
Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) : maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, se caractérisent par l’inflammation de la paroi d’une partie du tube digestif, due à une dérégulation du système immunitaire. Les MICI touchent principalement les jeunes adultes (20-30 ans). En France, plus de 200'000 personnes sont concernées. Ces maladies se présentent sous forme de crises avec des périodes de rémission. Chez environ 15% des patients, les crises sont sévères : leur intensité peut imposer l’hospitalisation, l’arrêt de l’alimentation, un traitement par perfusion pendant quelques jours ou encore un recours à de la chirurgie. Bien qu’il n’existe pas de traitement pour guérir ces maladies, les médicaments actuels permettent de mieux contrôler la maladie et d’améliorer la qualité de vie des patients. Malheureusement, le plus souvent, les traitements finissent par être inefficaces et il faut alors changer. De plus, environ 20% des patients développent des manifestions extérieures au système digestif telles que de l’arthrite, du psoriasis. C’est pour cela qu’il est important de comprendre ces pathologies et de trouver de nouvelles stratégies thérapeutiques permettant de stopper l’avancée de la pathologie et améliorer la vie des patients. Ce projet a pour but de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques pouvant avoir un effet bénéfique dans les MICI dans un modèle de colite induite par DSS (dextran sodium sulfate) chez la souris.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont: 1- une meilleure compréhension des mécanismes d'action impliqués dans les MICI. 2- le développement de nouveaux médicaments pour traiter ces pathologies (=démontrer que le composé testé est actif dans un modèle expérimental de la pathologie ciblée et d’évaluer ses éventuels effets secondaires avant son passage en phases cliniques).
Procédures
Dans ce modèle, l'agent inducteur de la colite sera du dextran sodium sulfate (DSS) donnée par voie orale, dans l'eau de boisson (1-6%), pendant 4 à 10 jours. Le rétablissement post-induction sera évaluée. Durant cette période, aucun DSS ne sera présent dans les biberons. La phase de rétablissement durera entre 2 jours à 2 semaines après le pic d'inflammation. Afin de mimer des crises et donc, une inflammation chronique, des cycles d'induction et rétablissement pourront être réalisés (3 cycles maximum et total de 60 jours maximum). Les candidats médicaments seront administrés aux animaux vigiles par différentes voies, avec 1 à 3 minutes par administration (douleur équivalente à une piqure d'aiguille). Si des prélèvements de sang doivent être réalisés en cours d'étude, ils seront effectués sur animal vigile ou sous anesthésie (environ 2min par prélèvement). Les prélèvements de sang seront de maximum une fois par jour. En cas de prélèvement sanguin terminal, il se déroulera sous anesthésie et analgésie locale (durée entre 4 et 6 minutes). De façon mineure, d'autres nuisances sont possibles. En effet, la manipulation des animaux vigiles pour induire l'anesthésie et administrer les composés à tester peuvent engendrer un stress mineur de courte durée.
Impact sur les animaux
L'inflammation intestinale et les dommages transitoires ou permanents sur les intestins vont provoqué un mal-être générale, de la diarrhée et une cachéxie. De façon mineure, d'autres nuisances sont possibles. En effet, lors de certaines administrations nécessitant une aiguille, telles que l'induction de l'anesthésie ou l'administration d'un candidat médicament, les animaux pourront aussi subir une douleur légère et brève liée à la piqûre avec une aiguille. Enfin, la manipulation des animaux vigiles pour induire l'anesthésie et administrer les composés à tester peuvent engendrer un stress mineur de courte durée.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque expérience afin de procéder à des prélèvements d'organes et donc, d'évaluer les effets des candidat médicament sur l'inflammation digestives et systèmiques et les dommages intestinaux.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez la souris car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets d’une nouvelle molécule sur les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin et ses conséquences locales sur le tractus digestifs et systémiques. Ou si elles existent, elles ne sont pas suffisantes pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. Or, avant toute administration à l’Homme, l’animal constitue un passage obligatoire pour l’évaluation de l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’un candidat médicament. A ce jour, les rongeurs dont la souris est l'espèce la plus adaptée à ce type de modèle d’étude.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques. Compte tenu de la variabilité du modèle, le nombre d’animaux minimal et suffisant pour réaliser une analyse statistique est estimé à 10 par groupe.
Raffinement
Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • la formation du personnel, • un hébergement en groupe, • la détermination des points limites. • Un suivi quotidien du poids et des signes cliniques des animaux (suivi du poids, consistance des fèces, état physique: aspect pelage + yeux et activité motrice). S'agissant d'un modèle pathologique, l'apparition de signes cliniques est certaine et nécessaire. Cependant, un recours aux procédures d’euthanasie sera effectué dès l'atteinte des points limites.
Choix des espèces
La souris fait partie des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour les modèles animaux de la recherche biomédicale. En effet, les rongeurs et l'Homme partagent de nombreuses similarités anatomiques, physiologiques et génétiques (plus de 90% de gènes en communs). De plus, les souris sont des animaux de petite taille, facile d'entretien, avec des cycles réproductif et de vie courts. Par conséquent, la souris est la plus couramment utilisée dans la recherche médicale et notamment, dans les modèles d'inflammation intestinales. Animaux adultes (âge supérieur à 8 semaines). Ce projet n'a pas pour objectif d'étudier les effets des candidats médicaments sur l'animal à d'autres stades de développement. Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin chez l'Homme touche principalement des personnes adultes (20-30 ans).
Mise en place et formation du personnel pour des nouvelles techniques in vivo sur le modèle murin contribuant à l’avancée de la recherche sur les maladies neuromusculaires.
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
Former des techniciens à trois examens fonctionnels et caler les protocoles : 64 souris vont être utilisées pour cela, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit les trois actes, une exploration respiratoire de 22 minutes, une échographie musculaire de 30 à 60 minutes sous anesthésie générale, puis une mesure de la force de flexion du pied sous anesthésie, avec des aiguilles de stimulation plantées dans le muscle. Le porteur signale des réveils spontanés possibles, des détresses respiratoires pendant l'anesthésie et des douleurs post-opératoires liées aux piqûres. Il présente l'opération comme un moyen de réduire "considérablement" le nombre d'animaux dans les projets à venir, et précise que ces 64 souris étaient de toute façon promises à la mort, leur génotype ne servant aucun projet.
Objectifs
L’objectif de cette demande a pour but de développer nouvelles techniques in vivo chez la souris contribuant à l'avancée de la recherche sur les maladies neuromusculaires et de former les applicateurs. La mise en place de ces études permettra d’ajouter de nouvelles évaluations et ainsi proposer aux équipes de recherche des projets plus complets. Les différents actes réalisés seront l’échographie de muscles squelettiques, l'évaluation de la fonction respiratoire et de la force générée lors d’une flexion du pied. La technique d’élastographie par échographie permet de mesurer l'élasticité des différents tissus dans un muscle d'intérêt. Cette technique, nécessitant seulement une anesthésie générale, a pour but d’observer le développement des différents tissus composant le muscle dans les modèles murins de maladies neuromusculaires. Cet examen peut être réalisé plusieurs fois permettant un suivi régulier sur un même lot expérimental. Le nombre d’animaux inclut dans les projets scientifiques sera considérablement réduit et favorisera l’obtention de meilleurs résultats en éliminant la variabilité inter-individuelle. Le pléthysmographe est une exploration fonctionnelle respiratoire. Elle mesure l’ensemble des volumes gazeux pulmonaires. Cela indiquera également la contribution du diaphragme dans le système respiratoire. Cet examen est rapide, indolore et non invasif pour l’animal. L’évaluation de la force générée lors d’une flexion plantaire consiste à mettre en évidence les défauts de contractilité musculaire. Elle se déroule sous anesthésie générale accompagnée d’un analgésique et n’est pas terminale. Ces évaluations pourront être répétées sur un même lot expérimental permettant un suivi régulier de l’évolution des symptômes de la maladie neuromusculaire. Cette technique permettra de réduire considérablement le nombre d’animaux utilisés dans les projets scientifiques.
Bénéfices attendus
L’objectif de cette demande a pour but de développer de nouvelles techniques in vivo contribuant à l'avancée de la recherche sur les maladies neuromusculaires et de former les applicateurs. La réalisation de cette étude pilote peut s'avérer très utile pour la détermination précise des points limites, et pour la formation complète des techniciens. Cette étude utilisant un nombre restreint d'animaux peut aider à déterminer la durée de l’acte et la fréquence des observations nécessaires des lots dans les futurs projets expérimentaux. Ce projet de formation, préliminaire aux études des équipes de recherche peut également donner une indication de la variance des réponses entre les groupes de traitement, laquelle peut être alors utilisée pour estimer plus précisément la taille appropriée des groupes des projets expérimentaux. De plus, mener une expérience pilote offre l'occasion de se familiariser avec les signes et symptômes attendus et de conseiller au mieux les concepteurs de projets par la suite.
Procédures
La totalité des animaux inclus dans ce projet seront soumis aux trois techniques d'études fonctionnelles décrites : - L'évaluation de la fonction respiratoire sera réalisée 1 seule fois par animal et durera approximativement 22 minutes. - Une échographie de muscles squelettiques réalisée également 1 seule fois par animal. L'examen durera 30 à 60 minutes et se réalise sous anesthésie générale. - L'évaluation de la force musculaire lors d'une flexion plantaire sera le dernier test effectué 1 seule fois par animal. Il nécessite l'anesthésie des animaux et l'ajout d'un anti-douleur. Il dure environ 15 à 20 minutes. Ces trois actes consitant à analyser trois paramètres physiologiques permettront d'évaluer l'efficacité d'un nouveau traîtement thérapeutique, de caractériser un nouveau modèle murin de maladies neuromusculaires. Ces équipements modernes sont similaires à ceux utilisés chez l'homme et vont permettre la réalisation d'étude complète et abouties. Le nombre d'animaux inclut dans les projet expérimentaux s'appliquant à la recherche des maladies neuromusculaires se verra considérablement réduit.
Impact sur les animaux
Lors de la pléthysmographie, seul le stress peut survenir pendant l’acte dû à la manipulation des animaux. Pendant une échographie, le réveil spontané d’un animal peut être attendu ainsi qu’une détresse respiratoire lors de l’anesthésie. Lors de l'évaluation de la force générée lors d'une flexion plantaire, les nuisances tels qu’un réveil spontané, une détresse respiratoire, des douleurs post-opératoires dues aux piqûres des aiguilles de stimulation et à la contraction involontaire appliquée peuvent être attendus. Durant la semaine de stabulation suivant l’échographie, le stress et l’inconfort dû au réveil après l’anesthésie générale est à prévoir.
Devenir
Les animaux utilisés dans cette procédure étaient initialement voués à l'euthanasie dû à un génotype sans intérêt pour les projets scientifiques. Ils seront donc euthanasiés à la fin de cette procédure.
Remplacement
Ces techniques qui permettent une analyse fonctionnelle de la physiologie animale suite à des traitements thérapeutiques ne peuvent être remplacées actuellement par des méthodes alternatives ou in vitro. Tous les projets nécessitant l'utilisation de ces techniques pour évaluer les nouveaux traitements thérapeutiques en cour de test utilisent les modèles murins qui restent une source unique et indispensable permatant l'évaluation d'une amélioration histologique et fonctionnelle induite par les traitement testés. Les modèles de culture in vitro disponibles ne permettent pas de récapituler la complexité physiologique in vivo. Cette étude permettra d’inclure au sein d’un même projet un ensemble de techniques qui amènera à la réalisation d’une recherche plus complète et aboutie.
Réduction
Cette étude pilote utilise un nombre d’animaux restreint et donnera une meilleure estimation du nombre nécessaire d’animaux dans la réalisation de ces actes au sein des projets expérimentaux. Les souris utilisées seront celles issues de la reproduction de lignées et qui étaient vouées à l'euthanasie à cause de leur mauvais génotype (sans phénotype dommageable). 10 animaux par sexe pour les groupes "jeunes" et "adultes" et 12 animaux par sexe pour le groupe "agées" sont nécessaires pour maitriser parfaitement les techniques, déterminer la taille des cohortes appropriées, la fréquence des observations nécessaires à l’établissement d’un point limite. Ce nombre est également suffisant pour déterminer la variance des réponses entre les futurs groupes de traitement. Aucun test statistique ne sera utilisé pour cette étude. Le nombre total des animaux s'inscrivant dans ce projet est de 64.
Raffinement
L’ensemble des animaux sera hébergé en pièce de stabulation dans des portoirs ventilés. Ces pièces sont équipées de cycle jour/nuit permettant un cycle de réveil et de sommeil constant et sain pour l’animal. Ils auront accès à de la nourriture et de l’eau (système d’abreuvement automatique) à volonté. Les zootechniciens de l’animalerie s’occuperont du nettoyage de la litière une fois par semaine et mettra dans chaque cage de l’enrichissement (maisonnettes et lanières de papier kraft (nid)). La température et l’hygrométrie seront contrôlés quotidiennement. Les animaux sélectionnés seront au minimum 2 et maximum 5 par cage. Aucun animal isolé ne sera choisi pour ce projet. Les animaux seront surveillés quotidiennement tout au long du projet en suivant la grille de scoring. Afin d’éviter le stress lors de la pléthysmographie, une séance d’entrainement est prévue deux jours avant. Suite aux 30 minutes d’anesthésie pendant l’échographie, seul un stress de réveil peut être ressenti par l’animal. Une semaine de stabulation sera appliquée afin de l’éviter au maximum. Si des douleurs légères post-opératoires (selon grille de scoring) sont observées après l'évaluation de la force de la flexion plantaire, une injection sous-cutanée d’analgésique sera réalisée.
Choix des espèces
La souris est le modèle commun le plus utilisé par les équipes de recherche, de l'animalerie expérimentale, œuvrant pour la recherche sur les maladies neuromusculaires. Les trois stades de développement chez les souris (jeunes/adultes/vieilles) ont été choisis afin d’expérimenter en fonction de la taille et du poids changeant des animaux, de comprendre les différents résultats obtenus pour chaque lot et de préciser les points limites pouvant être modifié avec l’âge.
Rôle d’une protéine identifiée dans les lésions du cerveau induites par l’inflammation à la naissance chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Des souriceaux âgés de un à cinq jours reçoivent neuf injections d'une molécule inflammatoire dans l'abdomen, pour reproduire les lésions cérébrales des enfants nés prématurément. 493 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 387 d'entre elles et sévère pour 106. Le porteur qualifie l'injection intrapéritonéale sur animal vigile d'acte "peu douloureux" ne nécessitant aucune anesthésie, tout en annonçant une mortalité de 5 à 10 % liée à cette injection, un retard de croissance et des troubles du comportement. Une partie des souriceaux passe des tests de vocalisation, de préférence maternelle et des trois chambres, avant que tous soient tués aux 3e, 15e et 60e jours de vie pour prélever le cerveau.
Objectifs
Les enfants nés prématurément, avant 37 semaines de grossesse, sont à haut risque de développer des lésions cérébrales (substance blanche), qui induisent un large spectre de pathologies neurologiques. 40% des naissances prématurées surviennent dans un contexte inflammatoire entrainant alors chez le fœtus une inflammation au niveau des différentes cellules du cerveau. La microglie est un ensemble de cellules dans le cerveau qui constitue la première ligne de défense contre les infections mais joue également un rôle majeur dans le développement cérébral. En cas d’’inflammation au cours de la période néonatale, la microglie va s’activer et devenir néfaste pour le développement du cerveau. Une protéine a été́ identifiée comme l’un des éléments centraux qui sont régulés par le développement et modulés par l’inflammation. Cette protéine est exprimée par la microglie pendant le développement chez la souris et chez l’Homme. Dans un modèle murin mimant les lésions cérébrales du prématuré́, l’exposition précoce à l’inflammation induit une persistance de l’expression de cette protéine dans la microglie. L’objectif de notre étude est de décrire les rôles de cet protéine en supprimant son expression dans la microglie. Pour cela, nous croiserons 2 types de souris permettant d’éliminer la production de cette protéine uniquement au niveau de la microglie.
Bénéfices attendus
le premier bénéfice attendu est l'amélioration des connaissances scientifiques sur le rôle d'une protéine dans la cellule microgliale Le deuxième bénéfice attendu est l'amélioration des connaissances scientifiques sur une protéine au cours du neurodéveloppement Enfin, ce projet permettra de proposer des pistes expliquant les mécanismes en cause dans les lésions cérébrales chez le prématuré
Procédures
Les souriceaux, vigiles, recevront deux injections intra-péritonéales ( dans l abdomen) par jour de la molécule inflammatoire ou du contrôle (matin et fin d’après-midi) du 1er au 4ème jour de vie, puis une le matin du 5ème jour. L’injection dure moins de 5 secondes. Une partie des animaux sera soumise à des tests de comportement (vocalisation, préférence maternelle, test ds 3 chambres) aux 2ème, 8ème et 60ème jours de vie. Ces tests ne durent que quelques minutes, mais peuvent être sources d’un stress modéré.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sont : - Une mortalité de 5 à 10% liée a l'injection- Une infection locale dans la zone d’injection - Un retard de croissance et des troubles comportementaux (caractère asocial, hyperactivité, préférence maternelle non visible...) stress induit par les tests comportementaux
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures pour prélever le cerveau pour analyse.
Remplacement
Les mécanismes étudiés dans ce projet mettent en jeu des connexions au sein de l’organisme qu’il est impossible de reproduire in vitro. Le traitement visant à réduire l’expression d'une protéine dans le cerveau a été au préalable évalué in vitro sur des cultures cellulaires et reste insuffisant pour confirmer les données sans avoir recours à un organisme vivant entier. Il s’agira donc ici d’évaluer les fonctions de cette protéine chez l’animal pendant le développement et de comprendre les conséquences sur les autres cellules, et sur les comportementaux anormaux induits par l’inflammation.
Réduction
Les précédents travaux ont permis d’affiner le nombre d’animaux nécessaires pour chacune des approches expérimentales de ce projet. Nous avons estimons par calcul statistique que 6 à 24 animaux par groupe permettra de répondre aux questions scientifiques de ce projet,
Raffinement
Un enrichissement des cages est réalisé systématiquement avec du papier doux absorbant qu’utilisera la mère pour former son nid. Les cages des femelles gestantes génétiquement modifiées, qui peuvent être plus stressées que des femelles normales, seront enrichies d’une maison en plexiglass rouge qui servira de refuge réduisant ainsi l’anxiété. Nous réalisons des injections intrapéritonéales sur animal vigile ; c’est un acte peu douloureux, aucune anesthésie n’est nécessaire. Une évaluation quotidienne vérifiera le bien etre des animaux: à la phase aiguë, on surveillera la fréquence respiratoire, la recoloration des extrémités, et le tonus ; à distance de l’inflammation on réalisera une surveillance régulière de la prise de poids, de l’absence de troubles du comportement (isolement, agressivité). Si l’un de ces points limites est atteint, les animaux concernés seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires.
Choix des espèces
La souris a été choisie car les mutations génétiques sont plus faciles à réaliser dans cette espèce que chez d’autres rongeurs, Ce modèle est par ailleurs pertinent car il présente des lésions du cerveau et des troubles du comportement similaires à ceux observés chez les enfants prématurés. Ce modèle a l’intérêt de modéliser le cerveau en développement d’un prématuré de moins de 28 semaines, car un souriceau à 1 jour de vie correspond à un prématuré de 28 jours, par ailleurs, cette correspondance a l’avantage de ne pas impliquer d’intervention in utero. L’inflammation sera provoquée chez le souriceau entre le 1er et le 5ème jour de vie, stade correspondant au 3ème trimestre de grossesse chez l’homme. Cette stimulation mime ainsi les situations d’infection à la période de la naissance, et lors de naissances prématurées. Une partie des animaux sera euthanasiée au 3ème jour de vie, qui correspond au pic de l’inflammation dans le cerveau, puis au 15ème jour, qui correspond à une phase importante de maturation du cerveau, et enfin à P60 qui correspond au stade jeune adulte.
Évaluation du potentiel thérapeutique d’une vaccination associée à une immunothérapie active pour le traitement de l’infection chronique due au virus de l’hépatite B
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
88 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent une injection intraveineuse, dix injections intrapéritonéales d'anticorps et une vaccination intramusculaire, puis subissent sept ponctions sanguines sous-mandibulaires sur animal vigile, réparties sur dix-huit semaines. Le porteur espère une guérison de l'infection chronique par le virus de l'hépatite B chez la souris, transposable à l'être humain à long terme, après avoir constaté qu'une vaccination thérapeutique à ADN seule ne contrôlait pas l'infection. Il affirme qu'aucun système cellulaire isolé ne remplace l'animal, la réponse vaccinale relevant selon lui de l'"organisme entier", et que cette preuve de concept est requise par les agences réglementaires de santé.
Objectifs
Notre groupe développe des vaccins thérapeutiques dans le but de guérir les porteurs chroniques du Virus de l’Hépatite B (VHB). Nous proposons d’utiliser des anticorps spécifiques du VHB pour réduire la charge antigénique observée dans le cas de l’hépatite B chronique et ainsi potentialiser l’action du vaccin thérapeutique.
Bénéfices attendus
Dans de précédentes études, nous avons montré qu’une vaccination thérapeutique à base d’ADN était insuffisante à contrôler totalement l’infection chronique. A court terme, nous espérons que la combinaison thérapeutique proposée conduira à la guérison chez la souris chroniquement infectée. Si cette combinaison fonctionne, elle pourrait être transposée à l’homme à long terme. L’étude des réponses immunitaires induites par la combinaison thérapeutique pourrait contribuer à définir de manière plus large les réponses requises pour contrôler d’autres maladies chroniques. Dans le cas de réponses immunitaires détectables mais insuffisantes à contrôler l’infection, leurs analyses pourraient faire ressortir les facteurs responsables de cet échec et permettraient alors d’optimiser les protocoles thérapeutiques.
Procédures
La procédure comprend une injection intraveineuse (quelques secondes), 10 injections intrapéritonéales (quelques secondes) et une vaccination intramusculaire (quelques secondes). Sept prélèvements sanguins par ponction sous-mandibulaire (environ 100 µl) sont prévus sur une période de 18 semaines sur animal vigile (
Impact sur les animaux
De nos expériences précédentes, l’infection chronique du VHB, l’injection d’anticorps spécifiques et la vaccination ADN n’induisent aucune nuisance ou effet indésirable chez la souris. Les souris ressentiront une légère douleur au moment de l'injection intramusculaire du petit volume de vaccin. De même, les prélèvements de sang et les injections d’anticorps provoqueront une légère douleur lors de la pénétration de l’aiguille qui ne dureront que le temps du prélèvement ou de l’injection.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure. En effet, leur mise à mort et nécessaire pour le prélèvement de leurs organes (foie et rates) qui nous fourniront le matériel biologique nécessaire à la compréhension des mécanismes immunitaires impliqués dans la réponse à la vaccination thérapeutique. Ils ne pourront donc pas être réutilisés, replacés ou adoptés.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité d’une combinaison thérapeutique dans le but de la transposer chez l’homme. Ces études impliquent nécessairement une phase d’expérimentation animale du fait de la complexité de la réponse vaccinale au niveau d’un organisme entier. La souris est un modèle de prédilection pour ce type d’étude par rapport aux autres animaux de par sa facilité d’élevage et de l’existence d’outils permettant une analyse en détail du système immunitaire. Cette étape constitue également une preuve de concept requise par les agences réglementaires de santé en vue d’une application chez l’homme. C’est pourquoi aucun système cellulaire isolé ne peut être utilisé pour remplacer la recherche sur les animaux.
Réduction
En choisissant des animaux de même sexe et âge, nous réduisons au maximum la variabilité des résultats. Les différents traitements seront répartis sur plusieurs cages pour éviter l’effet de cage. En s’appuyant sur des résultats antérieurs obtenus par notre groupe et une approche statistique, il a été possible d’anticiper le nombre d’animaux nécessaires. L’analyse des données sera une analyse statistique de type comparaison de moyennes avec une taille d'effet calculée pour un niveau de risque fixé à 0,05 et une puissance fixée à 0,8.
Raffinement
Selon notre expérience antérieure, l’infection chronique du VHB, les injections d’anticorps ou de vaccin ADN n’induit aucun signe clinique chez les souris. Un suivi visuel simple de l’état corporel sera effectué quotidiennement. Une évaluation clinique sera également réalisée 2 fois par semaine. Si des signes cliniques apparaissent (poils hérissés, expression faciale modifiée mais animal en mouvement), les souris seront mises à mort immédiatement.
Choix des espèces
Le système immunitaire de la souris est proche du système immunitaire humain. De plus, des études précédentes montrent que les vaccins ADN sont immunogènes chez la souris et de nombreux outils sont disponibles pour étudier la réponse immunitaire. Les expériences envisagées requièrent des animaux avec un système immunitaire fonctionnel. Il est admis qu’à partir de l’âge de 6 à 7 semaines, le système immunitaire des petits rongeurs est considéré comme mature et que les réponses immunitaires induites peuvent être considérées comme comparables à celles induites pendant la durée de vie d’adulte.
Caractérisation du rôle des cellules dérivées de la crête neurale dans la tumorigénèse de la néoplasie endocrinienne multiple de type 1
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Une hypoglycémie confirmée sur deux prélèvements successifs entraîne la mise à mort immédiate de la souris. 6 048 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent une modification génétique qui augmente le risque de tumeurs neuroendocrines, reçoivent une injection de tamoxifène, jusqu'à deux prélèvements sanguins et jusqu'à trois injections d'anti-inflammatoires en cas de douleur, avant une anesthésie terminale. Les mises à mort s'échelonnent à 3, 6, 12, 18 et 24 mois de vie pour prélever les organes, et l'effectif de 6 048 animaux repose sur une probabilité de phénotype tumoral estimée d'après la littérature, le porteur indiquant qu'il le réduira si l'effet observé dépasse son estimation.
Objectifs
La néoplasie endocrinienne multiple de type 1 (NEM1) est une maladie rare prédisposant à la survenue de plusieurs tumeurs du système endocrinien. Elle est due à des mutations du gène MEN1, codant pour la ménine. Notre hypothèse est que l’inactivation de Men1 dans des cellules dérivées de la crête neurale (CCN) favorise la tumorigénèse dans les sites endocriniens avoisinants. Notre objectif est de développer, de caractériser et de comparer les phénotypes tumoraux et hypophysaires de modèles murins présentant une inactivation du gène Men1 dans ces CCN à différents moments de leur différenciation pré- et post-natale, afin de déterminer le rôle de la crête neurale dans le développement des tumeurs hypophysaires. L’étude des autres lésions de la NEM1 dans nos modèles murins permettra de mieux connaître le rôle des CCN dans la tumorigénèse des patients.
Bénéfices attendus
Nous attendons de ce projet qu’il augmente nos connaissances sur le rôle des cellules dérivées de la crête neurale dans le développement tumoral hypophysaire, pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans ces tumeurs. Nous pensons que ce travail nous permettra de mettre en évidence des facteurs juxtacrines ou paracrines impliqués dans la prolifération et l’hypersécrétion hypophysaire. L’étude des autres lésions de la NEM1 dans nos modèles murins permettra de mieux connaître le rôle des CCN dans la tumorigénèse des patients. Ce travail original permettra de mieux comprendre l’expression et les conséquences des déficiences de la ménine et plus généralement la tumorigénèse hypophysaire, afin d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques translationnelles et actionnables.
Procédures
Les animaux seront soumis à: - Une modification génétique augmentant le risque d'apparition de tumeur neuro endocrinienne - Une injection unique intrapéritonéale de tamoxifène - Des potentiels prélèvements sanguins pour suivi de la glycémie (maximum 2/souris) - Des potentiels injections sous cutanées d'anti inflammatoires en cas de douleur (maximum 3 injections/souris)- Une anesthésie générale profonde terminale pour laquelle deux injections seront réalisées (une en sous cutanée et une intrapéritonéale)
Impact sur les animaux
Au cours de ce projet, les individus seront susceptibles de développer des anomalies du système endocrine et neuroendocrine :( (adénome hypophysaire, hyperparathyroïdie primaire, tumeur neuroendocrine digestive (dont insulinome), tumeur surrénalienne, tumeurs testiculaires). Le risque de développer ces tumeurs chez les lignées que nous étudierons ne peut pas être prédit car seule une faible proportion des cellules de chaque souris portera la mutation. Les tumeurs liées à une déficience du gène Men1 sont le plus souvent bénignes et de croissance lente et donc peu susceptibles d’entraîner une souffrance, d’altération de l’état général ou de symptômes liés à la compression ou la mort des individus par des phénomènes de compression. Les animaux issus des certains croisements recevront une injection unique de tamoxifène, qui en dehors de l'inconfort lié à la contention et à l'injection, ne devrait pas induire d'effet indésirable.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront mis à mort pour prélèvement d'organes.
Remplacement
Notre projet consiste en l’étude du rôle du microenvironnement dans la tumorigénèse hypophysaire et en particulier, du rôle des cellules dérivées de la crête neurale dans cette tumorigénèse, par leur rôle de soutien et leurs effets paracrines. Ces interactions ne peuvent être reproduites en culture cellulaire. Le modèle murin est le modèle de choix pour étudier ces mécanismes puisque : 1) Ce modèle a été validé dans la littérature 2) L’étude du phénotype endocrinien des individus n’est pas possible chez la drosophile et le zébrafish
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés dans cette procédure, nous avons choisi une approche statistique pour réduire au strict minimum le nombre d’animaux utilisés dans notre projet. Notre critère de jugement principal est un critère qualitatif : l’objectivation d’un phénotype tumoral hypophysaire. Nous avons estimé la probabilité d’observer ce phénotype en nous basant sur la littérature concernant les souris Men1 mutées hétérozygotes dans toutes les cellules. Néanmoins, si l’effet observé était plus fort que celui estimé nous réduirons le nombre de souris engagées dans chaque groupe.
Raffinement
Dès la naissance des animaux dans notre établissement utilisateur, nous porterons une attention au bien-être animal. Nous avons opté pour une méthode d’identification couplée au prélèvement pour génotypage, afin de réduire la douleur et le stress des animaux (prélèvement par poinçonnage à l'oreille). L’environnement sera enrichi en fonction des préférences des animaux à l’aide de bandelettes de kraft ou de dômes en carton ou de batônnets à ronger. La manipulation des animaux ne sera faite que par des personnes compétentes et sensibilisées à la manipulation à faible stress des rongeurs. Certains des modèles que nous allons utiliser n’ont pas été caractérisé d’un point de vue phénotypique. Nous allons donc procéder à des observations poussées des animaux et identifier, de la manière la plus précoce, l’apparition de signe de souffrance ou de détresse. Les tumeurs liées à une déficience du gène MEN1 sont le plus souvent bénignes et donc peu susceptibles d’entraîner la mort des individus par des phénomènes de compression ou d’envahissement métastatique. Pour certaines tumeurs extra hypophysaires, en particulier les insulinomes, l’hypersécrétion hormonale pourrait induire une hypoglycémie, que nous surveillerons par glycémie capillaire si des signes cliniques (tremblements, faiblesses musculaires) venaient à apparaître. En cas d’hypoglycémie, une supplémentation par une eau enrichie type DietGel ou un régime hyperénergétique seront mis en place. En cas d’hypoglycémie objectivée sur deux prélèvements successifs, la souris sera euthanasiée immédiatement. Les points limites seront revus régulièrement en discussion avec la Structure chargée du Bien Etre Animal (SBEA)
Choix des espèces
L’anatomie et la fonction de l’hypophyse et du système endocrinienne des souris et des hommes sont proches, les orthologues impliqués dans la tumorigénèse également. Les souris génétiquement modifiées sont des modèles reconnus d’étude de la tumorigénèse du système endocrine et de ses causes génétiques. Les animaux seront mis à mort à 3 mois de vie puis à 6 mois, 12 mois, 18 mois et 24 mois. Trois et six mois correspondent à des stades matures (post pubertaire) et donc pleinement fonctionnels de l’hypophyse auxquels nous pensons pouvoir mettre en évidence des différences biologiques reflets des interactions paracrines prétumorales entre CCN et cellules hypophysaires sécrétantes. Douze mois, 18 mois et 24 mois correspondent aux stades auxquels un phénotype tumoral peut être observé d’après la littérature concernant le phénotype des souris Men1+/-.
Etude de l’infiltration tumorale par des cellules immunitaires lors de radiothérapies stéréotaxiques totales ou partielles de tumeurs sous-cutanées chez la souris et impact d’immunomodulateurs.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
2 800 souris de 8 à 10 semaines vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une injection de cellules tumorales sous la peau sous anesthésie générale, puis une irradiation stéréotaxique de la tumeur entière ou partielle, puis des injections d'immunomodulateurs tous les deux à trois jours pendant deux semaines. Le porteur ramène les nuisances de l'irradiation à la contention précédant l'anesthésie, qu'il qualifie de légère et très transitoire, et annonce des points limites précoces strictement appliqués. Il affirme qu'il n'existe aucune alternative non animale pour étudier la réponse des cellules immunitaires dans leur environnement tumoral, ce qui selon lui justifie le recours à des animaux vivants.
Objectifs
La radiothérapie est la thérapie ciblée permettant de traiter de façon curative des formes avancées de cancer. Plus d’un patient sur deux en bénéficie. L’efficacité de la radiothérapie s’explique par la mort des cellules tumorales qui dépend de la dose totale et de la dose par fraction. De plus, l’efficacité anti tumorale dépend aussi du système immunitaire de l’hôte ; Les progrès en immunologie ont révolutionné le pronostique de maladies métastatiques autrefois incurables et de nombreuses études montrent des combinaisons prometteuses entre radiothérapie et immunothérapie chez l’humain. L’administration de certains anticorps diminue nettement l’efficacité de la radiothérapie démontrant l’enjeu immunitaire. La réponse interféron radio-induite puis la sécrétion de cytokines et de médiateurs vont favoriser l’infiltration de cellules immunitaires pro tumorales ou anti tumorales par vagues successives. Mais la différence d’effet selon les sous-populations considérées reste inconnue. Différentes études précliniques montrent l’efficacité systémiques de la radiothérapie variant selon la dose et le fractionnement, l’effet immunitaire est plus important à des doses intermédiaires. Des études précliniques suggèrent l’intérêt de combiner une irradiation partielle et des immunomodulateurs. De plus, une analyse en sous-groupe d’une étude confirmant la bonne tolérance d’une combinaison de la radiothérapie stéréotaxique en 3 à 5 séances et d’un anti PD-L1 a montré que des patients dont les tumeurs étaient trop volumineuses pour être irradiées présentaient un contrôle tumoral similaire. Nous pensons que les cellules immunitaires infiltrées ont permis d’éliminer les cellules tumorales non irradiées. Ce projet a pour objectif l’analyse de la croissance tumorale puis de l’infiltrat leucocytaire intratumoral après différentes doses d’irradiation stéréotaxiques de la tumeur en entier ou en partie. Nous comparerons l’infiltration immunitaire en fonction de ces distributions de doses et en combinaison avec des immunomodulateurs.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples. Tout d'abord il permettra de mieux comprendre les mécanismes associés aux combinaisons radiothérapie et immunothérapie. De plus projet permettra d'établir un rationnel fort de l'intérêt de réduire le volume d'irradiation afin de limiter la toxicité radio induite sans pour autant réduire le contrôle tumoral. Les applications potentielles sont importantes notamment pour présentant des tumeurs très mal placées et pour lesquelles des organes à risque sont limitants mais aussi pour des patients présentant des grosses tumeurs et pour lesquelles une réduction du volume pourrait être la bonne option thérapeutique.
Procédures
Des injections de cellules tumorales seront réalisées chez tous les animaux : une injection par animal sous anesthésie générale, durée 2-3 minutes. L’injection des médicaments sera faite par la suite. La première injection aura lieu après l‘irradiation et sera renouvelée tous les 2 à 3 jours sur une période de deux semaines suivant l’irradiation., durée de chaque injection: 1 minute maximum sous anesthéie locale. Une irradiation de tumeur sera réalisée sous anesthésie générale pour tous les animaux chez qui la tumeur aura atteint la taille attendue, excepté pour le/les groupe(s) contrôle(s), durée 5-10 minutes. Après l’irradiation les souris sont placées en thermacage pour le réveil.
Impact sur les animaux
Des injections de cellules tumorales seront réalisées chez tous les animaux en sous cutanée. Les souris seront anesthésiées (isoflurane) et les cellules seront injectées avec une aiguille de petit diamètre (aiguille à insuline). Des effets indésirables chez les animaux seront occasionnés par l’injection des cellules tumorales et par la croissance des tumeurs : douleur tranistoire et légère après injection, gêne modérée lors de la croissance des tumeurs à une taille limitée. L'irradiation localisée n'entraîne pas de nuisances au-delà de la contention avant anesthésie générale, légère et très transitoire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales afin de réaliser les prélèvements de tissus et tumeurs pour analyses ultérieures, ou pour respecter les points limites dans le cadre des études d'efficacité.
Remplacement
Dans sa globalité, ce projet a pour but d'objectiver et de comprendre comment une tumeur irradiée partiellement peut être traitée en association avec une molécule capable de réguler la réponse immunitaire. Les données obtenues sont primordiales pour pouvoir in fine passer à des applications potentielles chez l'homme. Dans ce projet les modèles animaux permettront d'étudier finement la relation entre la radiothérapie et l’immunothérapie dans un organisme vivant et intégré. Nous proposons d'étudier ceci sur plusieurs modèles de tumeurs afin de savoir si les mécanismes identifiés sont associés à des caractères oncologiques généraux. Il n’existe en effet pas d’alternative non animale à ce jour concernant l’étude de la réponse moléculaire des cellules endothéliales et des cellules immunitaires dans leur environnement tumoral, ce qui justifie l’utilisation d’animaux vivants dans cette étude.
Réduction
Les modèles animaux d’expérimentation pour l’étude des tumeurs implantées présentent un certain taux d’échec de prise de greffe (environ 20%) et sont, d’autre part, influencés par la physiologie des animaux, ce dont nous devons tenir compte pour établir les effectifs de souris par groupe. L’approche go/no go entre la procédure 1 et la procédure 2 va nous permettre également in fine de réduire le nombre d’animaux. Les effectifs ont été calculés en fonction des analyses qui seront faites par la suite (histologie, biologie moléculaire sur cellules uniques).
Raffinement
Nous avons mis en place des stratégies d'expérimentation et d'observation afin de réduire au minimum la souffrance et la douleur des animaux. Les souris seront hébergées en groupe pour minimiser le stress de l'isolement. De plus, l'environnement des animaux sera enrichi en permanence par du coton et des niches en carton afin de diminuer leur angoisse et favoriser leur bien-être. Les souris seront suivies quotidiennement et des mesures des tumeurs seront réalisés 3 fois par semaine à partir de l’injection des cellules tumorales. Les points limites précoces seront strictement appliqués.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie et elle est parmi les plus utilisées pour étudier les réponses immunitaires pendant le développement tumoral. Les outils (notamment les anticorps et le scRNA-seq) et les banques de données de référence (pour le scRNA-seq en particulier) sont très développés chez la souris. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez cette espèce en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui promeut et facilite le transfert des résultats obtenus vers des applications cliniques. Les souris seront âgées de 8 à 10 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures pour ce type d’étude.
Evaluation de substances pharmacologiques sur le système nerveux central
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 2600
Saisis à la main pour une mesure de diamètre pupillaire ou de température rectale, placés dans un actimètre, sur un rotarod, sur une poutre ou sur une grille d'agrippement, et traités jusqu'à quatre fois par jour pendant vingt semaines, 3 000 souris et 2 600 rats sont utilisés dans des procédures classées en souffrance légère. Le porteur écrit qu'aucune souffrance ni inconfort n'est attendu, l'objectif étant de vérifier l'absence de toxicité des composés. Il liste ensuite parmi les effets détectables une hypothermie persistante, des problèmes de respiration, des troubles neurologiques, un comportement amorphe et une incapacité de se nourrir ou de boire. 3 850 animaux seront tués en fin d'étude, les effets à moyen et long terme des substances testées étant méconnus, et 1 750 seront réutilisés.
Objectifs
Ce projet participe à anticiper des problématiques de toxicité pouvant apparaitre lors de l’évaluation clinique des médicaments. En effet, il est nécessaire d’évaluer avant les phases d’essais cliniques chez l’homme tout risque encouru lors de l’administration d’un candidat médicament. Le but est d’identifier les potentiels effets indésirables lors d’études dites de pharmacologie de sécurité. Le projet concerne des tests comportementaux réalisés chez le rongeur visant à étudier les effets de substances pharmacologiques susceptibles d'agir sur le système nerveux, en particulier le système nerveux central. Le contexte du projet est principalement l’évaluation de la sécurité mais aussi l'efficacité pharmacologique. Ces évaluations sont nécessaires d’un point de vue réglementaire dans le cadre de l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché (AMM) (l’International Council for Harmonization of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use [ICH] S7A).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer les potentiels effets toxiques des candidats médicaments sur le système nerveux central avant le passage en phase clinique.
Procédures
La principale intervention subie par les animaux est la préhension pour mesures physiologiques et comportementales (diamètre pupillaire, température rectale, prise de poids, placement dans les cages d’actimètre , sur le rotarod, poutre ou grille d'agrippement) d’une durée maximum de 1 minute et l’administration du traitement. Les administrations de substances pourront être réalisées jusqu’à 4 fois par jour (en général 1 minute par administration). La durée du traitement pourra aller jusqu’à 20 semaines. Les animaux pourront être administrés en l’état vigile ou sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Il n'est pas attendu d'observer de souffrance ou d’inconfort pour l'animal dans ces procédures qui ont pour objectif de vérifier l'absence de toxicité des composés. Un stress léger peut être causé par les procédures d'administration, de prélèvement, ou de test comportemental (animal isolé plusieurs minutes dans un environnement nouveau). Cependant, plusieurs effets indésirables inhérents au traitement reçu pourront être détectés au cours de l’étude qui n’excède généralement pas 96 heures. - Une perte de poids corporel. - Un comportement amorphe marqué pendant les périodes de vigilance. - Une hypothermie persistante. - Des problèmes de respiration. - Des troubles neurologiques. - Une incapacité de se nourrir ou boire. L’ensemble de ces symptômes sera monitoré au cours des tests afin d’appliquer des mesures pouvant amener à l’euthanasie de l’animal avant la fin de l’étude pour raison éthique.
Devenir
Tous les animaux ayant reçu une substance d’essai dont les effets à moyen et long terme sont méconnus seront euthanasiés en fin d’étude afin de s’assurer que le traitement expérimental n’induira pas d’effet délétère sur l’animal, ce qui ne serait pas compatible avec un maintien des animaux en vie dans de bonnes conditions de santé.
Remplacement
Ces tests ne peuvent pas être remplacés par des méthodes alternatives car ils permettent l’étude des potentiels effets secondaires de traitements expérimentaux dans un système complexe (interaction avec et entre les différents organes et systèmes physiologiques). De plus, ces tests sont réglementaires pour toutes substances avant passage en phase clinique. Cependant, il existe des tests in vitro et in silico permettant de sélectionner en amont des molécules efficaces et dont la toxicité n’est pas avérée.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour chaque test sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet ou la comparaison par rapport à une substance de référence. Pour les tests d’actimétrie et de Rotarod, un effectif acceptable (jusqu'à 12 animaux par groupe) a été défini afin d'obtenir une puissance statistique suffisante pour interpréter les résultats de façon correcte, évitant ainsi une répétition des tests. Les groupes seront comparés en utilisant une analyse de variance à un facteur suivi d'un test de comparaison de 2 à 2.
Raffinement
Le raffinement des méthodes expérimentales pour réduire au maximum la souffrance animale est mis en œuvre grâce à l'utilisation de points limites clairement établis (incluant une surveillance journalière de l'aspect général, un suivi de poids, …), permettant d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse. En cas de prélèvements de sang, l’implantation de dispositifs de mesure de la température ou certaines voie d'administration, une anesthésie légère de type isolflurane sera appliquée afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. . Une évaluation interne incluant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à posteriori la catégorie si nécessaire. Il est aussi mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement tel que du matériel de nidification, des objets à ronger ou à mastiquer, des tunnels et présence de congénères.
Choix des espèces
Aujourd’hui encore, les rongeurs (rats et souris) demeurent essentiels pour évaluer l’innocuité de candidats médicaments en pharmacologie sur le système nerveux central selon les recommandations ICH S7A et la littérature. Tous les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines de développement (après sevrage) que ce soient des rats ou des souris, conformément aux exigences de l'ICH S7A.
Evaluation de nouvelles thérapies immuno-oncologiques sur des modèles de souris humanisées
- Recherche appliquée
- Cancers
Humanisées par injection de cellules souches ou de globules blancs humains, les souris de ce projet développent une maladie du greffon contre l'hôte, les cellules humaines finissant par attaquer leur organisme. 1 240 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur humaine sous anesthésie générale, jusqu'à deux administrations par jour pendant huit semaines, des prélèvements de sang au sinus rétro-orbital ou à la veine caudale, et une ponction intracardiaque terminale. Le porteur classe la maladie du greffon contre l'hôte en gravité modérée au motif que la perte de poids importante déclenche la mise à mort de l'animal avant la suite.
Objectifs
L'immunothérapie a révolutionné le traitement des cancers depuis 10 ans, avec des taux de survie à long terme sans précédent, mais ses bénéfices restent limités. La particularité de cette approche est qu'elle ne cible pas directement la tumeur comme les autres stratégies thérapeutiques (chimiothérapies, radiothérapie,…), mais vise à utiliser les cellules du système immunitaire pour défendre l’organisme en reconnaissant et détruisant les cellules cancéreuses grâce notamment à des anticorps qui vont réveiller le système immunitaire (anticorps inhibiteurs de points de contrôle immunitaire) ou obliger des cellules dites « tueuses » à attaquer directement les cellules cancéreuses (anticorps bispécifiques). Mais comme tous les types de tumeurs et tous les patients ne répondent pas ou deviennent résistants aux médicaments existants, il faut identifier de nouveaux traitements qui pourraient prolonger les réponses ou améliorer le taux de patients répondeurs. Il y a donc une demande importante de modèles expérimentaux plus prédictifs et pertinents, pour améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans la réponse ou la résistance aux immunothérapies actuelles, et permettant d’évaluer de nouveaux traitements immunothérapeutiques. La particularité de ces traitement nécessite l'utilisation de modèles expérimentaux spécifiques possédant des cellules immunitaires capables de détruire la tumeur. Pour cela nous projetons de travailler avec deux types de modèles souris humanisées qui sont des modèles de choix pour étudier les interactions entre cellules immunitaires et cellules tumorales humaines greffées conjointement: - des souris humanisées par injection de cellules souches capable de recréer un système immunitaire humain chez la souris; - des souris humanisées à l'aide de cellules immunitaires présentes dans le sang (appelées Leucocytes ou globules blancs)
Bénéfices attendus
Ce projet a donc pour objectif le développement de modèles de souris humanisées portant à la fois un système immunitaire humain et des tumeurs humaines nécessaires pour déterminer l'efficacité d'immunothérapies (anticorps thérapeutiques) développées ou en cours de développement dans un contexte préclinique. Ces modèles devraient permettre d'identifier et d'évaluer de nouvelles cibles thérapeutiques ainsi que de valider de nouveaux anticorps dirigés contre ces cibles afin d'améliorer la prise en charge des patients pour lesquels il n'existe pas de solutions thérapeutiques à l'heure actuelle, et/ou d'apporter de nouvelles solutions thérapeutiques à des patients pour lesquels les traitements actuels sont insuffisants.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale réalisée sous anesthésie générale (greffe de tumeurs) qui dure 1 à 2 minutes. Les animaux seront manipulés une à trois fois par semaine si leur état général ne nécessite pas une surveillance renforcée: les souris seront pesées minimum 1 fois par semaine et les tumeurs seront mesurées jusqu'à 3 fois par semaine en fonction de la croissance tumorale suivie jusqu’à 12 semaines. Les cellules immunitaires humaines servant à humaniser les souris seront injectées une seule fois. Selon les traitements expérimentaux, les animaux recevront au maximum 2 administrations quotidiennes pendant 8 semaines maximum. Des prélèvements de sangs seront effectués au niveau du sinus retro-orbital (sous anesthésie gazeuse) ou de la veine caudale dans le respect des directives européennes. Des ponctions intracardiaques seront pratiquées lors de prélèvements terminaux, sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Suite à l’anesthésie et la chirurgie, des douleurs post-opératoires et un risque d’infection peuvent être attendus. Ces nuisances sont transitoires et peuvent donc être classées en modérées. Si ces nuisances devaient persister, elles déclencheraient l’euthanasie de l’animal par atteinte d’un point limite. Dans le cas de l’injection de cellules immunitaires humaines, les cellules humaines finissent par attaquer la souris, il s'agit de la 'maladie du greffon contre l'hôte' ou GvHD. Elle se manifeste quelques semaines après l’injection et se traduit d’abord par une perte de poids importante, puis une voussure dorsale et/ou une mobilité réduite. Cette nuisance peut être classée comme modérée dans la mesure où la perte de poids importante déclenche l’euthanasie de l’animal par atteinte d’un point limite.
Devenir
L'ensemble des animaux de ce projet étant porteur de tumeurs, à l'issue de chaque procédure tous les animaux seront euthanasiés. Leur réutilisation n'est pas possible compte tenu des procédures expérimentales que ces animaux ont subies (greffe de tumeurs, injection de cellules immunitaires humaines).
Remplacement
La production de nouveaux traitements permettant de lutter contre le cancer nécessite la réalisation de tests pré-cliniques afin de valider leur effet antitumoral. De nombreuses lignées cellulaires originaires de tumeurs de patient ont été dérivées pour la réalisation de tests in vitro, et depuis quelques années l’utilisation de modèles cellulaires en '3D' (organoïdes) est en plein essor. Ces modèles sont très utiles mais sont plutôt utilisés en amont des tests sur les animaux dans le processus de développement de médicaments contre le cancer. Ces tests in vitro contribuent à une évaluation plus complète des candidats médicament et à une réduction de l'utilisation d'animaux dans la recherche. Cependant, il est difficile de remplacer entièrement les tests sur les animaux par des tests in vitro, d'une part car les tumeurs sont des environnements complexes et les tests in vitro ne capturent pas pleinement cette complexité. Dans le cas spécifique de ce projet utilisant des souris humanisées, il est nécessaire de pouvoir caractériser les cellules du système immunitaire capables d'infiltrer la tumeur et celles présentent dans la circulation pour comprendre l’impact d’un traitement sur les cellules immunitaires présentes et les cellules tumorales. Et ces interactions système immunitaire/tumeurs ne peuvent être évaluées de manière optimale qu'in vivo
Réduction
La connaissance parfaites des modèles de tumeurs utilisés dans ce projet permet de mettre en place une stratégie expérimentale n’utilisant que le nombre strictement nécessaire d’animaux pour obtenir des résultats pertinents. Les traitements retenus pour ce projet auront été sélectionnés au préalable lors d’études de caractérisation poussées in vitro pour ne tester que des traitements potentiellement efficaces chez l'animal.
Raffinement
Lors de l’acte chirurgical, pour éviter le risque d’hypothermie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant. Afin d’éviter les risques d’infection en suite de chirurgie, un antiseptique (Biseptine®) sera appliquée sur la peau de l’animal préalablement à l’incision réalisée lors de la greffe. Les agrafes permettant de refermer l’incision après la greffe seront également aseptisées avec de la Biseptine®. Le matériel utilisé lors de la greffe (ciseaux, pinces, puces) sera préalablement stérilisé par autoclave. En cas d’une perte de poids supérieur à 15% du poids en début d'expérimentation, une supplémentation sous forme de gel alimentaire sera ajoutée dans la cage jusqu'à ce que la perte de poids soit inférieure à 10% du poids en début d'expérimentation. Si une sécheresse oculaire est observée lors des prélèvements, un protecteur oculaire (Ocry-Gel®) sera administré à l’animal.
Choix des espèces
On considère que passé l'âge de 6 mois (soit 26 semaines) les souris sortent de la catégorie "adulte mature" et commencent à montrer des signes de sénescence. Pour rester au plus près de cette catégorie d’adulte mature et du fait des contraintes de temps liées à l’utilisation d’animaux humanisés par injection de cellules souches, les animaux utilisés ne devront pas dépasser l’âge de 31 semaines. En effet, la période nécessaire au développement du système immunitaire étant de 12 à 13 semaines après injection des cellules sur des animaux de 4-5 semaines, les tumeur seront greffées sur des animaux de 17 à 19 semaines en fin de période d’acclimatation et la croissance tumorale suivie jusqu'à 12 semaines après la greffe, ce qui nous amène à un âge des animaux maximum de 31 semaines. Dans le cas des souris humanisées par injection de Leucocytes (ou globules blancs), les animaux utilisés seront tous des animaux adultes âgés de 6 semaines en fin de période d'acclimatation et âgés de moins de 13 semaines au moment de la greffe et la croissance tumorale sera suivie jusqu’à 12 semaines après la greffe. La durée de chaque procédure correspond donc au suivi de la croissance tumorale, elle est donc de 12 semaine maximum.
Utilisation de probiotiques dans la prise en charge des infections à Clostridioides difficile
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
300 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont identifiées par un trou dans l'oreille ou une puce sous-cutanée, gavées une fois par jour pendant dix-sept jours avec des souches probiotiques, infectées par Clostridioides difficile lors d'un gavage unique et rendues plus réceptives à la bactérie par une injection d'antibiotique. Le porteur annonce des diarrhées et une perte de poids, avec recueil quotidien des selles, la mise à mort finale servant à prélever les organes. Il conclut que le recours à l'animal est "indispensable" pour valider l'effet thérapeutique et qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit la complexité du microbiote, tout en indiquant que la vérification in vivo est de toute façon exigible réglementairement.
Objectifs
Clostridioides difficile (C. difficile) est une bactérie impliquée dans la plupart des cas de colites associées aux antibiotiques, notamment dans les établissements de santé (24000 cas par an dont 14% de formes compliquée en France). La mortalité associée aux infections à C. difficile (ICD) est de l’ordre de 3%. Les ICD représentent également un coût sanitaire important en raison de l’augmentation des durées moyennes de séjours hospitaliers et des surcoûts associés à leur prise en charge particulière. C. difficile a ainsi été classée comme « menace urgente » dans le dernier rapport du centre de prévention et de contrôle des maladies portant sur les menaces liées à la résistance antibiotique. Trois molécules antibiotiques sont utilisées actuellement pour le traitement des ICD. Bien que généralement efficaces elles présentent des inconvénients tels que le risque de sélection de bactéries résistantes, coût important voir échec thérapeutique. En effet, les ICD sont caractérisée par un taux de récidive important de l’ordre de 20% avec parfois des récidives multiples particulièrement invalidantes pour les patients. Les antibiotiques font partie des molécules les plus prescrites dans le monde et il a été démontré qu’elles peuvent induire des modifications du microbiote. La perturbation du microbiote intestinal appelé dysbiose est un facteur de risque pour les ICD. En effet, l’implantation de ce pathogène est favorisée dans ce contexte. Il est donc capital de rechercher des thérapeutiques complémentaires/alternatives aux antibiotiques telles que les probiotiques permettant d’épargner/restaurer le microbiote dans le cadre de la prise en charge des ICD. Les probiotiques sont des microorganismes qui, administrés en quantités adéquates, confèrent un bénéfice à la santé de l’hôte. Il a ainsi été montré que les probiotiques pouvaient participer au rétablissement du microbiote intestinale et de ce fait restaurant son effet de barrière contre les pathogènes. A ce jour diverses souches bactériennes et différentes combinaisons de ces souches ont été testées avec des effets variables pour traiter et prévenir le risque d’ICD. Ce projet de recherche a pour objet de développer des stratégies de lutte contre la colonisation intestinale de C. difficile grâce à l’utilisation de probiotiques ayant diverses propriétés. En effet, les mécanismes d’action des probiotiques peuvent être divers et nous allons tester plusieurs stratégies.
Bénéfices attendus
Le développement de nouvelles stratégies de lutte contre ce pathogène permettrait d’offrir de nouvelles options thérapeutiques aux patients et limiter le risque de récidives.
Procédures
Les souris seront identifiées par un trou dans l’oreille ou une puce insérée en sous-cutané avec un dispositif dédié aux rongeurs. Le modèle nécessite deux types d’actes expérimentaux à savoir l’administration par voie orale des souches probiotiques (1 gavage/jour pendant 17 jours) ou la souche de C. difficile (un gavage unique durant la procédure) et une injection d’antibiotique sous anesthésie locale (une seule injection d’une durée de 10 secondes durant la procédure). De plus, le recueil de selles fraiches sera réalisé quotidiennement (au maximum), sur la durée de l'essai.
Impact sur les animaux
Les nuisances subies par les animaux sont de classe modérée. Elles incluent les actes expérimentaux d’identification, de gavage et l’unique injection d’antibiotique ainsi que les nuisances liées à l’infection par la bactérie C. difficile pour les groupes d’animaux qui y seront exposés comprenant des diarrhées et une perte de poids des animaux. Les méthodes d’identification (trou dans l’oreille, puce) essentielles pour suivre les animaux au cours du temps occasionnent également des nuisances.
Devenir
Le prélèvement d'organes à la fin des procédures expérimentales nécessite l'euthanasie des animaux.
Remplacement
Plusieurs tests in vitro ont permis de sélectionner les souches probiotiques présentant une activité anti C. difficile intéressante. L'étape de vérification de leurs activités in vivo est exigible réglementairement avant toute nouvelle phase de développement clinique. Le recours à l'animal est indispensable pour valider l'effet thérapeutique. La reconstitution des interactions entre le microbiote, l’hôte et les pathogènes sont complexes et à ce jour aucun modèle in vitro ou in silico n'est capable de reproduire la complexité de ce processus dans son intégralité.
Réduction
Une planification statistique minutieuse basée sur les expériences passées du laboratoire et les publications scientifiques du domaine a permis de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. En utilisant des logiciels statistiques spécifiques nous avons ainsi déterminé que pour pouvoir conclure à l'issue de ces expérimentations sans avoir besoin de les répéter, 10 animaux par groupe seront ainsi nécessaires. Ainsi le nombre total d’animaux est de 300 pour minimiser le nombre d’animaux tout en préservant la validité statistique de l'étude.
Raffinement
Les animaux seront hébergés avec suffisamment d'espace, par groupe de 5 avec comme enrichissement un tunnel de carton et du papier pour construction de nids. Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s'assurer que les animaux subissent le minimum de stress possible. En particulier, les litières seront changées de façon hebdomadaire et les animaux auront un accès direct et illimité à l'eau de boisson et à la nourriture. La procédure d'expérimentation sera pratiquée en utilisant des anesthésiques locaux permettant de limiter la souffrance des animaux lors des injection intrapéritonéales. Une procédure d’euthanasie anticipée est mise en place et des point limites adaptés et des critères d'arrêt précoces ont été définis et seront strictement appliqués. Enfin, à terme, les souris seront identifiées par une puce insérée en sous cutanée permettant à la fois l’identification et le relevé de la température ». Le puçage avec relevé de température est une méthode nouvelle dans l’équipe permettant d’avoir un critère supplémentaire permettant d’objectiver l’état de santé de l’animal et pouvant constituer un point limite supplémentaire (fièvre ou hypothermie).
Choix des espèces
La souris est l'animal le plus utilisé dans le modèle de colonisation par C. difficile car il reproduit de façon rapide et reproductible cette pathologie. Les souris seront manipulées à l'âge de 6 ou 7 semaines (maturité sexuelle atteinte). Ce choix est motivé par la nécessité d'utiliser des animaux ayant atteints l'âge adulte et qui répondent au modèle de colonisation par C. difficile.
Etude comportementale et fonctionnelle de modèles murins des troubles du spectre autistique (TSA)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
6 950 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 760 sous anesthésie sans réveil et 2 160 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune est marquée et génotypée par prélèvement d'un disque d'oreille de 1 mm, ou par amputation de deux phalanges au maximum avant huit jours de vie. Certaines subissent une nage forcée de six minutes, jusqu'à trois fois à une semaine d'écart, une chirurgie du crâne d'une trentaine de minutes pour implanter un cadre métallique, des électrodes intracérébrales ou une fibre optique, et jusqu'à neuf injections intrapéritonéales. Le porteur écrit que les dommages escomptés sont minimes puisque les animaux doivent être en bonne santé pour être soumis aux tests comportementaux, et signale des blessures auto-infligées par toilettage excessif, caractéristiques des lignées étudiées, qui conduisent à la mise à mort.
Objectifs
Les troubles du spectre autistique (TSA) touchent une personne sur 100. Il s’agit d’un trouble neuro-développemental caractérisé par des anomalies de la communication sociale ainsi que des comportements stéréotypés et des intérêts restreints. Cependant, derrière cette définition générale se trouve un spectre d’états, allant de légères anomalies de traits de personnalité à des incapacités sévères. Récemment, la piste d’une altération des fonctions synaptiques à l’origine d’une partie des cas de troubles du spectre autistique a été confirmée par l’identification, notamment dans notre laboratoire, de mutations dans des gènes codant pour des protéines synaptiques nommées neuroligines, neurexines et SHANK. Notre laboratoire étudie le rôle de plusieurs protéines synaptiques modifiées par des mutations associées aux TSA dont deux protéines d’échafaudage de la densité post-synaptique des synapses glutamatergiques, Shank2 et Shank3. Nous travaillons en collaboration avec des psychiatres pour obtenir des données cliniques, que nous combinons aux données génétiques issues des ADN des patients évalués pour identifier des gènes associés aux TSA. Des modèles cellulaires et murins ont été développés pour mieux comprendre et caractériser expérimentalement le rôle des protéines codées par ces gènes de susceptibilité dans les TSA. Nous étudions ainsi les conséquences fonctionnelles de ces mutations in vitro et in vivo. Enfin, au laboratoire, nous examinons l’anatomie cérébrale et le comportement des animaux modèles. Nous explorons donc, sous des angles très divers, les relations entre génétique et susceptibilité aux troubles du spectre autistique. Le présent projet concerne les études in vivo chez les modèles murins de l’autisme disponibles au laboratoire et portant des mutations dans les gènes Shank2 ou Shank3. Il prolonge et complète directement 2 autres projets autorisés.
Bénéfices attendus
L’autisme représente un enjeu majeur de santé publique. Il n’existe à ce jour aucun traitement efficace pour améliorer les symptômes des TSA. Ce projet nous permettra de décrire et comparer de manière quantitative et qualitative les modalités de la communication au cours des interactions sociales, en conditions normales et pathologiques et de mettre en évidence de nouveaux phénotypes chez les souris modèles d’autisme grâce au développement de nouvelles tâches comportementales plus complexes et plus éthologiques que celles étudiées habituellement. Il permettra aussi de mieux comprendre les bases neurales, moléculaires et cellulaires impliquées dans les déficits comportementaux que nous identifierons et de tester de nouveaux traitements potentiels pour aider les personnes atteintes de ces troubles.
Procédures
Tous les animaux génétiquement modifiés devront être marqués et génotypés. Pour cela, une toute petite partie de l’oreille (disque de 1 mm) sera prélevée sur les animaux vigiles, généralement au moment du sevrage. S’il s’avère nécessaire de faire un marquage et un génotypage précoce pour prélever le cerveau de jeunes animaux, une phalangectomie concernant au maximum deux phalanges pourra être pratiquée jusqu’à 8 jours de vie (si deux phalanges sont amputées, elles seront faites sur deux pattes différentes). Les animaux seront soumis à des tests comportementaux ponctuels et sur plusieurs jours (tâches comportementales automatisées avec utilisation de portes automatiques), élaborés pour générer le moins de stress possible aux animaux. Toutefois, afin de tester les effets du stress chez certaines souris, elles seront exposées à un stress de nage forcée pendant 6 minutes, avec un maximum de trois expositions à une semaine d’écart. Les tests comportementaux nécessitent l’implantation d’une puce d’identification sous la peau de l’animal. Ce geste est effectué sous anesthésie gazeuse avec analgésie. Certains animaux seront soumis à une unique procédure chirurgicale permettant d’implanter, soit un cadre métallique à la surface du crâne, soit un dispositif d’électroencéphalogramme/électromyogramme (corps du dispositif sous-cutané et électrodes intracérébrales et intramusculaires), soit une fibre optique intracérébrale. La chirurgie dure environ 30 minutes. Certains animaux recevront des injections intrapéritonéales de composés pharmacologiques. Les animaux recevront au maximum 9 injections, avec au moins 3 jours d’écart entre deux injections.
Impact sur les animaux
Les dommages escomptés pour les animaux sont minimes car nous mettrons tout en œuvre pour supprimer douleur et souffrance qui pourraient être induites par les différentes procédures, d’autant plus que les animaux doivent être en bonne santé pour être soumis aux différents tests comportementaux. On peut s’attendre cependant à voir l’apparition d’états d’inconfort, de douleur ou de stress passagers chez certains animaux soumis à un stress induit volontairement, ou à une chirurgie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure car les cerveaux seront prélevés pour des expériences ex vivo.
Remplacement
Pour identifier les mécanismes cérébraux mis en jeu et les effets de composés thérapeutiques sur les phénotypes associés à l’autisme, il est essentiel de faire des études sur des modèles animaux sociaux ayant un système nerveux entier et fonctionnel, et d’étudier les comportements et les états émotionnels associés au fonctionnement exécutif au plus près de la façon dont ils se manifestent chez l’homme. Ceci ne peut, par essence, être réalisé autrement que sur des animaux vivants, ayant une connectivité physiologique intègre entre les différentes régions du cerveau et un degré de développement de leurs fonctions émotionnelles et cognitives suffisant pour en faire des modèles d’étude pertinents.
Réduction
Dans les études comportementales classiques, la variabilité inter-individuelle est élevée. Il est donc nécessaire d’analyser au moins 15 souris par génotype, sexe et condition pour obtenir des résultats statistiquement robustes. Nos nouvelles techniques de phénotypage dans l’environnement d’hébergement nous permettent de réduire cette variabilité et de mieux la prendre en compte pour l’expliquer. Nous avons donc besoin de moins d’animaux (une douzaine par groupe à la fin des expériences) pour obtenir des résultats de très bonne qualité. Nous prévoyons 15 animaux par groupe en début d’expérience pour prendre en compte une potentielle perte d’animaux analysable au cours de la procédure (perte de puce d’identification ou autre) et avoir au moins 12 animaux analysables à la fin des expériences comportementales. Les expériences fonctionnelles seront réalisées sur des groupes de 10 animaux par condition. Le nombre d’animaux par groupe se base d’une part sur notre expérience solide des procédures et lignées de souris qui seront utilisés dans ce projet, et d’autre part sur la littérature, très abondante sur le sujet et dans laquelle les mêmes lignées de souris sont couramment utilisées. Notre expérience en chirurgie intracérébrale, études comportementales et immunomarquages nous a déjà permis de réduire cette variabilité et de mieux la prendre en compte pour l’expliquer. Les paramètres mesurés seront ensuite comparés entre génotypes, sexes et conditions (avec ou sans traitement/stress) pour comparer les groupes. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, les individus seront soumis à plusieurs procédures comportementales lorsqu’il n’y a pas d’interférence entre les procédures. Plusieurs procédures impliquant un apprentissage opérant ne pourront pas être faites sur un même animal car un apprentissage influencera l’autre. Les procédures sans apprentissage pourront, elles, être effectuées séquentiellement sur les mêmes animaux. Certains animaux ne pourront pas être réutilisés car leurs cerveaux seront prélevés à l’issue des expériences pour effectuer des études histologiques, cellulaires ou moléculaires. Sur cette base, nous nous efforcerons de réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés en ajustant au mieux les protocoles expérimentaux et les analyses statistiques pour obtenir des résultats statistiques robustes tout en tenant compte de la variabilité inter-individuelle des animaux testés.
Raffinement
Les animaux modèles de TSA bénéficient systématiquement d’un dôme dans leur cage d’élevage en plus de l’enrichissement standard. Avant chaque expérience non automatisée, nous passerons plusieurs jours à manipuler les animaux afin de les habituer à l’expérimentateur et à la manipulation. Il y aura, sauf circonstance imprévue, seulement un expérimentateur par groupe expérimental. Pendant toutes les expériences de comportement, les animaux seront manipulés très régulièrement (presque tous les jours), ce qui permet de diminuer fortement leur réactivité émotionnelle à la manipulation mais également de détecter le moindre changement d’attitude ou d’état physique. Pour les expériences automatisées (environnements complexes avec portes automatiques), les animaux seront laissés tranquilles dans leurs environnements de test et surveillés à distance via des interfaces permettant de visualiser et contrôler l’expérience. Concernant les chirurgies, des antidouleurs seront appliqués localement au moins 30 min avant la chirurgie. En période postopératoire, l’état général et les signes de douleur des animaux seront évalués régulièrement, selon la grille d’évaluation de la douleur, du stress et de l’inconfort du comité responsable du bien-être animal. Les animaux seront examinés régulièrement pour détecter précocement tout signe de détresse (changements de posture, yeux plissés, manque de toilettage) et la zone opérée sera inspectée minutieusement pour détecter précocement tout éventuel signe d’infection. Si nécessaire, des doses supplémentaires d’analgésique seront données. Pour l’ensemble du projet, en cas de dégradation de l’état de l’animal avant atteinte des points limites, une pesée quotidienne et les traitements adéquats seront appliqués. Si nécessaire, l’avis du vétérinaire sera demandé. L’atteinte des points limites conduira à la mise à mort de l’animal. Ces points correspondent à : une prostration, dos courbé et expression faciale très altérée, ou dénutrition majeure, ou perte de poids supérieure à 20%, et, pour les chirurgies, signes de douleur malgré l’analgésie, poils hérissés, animal prostré, hypothermie. En cas de blessures sévères, auto-infligées (par auto-toilettage excessif, caractéristique des lignées étudiées) ou dues à des agressions inter-individuelles, les animaux seront mis à mort. En cas de blessures légères, les plaies seront désinfectées et le milieu enrichi dans les cas d’auto-toilettage excessif.
Choix des espèces
Les manipulations génétiques sont actuellement les mieux connues et les plus élaborées chez la souris, ce qui permet d’invalider un gène défini et donc de générer des modèles murins de l’autisme en invalidant des gènes bien précis (éventuellement uniquement dans certaines régions cérébrales spécifiques). Les comportements de la souris commencent à être de mieux en mieux connus, même si les aspects liés à la communication chez ce modèle demandent à être approfondis et les circuits neuronaux associés précisés (ce que ce projet vise à faire). Les animaux seront utilisés pour la grande majorité à l’âge adulte (à partir de 7 semaines), afin que le développement de leur cerveau soit suffisamment mature pour la réussite et la reproductibilité des interventions chirurgicales, et pour l’homogénéité de leur comportement. Selon les résultats obtenus chez les adultes, des animaux plus jeunes seront également nécessaires pour étudier le développement (foetal et postnatal) des structures cérébrales impliquées dans les TSA.
Etude des mécanismes moléculaires impliqués dans la progression du mélanome oculaire
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Greffées sous la peau du flanc avec des cellules de mélanome de l'œil, puis injectées dans l'abdomen trois fois par semaine sur animal vigile et sans anesthésie, pendant jusqu'à seize semaines, 422 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes seront tuées pour récupérer les tumeurs et les organes porteurs de métastases. Le porteur décrit une croissance tumorale pouvant entraîner poils hérissés, dos voûté, perte de poids, mobilité réduite, prostration et nécrose de la peau, auxquelles s'ajoutent rougeurs, infections et nécroses au point d'injection. Il annonce par ailleurs que la lignée cellulaire créée à cette occasion servira à des expériences in vitro permettant de "s'aligner sur le bien être animal".
Objectifs
Le mélanome oculaire est une tumeur cancéreuse de l’œil se développant à partir des cellules « les mélanocytes », responsables de la production de mélanine (le pigment de notre peau et de nos yeux). Ce cancer est le plus fréquent dans la population adulte. La majorité de ces mélanomes a pour origine l’uvée, un tissu de l’oeil. Si la tumeur primaire peut être traitée par énucléation ou irradiation, il a été mis en évidence que des micrométastases se propageaient via la circulation sanguine plusieurs années avant le diagnostic. Ces métastases sont fortement résistantes aux traitements par chimiothérapie ainsi qu’à la radiothérapie. L’absence de traitement efficace pour ces tumeurs entraine une mortalité à 90% dans les 6 mois qui suivent la découverte des métastases. Actuellement, il n’existe pas de traitement approuvé pour le mélanome uvéal métastatique. Il faut donc continuer à comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la progression de cette tumeur pour identifier des cibles thérapeutiques et des traitements efficaces. Pour ce faire, nous avons réalisées des études du profil d’expression des gènes qui nous ont permis d’identifier de nouveaux candidats cibles intéressants. De plus, l’absence de modèles expérimentaux (cellulaires, animaux) de mélanome uvéal ne permet pas de tester l’efficacité préclinique de drogues dans un contexte de système immunitaire complet. Pour améliorer cela et pouvoir proposer des traitements personnalisés pertinents, nous désirons mettre en place un modèle de souris qui repose sur la greffe de cellules issues de biopsies de mélanome uvéal de souris dans des souris immuno-déficientes.
Bénéfices attendus
Le premier but de ce projet est de développer une lignée de cellules de mélanome uvéal murin qui sera utile à la communauté internationale. Ce modèle sera utile à l’ensemble de la communauté scientifique travaillant dans ce domaine pour des études in vivo mais aussi in vitro permettant de s’aligner sur le bien être animal. Une fois ce modèle établi, il sera aussi possible d’étudier l’efficacité de certaines molécules dans des animaux ayant un système immunitaire complet dans le but de lutter contre la progression du mélanome uvéal.
Procédures
Les souris seront toutes injectées en une fois en sous-cutané (sous la peau) sur le flanc avec des cellules de mélanome uvéal murin. Après observation de la croissance tumorale, les souris sont traitées trois fois par semaine avec les différents produits décrits, par injection intra-péritonéale (au niveau de l'abdomen) en alternant les côtés à chaque injection. La durée de traitement sera définie par la croissance tumorale et l’expérience sera arrêtée lorsque la tumeur aura atteint un volume défini (ou un maximun de 16 semaines après injection des cellules). Cette intervention ne nécessite pas d’anesthésie et est effectuée sur animal vigile.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous seront très attentifs. Ces effets indésirables pourront être causés soit par la croissance de la tumeur, soit par l’injection de traitement. La croissance de la tumeur pourra entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance (poils hérissés, dos voûté, perte de poids, mobilité réduite, prostration), ainsi que des altérations visibles de la peau (nécrose…). L’injection des traitements pourra également entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance et des altérations locales au site d’injection (rougeur, infection, nécrose,..). Le site d’injection sera également surveillé.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les tumeurs de mélanome et/ou les organes (foie, poumons,...) présentant des métastases afin de réaliser des analyses in vitro.
Remplacement
En termes de remplacement, il n'est pas possible de s'affranchir complètement de l'utilisation de souris car il n'existe pas de méthodes alternatives qui permettent la survie de cellules de mélanome oculaire murin fraichement isolées à partir d’une biopsie et de travailler de façon intégrée où l’écosystème tumoral est reproduit. Cependant, la nouvelle lignée cellulaire de mélanome oculaire murin pourra être utilisée pour des expériences in vitro.
Réduction
En termes de réduction, le nombre d'animaux nécessaire à cette étude a été déterminé à l'aide d'un test statistique. L'utilisation de ces animaux sera optimisée en prélevant les tumeurs de mélanome et/ou les organes (foie, poumons,...) afin de réaliser des analyses in vitro. Il est fort probable que le nombre d’animaux utilisés soit très inférieur à la fin du projet. En effet, certaines procédures ou parties de procédures pourront être abandonnées, ou le nombre d’animaux réduit, en fonction des résultats obtenus. Dans le meilleur respect du bien-être animal et dans le but de réduire, nous utiliserons des souris immunodéprimés mâles et femelles provenant de notre élevage.
Raffinement
En termes de raffinement, les souris seront hébergées à plusieurs par cage avec un environnement enrichi et observées quotidiennement par les animaliers et de façon exhaustive deux ou trois fois par semaine par les demandeurs du projet afin de prendre en charge tout signe de douleur, stress ou inconfort. Les manipulateurs, habitués à l’expérimentation sur les souris, éviteront tout dommage à l’animal lors des injections.
Choix des espèces
La souris est un mammifère ayant des similitudes avec l’homme. Elle a un cycle de vie court, un cycle de reproduction bien établi ainsi qu’une petite taille ce qui permet d’avoir des conditions d’hébergement plus faciles. Les deux modèles de souris que nous utiliserons dans ce projet sont commercialisés, bien connus et de nombreuses études ont déjà été réalisées à partir de ces modèles. Pour les procédures expérimentales, les souris sont utilisées au stade adulte (7 semaines). Elles sont commandées à 6 semaines, puis l’expérience commence après une semaine d’acclimatation à l’animalerie. Ceci est scientifiquement cohérent avec les expériences déjà faites dans l’équipe et les données de la littérature.