Souris
Génération de lignées de souris transgéniques par des techniques de transgénèse et de reproduction assistée
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système urogénital
Produire des lignées de souris transgéniques, importées de banques internationales ou créées sur place par CRISPR-Cas9 : 2 185 souris vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 1 450 d'entre elles et modéré pour les 735 autres. Des femelles reçoivent deux injections hormonales à 48 heures d'intervalle pour être superovulées, d'autres sont opérées sous anesthésie de trente à quarante-cinq minutes pour qu'on leur réimplante des embryons dans l'utérus, et des mâles sont vasectomisés par section des canaux qui transportent les spermatozoïdes. Le porteur attend des douleurs après l'opération abdominale et des complications de cicatrisation, infection, gonflement ou ouverture de la plaie. Les femelles superovulées sont tuées pour recueillir leurs embryons, les receveuses après gestation et allaitement faute d'appareil reproducteur intact, et les mâles vasectomisés lorsque leur capacité d'accouplement est jugée nulle, constatée après huit accouplements sans résultat.
Objectifs
Pour comprendre les maladies humaines et développer des traitements efficaces, les chercheurs utilisent des technologies de plus en plus performantes. Les études des processus biologiques sont ainsi effectuées grâce à l’utilisation de banques de données, de culture de cellules voire de culture de tissus in-vitro. En revanche, seul un organisme intégré permet aujourd’hui d’étudier et de comprendre les interactions entre cellules, tissus et organes. La souris est un modèle de choix pour l’étude de mécanismes biologiques au cours de processus physiologiques ou pathologiques tels que les cancers. Notre projet consiste - À introduire au sein de notre animalerie des lignées de souris transgéniques déjà existantes dans des laboratoires extérieurs ou dans des banques internationales, par des techniques de reproduction assistée (ART). - En cas d’indisponibilité de ces modèles, créer de nouvelles lignées de souris transgéniques par des techniques de transgénèse notamment en utilisant la technologie CRISPR/Cas9 , prix Nobel 2020
Bénéfices attendus
Les souris transgéniques sont des modèles indispensables pour l’étude de la fonction et de la régulation de gènes au cours de processus biologiques physiologiques (développement embryonnaire, maintien de l’homéostasie tissulaire) et pathologiques (cancers, maladies immunitaires, maladies neurologiques…). Ces modèles sont aussi utilisés par la communauté scientifique pour tester les concepts permettant de développer de futures thérapies innovantes.
Procédures
Certaines femelles seront injectées 2 fois à 48H d’intervalle. Le geste ne dure que quelques secondes. D’autres femelles seront anesthésiées en vue d’être opérées pour une réimplantation d’embryons dans la cavité utérine (durée de l’anesthésie 30 à 45 minutes) Enfin, des mâles seront anesthésiés avant d’être opérés. L’opération consiste à couper les canaux qui transportent les spermatozoïdes (durée de l’anesthésie 30 à 45 minutes)
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues après les injections sont des douleurs liées à la piqûre elle-même. Les femelles réimplantées avec les embryons ainsi que les mâles vasectomisés subissent une chirurgie. Une douleur est attendue à la suite de l’opération abdominale. Aussi la cicatrisation peut rencontrer certains problèmes : infection, gonflement, ouverture de la plaie
Devenir
Il est nécessaire de mettre à mort les femelles superovulées pour recueillir les embryons à une cellule. Les mâles vasectomisés sont utilisés pour leur capacité d’accouplement. Ils sont mis à mort lorsque cette capacité est nulle, établie après 8 accouplements sans femelle accouplée. Nous transférons des embryons chez des femelles receveuses en effectuant une incision au niveau de l’appareil reproducteur. Ces souris ne présentent donc pas d’appareil reproducteur intact pour pouvoir être réutilisées pour une deuxième expérience. Elles sont mises à mort après avoir mené à terme leur gestation et allaitement
Remplacement
En amont du projet, les chercheurs effectuent systématiquement des analyses préalables in-vitro quand cela est possible (culture de cellules, organoïdes…). Cependant, seul un organisme intégré permet d’étudier et de comprendre les interactions entre les cellules dans les tissus et organes. Le recours à l’animal est justifié pour chacune des lignées utilisées (développement des projets des équipes de recherche). Nous favoriserons l'importation de modèles transgéniques déjà répertoriés et caractérisés dans des bases de données. Cependant, si le modèle n'est pas disponible, nous créerons un modèle innovant par les approches de transgénèse ou de FIV
Réduction
Nous avons optimisé nos procédures pour générer des modèles innovants de souris génétiquement modifiées. Nous associons la technologie CRISPR/Cas9 (Prix Nobel de chimie 2020) à la technologie d’électroporation d’embryons pour le transfert de matériel génétique dans le noyau des embryons à une cellule. De nombreuses améliorations ont été apportées : • Optimisation des outils CRISPR/Cas9 grâce à des analyse in-silico • Choix des souches de femelles receveuses les plus adaptées pour recevoir ces embryons et mener à bien les gestations et les allaitements. Ces optimisations nous ont permis de diminuer d’un facteur 2 le nombre de souris donneuses et receveuses nécessaires à la création d’un modèle génétiquement modifié Nous avons également développé la technique de Fécondation In-Vitro (FIV), permettant la production de cohortes d'animaux de même âge tout en diminuant fortement le nombre d’animaux utilisé. Les approches de transgénèse et de reproduction assistée n’utilisent pas d’approche statistique.
Raffinement
L’ensemble des procédures nécessitant de la chirurgie se fait sous anesthésie générale, par ailleurs des analgésiques permettent de prendre en charge la douleur liée à ces chirurgies. Un fluide réhydratant chauffé à 37°C est systématiquement injecté en fin de chirurgie afin d’éviter des problèmes de déshydration et permettre un réveil de qualité. Les souris opérées sont placées sur un tapis chauffant et reçoivent de la nourriture riche en graisses (9.9%) ainsi que des graines de tournesol disposées au fond de la cage. Cette disposition leur permet de se nourrir sans avoir à se mettre sur leurs pattes arrière et tirer sur leurs cicatrices. Les animaux seront surveillés pendant les 2 jours suivant l’opération pour vérifier que la cicatrisation se passe bien Il est extrêmement rare d’observer des complications dans ce types d’expériences. Néanmoins, la grille de score permettra l’arrêt l’expérience en cas d’observation d’une souffrance chez l’animal
Choix des espèces
La souris est un excellent modèle pour réaliser des modèles génétiquement modifiés pour plusieurs raisons - il s’agit d’un mammifère avec un génome proche de celui de l’humain (99%) - reproduction rapide : 3 semaines de gestation puis les animaux sont matures sexuellement à 8 semaines - taille des portées conséquente : (entre 6 et 10 petits) - manipulation génétique aisée - superovulation efficace et embryons faciles à injecter Nous n’utilisons que des souris adultes car nous les utilisons pour leur fonction reproductrice. Les femelles sont utilisées jusqu'à l'âge de 6 mois, tandis que les mâles sont utilisés jusqu'à l'âge de 12 mois.
Etude du mécanisme d’entrée d’anticorps ciblant différentes protéines du cerveau chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil pour 666 d'entre elles, 1 088 souris vont être utilisées dans ce projet, les 422 autres dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les premières subissent une trachéotomie et la pose d'une canule dans la veine jugulaire, une demi-heure d'opération suivie de deux heures d'enregistrement au microscope. Les secondes reçoivent l'implantation d'une lentille dans le crâne, puis des injections de nanocorps de lama dans la veine de la queue ou derrière l'œil, et vivent isolées. Le porteur décrit la lignée génétiquement modifiée utilisée, déficiente pour un récepteur du glutamate, comme porteuse d'un phénotype "non dommageable", et affirme que le remplacement n'est pas envisageable puisque l'objet même de l'étude est le passage de ces molécules du sang vers le cerveau.
Objectifs
Le cerveau est protégé par des barrières physiologiques. Elles limitent le passage de molécules du sang vers les tissus cérébraux, et inversement. Elles rendent difficile l’adressage de biomolécules d’intérêt thérapeutique (protéines tels que des anticorps ou peptides) vers le cerveau. Franchir ces obstacles permettrait à ces biomolécules d’atteindre leurs cibles et d’offrir aux patients de nouvelles approches thérapeutiques. Au laboratoire, nous avons identifié des anticorps de lama, aussi appelés nanocorps, qui ont la capacité d’entrer dans le cerveau et donc de franchir ces barrières. Ces nanocorps reconnaissent spécifiquement des récepteurs particulièrement impliqués dans des maladies neurodégénératives. Le but de notre étude est de comprendre le mécanisme d’entrée de ces nanocorps dans le cerveau de souris. Pour cela, nous étudierons leur passage du sang vers le tissu cérébral dans plusieurs régions du cerveau par microscopie. Ces régions contiennent les différents types de barrières physiologiques.
Bénéfices attendus
Du fait de leur manque de spécificité, les petites molécules thérapeutiques présentent souvent des effets secondaires, d’où un intérêt grandissant pour les outils thérapeutiques biologiques. En 2019, 14 outils de ce type dont 8 anticorps ont été mis sur le marché. Cependant, ces outils ciblent uniquement les organes hors système nerveux central du fait des grandes difficultés rencontrées pour leur entrée dans le cerveau. En effet, l’accès au cerveau est dépendant de la taille mais il peut également dépendre des propriétés physico-chimiques de la molécule ainsi que de sa cible. Nos études ont montré jusque-là que des nanocorps, 10 fois plus petits que les anticorps classiques, passent dans le cerveau et ont une activité sur plusieurs jours dans le cadre de modèles de maladies psychiatrique et neurodégénérative. Cependant, les voies et le mécanisme jouant effectivement un rôle majeur dans leur entrée sont à ce jour inconnus. Les identifier permettrait de proposer de nouvelles stratégies pour franchir les obstacles que forment les barrières physiologiques du cerveau et d’augmenter la quantité de médicaments biologiques atteignant l’organe.
Procédures
Une partie des animaux sera soumis à une opération chirurgicale sans réveil, trachéotomie, avec une canulation via veine jugulaire pour l’administration des nanocorps, d’environ 30 minutes suivi des enregistrements microscopiques d’environ 2h. L’autre partie sera soumise à une chirurgie d’implantation d'une lentille d’environ 30-60 minutes. Ces animaux-là auront des injections (dépendant de leur groupe) via veine caudale ou rétro-orbital des nanocorps+sucres inertes (ces sucres sont aussi appelés dextran). Ces injections dureront moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Sont attendus : -une douleur légère produite par l’introduction d’une aiguille au cours de l’administration des analgésiques et des nanocorps ; -des douleurs post-chirurgicales ; -une augmentation du stress due à l’isolement des souris implantées avec une lentille.
Devenir
L’ensemble de l’effectif est destiné à être euthanasié afin de pouvoir prélever les structures d’intérêt pour analyse.
Remplacement
Le sujet de l’étude étant la pénétration des nanocorps dans le cerveau à partir du sang, le remplacement de l’animal n’est pas envisageable. Les voies d’entrée dans le cerveau et la complexité de l’organe ne peuvent être représentées exhaustivement par un modèle isolé de barrière hémato-encéphalique.
Réduction
Nos résultats préliminaires suggèrent que les nanocorps se comportent différemment dans leur accès aux régions du cerveau. De ce fait, il serait difficile de réduire le nombre de régions regardées. Cependant, le nombre d’animaux utilisés pour pouvoir tester l’ensemble des nanocorps que nous voulons tester a été réduit au minimum par le fait que nous pouvons tester plusieurs nanocrops sur un même animal. Cet effectif a été calculé avec un logiciel afin d’obtenir des analyses statistiques valides. De plus, étant donné que nos résultats ne montrent aucune différence d’entrée de nanocorps entre les sexes, nous utiliserons des mâles et des femelles dans nos cohortes.
Raffinement
Cette étude impliquera l’utilisation d’une lignée de souris génétiquement modifiées, déficientes pour le récepteur d’un neurotransmetteur cérébral dont le phénotype n’est pas dommageable. Elle impliquera également l’isolement des souris. Cependant, tous les animaux de cette étude seront placés dans un milieu enrichi (frisottis de papier, bâtonnets de coton et abri en carton) avec un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum, sous surveillance régulière et en portoir ventilé. Notre étude comporte des procédures avec actes chirurgicaux et imagerie qui ne débuteront que sept jours après réception des animaux afin de diminuer le stress lié au changement d’environnement. Tous les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie et analgésie. Les animaux seront suivis quotidiennement après l’opération. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale gazeuse. Nous avons déterminé différents points limites spécifiques à nos procédures basées sur une observation de l’animal (difficulté respiratoire, rythme cardiaque altérée, manque d’activité) et une pesée quotidienne des animaux (importante perte de poids).
Choix des espèces
Les nanocorps à tester reconnaissent des cibles murines. Afin que leur passage à travers les différentes voies possibles d’entrée soit évalué, le choix de l’espèce Mus musculus et du phénotype sauvage des animaux est indispensable. Les souris déficientes en récepteur du glutamate serviront à évaluer le rôle crucial que jouerait ce récepteur dans le transport des nanocorps qui en sont spécifiques. Les souris seront traitées à partir de 7 semaines d’âge correspondant à l’âge adulte où le développement cérébral est achevé. Les souris seront livrées au minimum à l’âge de 6 semaines et seront hébergées pendant une semaine avant le début de l’étude pour permettre une acclimatation.
Ciblage par molécule innovante d’une protéine sécrétée dans le cancer du rein. EU1/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Immunodéficientes pour que des cellules tumorales humaines s'y développent sans rejet, 52 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules cancéreuses dans le sang, développent des métastases pulmonaires avec perte de poids et difficultés respiratoires possibles, puis passent jusqu'à seize cycles d'imagerie hebdomadaires sous anesthésie gazeuse. Une partie subit en plus quatre anesthésies de quarante-cinq minutes en quatre jours consécutifs, une autre reçoit un anticorps couplé à un métal radioactif. Toutes sont tuées pour analyser les tissus, dans un projet qui vise un sous-type de cancer du rein représentant 5 % des cas.
Objectifs
Le rein est un élément central dans la régulation de l'homéostasie. Ils filtrent le sang et produisent un certain nombre d’hormones capitales dans la régulation de la tension artérielle. Le cancer du rein est un problème majeur de santé publique avec ~400 000 nouveaux cas par an dans le monde. Ce projet vise à cibler une protéine, initialement décrite comme participant au développement du cerveau, dans un sous-type de cancer du rein, dit chromophobe. En effet, cette protéine est spécifiquement exprimée par les cellules de la tumeur primaire et des métastases de cancer du rein chromophobe. Nous prendrons l’avantage du développement au laboratoire d’un anticorps dirigé contre la protéine d’intérêt couplé à un métal radioactif, technique appelée radiothérapie interne vectorisée. Cette technique permet soit de détecter des métastases par imagerie nucléaire ou de cibler thérapeutiquement les cellules tumorales sous l’effet des rayonnements ionisants. Ces candidats médicaments seront testés sur un modèle tumoral murin.
Bénéfices attendus
Les cancers du rein chromophobe sont une maladie rare. Elle ne touche que 5 % des cancers du rein. Actuellement, ce sous-type de cancer du rein fait l’objet de très peu de recherche et par conséquent les perspectives thérapeutiques de ces patients sont pauvres. Par ailleurs, les patients métastatiques n’ont quant à eux aucune perspective thérapeutique, puisqu’ils reçoivent le traitement de référence des autres sous types de cancer du rein. Ce dernier n’a jamais montré d’efficacité thérapeutique dans leur pathologie. Ainsi, notre projet pourrait permettre de développer la première stratégie thérapeutique spécialement dédiée au cancer du rein chromophobe et apporter un espoir à ces patients métastatiques pour qui l’issue est aujourd’hui fatale.
Procédures
Dans ce projet, les animaux recevront tous une injection intraveineuse des cellules tumorales (2 minutes), puis au cours du suivi longitudinal hebdomadaire, ils seront au maximum soumis à 16 cycles d’imagerie (Injection d’un traceur et une anesthésie gazeuse à l’isoflurane durant l’acquisition 10 minutes). Ensuite, certains animaux recevront une injection intraveineuse du composé pour l’imagerie sous anesthésie gazeuse (détection des métastases). Ces derniers seront ensuite soumis à 4 anesthésies gazeuse de 45 minutes pour l’imagerie nucléaire (4 jours consécutifs). Une autre partie des animaux recevront une injection intraveineuse du composé thérapeutique sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane (5 minutes).
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les animaux développeront des métastases pulmonaires. L’apparition de ces métastases peut être associé à une perte de poids et à des problèmes respiratoires.
Devenir
Tous les animaux seront tous mis à mort pour analyser les tissus.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, nous cherchons à voir si notre molécule pourrait être utilisable pour la détection et le ciblage thérapeutique de métastases de cancer du rein chromophobe. Afin de tester l’effet de notre molécule sur des métastases, nous utilisons des modèles animaux, car il n’existe pas d’autre solution pour générer des modèles de métastases autrement que par des expériences in vivo. Seul un organisme complexe permet de récapituler les caractéristiques physiques et biologiques que l’on retrouve chez le patient (accessibilité du traitement au cellules tumorales, notamment).
Réduction
Afin de réduire considérablement nos effectifs, nous avons choisi d’utiliser une approche de suivi longitudinal par imagerie. De plus, le nombre d’animaux a été déterminé par des approches statistiques nous permettant de répondre à notre question biologique.
Raffinement
Méthodes utilisées pour réduire la douleur : La plupart des interventions sur les animaux seront réalisés sous anesthésie gazeuse (anesthésie générale et analgésie). De plus, nous utiliserons le suivi longitudinal par imagerie pour suivre l’apparition des foyers métastatiques. De la sorte, nous serons dans la capacité d’arrêter la procédure avant l’apparition de signes cliniques. Par ailleurs, nous avons mis en place un scoring pour les points limites afin de prendre en charge les animaux présentant un signe de douleur (analgésie ou mise à mort si scoring trop élevé).
Choix des espèces
La souris est un organisme modèle qui partage 98% son patrimoine génétique avec l’homme. Ce modèle permet donc d’étudier les mécanismes biologiques que l’on retrouve chez l’homme. Procédure 1 à 3 : 3: La souris immunodéficiente est le modèle le plus approprié pour greffer des cellules cancéreuses humaines afin qu’il n’y ait pas de rejet des cellules. Au début du projet, Les animaux sont âgés de 6 à 8 semaines car la prise tumorale est meilleure à cet âge.
Caractérisation de lignées épileptiques de souris génétiquement modifiées pour la voie mTOR
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées à l'issue, notamment parce que leur modification génétique interdit de les céder ou de les réutiliser, 1 714 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sévère pour 180 d'entre elles. Porteuses de mutations de la voie mTOR, elles peuvent faire plusieurs crises d'épilepsie par jour et en mourir. Une partie subit un prélèvement au bout de la queue entre sept et dix jours de vie, puis une chirurgie d'implantation d'électrodes intracrâniennes suivie d'un hébergement individuel pouvant durer un an, des enregistrements EEG et jusqu'à sept tests comportementaux, dont une nage forcée en piscine de Morris avec risque d'hypothermie et un test acoustique après lequel les mères peuvent rejeter leurs petits. Le porteur justifie l'ajout de 1 264 souris à l'effectif initial par la nécessité de mieux caractériser ses lignées et de tester enfin le comportement des femelles, jusque-là absentes de ses résultats.
Objectifs
Le projet a pour but de caractériser les conséquences fonctionnelles de mutations de la voie mTOR retrouvé chez l’homme, qui conduisent à des phénotypes épileptiques. Nous créerons de nouveaux modèles de souris génétiquement modifiées afin de faire un suivi de leur phénotype, ainsi qu’une caractérisation électrophysiologique et comportementale (altérations comorbides à l’épilepsie).
Bénéfices attendus
Le projet permettra de valider les modèles murins d’épilepsie, afin de comprendre les mécanismes à l’origine des crises d’épilepsies et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques. Ces avancées sont urgentes en raison de la pharmacoresistance élevée des patients avec une dysplasie focale corticale liée à ces mutations, et la nécessité du recours à la chirurgie de l’épilepsie pour contrôler les crises.
Procédures
Les lignées maintenues dans le cadre de ce projet peuvent présenter des crises d'épilepsies spontanées. Pour une partie des souris utilisées dans cette étude, un fragment de l’extrémité de la queue (zone peu sensible et cicatrisant rapidement) sera prélevé pour connaitre le statut génétique des animaux, entre 7 et 10 jours de vie (réalisé une seule fois, moins d’1 minute par animal). Une chirurgie sous anesthésie et analgésie (1h maximum) sera pratiquée pour l’implantation d’électrode intracrânienne suivi d’un hébergement individuel (maximum un an) et enregistrement EEG (Electro-encéphalographique) afin d’enregistrer l’activité électrique cérébrale sur animal vigile (session d’une semaine séparée par 1-2 semaine de repos) pour détecter des crises d’épilepsie spontanées. Des études de comportement sur animal vigile (7 tests maximum, tous les 2-3 jours, d’une durée minimale de 10 min et maximale d’1h par test) seront réalisées. Ces tests ont pour objectif de mesurer les capacités cognitives et sociales des souris.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont : 1) une légère et brève douleur lors du prélèvement pour génotypage 2) un stress lors des manipulations nécessitant une contention des animaux 3) Le développement prédit d’un phénotype épileptique avec plusieurs crises par jour et une possible survenue de mort due aux crises 4) La chirurgie due à l’implantation intra crâniale d’électrodes (douleur, inconfort), et l’hébergement individuel des animaux prévus pour l’enregistrement video-EEG 5) Un stress dû à l’analyse comportementale des animaux et plus particulièrement un risque hypothermique à la suite du test en piscine de Morris et un risque de rejet par la mère des petits entre 5 et 10 jours post-natal à la suite du test acoustique.
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet seront euthanasiés pour prélever des tissus d’intérêt pour répondre à notre question scientifique ou parce qu’il n’est pas possible de les réutiliser ou de les replacer du fait de leur modification génétique.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est justifiée car: (1) Les modifications cérébrales nécessaires ne peuvent être étudiées chez l’humain. (2) La culture cellulaire ne reproduit pas certaines propriétés des crises d'épilepsie dans un cerveau entier. (3) La modélisation in silico nécessite des données expérimentales encore manquantes
Réduction
Nous veillerons à générer le minimum d'animaux nécessaires à la fois pour le maintien de nos lignées et pour leur utilisation dans des expériences en vue de produire des conclusions scientifiques statistiquement fiables. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance, nous procèderons à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Le calcul de puissance sera ajusté selon les premiers résultats, car nous ne pouvons pas encore prédire les différences de moyennes et de variabilité entre nos groupes. Nous avons prédit un minimum de 10 animaux par groupe (n=450). Apres 1 an d’étude de deux de nos lignées, la suite de nos études nécessite l’ajout de 1264 souris, afin de (1) mieux caractériser nos lignées, (2) chercher de nouvelles cibles thérapeutiques, (3) tester la toxicité et l’efficacité de nouveaux traitements in vitro et ex vivo, (4) déterminer l’âge optimal de traitement de nos souris, (5) améliorer la puissance de nos tests comportementaux et la robustesse des conclusions sur les résultats de ceux-ci et (6) tester le comportement des femelles. Ce dernier objectif a pour but de déterminer de futurs objectifs d’efficacité de traitements qui ne se réduisent pas aux résultats obtenus sur les mâles pour ainsi donner aux patientes atteintes de dysplasies corticales focales les mêmes chances qu’aux patients masculins.
Raffinement
Les animaux sont hébergés selon les normes en vigueur et les cages enrichies d’un nid de coton, et d’une maison en cas d’inconfort (animal isolé) ou pour les souris gestantes. Des points limites ont été définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale. Les animaux feront donc l'objet d'une surveillance étroite par le personnel de soin animalier. Le poids, l'apparence physique et des changements de comportement seront les facteurs pris en compte. Suite à la procédure d’implantation d’électrodes, on administre un analgésique. Ce traitement pourra être prolongé jusqu’au rétablissement de l’animal (si aucun point limite n’est atteint). L'expérimentateur pèsera les animaux chaque jour suivant la chirurgie pendant une semaine, puis une fois par semaine, et évaluera objectivement l'apparence physique de l'animal (convulsions, dos voûté) et son comportement (lenteur des mouvements) au moins une fois par semaine. D'autre part, les animaux feront l'objet d'un suivi postopératoire avec une surveillance rapprochée de l'expérimentateur jusqu'au réveil complet de l'animal et surveillance quotidienne étroite de l'expérimentateur et du personnel de soin animalier pendant les deux semaines suivant la chirurgie. Les mouvements, le poids, la respiration et les réflexes tels que le retrait de la patte seront observés. Pour les tests comportementaux, une habituation d’1 à 2 semaines à l’expérimentateur sera réalisée (manipulation des souris dans leur cage et du nid dans le cas des souris prévues pour le test acoustiques) afin de limiter le stress. Puis pour chaque test comportemental, les animaux auront une période d’habituation de 30min à la pièce de comportement. Enfin, les souris participant au test en piscine, seront séchées et surveillées à l’issue du test afin d’éviter toute hypothermie.
Choix des espèces
Nous travaillerons sur une espèce animale: la souris. Notre choix a été motivé par des raisons scientifiques: (1) Nos études portent sur des modèles génétiques d'épilepsie nécessitant des modifications génétiques ciblées, possibles chez ces animaux. (2) L'établissement de lignées pures avec un fond génétique stable et homogène utilisées dans les laboratoires du monde entier permet la reproductibilité et la comparabilité des résultats et donc la réduction du nombre d’animaux. (3) Cette espèce est majoritairement utilisée pour modéliser les crises d’épilepsies. Elles ont donc été explorées de manière exhaustive de la molécule au comportement, permettant une solide base scientifique sur laquelle baser nos travaux. (4) Les rongeurs ont un cerveau suffisamment élaboré pour générer des activités épileptiques dont les mécanismes pathologiques aux niveaux cellulaire et moléculaire sont similaires à l'humain. Ce projet nécessite : - l’euthanasie de certains animaux dès le stade embryonnaire et jusqu’à l’âge adulte afin d’analyser l’effet des mutations sur le développement du cerveau, - la réalisation de tests comportementaux sur d’autre animaux à partir de l’âge de 5 jours afin de caractériser l’effet des mutations sur le comportements, - et la réalisation d’une chirurgie sur des animaux et l’enregistrement de leur activité cérébrale de nos souris ce qui sera effectué sur des animaux adultes car ce type d’analyse nécessite un niveau de développement cérébral mature.
Exploration des mécanismes de la Sténose Valvulaire Aortique (SVA) par Imagerie dans un Modèle Murin : Une étude prospective
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Pour suivre par imagerie l'installation d'un rétrécissement de la valve aortique, 92 souris, dont une lignée dépourvue du gène de l'apolipoprotéine E, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une opération du cœur de trente minutes à une heure sous anesthésie, puis deux à quatre échographies cardiaques et trois examens d'imagerie radiologique de dix à soixante minutes, jusqu'à seize semaines de suivi. Le porteur signale un risque de déchirure de la valve, d'hémorragie ou d'arrêt cardiaque pendant l'opération, puis des douleurs et une baisse d'appétit possibles. Toutes sont tuées pour prélever le cœur, les valves et les artères, et le calcul d'effectif intègre d'emblée un taux de mortalité attendu de 20 % après la chirurgie, soit près d'une vingtaine de souris dont la mort est anticipée dès la conception du projet.
Objectifs
Notre projet vise à approfondir la compréhension des mécanismes conduisant à une altération de la valve aortique du cœur, communément appelée sténose (ou rétrécissement) valvulaire aortique. Cette pathologie grave peut entraîner des complications sévères telles que l'insuffisance cardiaque et une forte mortalité, atteignant jusqu'à 60% dans l'année suivant le diagnostic. Actuellement, la seule option de traitement est une intervention chirurgicale lourde et risquée visant à remplacer la valve défaillante. De plus, le risque de développer une sténose aortique est significativement accru chez les individus souffrant d'autres maladies, notamment l'athérosclérose, caractérisée par l'accumulation de dépôts de graisse sur les artères et les valves en raison d'un excès de cholestérol dans le sang. Il est à noter que l'athérosclérose est en constante augmentation au sein de la population générale. Notre approche consiste à étudier le développement de la sténose aortique chez des souris saines, ainsi que chez des souris exposées à un régime riche en cholestérol favorisant l'athérosclérose. Pour ce faire, nous utiliserons une technique d'imagerie sensible et précise qui n'est pas encore utilisée dans le diagnostic de cette maladie. Notre objectif est de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à cette pathologie et d'explorer de nouvelles avenues pour la prévention et le traitement de cette maladie potentiellement mortelle.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux caractériser l'évolution de la sténose aortique en utilisant des techniques d'imagerie sensibles et précises. L'objectif est de diagnostiquer la maladie chez les patients plus tôt et de déterminer le stade de la maladie afin d'améliorer la prise en charge médicale. De plus, ce projet cherche à comprendre comment l'athérosclérose peut aggraver la sténose aortique. En examinant cette relation à travers diverses méthodes d'imagerie, nous espérons découvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour traiter efficacement cette condition et améliorer les stratégies de prévention chez les individus présentant un taux sanguin de cholestérol élevé. En comprenant les interactions entre ces deux facteurs, nous pourrons développer des interventions plus ciblées pour protéger le cœur contre les maladies cardiovasculaires sévères. Cela contribuera à améliorer la qualité de vie des patients et à réduire les risques de complications graves associées à ces affections.
Procédures
Les souris auront une chirurgie d'une durée de 30 minutes à 1 heure, sous anesthésie (1 seule fois chacune). Certaines seront suivies jusqu'à 8 semaines, tandis que d'autres seront suivies jusqu'à 16 semaines. Les souris suivies jusqu'à 8 semaines auront 2 échographies cardiaques à 4 et 8 semaines (20 à 30min pour chaque examen), tandis que celles suivies jusqu'à 16 semaines en auront 4 échographies à 4, 8, 12 et 16 semaines (20 à 30min pour chaque examen). Toutes les souris auront trois examens d'imagerie médicale radiologique à des jours différents sous anesthésie générale : un pour détecter l'accumulation du sucre dans les artères et les valves (30 min), un pour repérer les dépôts de calcium (10 min), et un dernier pour détecter l'inflammation dans le cœur et les vaisseaux (60 min). Avant l'examen pour détecter le sucre dans les tissus, une petite goutte de sang sera prélevée une fois par souris, ce qui prendra au maximum 30 secondes.
Impact sur les animaux
La chirurgie est délicate et peut durer longtemps, nécessitant une anesthésie à l'isoflurane pendant environ une heure maximum. Cela peut entraîner des changements dans le corps de la souris, comme la température, la pression artérielle et la respiration. Pendant la chirurgie, il y a un risque de déchirure de la valve aortique, d'hémorragie ou un arrêt cardiaque. Après la chirurgie, la souris pourrait souffrir de complications telles que des crises cardiaques, des douleurs ou une réduction de l'appétit. De plus, pour les examens d'imagerie qui mesurent le taux de sucre , le jeûne des animaux peut entraîner une diminution du taux de sucre dans le sang. Des effets secondaires liés à l'anesthésie et à la manipulation chirurgicale peuvent survenir, notamment des douleurs post-opératoires, une diminution temporaire de l'appétit, une réduction de l'activité physique et des réactions inflammatoire ou infectieuse au site opératoire.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure. Des organes seront prélevés pour faire des analyses post mortem sur les valves cardiaques, le cœur et les artères.
Remplacement
Pour comprendre l'impact d'une lésion sur une valve cardiaque sur la capacité du cœur à pomper le sang, ainsi que la manière dont cette lésion peut être aggravée par l'athérosclérose, il est essentiel d'étudier ces phénomènes chez des animaux vivants. Certaines mesures cruciales, telles que la contraction et le vidage du cœur, ne peuvent être pleinement appréhendées que lorsqu'elles sont observées dans un organisme en vie.
Réduction
Avant de débuter notre étude, nous avons effectué une analyse statistique approfondie pour déterminer le nombre optimal d'animaux à inclure. Cette analyse s'est basée sur des données bibliographiques ainsi que sur les résultats de recherches antérieures menées au sein de notre laboratoire. Grâce à cette démarche rigoureuse, nous avons pu ajuster de manière précise le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables et significatifs, tout en tenant compte d'un taux de mortalité attendu de 20 % après les procédures chirurgicales. De plus, les techniques d'imagerie que nous avons sélectionnées permettent un suivi longitudinal des animaux, ce qui élimine le besoin de les sacrifier à chaque étape de l'étude. Cette approche non seulement réduit le nombre d'animaux utilisés, mais elle offre également la possibilité d'évaluer en continu les paramètres de calcification et d'inflammation au niveau de l'aorte, des valves et du cœur. Ainsi, nous obtenons une compréhension complète de l'évolution de la pathologie au fil du temps.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes de 3 dans des cages bien aérées, avec une litière propre et des jouets pour s'amuser, comme du papier kraft, des tunnels et des bâtonnets en bois. Ils auront toujours de l'eau et de la nourriture à disposition dans une animalerie équipée pour garantir leur confort en termes de température, d'humidité et de qualité de l'air. Avant le début de l'étude, ils auront une semaine d'adaptation pour s'habituer à leur nouvel environnement. Nous surveillerons leur santé deux fois par jour en semaine et une fois par jour le week-end et les jours fériés. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie gazeuse, et les animaux seront maintenus à bonne température sur une plaque chauffante. Leur respiration et leur rythme cardiaque seront constamment surveillés. Après la chirurgie, nous serons attentifs à tout signe de détresse, comme des changements dans leur aspect physique, leur mobilité, leur comportement, ou leur poids. Nous nous assurerons qu'ils mangent et boivent suffisamment, et nous utiliserons un tableau de notation pour évaluer leur bien-être. Si un problème de santé survient, nous prendrons immédiatement des mesures pour garantir leur confort. Nous adapterons également les doses de médicaments pour chaque animal afin de contrôler la douleur et d'autres symptômes après la chirurgie. En cas de complication grave, nous mettrons à mort les animaux pour éviter toute souffrance. Avant chaque examen d'imagerie, les animaux seront endormis pour les calmer, et nous surveillerons attentivement leur santé pendant toute la durée de l'anesthésie.
Choix des espèces
Les souris C57Bl/6 et ApoE-/- ont été choisies pour notre étude car elles présentent des similitudes remarquables avec les humains en termes de structure corporelle et de fonctionnement physiologique. Elles sont capables de développer des maladies cardiovasculaires telles que l'athérosclérose et la sténose valvulaire aortique, ce qui les rend pertinentes pour notre recherche sur ces pathologies. Les souris incluses dans notre étude ont entre 10 et 12 semaines et pèsent au moins 20 grammes. À cet âge, leur cœur et leurs vaisseaux sanguins sont complètement développés, ce qui correspond à un stade de jeune adulte. Avant de débuter les expériences, les souris seront habituées à leur nouvel environnement pendant au moins une semaine afin de minimiser le stress et d'assurer des conditions de vie optimales pour leur bien-être.
Mise au point d’une stratégie de restriction intermittente en méthionine pour prévenir le développement de l’obésité.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
Enfermées seules en cage pendant vingt-six semaines au maximum pour que leur prise alimentaire soit mesurée, 3 360 souris subissent des prises de sang à la mandibule ou à la queue, jusqu'à trois en quatre semaines, et pour certaines une biopsie de tissu adipeux. Elles sont toutes tuées pour prélever leurs organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, l'isolement prolongé et un jeûne pouvant atteindre seize heures constituant l'essentiel des atteintes. Le projet cherche à mettre au point une restriction intermittente en méthionine à base de protéines végétales, transposable à l'humain pour prévenir l'obésité. Le porteur écrit que ces régimes "ne doivent pas entraîner de nuisance", tout en indiquant qu'il n'est pas exclu que les souris réduisent fortement leur consommation pour des raisons de goût ou de digestibilité.
Objectifs
L’utilisation de différents types de restrictions nutritionnelles comme stratégie de nutrition préventive fait l’objet d’études depuis de nombreuses années. Il a été montré, chez la souris, qu’une restriction en méthionine, un acide aminé indispensable (AAI), était efficace pour prévenir l’obésité et le diabète de type 2. Chez l’Homme, une étude menée chez des sujets obèses montre qu’une semaine de restriction en méthionine présente des effets bénéfiques sur la régulation d’acteurs majeurs du métabolisme tels que FGF21 (Fibroblast Growth Factor 21). Le FGF21 est une hormone qui joue un rôle central dans la régulation du métabolisme. Dans le contexte de la restriction en méthionine, l’augmentation de l’expression du gène codant pour la protéine FGF21 est sous la dépendance de la protéine ATF4. Si la restriction peut être gérée par l’organisme sur le court terme, elle s’avère délétère si elle est trop importante. En conséquence, l’application à l’Homme de la restriction en méthionine n’est pas sans poser des problèmes. D’autant que ces régimes de restrictions reposent sur l’utilisation d’acides aminés libres qui rencontrerait une faible acceptabilité chez l’Homme du fait de leurs propriétés organoleptiques. Nous proposons de développer une stratégie de restriction en méthionine qui soit transférable à l’Homme. Il s’agira de résoudre les problématiques de l’utilisation des acides aminés libres dans les régimes et de la restriction continue. Il s’avère que certaines protéines végétales présentent un faible contenu en méthionine. Des données obtenues (non publiées) au sein de l’équipe montrent chez la souris que la consommation sur un repas de ce type de protéines entraine une augmentation de l’expression de gènes cibles d’ATF4 dont FGF21. De plus, une étude récente a démontré chez la souris que la consommation intermittente d’un régime à base d’acides aminés libres restreint en méthionine entrainait une sécrétion de FGF21 et une amélioration de paramètres métaboliques. Afin d’appliquer la restriction en méthionine à l’Homme, nous souhaitons développer chez la souris une stratégie de restriction intermittente utilisant une source de protéine végétale et tester son efficacité dans un modèle d’obésité.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à poser les bases d’une stratégie de nutrition préventive reposant sur la consommation de sources de protéines végétales qui soit transposable à l’homme. L’originalité de ce projet est de tirer parti de la composition déséquilibrée en AAI des protéines végétales. Ce concept d’un effet santé bénéfique des protéines végétales de par leur composition déséquilibrée n’a jamais été évalué. Les résultats obtenus à la fois chez les femelles et les mâles permettront 1) De faire la preuve de concept qu’une restriction intermittente en méthionine via la consommation de protéines végétales peut reproduire les effets d’une restriction continue en méthionine dans la prévention de l’obésité. L’objectif sera par la suite de tester cette stratégie dans des modèles animaux plus représentatifs du contexte dans lequel une telle stratégie pourrait être envisagée chez l’Homme. En effet, ce type de stratégie nutritionnelle s’adresserait à des individus présentant une prédisposition/sensibilité au développement de l’obésité. 2) De mieux caractériser chez les mammifères les effets et les mécanismes associés à la consommation d’un régime restreint en méthionine dans un contexte physiologique (régime contenant des protéines et non des acides aminés libres). Ces données permettront d’établir des pistes de recherche quant à des effets bénéfiques de la restriction en méthionine via la consommation de protéines végétales autres que la prévention de l’obésité. 3) D’identifier de nouveaux marqueurs de la restriction en méthionine associés à ses effets bénéfiques dans la prévention de l’obésité. De telles données seront précieuses pour étudier chez l’Homme ce concept de restriction intermittente en méthionine.
Procédures
L'ensemble des souris seront mises en cage individuelle, la durée maximale d'isolement sera de 26 semaines (habituation et expérimentation). Elles subiront toutes des prises de sang en sous mandibulaire, la durée de prélèvement sera de moins d’une minute. Des souris subiront des prélèvements de sang à la queue qui dureront chacun moins d’une minute. Certaines de ces souris subiront également une biopsie de tissu adipeux périgonadal qui durera environ 2 minutes. Le nombre de prélèvements sera dépendant de la durée des expérimentations, ce paramètre sera défini en cours de projet en fonction des différents paramètres métaboliques et physiologiques. Plusieurs prélèvements sanguins sur animal vigil pourront être réalisés (3 maximum sur une période de 4 semaines) un maximum de 7,5% du volume total sanguin de la souris sera prélevé avec un intervalle minimum d'une semaine entre chaque prélèvement. Le coté pour la prise de sang en sous mandibulaire sera alterné à chaque prélèvement.
Impact sur les animaux
Les nuisances que les interventions vont entrainer sont les suivantes : (1) douleur au point de piqûre d’aiguille, (2) jeûne de 16h maximum et (3) hébergement individuel pendant la durée des expériences pour les 3 procédures. Pour les expériences réalisées, les souris doivent être hébergées en cages individuelles pour éviter les interactions afin de pouvoir mesurer précisément la prise alimentaire. Les régimes de restriction à base de protéine végétales ne doivent pas entrainer de nuisance, il n'est pas exclu que pour des raisons de qualités organoleptiques ou de digestibilité les souris diminuent fortement leur consommation d'un tel régime.
Devenir
Les analyses pratiquées dans ce projet telles que la mesure de l'expression des gènes au niveau de différents organes nécessitent la mise à mort de l'ensemble des souris.
Remplacement
Ce projet consiste à développer une approche nutritionnelle de restriction en méthionine basée sur l'utilisation de protéine végétales dans un but de prévenir le développement de l'obésité. Il n’existe pas de modèle alternatif aux animaux pour réaliser ce projet. Ces travaux nécessitent également des analyses invasives (prélèvement d'organes). Il est donc indispensable d'avoir recours à l'expérimentation animale pour pourvoir mener à bien ce projet.
Réduction
Sur la base d’études précédentes, nous prévoyons un nombre d’animaux égal à 10 par groupe qui est nécessaire et suffisant pour obtenir la puissance statistique requise pour l’exploitation de nos données. Les données seront analysées statistiquement par ANOVA et/ou test de Student (traité vs témoin).
Raffinement
Durant l'étude, tout sera mis en œuvre pour minimiser le stress auquel les animaux sont soumis, notamment dû à leur isolement en cages individuelles. Des traitements analgésiques seront appliqués aux souris subissant une biopsie. Durant l'étude, tout sera mis en œuvre pour minimiser le stress auquel les animaux sont soumis, notamment dû à leur isolement en cages individuelles. Pour limiter l’isolement, des cages transparentes avec grilles mais ouvertes seront utilisées et seront disposées côte à côte pour permettre une interaction sociale (odeurs, vocalises…), des éléments d'enrichissement du milieu seront mis à disposition (tube plastique rouge et/ou bille métallique). Les points limites pour permettre de limiter la douleur à son minimum, sans remettre en cause les résultats du projet, sont : une perte de poids supérieur à 20% du poids initial, un arrêt de l’alimentation pendant plus de 2 jours ou un signe de souffrance (prostration, poil hérissé et toutes modifications comportementales traduisant une souffrance). Des anesthésies à l'Isoflurane ou Zoletil/Xylasine seront réalisés lors des biopsies durant une procédure ou des prélèvements d’organes à l’issue des procédures
Choix des espèces
Ce projet propose de développer une nouvelle stratégie de restriction en méthionine. Jusqu’à présent la très grande majorité des études visant à caractériser les effets bénéfiques de la restriction en méthionine sur le métabolisme ont été réalisées chez les rongeurs. Ces derniers sont les modèles les plus adaptés dans les études abordant des problématiques de nutrition et de métabolisme à visée humaine et nécessitant un nombre important d'animaux. Le choix de la souris se justifie notamment par l'utilisation d'un modèle transgénique dans cette étude (GCN2 KO). Les souris seront utilisées au stade adulte. L'objectif de ce projet est de développer à terme une stratégie nutritionnelle de restriction chez l'Homme. En l'état actuel des connaissances les stratégies de restrictions nutritionnelles sont envisageables principalement chez l'adulte et non chez l'individu en croissance.
Dermatologie : modèle d’étude précliniques de la cicatrisation chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
Rats : 1200
2 400 rongeurs, 1 200 souris et 1 200 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Sous anesthésie de cinq à dix minutes, chacun est tatoué et reçoit une plaie par biopsie de la peau, parfois une greffe de cellules ou de tissus, parfois la pose d'un cathéter dans un vaisseau pour perfuser des substances en continu, avec jusqu'à quatre administrations par jour et des prises de sang répétées. Le porteur classe le projet en souffrance sévère à cause de la durée d'isolement des animaux, et annonce des retombées pour le psoriasis, la dermatite atopique ou les plaies liées au diabète. Il conclut que la cicatrisation ne peut pas être reproduite in vitro parce qu'elle s'accompagne de modifications physiopathologiques et micro-environnementales spécifiques.
Objectifs
Le projet vise à explorer de nouvelles approches pour accélérer et optimiser la cicatrisation. Il existe une variété de modèles précliniques possibles qui peuvent être utilisés pour imiter des plaies aiguës ou chronique, par exemple liées au diabète ou à la nutrition. Celles-ci peuvent être induites par de nombreuses techniques différentes, l'excision ou l'incision étant les plus courantes. Une amélioration des méthodes de cicatrisation est particulièrement importante lors de pathologie aigus ou chronique comme le diabète. Parmi les modèles de cicatrisations, le modèle de cicatrisation excisionnelle est souvent utilisé et présente un intérêt pour évaluer des substances pharmacologiques permettant d'améliorer la cicatrisation. L’objectif est d’identifier de nouvelles stratégies pour favoriser sur la régénération tissulaire et la réduction des cicatrices. En intégrant des techniques biomédicales avancées, telles que la thérapie génique, la médecine régénérative, et les biomatériaux innovants, des substances innovantes ces tests permettront de comprendre les mécanismes sous-jacents du processus de cicatrisation chez les rongeurs pour améliorer à terme la qualité et la vitesse du processus de guérison chez le patient et donc améliorer la qualité de vie des ceux-ci.
Bénéfices attendus
Ces différents modèles sont nécessaires à la découverte et la mise sur le marché de nouveaux médicaments sûrs et efficaces pour traiter certaines affections cutanées (psoriasis, allergie, dermatite atopique, démangeaisons) ou améliorer la cicatrisation. Par exemple, même si les corticoïdes, appliqués par voie topique ou orale, sont fréquemment utilisés pour traiter de nombreuses affections cutanées, ces derniers ne restaurent pas la barrière que constitue l’épiderme. Leur utilisation est de plus fréquemment accompagnée d’une immunosuppression, ce qui a pour conséquence de prolonger leur utilisation à des doses fortes entrainant ainsi de nombreux effets secondaires (atrophie de la peau, augmentation du risque d’infection). Pour ces raisons, de nouveaux traitements, sans effets secondaires majeurs, sont en développement.
Procédures
Les animaux subiront une anesthésie d’environ 5 à 10 min pendant laquelle ils seront tatoués et les biopsies seront réalisées. Des greffes de cellules ou tissus pourront être réalisés et demanderont une anesthésie gazeuse complémentaire de 10 minutes. Pour le suivi du poids des animaux et de taille des plaies ainsi que l’administration de substances, les animaux seront contentionnés pendant 2 à 3 minutes ou anesthésiés pendant 5 minutes (anesthésie gaseuse avec un maximum de 5 fois/semaine) pour les imageries. Les mesures du poids des animaux (1 minute) seront réalisées jusqu’à 3 fois par semaine. Les administrations d’éléments d’essai pourront être réalisées jusqu’à 4 fois par jour (environ 1 minute par administration). De plus, une procédure de cathétérisation de vaisseaux sanguins sous anesthésie gazeuse pourra être aussi réalisée afin de réaliser des infusions de substances en continu, procédure d’une durée de 10 minutes. Des prélèvement de sang pourront être réalisés sous anesthésie gazeuse, procédure d’une durée de 10 minutes, ou sans anesthésié sous contention, procédure d’une durée de 2 à 3 minutes Ces actes sont réalisés sur l’ensemble des animaux par étude.
Impact sur les animaux
Plusieurs effets indésirables inhérents au processus inflammatoire ou une gêne induite par la cicatrisation pourront apparaître pendant une étude comme une potentielle douleur et/ou démangeaison post-opératoire niveau de la zone de cicatrisation ou de la température. De plus, un stress pourra être généré par une phase d’isolement des animaux, de chirurgie, de prélèvement sanguin ou d’administration de substances.
Devenir
La procédure de cicatrisation chez le rat et la souris est classée sévère du fait de la durée d'isolement des animaux. De plus, des prélèvements terminaux (comme la peau, du sang …) seront généralement réalisés pour analyse à la fin de la procédure. Ainsi, les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure car elle ne permet pas un maintien des animaux en vie dans de bonnes conditions de santé.
Remplacement
Ce modèle ne peut pas être remplacé par des méthodes alternatives car la cicatrisation s'accompagne de modifications physiopathologiques et micro-environnementales spécifiques ne pouvant actuellement pas être reproduites in-vitro, ces modifications étant nécessaires pour l'étude des efficacité. De plus, les traitements utilisés subissent toutes les différentes phases incluant administration, distribution, métabolisme et élimination, étapes ne pouvant être reproduites in-vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour chaque test sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet, la comparaison par rapport à une substance de référence, et un effectif suffisant de façon à obtenir une puissance statistique suffisante pour interpréter les résultats de façon correcte, évitant ainsi une répétition des tests. Dans cet objectif, une analyse sera réalisée afin d’estimer le nombre d’animaux nécessaire pour observer une cicatrisation efficace mesurée d'au moins 50% par rapport au groupe contrôle.
Raffinement
Le raffinement des méthodes expérimentales afin de réduire au maximum la souffrance animale est mis en œuvre grâce à l'utilisation de points limites clairement établis (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids, …), permettant d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse. Le programme d’anesthésie, d’analgésie et de chirurgie (incluant oxygène à concentration ajustable et des tapis chauffants) est défini en accord avec un vétérinaire et/ou la cellule bien-être, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. Il est aussi mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de jouets, litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères.... En cas de doute, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu’à normalisation ou jusqu’à atteinte des points limites. Tous les points limites et leur cotation sont décrits dans un formulaire interne. Cette observation inclue une surveillance de l'aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal sous stimulation, la respiration l’appétit, l’état d’hydratation, les tremblements ou convulsions… Une évaluation interne incluant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à postériori la catégorie si nécessaire.
Choix des espèces
La cicatrisation représente un processus complexe impliquant une série de mécanismes de signalisation cellulaire entrainant une prolifération cellulaire et un inflammation. Aujourd’hui encore, les rongeurs rats et souris demeurent essentiels afin d’étudier les processus de cicatrisation et comprendre les mécanismes moléculaires impliqués. De plus, le choix des espèces est basé sur la bibliographie scientifique, les modèles expérimentaux étant largement décrits chez le rat et la souris. Principalement rongeurs sevrés, âge variant entre 3 semaines et 6 mois, conformément aux données historiques, à la bibliographie scientifique.
Mise en place de modèle murin de septicémies à E. Coli, K. Pneumoniae, A. Baumannii, P. Aeruginosa ou S. Aureus et évaluation de l’efficacité de traitements antibiotiques sur ces modèles.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
1 550 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 60 d'entre elles et modéré pour les 1 490 autres. Chacune reçoit une injection de bactéries, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa ou Staphylococcus aureus, destinée à provoquer une septicémie généralisée qui, sans traitement efficace, conduit à la mise à mort dans les 24 heures suivant l'inoculation. S'y ajoutent jusqu'à deux injections par jour pendant huit jours, des prélèvements de sang au sinus rétro-orbitaire, à la veine caudale ou à la veine mandibulaire, et des séances d'imagerie de bioluminescence sous anesthésie. Le porteur annonce une surveillance jusqu'à trois fois par jour pour éviter toute souffrance inutile, et écarte dans le même texte les analgésiques anti-inflammatoires, qui biaiseraient le développement du modèle.
Objectifs
D’après le site de l’Organisation Mondiale de la Santé et des données scientifiques, en 2017, près de 50 millions de cas de septicémie et 11 millions de décès liés à cette maladie ont été recensés dans le monde. Cela représente encore près de 20% de l’ensemble des décès dans le monde dont près de la moitié ont été enregistrés chez les enfants de moins de 5 ans. Le sepsis est généralement causée par des bactéries nosocomiales, bien souvent résistantes aux traitements disponibles sur le marché, induisant rapidement un choc septique généralisé conduisant au décès du patient. Il y a donc une urgence dans la recherche et dans la découverte de nouveaux traitements efficaces contre ces bactéries multi-résistantes aux traitements. Ce projet consiste à développer et caractériser de nouveaux modèles murins de sepsis générés par infection avec des bactéries bioluminescentes ou non de type E. Coli, K. Pneumoniae, A. Baumannii, P. Aeruginosa ou encore S. Aureus. Ces modèles serontensuite utilisés dans le cadre du développement de nouveaux traitements des infections septicémiques non traitables et causées par des souches multirésistantes aux traitements (MDR).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier de nouveaux traitements antibiotiques permettant de mieux contrôler et d’améliorer la prise en charge des infections bactériennes responsables de septicémies rencontrées notamment dans les hôpitaux.
Procédures
Les animaux recevront des injections par voie intraveineuse dans la veine caudale, intrapéritonéale, par gavage ou sous cutané en interscapulaire sur animal vigile. Les injections sur animal vigile seront réalisées en quelques secondes (temps inférieur à 1 minute).Des injections en intramusculaires pourront être réalisées sur animaux sous anesthésie légère et dureront (en comptant l’anesthésie) environ 5 minutes. En cas de doses répétées, la fréquence des injections ne pourra dépasser 2 injections par jour et la dose de 5mL/kg par jour pour les intraveineuses, 10mL/kg par jour pour les intrapéritonéales, 5mL/kg par jour et ce pendant maximum 5 jours pour les injections sous-cutanées, 20mL/kg par jour pour le gavage et enfin 0.1mL/kg par site et par jour avec au maximum 2 sites par jour. La durée du traitement pourra s’étendre sur toute la durée de l’étude soit jusqu’à 8 jours. En cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes, des suivi de la bioluminescence seront réalisés sur animaux anesthésiés afin d’éviter tout mouvement des animaux pendant les phases d’acquisition des images. La durée de l’acquisition de bioluminescence, en comptant l’anesthésie, sera d’environ 10 minutes par animal. Des prélèvements (de sang à différents délais et d’organes uniquement après euthanasie) pourront être réalisés sous anesthésie en respectant les volumes et les fréquences de prélèvements classiquement décrits. Les prélèvements seront réalisés sous anesthésie et pourront être effectués au niveau du sinus rétro-orbitaire (SRO) en respectant une alternance entre les deux yeux entre deux prélèvements et un délai de 14 jours avant d’effectuer un nouveau prélèvement sur un même oeil, au niveau de la veine caudale, de la veine mandibulaire en respectant une alternance entre la veine gauche et droite entre deux prélèvements ou intracardiaque (uniquement à euthanasie et sous anesthésie de l’animal). Le choix d’une voie par rapport à l’autre se fera en fonction de la quantité des prélèvements ou injections prévus via cette voie. Les prélèvements d’organes (comme le cerveau, le cœur, les poumons, le foie, la rate, les intestins, les reins etc) ne seront effectués qu’après euthanasie des animaux afin de les peser, de réaliser des quantifications bactériennes ou tout autre analyse qui serait jugée utile à l’étude.
Impact sur les animaux
Les modèles de septicémies testés ici sont attendus comme étant des modèles d'infection généralisée pouvant induire, en l’absence de traitement efficace, l’euthanasie des animaux dans les 24 heures post-inoculation. Ainsi, un suivi extrêmement réguliers et vigilants de l’état de santé des animaux (jusqu’à trois fois par jour) sera mis en place pour éviter toute souffrance inutile de l’animal et une réaction rapide en cas de dégradation brutale et irréversible de son état de santé. Les animaux seront manipulés régulièrement pour différents actes avec ou sans anesthésie susceptibles d’induire un stress : pesées, suivi clinique, injections et acquisition d’imagerie optique. Les animaux pourront présenter des réactions différentes selon les produits testés et selon les voies d’administration choisies pouvant entrainer l’apparition de signes cliniques et/ou une perte de poids.
Devenir
Le modèle d’infection étant généralisé (septicémie) et les études d’efficacité ou de biodistribution d’un traitement nécessitant des prélèvements d’organes afin de réaliser des analyses, les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin d’étude.
Remplacement
Malheureusement à ce jour, malgré les évolutions constantes des modèles in-vitro et in-silico, aucun modèle ne permet de remplacer totalement le modèle animal d’autant plus dans le cas d’une infection généralisée comme celui de la septicémie.
Réduction
L’utilisation de bactéries auto-bioluminescentes permettra de réaliser un suivi au cours du temps le niveau de charge bactérienne sur les mêmes animaux (sans nécessiter d’euthanasie) et donc de diminuer le nombre d'animaux utiles au projet. De plus, le nombre d’animaux inclus dans chaque étude fera l’objet d’une évaluation afin d’adapter le nombre d’animaux par groupe en fonction de l’état d’avancement du développement du candidat médicament. Pour les études pilotes permettant de déterminer la charge de l’inoculum bactérien, en fonction de la souche de bactéries utilisées et du modèle murin, à minima trois groupes de 5 souris seront constitués afin de déterminer la dose bactérienne appropriée à la souche de souris utilisée. A l’inverse, si des résultats préliminaires de dose infectieuse d’un inoculum bactérien auraient été obtenus par exemple sur une autre souche de souris et nécessiterait une confirmation afin de choisir la dose la plus appropriée pour la nouvelle souche de souris testée, seulement deux groupes de 5 souris pourraient alors être utilisés aux deux doses en balance. Pour les études de biodistribution à minima deux groupes de 5 souris seront nécessaires afin de comparer la localisation du traitement en présence et en absence d’une infection bactérienne. Ce nombre de groupe pourrait être augmenté dans le cas où la biodistribution du traitement d’essai serait évalué en plusieurs modèles d’infection ou comparé avec la biodistribution d’un traitement de référence. De même, pour les candidats médicaments testés en primo-attention des groupes de 5 souris minimum seront constitués. A l’inverse, pour les traitements ayant déjà été préalablement testés et dont les résultats seraient encourageants, le nombre de souris inclus dans chaque groupe pourrait être augmentée afin de mettre en évidence une ou des différence(s) statistique(s). Si un test paramétrique peut être utilisé, un test t de student sera utilisé pour comparer 2 groupes et une Anova avec test de Dunett sera utilisé pour comparer un groupe versus un groupe contrôle ou test de Newman-Keuls pour comparer des groupes entre eux 2 à 2. Si un test non paramétrique doit être utilisé, un test de Wilcoxon sera choisi pour comparer 2 groupes et un test de Kruskall-Wallis sera utilisé pour comparer n groupes versus un groupe contrôle et un test de Friedman pour comparer n groupes entre eux 2 à 2.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en cage en portoir ventilés autant que possible en groupes sociaux, seule la souris BKG non infectée (contrôle du bruit de fond de bioluminescence) sera isolée dès le début de l’étude, afin d’éviter une contamination par ses congénères. En cas d’agressivité, des enrichissements supplémentaires (cachette supplémentaire ainsi qu’un morceau de papier en cellulose de bois) seront ajoutés dans la cage afin de limiter au maximum l’agressivité et de ne pas avoir recours à l’isolement de l’animal agressif en première instance. En cas d’hébergement individuel, les cages seront organisées de manière à permettre à minima un contact visuel avec les animaux des cages adjacentes et un enrichissement supplémentaire pourra être apporté. Les actes techniques, en particulier ceux nécessitant une anesthésie des animaux seront, autant que possible, regroupés et limités à une fois par jour. Dans le cas où, toutefois, dans la même journée plusieurs anesthésie devraient avoir lieu, un gel oculaire serait appliqué afin de limiter le dessèchement cornéen. Au cours de ces études, pour éviter toute souffrance animale inutile, les animaux pourront être suivi par du personnel formé et qualifié jusqu’à trois fois par jour (poids, suivi clinique avec grille de scoring (décrites dans le § 3.3.2.2) et mesure de la température par puce implantée en sous-cutanée) en fonction de la virulence de la souche bactérienne inoculée ainsi que des stades de progression de l’infection. Cela permettra de détecter les stades précoces d’un état de santé dégradé et irrémédiable justifiant le recours à l’euthanasie éthique. Ce suivi renforcé pourra être complété par une visite vétérinaire. Le modèle voulant le développement d’une infection généralisée accompagnée d’une réaction inflammatoire, le recours aux analgésiques limitant l’inflammation ne pourra malheureusement pas être envisagé afin de ne pas biaiser le développement du modèle.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car c’est un modèle standard et polyvalent (multiplicité des souches disponibles dont certaines sans poils), régulièrement utilisé dans les études d’infections bactériennes. De plus, sa taille réduite permet l’utilisation de technique d’imagerie optique corps entier ce qui est cruciale pour le suivi d’une infection généralisée. Les souches de souris sans poils (immunocompétentes ou immunodéficientes) seront privilégiées dans le cas d’utilisation de souches bactériennes OGM bioluminescentes afin d’obtenir les résultats les plus pertinents (absence de la bioluminescence naturelle des poils donc augmentation de la sensibilité). Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes d’environ 6 à 7 semaines au moment du démarrage d’une étude. Ce stade de développement est celui habituellement utilisé pour ce type d’étude (pas de contrainte spécifique liée à l’âge) et permet d’avoir des animaux d’un poids d’environ 20g en s’affranchissant de la période de croissance.
Offre de prestation d’étude de pharmacocinétique et de tolérance chez le rongeur (rat, souris) et le cobaye.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 7200
Cochons d'Inde : 7200
Jusqu'à deux prises de sang par semaine pendant un mois, dont deux au plus au sinus avec une pommade anesthésique sur l'œil, et une injection dans le liquide céphalorachidien sous anesthésie : 21 600 rongeurs, 7 200 souris, 7 200 rats et 7 200 cochons d'Inde, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués à l'issue pour prélever sang, tissus et organes. Le projet est une offre de prestation : mesurer comment des candidats médicaments se répartissent dans l'organisme et s'ils sont tolérés, afin de fixer les doses des études d'efficacité et des premiers essais cliniques. Les composés passent par la bouche, le nez, les veines, les muscles, l'abdomen ou sous la peau, et certaines voies exigent un abord chirurgical, source de douleur et d'inflammation. Aucune ligne ne justifie l'emploi des cochons d'Inde, et le porteur rapporte l'effectif de 21 600 à la seule "variabilité des modèles et des techniques de dosage".
Objectifs
Quelle que soit la voie d'administration, un médicament doit atteindre son organe cible pour être actif, à une concentration suffisante sans être toxique. L'obtention de la bonne concentration du produit au niveau de son organe cible dépend de son profil pharmacocinétique, obtenu par une voie d'administration et selon une fréquence d'administrations spécifiques, dans une formule donnée. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce projet qui a pour objectif de réaliser des études de pharmacocinétique de candidats médicaments chez les rongeurs pour traiter différentes pathologies, pour définir le devenir du produit dans l'organisme, déterminer l'exposition des animaux au produit, au niveau plasmatique et de certains organes, de définir les doses pouvant être administrées pour les études d'efficacité et lors des premières études cliniques et de sélectionner les formulations optimales. Les différentes voies d'administration pouvant être réalisées chez le rongeur sont : la voie orale, intraveineuse, sous-cutanée, intramusculaire, intrapéritonéale, intranasale, directement dans le liquide céphalorachidien par injection intrathécale. Pour certaines pathologies, l'utilisation de voies locales permet d'obtenir une meilleure efficacité en réduisant les effets systémiques non désirables. L'utilisation de formulations innovantes et/ou à libération prolongée, permet d'améliorer la biodistribution du produit et/ou d'augmenter la durée de l'efficacité des traitements, pour diminuer le nombre des administrations parfois invasives et/ou obtenir une concentration active stable dans le temps. Des prélèvements sanguins pourront-être réalisés soit à des temps spécifiques post-administration soit en fin d'étude pour effectuer les dosages du principe actif ou de ses métabolites, ou le dosage de biomarqueurs. Des prélèvements d'organes et de tissus pourront-être réalisés post-mortem pour les dosages du principe actif ou de ses métabolites, ou le dosage de biomarqueurs. La tolérance de ces candidats médicaments pourra aussi être évaluée in vivo par observation de signes cliniques (poids, comportement, douleur), au niveau local par observation du site d'injection de modifications macroscopiques comme la présence de signes d'inflammation, et post-mortem par des analyses des tissus soit globales (ELISA, PCR, etc...), soit histologiques. Ce projet a donc pour objectif de tester la tolérance et l'atteinte des organes cibles de thérapies innovantes dans diverses pathologies.
Bénéfices attendus
Ces études de pharmacocinétique et de tolérance constituent un prérequis dans le développement de candidats médicaments, quelle que soit l’indication. Nous espérons grâce à ce projet permettre la poursuite du développement des composés et formulations ayant démontré une bonne tolérance et une bio distribution pertinente pour le traitement de différentes pathologies. Ces études pharmacocinétiques et de tolérance permettront de sélectionner les composés les plus pertinents en fonction de leurs propriétés de biodistribution et de leur innocuité, de déterminer la formulation permettant une délivrance optimale et la concentration à utiliser pour atteindre la concentration thérapeutique dans le tissu / fluide/ organe cible.
Procédures
Administration de composés à tester ou de produit de référence : -L’administration de médicaments vétérinaires (anesthésiques/antalgiques) suivant les bonnes pratiques vétérinaires qui pourront être quotidiennes pendant 7 jours au maximum. Durée de l’intervention entre 5 minutes (Isoflurane) et 1h 00 (MMF). -Une administration intrathécale unique sous anesthésie générale, administration systémique ou intranasale sur l’animal éveillé en contention. Durée de l’intervention entre 5 minutes (administration systémique) et 1h 00 (administration intratéchale). -Des prélèvements sanguins pourront être réalisés : 1 à 2 par semaine (dans la limite des contraintes liées à la récupération des animaux et aux spécificités du site de ponction), jusqu’à la fin de l’étude.( 1 mois maximum après l'injection du principe actif). Durée de l’intervention maximum 5 minutes. Pour les prélèvements sanguins nous pouvons prélever au maximum: -Pour une ponction unique jusqu’à 10% du volume sanguin total suivi d’une période de récupération de 3 semaines. -Pour des prélèvements répétés dans la limite de 20% du volume sanguin total sur une période de 14 jours. En fonction de la fréquence et du volume minimum nécessaire aux analyses nous adapterons le site de ponction et éventuellement la réalisation des prélèvements sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables attendus dans des études de pharmacocinétique ou de tolérance sont : (1) la douleur ou le stress possiblement induit lors de l’administration du candidat médicament par voir systémique ou locale. Un stress peut être présent associé à la contention et une légère douleur liée à l’introduction d’une aiguille. (2) des contraintes modérées associées au prélèvement sanguin au niveau du sinus. (3) des douleurs ou des processus inflammatoires induits par les voies d’administration nécessitant un abord chirurgical.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés en fin de procédure car le sang, certains tissus et organes sont prélevés afin de réaliser des analyses.
Remplacement
Le recours à l’animal de laboratoire est nécessaire car il n’existe pas de méthodes alternatives validées pour mesurer la biodisponibilité et la tolérance de molécules dans les organes cibles après administration systémique ou locale. La pharmacocinétique de nouveaux traitements ne peut pas être étudiée via la culture cellulaire ou les modèles informatiques. Néanmoins nous réalisons une veille bibliographique active afin de suivre les modèles de remplacement qui sont susceptibles d’être développés à l’avenir.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire a été estimé, en tenant compte de la variabilité des modèles et des techniques de dosage de pharmacocinétique. Ce nombre d’animaux nous permettra d’avoir des résultats fiables sans utiliser plus d’animaux que nécessaire.
Raffinement
Ce projet fait l’objet d’une démarche spécifique dans la réalisation des études par du personnel formé aux méthodes, compétent et habilité dans le respect des principes éthiques : Le contenu de ces études intègre les impératifs éthiques tels que les modalités d’administration et de prélèvement, l’hébergement et l’enrichissement du milieu spécifique pour chaque espèce étudiée, mais aussi la prévention de toute douleur, détresse ou inconfort chez l’animal. Si nécessaire, de l’aliment sera mis sur le sol des cages la veille et deux jours après l’administration du composé afin de faciliter l’accès à la nourriture. De même si nécessaire, afin de faciliter l’accès à l’eau des biberons adaptés (tige longue pour souris) et/ou de l’hydrogel seront mis à disposition des animaux. Lors des procédures d’anesthésie de plus de 15 minutes, les animaux sont placés sur des tapis chauffants et un gel oculaire est appliqué. Une hydratation par administration de sérum physiologique est mise en place après les anesthésies qui vont avoir une durée supérieure à 30 minutes. Des protocoles d’analgésie adaptés sont mis en place lorsque cela est nécessaire, notamment pour les procédures impliquant des chirurgies. Afin de limiter et pallier cet effet indésirable, une administration d’anesthésiques et/ou antalgiques par voie systémique, suivant les recommandations des bonnes pratiques vétérinaires (introduction d’une aiguille), sera réalisée. Selon le cas, une habituation à la manipulation pourra aussi être effectuée afin de limiter le niveau de stress de l’animal. Les contraintes modérées associées aux modalités d’administration, aux prélèvements sanguins et au niveau du sinus (2 prélèvements au maximum pour diminuer le risque de lésion et en appliquant une pommade ophtalmique anesthésique locale) sont réalisés sous anesthésie-analgésie pour les plus invasifs en limitant le plus possible la contention de l’animal. L’état clinique des animaux est surveillé au moins quotidiennement, des pesées ou des mesures sont réalisées comme la prise de température, les examens sanguins…afin d’anticiper au maximum l’apparition de toute douleur et de mettre en place des mesures spécifiques (arrêt anticipé de l’étude, mise en place de soins…) par le responsable de l’étude en concertation avec le vétérinaire clinicien en application des points limites stricts et spécifiques du projet.
Choix des espèces
Les animaux utilisés sont des adultes pour lesquels les différents organes sont complètements formés et fonctionnels. En amont une évaluation est faite sur le choix des modèles les plus pertinents selon le type de pathologie à traiter, et le mode d’administration préféré : l’utilisation de voies locales permet d’obtenir une meilleure efficacité en réduisant les effets systémiques non désirables. L’utilisation de formulations innovantes et/ou à libération prolongée, permet d’améliorer la biodistribution du produit et/ou d’augmenter la durée de l’efficacité des traitements, pour diminuer le nombre des administrations parfois invasives et/ou obtenir une concentration active stable dans le temps. Le mécanisme d’action de la thérapie à tester permettra également de sélectionner le meilleur modèle de rongeur pour réaliser les études d’efficacité et donc de pharmacocinétique.
Étude de l’immunogénicité et de l’efficacité anti-infectieuse et antitumorale chez la souris des: 1) vecteurs dérivé du vaccin vivant atténué contre la rougeole; 2) génomes défectifs (ARN) du virus de la rougeole; et 3) polysaccharides conjugués.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Toutes tuées à l'issue, pour prélever leurs organes ou parce qu'une infection interdit leur réutilisation, 4 382 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, modéré ou sévère. Elles reçoivent des candidats vaccins par diverses voies, parfois jusqu'à deux fois par semaine pendant dix semaines, et des prises de sang à la veine derrière la mâchoire, puis une partie est infectée par des virus humains ou par le parasite du paludisme de la souris, ou greffée de cellules tumorales. Selon l'agent, l'infection peut provoquer fièvre, prostration, perte de poids et paralysie, et les tumeurs peuvent s'infecter ou s'ulcérer. Le porteur affirme viser des vaccins contre des infections graves et un traitement contre des cancers "pour lesquels le besoin médical et le marché sont également immenses".
Objectifs
L’objectif du projet est l’évaluation préclinique chez la souris de l’immunogénicité et de l’efficacité des différents candidats vaccins développés au laboratoire. Les capacités anticancéreuses de virus de la rougeole modifiés seront aussi évaluées dans des modèles de greffes de tumeurs syngéniques. Ces objectifs sont justifiés du point de vue scientifique car ils permettent de démontrer la fonctionnalité des candidats vaccins ou thérapeutiques. Le but ultime de ce projet est la mise à disposition de vaccins préventifs contre plusieurs pathologies infectieuses graves, ainsi qu’un possible traitement contre certains cancers, deux domaines d’impact majeur en santé publique.
Bénéfices attendus
Les candidats vaccins développés dans le laboratoire sont destinés à être évalués par la suite dans des essais cliniques. Leur évaluation préalable dans un modèle murin permet de démontrer leur efficacité et leur sûreté préclinique et de définir les doses et schémas vaccinaux. Le but ultime de ce projet est la mise à disposition de vaccins préventifs contre plusieurs pathologies infectieuses graves pour lesquelles le besoin médical est immense, ainsi qu’un traitement viro-thérapeutique contre certains cancers pour lesquels le besoin médical et le marché sont également immenses.
Procédures
Les animaux sont immunisés par voie intrapéritonéale, intramusculaire, intradermique, intraveineuse ou orale selon l'agent pathogène ciblé (quelques secondes par animal). Les prélèvements sanguins à la veine rétro-mandibulaire sont effectués à J0 - J7 - J28 - J60 après la vaccination (quelques secondes par animal). Pour évaluer l'efficacité des vaccins, certaines souris seront confrontées à des épreuves infectieuses (quelques secondes par animal) par des virus humains pathogènes ou non-pathogènes chez les souris contrôles ou par le parasite du paludisme Plasmodium berghei, pathogène. Le suivi du challenge est effectué sur une goutte de sang récupérée à la queue de chaque animal à J1, J2, J3, J5, J7, J10 (quelques secondes par animal). Pour évaluer les propriétés immuno-oncolytiques des vaccins, les souris seront greffées avec des cellules tumorales (quelques minutes par animal). Le traitement des tumeurs est effectué par des injections intratumorales, intrapéritonéales, intramusculaires, intradermiques ou intraveineuses de vaccins recombinants contre la rougeole (quelques secondes par animal). Les vaccins candidats sont inoculés (quelques secondes par animal) une ou deux fois par semaine pendant un maximum de 10 semaines.
Impact sur les animaux
Pour évaluer l'efficacité des vaccins recombinants, certaines souris seront confrontées à des épreuves infectieuses par des virus humains pathogènes ou non chez les souris contrôles, ainsi que par le parasite du paludisme murin Plasmodium berghei, également pathogène. Selon l'agent testé, l'infection peut entraîner une souffrance (fièvre, prostration, perte de poids, paralysie). Pour évaluer les propriétés anticancéreuses des candidats vaccins, les souris seront greffées avec des cellules tumorales syngéniques qui peuvent entrainer des effets indésirables. En effet, la croissance des tumeurs chez la souris peut provoquer une gêne ou affecter le comportement ou la locomotion. La tumeur peut s'infecter ou s'ulcérer.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort soit pour la collecte des organes et une analyse approfondie de la réponse immunitaire cellulaire ou par ce que les animaux sont infectés avec des agents pathogènes humains (virus ou parasites du paludisme) et ne peuvent pas être réutilisés.
Remplacement
Il n'existe pas d'alternatives non-animales dans le domaine de la recherche préclinique sur les vaccins recombinants. En absence de telles alternatives, l'utilisation d'animaux vivants dans les procédures expérimentales est prévue pour atteindre les objectifs du projet. L'étude des réponses immunitaires des candidats vaccins nécessite l'utilisation d'un organisme vivant entier avec un système immunitaire développé. Le virus de la rougeole (sauvage ou vaccinal) n’infecte que les primates, dont l’homme. Dans ce contexte et en premier choix, nous avons opté pour un modèle non-primate, mais présentant une organisation tissulaire et du système immunitaire proche de l’homme. Ainsi, un modèle de souris IFNAR ou hCD46/IFNAR permissif pour la rougeole est utilisé pour étudier les réponses immunitaires aux candidats vaccins.
Réduction
Pour appliquer le principe de réduction du nombre d’animaux utilisés, nous composons les groupes d’animaux « contrôles » de 4 souris et les groupes « test » de 6 souris. Ainsi deux souris sont épargnées à chaque test. Par la suite nous pourrons diminuer le nombre d’animaux à 4 dans les groupes « contrôle négatif » car, d’une expérience à l’autre, ces animaux contrôles reçoivent systématiquement le vaccin rougeole standard Schwarz et que la réponse des souris à l’immunisation est relativement homogène d’un animal à l’autre. Les groupes « test » sont composés de 6 souris, le nombre minimal d’animaux pour que les résultats soient statistiquement significatifs, comme validés par un bioinformaticien en interne. Le nombre de souris utilisées par groupe représente la moitié des normes utilisées dans l’industrie du vaccin. Nous pouvons appliquer cette réduction car nous observons des effets forts : réponses immunitaires présentes ou absentes ; protection d’épreuves infectieuses efficace ou non. Ces observations sont basées sur notre longue expérience (67 publications dans ce domaine).
Raffinement
Les animaux soumis à des procédures qui produisent une douleur ou une détresse minimale/transitoire seront suivis par une observation quotidienne. Lorsque les animaux subiront des épreuves infectieuses, ils seront également contrôlés quotidiennement. En effet, selon le pathogène utilisé, l’infection pourra entraîner une souffrance (fièvre, prostration, perte de poids, paralysie) qui précèdera la mort de l’animal. La mort des animaux comme point limite est strictement évitée. Les animaux seront surveillés quotidiennement et une grille évaluation douleur stress inconfort approuvée sera utilisée pour noter la douleur et la détresse qui peuvent survenir chez les animaux exposés à des agents pathogènes connus pour provoquer des effets graves. Nous suivrons : 1) L'apparence générale (poil luisant/terne, hérissé, état d'embonpoint, perte de poids, rétrécissement des orbites oculaires, renflement du nez, changement de position des vibrisses. 2) Signes cliniques : respiration, posture, activité, fèces, pli cutané. 3) Comportement : comportement normal/agitation, mobilité, mâchonnement des barres, déplacement en cercle, saut arrière. Pour éviter au maximum la douleur et la détresse nous suivrons recommandations : mis à mort en cas de score 2 et observation quotidienne si score >0. Si des lésions apparaissent aux points d'injection ou si l'animal montre des signes de souffrance ou de détresse, un contact avec le vétérinaire sera établi pour décider de l'action à entreprendre (éventuellement en utilisant une analgésie). Le gel hydrique sera ajouté et l'enrichissement sera amélioré dès le début des procédures des épreuves infectieuses.
Choix des espèces
Le virus de la rougeole (sauvage ou vaccinal) n’infecte que les primates, dont l’homme. Dans ce contexte et en premier choix, nous avons opté pour un modèle non-primate, mais présentant une organisation tissulaire et du système immunitaire proche de l’homme. Ainsi, un modèle de souris permissif pour la rougeole est utilisé pour étudier les réponses immunitaires aux candidats vaccins. Nous utilisons ces souris depuis de nombreuses années et avons publié un grand nombre d’articles décrivant leurs propriétés et leurs qualités dans ce contexte. Pour étudier les propriétés immuno-oncolytiques du virus de la rougeole, des modèles de greffe de tumeurs sont utilisés. Age moyen des animaux : 11 semaines +/- 4 semaines. Les animaux doivent être matures au plan immunologique. Par ailleurs les jeunes individus répondent mieux que les plus vieux. Enfin, il est inutile de laisser vieillir les animaux avant utilisation.
Rôle des cellules endotheliales cuboidales de veinules post-capillaires (High Endothelial Venule ou HEV) dans la recirculation des lymphocytes T dans un contexte de lymphome B chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Pour voir comment la chimiothérapie associée à un anticorps modifie les vaisseaux des ganglions envahis par un lymphome, 1 493 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré ou sévère, ou menées sous anesthésie sans réveil, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement de leurs ganglions. Les souris développent ce cancer des ganglions, qui peut causer douleur et perte de mobilité quand les ganglions de l'aine ou de l'aisselle gonflent, et reçoivent une à trois injections. Après trois injections, une partie est opérée sous anesthésie générale pendant moins d'une heure, puis observée au microscope une à deux heures, et tuée sans réveil. Le porteur invoque des points limites "précoces, prédictifs et adaptés" sans en préciser aucun seuil.
Objectifs
Les veinules cuboidales ou HEV sont des vaisseaux sanguins particuliers qui constituent les portes d’entrées majeures des lymphocytes dans la plupart des organes lymphoides secondaires comme les ganglions lymphatiques et sont indispensables pour le bon fonctionnement du système immunitaire. Lorsque les cellules d'un lymphome (cellules cancéreuses) envahissent un ganglion, l’organisation du ganglion est détruite, ces vaisseaux disparaissent et le système immunitaire du patient est donc affecté. Le traitement utilisé chez les patients atteints de lymphome est une chimiothérapie associée à un anticorps thérapeutique. Ce traitement permet de réduire le lymphome et de détruire les cellules cancéreuses. Cependant, certains patients rechutent et l’objet de ce projet est donc d’étudier en utilisant le modèle souris comment le traitement utilisé chez les patients module la vascularisation du ganglion infiltré par le lymphome, et de déterminer si ces changements peuvent être utiles pour améliorer la prise en charge des patients notamment lors des rechutes.
Bénéfices attendus
Comprendre à l'aide d'un modèle chez la souris les effets de la chimiothérapie sur les vaisseaux des ganglions infiltrés par une tumeur de type lymphome afin de mieux choisir les traitements à administrer aux patients qui répondent moins bien ou qui rechutent.
Procédures
Les animaux seront soumis à: 1, 2 ou 3 injections (La durée de chaque injection allant de 10 secondes à quelques minutes mais toujours
Impact sur les animaux
Le modèle de souris utilisé développe des cancers au niveau des ganglions appelés lymphome. Ce lymphome peut provoquer de la douleur à l’animal, sensibilité au niveau des ganglions et une perte de mobilité liée notamment au gonflement des ganglions au niveaux de l'aine ou du creux axillaire. Les souris qui subiront des injections subiront du stress lié à la pesée et à la contention nécessaire à l'injection. Les souris qui recoivent la chimiothérapie ou qui sont anesthésiées pour une chirurgie sans réveil peuvent aussi subir un stress au moment de l'injection.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à l'issue de chaque procédure car les analyses nécessitent le prélèvement des ganglions.
Remplacement
A l’heure actuelle, les procédures réalisées sur l'animal dans le cadre de ce projet ne peuvent pas être remplacées par des méthodes expérimentales alternatives. En effet, les veinules cuboïdales des ganglions ou HEV sont dépendantes de l'environnement du ganglion lymphatique. De ce fait, toute étude in vitro est actuellement non envisageable. De plus, ces cellules sont associées à une fonction particulière qui permet la recirculation des lymphocytes qui sont des cellules majeures dans la surveillance immunitaire, et cela ne peut également être évalué qu’in vivo. Par conséquent, l’ensemble des études sur ces veinules se font exclusivement chez l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé pour chaque groupe a été déterminé par nos études antérieures et celles de la littérature. Il est de 15 animaux dans chaque groupe étudié, un nombre d’individus suffisants pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Enfin, le projet est conçu avec une hiérarchie des procédures où la réalisation d’une procédure ultérieure est possible uniquement si les résultats de la précédente procédure le justifient.
Raffinement
La stratégie de raffinement est premièrement fondée sur l’utilisation de points limites précoces, prédictifs et adaptés. Le suivi des animaux est réalisé par les expérimentateurs ou l’équipe de zootechnie quotidiennement (aspect externe, comportement, palpation des ganglions périphériques). Les procédures d'injections ont été optimisées afin de générer le moins de stress et de douleurs aux animaux. Les injections se font sous anesthésie locale et les chirurgies sous anesthésie générale. Les conditions d’hébergement et les méthodes expérimentales utilisées sont les plus appropriées pour réduire au maximum toute angoisse ou dommage durable que pourraient subir les animaux.
Choix des espèces
Le choix de l'espèce est lié au fait que les ganglions lymphatiques ne sont véritablement apparus au cours de l'évolution qu'à partir des mammifères. La souris est donc le plus petit mammifère adapté à l'étude des veinules cuboïdales dans le cadre des lymphomes. Seuls des adultes âgés d'un minimum de 6 semaines sont utilisés car le développement de ces ganglions et du système immunitaire matur est tardif.
Etudes de toxicologie de la reproduction avec observations post-natales longues chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 59624
74 464 rongeurs, 59 624 rats et 14 840 souris, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les adultes reçoivent un produit par voie orale chaque jour, les femelles subissent des lavages vaginaux avant accouplement, et les petits nés dans les études sont soumis à des tests de développement physique, sexuel et neurologique, à des examens ophtalmologiques, à des mesures du tibia et de la distance ano-génitale ainsi qu'à des prélèvements de sang et d'urine. Les effets attendus portent sur toutes les étapes de la reproduction : accouplement, nidation, gestation, mise bas, lactation, comportement maternel et développement des descendants. Le porteur présente ces essais comme "indispensables" dans un dossier de mise sur le marché et "nécessaires règlementairement", et note qu'aucun modèle in vitro ne couvre l'ensemble de la fonction de reproduction.
Objectifs
Ce projet permet l'évaluation de la toxicité d'un produit chez le rongeur (rat ou souris) sur les fonctions de reproduction et/ou le développement de la descendance ou d'animaux juvéniles, conformément aux lignes directrices : - ICH M3(R2), S5(R2): Pre- and Post-Natal Development (PPND) - OCDE 416 (Two-Generation Reproduction Toxicity Study) et OCDE 443 (Extended One-Generation Reproduction Toxicity Study) - FDA- CDER Guidance for Industry, Nonclinical Safety Evaluation of Pediatric Drug Products. Les procédures peuvent être indispensables dans un dossier de mise sur le marché d’un médicament ou d'enregistrement d'un produit chimique et permettre aussi l’évaluation du risque en termes d’exposition (informations sur les effets toxiques majeurs : détermination d'une dose sans effet adverse afin de déterminer une marge de sécurité pour l'utilisation/l’exposition humaine).
Bénéfices attendus
A ce jour, l’ECVAM propose quelques modèles in vitro permettant d’identifier le potentiel tératogène de certains produits, mais aucun ne permet d’intégrer globalement l’impact sur la fonction de reproduction. Ce projet correspond aux tests nécessaires et reconnus règlementairement pour évaluer l’impact de l’exposition maternelle (notamment en termes de biodistribution et de métabolisme) ou l’impact global sur la fonction de reproduction (production, transport des gamètes, fécondation, implantation, parturition, lactation, développement post-natal précoce) de différents produits.
Procédures
Les animaux sont traités, le plus souvent par voie orale de façon journalière, avec un produit, pour évaluer l’effet de ce produit sur l’appareil reproducteur. Avant accouplement, les femelles sont soumises à des lavages vaginaux pour observer les cycles œstraux. Les petits issus des portées pourront être soumis à des tests non invasifs de suivi de développement physique, sexuel ou de maturité sexuelle et neurologiques/comportementaux, ainsi qu’à des observations ophtalmologiques. Des prélèvements sanguins et urinaires sont également possibles pour bilan hémato-biochimique ou hormonal par exemple ; ils sont réalisés à une fréquence et aux volumes conformes aux recommandations en vigueur et pourront faire l’objet d’une mise à jeun préalable .
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus correspondent essentiellement aux effets pharmacologiques du produit administré, qui peut cibler chaque phase du cycle de reproduction : altérations du comportement à l’accouplement, difficultés à la nidation, à la gestation, à la mise-bas, à la lactation, altérations du comportement maternel et du développement sexuel des adultes ainsi que du développement fœtal et post-natal des descendants. De l’inconfort et du stress liés aux procédures elles-mêmes (contention, administration, sédation/anesthésie, l’hébergement individuel (quand nécessaire), observations et mesures (lavages vaginaux, examens ophtalmologiques, mesure de la taille du tibia ou de la distance ano-génitale, tests de suivi de développement ou de maturité sexuel(le), évaluations du comportement et/ou des signes neurologiques) et/ou prélèvements) et des effets systémiques liés au produit administré (ex : pertes de poids, baisse de consommation alimentaire) peuvent aussi être observés.
Devenir
La caractérisation de l’effet de l’administration de produits comprenant l’évaluation des tissus et organes cibles, tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure.
Remplacement
En raison de la complexité des organismes vivants et des processus de développement, de conception et des échanges dynamiques entre mère et descendance, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’intégrer l’impact global sur la fonction de reproduction. Les tests in vivo de ce projet ne sont actuellement pas remplaçables et restent nécessaires règlementairement pour évaluer l’impact de l’exposition maternelle ou l’impact global sur la fonction de reproduction de différents produits (ex : médicaments, produits chimiques).
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe est celui recommandé dans les lignes directrices ICH ou OCDE, et correspond au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats fiables et atteindre les objectifs de l’étude. Le besoin de groupe contrôle, le nombre de doses nécessaires, ainsi que les techniques de prélèvements sanguins sont évalués systématiquement pour assurer une réduction du nombre d’animaux.
Raffinement
Les actes pouvant engendrer du stress, de l’inconfort ou des douleurs seront réduits au minimum nécessaire et seront réalisés sous sédation ou anesthésie générale. Dans le cas où l’anesthésie est jugée plus traumatisante pour l’animal et/ou si l’anesthésie est incompatible avec les prélèvements prévus, les prélèvements seront réalisés sur l’animal vigile, notamment les prélèvements sanguins et le recueil d’urine, par exemple. L’état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement tout au long de l'étude et évalué grâce à la mise en place de points limites de façon à éviter tout inconfort ou souffrance prolongé(e) : poids corporel, évaluation de la consommation de nourriture et d’eau, température corporelle, signes cliniques, morbidité/mortalité (liste non exhaustive). Toute anomalie est signalée, revue par un vétérinaire (le cas échéant) et si un ou plusieurs points limites sont atteints, que la douleur de l’animal ne peut être soulagée ou que l’inconfort ne peut pas être suffisamment limité à son minimum, la décision d'interrompre le traitement ou d'euthanasier l'animal sera prise. Des techniques de prélèvement sanguin sont utilisées selon les bonnes pratiques vétérinaires et procédures internes validées, quand elles sont compatibles avec les volumes de sang/fréquences à obtenir. Les rongeurs sont hébergés en groupe la plupart du temps à l’exception de certaines situations expérimentales ou sanitaires exigeant l’hébergement individuel.
Choix des espèces
Le rat et la souris sont des espèces de choix, le rat étant celle qui est la plus fréquemment utilisée. En effet: - elles sont recommandées par les lignes directrices, - elles présentent une gestation courte, un hébergement facile, pas de reproduction saisonnière, un nombre conséquent de petits issus des portées, - beaucoup d'études de toxicologie générale et de reproduction sont réalisées chez le rongeur, ce qui permet une bonne comparabilité aux autres études du projet, - elles font l’objet de données historiques robustes. Le produit sera administré à des animaux adultes car les animaux doivent être sexuellement matures au moment des accouplements, pour évaluer l’effet du produit sur l’appareil reproducteur. Les petits qui naissent dans le cadre des études ne sont pas traités avec les produits mais sont suivis pendant la lactation ou jusqu'à l’âge adulte (selon les lignes directrices ; observation de la survie et du développement de la descendance). Dans d’autres études, le produit pourra également être administré aux juvéniles pour évaluer l’effet sur le développement ou dans le cadre de produits pharmaceutiques à visée pédiatrique. Ces âges sont requis par les lignes directrices et/ou correspondent aux âges d'utilisation chez l'humain. Le produit sera administré à des animaux adultes (jeunes ou moins jeunes en fonction de la durée de traitement avant accouplement et selon les lignes directrices/recommandations règlementaires) car les animaux doivent être sexuellement matures au moment des accouplements, pour évaluer l’effet du produit sur l’appareil reproducteur. Dans certaines études, le produit pourra également être administré aux juvéniles pour évaluer l’effet sur le développement ou dans le cadre de produits pharmaceutiques à visée pédiatrique. Ces âges sont requis par les lignes directrices et/ou correspondent aux âges d'utilisation chez l'humain. Sauf dans les cas ci-dessus, les petits qui naissent dans le cadre des études ne sont pas traités avec les produits mais sont suivis pendant la lactation ou jusqu'à l’âge adulte (selon les lignes directrices ; observation de la survie et du développement de la descendance).