Souris

Gavées chaque jour de leur gestation, jusqu'à vingt et une fois, 255 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Les femelles porteuses sont mises à mort au sevrage de leurs petits, qui subissent ensuite trois tests de mémoire, une imagerie de la rétine sous anesthésie injectable de trente à quarante-cinq minutes, une IRM et un prélèvement de sang avant la fixation de leur cerveau. Il s'agit de tester in utero une molécule contre les déficits cognitifs liés à la trisomie 21, dont le porteur espère qu'elle déplacera "de quelques dizaines de points" le quotient intellectuel des patients. Le RNT décrit une douleur de gavage "accentuée à cause de la répétition" et un stress lié aux tests, tout en affirmant ailleurs que "les tests comportementaux sont sans contraintes".

Objectifs

La trisomie 21 (T21), est due à la présence d’un chromosome 21 surnuméraire. C’est la forme la plus fréquente de retard mental qui touche environ 1 nouveau-né pour 2000 naissances. Elle représente environ un tiers des déficiences intellectuelles chez les enfants d’âge scolaire. Plusieurs traitements visant à améliorer le retard mental ont déjà été investigués. Parmi ceux-ci, on trouve une molécule qui a montré des effets bénéfiques dans des modèles animaux mais aussi chez l’Homme à l’âge adulte. Pour autant, peu d’études portant sur l’impact d’une action au cours de la gestation ont été réalisées chez le modèle animal, alors que des modifications importantes se mettent en place très tôt au cours du développement dans la T21. Pour palier a ce manque, une molécule sera administré aux souris femelles gestantes. Suite à ce traitement au cours de la gestation, 4 domaines seront évalués. 1) Le domaine de la mémoire à l’origine du retard mental. 2) Le domaine ophtalmologique qui servira à mieux comprendre les mécanismes impliqués dans ces défauts chez les patients. 3) Le domaine de du cerveau pour évaluer par Imagerie par Résonance Magnétique son fonctionnement avec ou sans le traitement. 4) Le domaine de fonctionnement du foie qui comporte des défauts chez les porteurs de T21. Ici nous voulons tester l’hypothèse que ces problèmes commence au cours de la gestation. Ce projet sera réalisé sur 2 etablissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

Arriver à déplacer, de quelques dizaines de points le quotient intellectuel des patients T21 leur permettrait d’avoir une vie plus autonome et socialement intégrée. Cela constituerait un progrès très important pour leur qualité de vie et celle de leur entourage. Peu d’études portant sur l’impact d’une action au cours de la gestation ont été réalisées chez le modèle animal, alors que des modifications structurales de l’hippocampe et du cervelet se mettent en place très tôt au cours du développement embryonnaire dans la T21 et donc au cours de la période gestationnelle. Dans 2 études précédentes, nous avons montré que le traitement in utero chez la souris avec des inhibiteurs ciblant l’activité d'une proteine cible, améliore les déficits observés en lien avec la T21 chez plusieurs modèles murins. Ceci montre que le traitement au cours de la gestation entraîne des modifications qui perdurent sur le long terme. Nous attendons pour cette étude, les mêmes effets bénéfiques mais en utilisant une molécule de dernière génération, soluble, permettant une administration per os, indispensable pour une transposition chez l’Homme. Nous espérons que ce traitement sera suffisant pour permettre de ne plus avoir besoin de traitement chronique chez l’adulte. Une amélioration significative des performances cognitives est attendue, notamment pour la mémoire de travail et la mémoire explicite dans un modèle murin de trisomie 21, qui montre de faibles performances dans ce test. L’imagerie rétinienne révélera si le traitement a un impact sur les phénotypes rétiniens, ça n’a jamais été investigué. De plus, les potentielles améliorations seront également caractérisées par de l’imagerie fonctionnelle. L’étude des marqueurs sanguins permettra de savoir si le défaut du métabolisme hépatique à une origine développementale. D’une façon plus générale, pour une recherche fondamentale, les résultats obtenus devraient également permettre d’approfondir les connaissances sur le rôle de cette protéine cible au cours du développement et son impact sur les défauts cognitifs des patients.

Procédures

Les femelles gestantes seront traitées avec la molécule par gavage tous les jours pendant la durée de la gestation. Le traitement sera administré 1 fois par jour, tous les jours durant la gestation (21 jours maximum) per os par gavage. Les animaux seront soumis à 3 tests de comportement qui permettent d'évaluer leur mémoire. Ces tests se déroulerons sur 4 jours, avec 1 session unique par jour. Chaque session dure de 8 à 15min suivant le test. Les souris recevront 4 anesthesies, -1 gazeuse pendant toute la durée de l’imagerie ophtalmique, 15 minutes maximum. -1 anesthésie gaseuse complementée par une analgesie pour l'imagerie par resonnance magnétique (IRM) - 1 anesthesie pour effectuer une fixation du cerveau ou une anesthésie de quelques minutes par inhalation pour un prelevement sanguin. La production des animaux traités in utero ainsi que les tests de comportement et les analyses ophtalmologiques seront fait dans l'EU235. L'IRM, les prelevements de sang et les fixations des cerveaux au PFA seront fait dans l'EU466.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont l'introduction d'une canule de gavage pour l'administration des molécules par voie orale. Cette douleur sera accentuée à cause de la répétition des gavages, au maximum 21 fois, soit 1 gavage par jour de gestation. L’électrorétinographie implique une anesthésie longue (30-45 minutes) obtenue par injection d'anesthesique. L'IRM se fait sous une anesthésie gazeuse avec analgésie, necessitant une injection. Le prélèvement de sang se fait sous anesthésie gazeuse, pouvant induire une angoisse chez l'animal. Les test de comportement nécessite de placer les souris dans des sytèmes quelles ne connaissent pas, ce qui peut engendrer un stress.

Devenir

Tous les animaux sont mis a mort. Des organes seront prelevés pour études.

Remplacement

La compréhension des mécanismes ainsi que les origines développementales des pathologies génétiques associées à des retards mentaux requièrent l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité et il n’existe donc pas de méthode autre que l’étude in vivo. La souris est une espèce physiologiquement et génétiquement proche de l’Homme dans laquelle nous pouvons réaliser les manipulations génétiques pour obtenir ces modèles de pathologies humaines.

Réduction

Le taux de transmission de la trisomie dans ce modèles souris et d’à peine 30%. 1 portée compte en moyenne 6 petits dont 2 trisomiques. Pour assurer la production des animaux, il faut accoupler 40 animaux femelles au total pour le traitement au cours de la gestation. Il faut multiplier ce chiffre par 2 pour avoir des mâles et des femelles, car l’analyse IRM montre des différences significatives en fonction du sexe. En effet, il nous intéresse de connaître la différence d’action que peut avoir la molécule inhibitrice sur des souris de sexes différents. Les effets du genre sur l’action de la molécule pourront ainsi être étudiés. La taille des groupes a été déterminée grâce aux résultats de nos précédentes études qui nous ont permises de déterminer le nombre minimum d’animaux à utiliser. Comme les tests comportementaux sont sans contraintes, certains animaux ne répondront pas, c'est pourquoi nous testeront 4 animaux de plus dans chaque groupe.

Raffinement

Dans notre étude précédente, l’administration répétée pendant 19J par gavage chez l’adulte de cette molécule n’a pas montré d’effets délétères chez les animaux traités. Un suivi des femelles sera cependant réalisé sur la totalité de l’expérience, notamment durant la période gestationnelle où aura lieu le traitement. Un arbre décisionnel basé sur le reflet de la douleur chez la souris sera utilisé pour ne pas prolonger des souffrances éventuellement constatées. Les conditions d’élevage seront améliorées pour les femelles gestantes pour leur permettant de faire un nid plus complexe et ainsi de mieux gérer leur exposition à la lumière et aux menaces perçues. De plus, un tube de transfert sera placé dans les cages pour manipuler les animaux sans les toucher et servira également comme enrichissement du milieu durant toute l’expérience. Les animaux seront ensuite sevrés de leur mère à 4 semaines et hébergés par groupe de 4 ou 5 pour leur assurer une vie sociale. Lors des tests ophtalmiques, du gel ophtalmologique sera appliqué sur les deux cornées dès que l’animal sera endormi, ainsi qu’à la fin de la séance d’imagerie, afin d’éviter tout dessèchement cornéen. Le transport se fera dans des cages sécurisées dédiées au transport avec nourriture et eau gélifiées. Une habituation de deux semaines avant les acquisition IRM sera mise en place. L’animal sera placé sur un coussin chauffant pendant l’imagerie et jusqu’à son réveil. Durant l’examen d’IRM une anesthésie est utilisée afin de réduire au maximum le stress de l’animal. La température et la respiration des animaux sont en permanence surveillées par un système de monitorage et les animaux sont maintenus à une température optimale grâce au système de chauffe berceau de l’IRM. En cas de chute de la température et/ou de la respiration non gérable, l’acquisition en cours est immédiatement interrompue et l’animal est sorti de l’IRM. Il est alors placé dans une cage mis sous une lumière chauffante jusqu’à son réveil, sous surveillance. Le transport se fera dans des cages sécurisées dédiées au transport avec nourriture et eau gélifiées et sera pris en charge par un transporteur. Une habituation de deux semaines avant les acquisition IRM sera mise en place.

Choix des espèces

La souris (Mus musculus) est l’espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son anatomie, sa physiologie et la génétique sont bien connues. De plus, les méthodes pour la manipulation génétique de ces animaux sont les plus développées. La nécessité d’utiliser des transgéniques est liée à l’absence de tout mutant spontané dans une espèce de mammifères qui correspond à la maladie humaine. Les femelles qui seront traitées durant leur gestation, utilisées pour générer les groupes d’animaux, seront accouplées à partir de 8 semaines, dès la maturation sexuelle atteinte. Les animaux issus de ces croisements, seront utilisés dès le début de la gestation. Le but de l’expérience étant de réduire les deficits qui ont lieu in utero, pendant la gestation chez les souris trisomiques. Après la naissance, les animaux sont sevrés à 4 semaines. Les femelles porteuses seront mises à mort à ce stade. Les nouveaux nés seront gardés jusqu’à 3 mois, âge adulte, auquel ils seront évalués dans différents paradigmes. C’est aussi l’âge où le développement cérébral est complet et où le comportement exploratoire et les aptitudes de mémorisation sont présentes.

Rendues malades par un agent chimique qui enflamme leur côlon pendant sept jours, 32 souris de dix semaines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. L'inflammation peut provoquer des selles molles ou des diarrhées et une perte de poids. Après un gavage unique destiné à mesurer la perméabilité de leur intestin, elles sont anesthésiées, saignées, puis mises à mort quatre heures plus tard. Le porteur affirme qu'il est "indispensable" de prélever leur côlon et le contenu de leur cæcum, pour vérifier si une supplémentation en tryptophane et en butyrate atténue l'inflammation intestinale.

Objectifs

Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), principalement la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, sont des maladies chroniques très invalidantes dont l’origine implique des facteurs environnementaux, en particulier le microbiote intestinal et l’alimentation. Certains produits du microbiote connus pour leur rôle bénéfique dans la santé de la muqueuse intestinale, sont diminués chez les patients atteints de MICI. Plusieurs études ont démontré les propriétés anti-inflammatoires de ces produits du microbiote et confortent l’intérêt de rechercher les effets d’une supplémentation nutritionnelle en produits bactériens bénéfiques pour la muqueuse intestinale dans les MICI. L’objectif du projet de recherche est d’évaluer l’efficacité d’une supplémentation nutritionnelle en produits du microbiote sur l’inflammation intestinale et la cicatrisation de la muqueuse intestinale chez la souris.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de confirmer ou d’infirmer l'effet bénéfique d'une supplémentation nutritionnelle en produits du microbiote sur l’inflammation et la réparation de la muqueuse intestinale et d’apporter des éléments sur le mécanisme d’action. Le projet devrait ainsi fournir des bases rationnelles à des essais cliniques de supplémentation nutritionnelle pour la prévention ou le traitement des patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin.

Procédures

Tous les animaux du projet seront soumis à des manipulations lors de la constitution des groupes et des pesées. Un gavage oral unique d’une durée de 5 secondes, avec une solution permettant d’évaluer la perméabilité intestinale, se fera sur tous les animaux à l’état vigil. Quatre heures après ce gavage, les animaux auront une anesthésie générale pour un prélèvement sanguin (d’une durée d’environ 10-15 secondes), puis seront immédiatement mis à mort.

Impact sur les animaux

Les animaux auront une inflammation modérée du côlon distal qui durera 7 jours. Cette inflammation peut être associée à des selles molles ou des diarrhées et une perte modérée de poids. L’arrêt du traitement inflammatoire au bout des 7 jours entraine l’arrêt progressif de ces symptômes et une récupération de l’état physiologique normal au bout de 4 jours. Le gavage unique des souris avec une solution pour évaluer la perméabilité intestinale est une procédure de classe légère qui devrait se limiter à un stress au moment du gavage, les animaux étant mis à mort 4 heures après.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort pour rechercher des différences statistiques de l’impact des différents régimes sur l’inflammation intestinale et sur le microbiote intestinal sur des critères histologiques et moléculaires. Il est indispensable de prélever des tissus coliques pour des analyses histologiques et de marqueurs moléculaires à partir d’ARN et de protéines extraits de ces tissus. L’analyse de la composition et de l’activité métabolique du microbiote intestinale nécessite de recueillir le contenu luminal au niveau du cæcum.

Remplacement

L’utilisation d’animaux est indispensable dans les études évaluant l’impact de la nutrition sur un écosystème physiologique aussi complexe que le microbiote intestinal et la muqueuse intestinale, impliquant des interactions très complexes. Il n’existe pas de modèles cellulaires in vitro pouvant reproduire la complexité de ces interactions.

Réduction

Le nombre de souris par groupe est de N=8, ce qui représente un minimum nécessaire pour évaluer statistiquement l'effet des régimes alimentaires sur l’inflammation intestinale et la cicatrisation de la muqueuse intestinale. Ce nombre est basé sur des études similaires issues de notre laboratoire ou de la littérature et tient compte d'une variabilité interindividuelle importante dans la sensibilité à l'inflammation des animaux qui impacte les analyses effectuées.

Raffinement

L’environnement des souris sera enrichi (tunnel, bâton à ronger, frisottis) tout au long de la procédure. Les souris seront hébergées à 4 par cage dès leur arrivée jusqu’à l’induction d’une inflammation intestinale. Les animaux seront suivis par un personnel animalier compétent et observés quotidiennement pour détecter d’éventuels signes de souffrance. L’évaluation de l’état des animaux sera effectuée selon des critères définis (poids, apparence physique (pelage, posture), activité, comportement, fréquence respiratoire). Leur prise alimentaire et leur prise de poids seront mesurées 3 fois par semaine, puis quotidiennement durant la période de 7 jours d'inflammation afin de détecter une éventuelle sous-alimentation ou perte de poids anormale. Si une douleur était constatée chez un animal durant cette période, un analgésique sera administré. Les points limites définis conduiront, s’ils sont observés, à la mise à mort des animaux le cas échéant.

Choix des espèces

La souris est le modèle le plus utilisé dans les études nutritionnelles, mais également dans les études sur l’inflammation intestinale. Les souris commandées auprès de l’établissement éleveur seront âgées de 10 semaines. Après une phase d’acclimatation de 10 jours et une période expérimentale de 18 jours, les souris seront âgées de 14 semaines à la fin l’expérimentation (soit 3,5 mois) ce qui correspond à un stade de jeune adulte fréquemment observé chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin.

80 souris transgéniques vont être utilisées, chacune portant un mélanome injecté sous la peau qui peut atteindre 1 000 mm3, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'injection dure cinq secondes sous anesthésie à l'isoflurane, et toutes sont tuées ensuite pour prélever les tumeurs et les organes lymphoïdes. Le porteur affirme que ces tumeurs ne provoquent ni nécrose, ni métastase, ni gêne à la mobilité, et ramène les nuisances au stress de la manipulation et de la contention. Le bénéfice annoncé tient en une phrase : montrer qu'une protéine détectrice de danger pourrait servir de cible thérapeutique en cancérologie.

Objectifs

Nos résultats précédents ont montré in vitro et in vivo qu’une protéine détectrice de danger donnait des fonctions pro tumorales à certaines cellules immunitaires. Pour mieux comprendre ces observations et, pourquoi pas, à terme développer une stratégie thérapeutique, nous avons mis en place une collaboration avec une équipe ayant développé des souris transgéniques portant des mutations sur cette protéine. Une des mutations induit un profile antitumorale de nos cellules d’intérêt in vitro. Toujours in vitro, notre collaborateur a pu identifier une molécule agissant sur cette mutation. Pour valider que ces observations sont bien associées à un ralentissement de la croissance des tumeurs, nous utiliserons des souris transgéniques et évaluerons la croissance du mélanome dans ces souris. A la fin de l’expérience, les tumeurs et organes lymphoïdes secondaires des souris seront prélevés pour analyse

Bénéfices attendus

Grâce à cette étude nous pensons pouvoir montrer que la protéine détectrice de danger peut servir de cible thérapeutique en cancérologie.

Procédures

Dans le cas des tumeurs sous cutanées les souris recevront une injection de cellules tumorales (durée de l’injection +/- 5 sec). Les tumeurs sous cutanées seront injectées sous anesthésie à l’isoflurane.

Impact sur les animaux

Les tumeurs sous cutanées seront injectées sous anesthésie. Sur la durée de l’expérience (les plus grosses tumeurs atteignant un volume de 1000mm3), ces modèles de tumeurs ne provoquent pas de nécrose, pas de métastase et pas d’impact sur la mobilité des souris. Les souris subiront le stress de la manipulation et de la contention.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin des expériences afin de prélever les tumeurs

Remplacement

Une grande partie de nos démonstrations a été réalisées in vitro. La réponse immunitaire anti-tumorale étant un phénomène complexe faisant intervenir beaucoup de cellules, de molécules et leurs interactions, il est impossible d’en modéliser l’entièreté en dehors d’un organisme vivant.

Réduction

Dans un souci de réduction, les expériences ne seront répétées que deux fois et les rates et les tumeurs seront analysées sur les mêmes animaux ce qui permet donc de réduire le nombre d’animaux de l’étude. De plus, nous avons fait appel à une méthodologiste afin de déterminer au mieux le nombre minimal de souris requis pour que nos tests statistiques soient suffisamment puissants.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans un environnement adapté et enrichi. Les souris auront à disposition des matériaux pour leur permettre de faire leurs nids. Chaque animal sera examiné quotidiennement tout au long de l’expérimentation. En cas de signes de douleur ou de souffrance les souris seront mises à mort.

Choix des espèces

Les animaux seront utilisés à l’âge adulte à partir de 8 semaines, c’est-à-dire possédant un système immunitaire mature. Les souris, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques sont les seules espèces animales disponibles pour sous forme génétiquement modifiée.

Greffées de cellules d'adénocarcinome colorectal humain sous anesthésie, 80 souris mâles portent une tumeur pendant deux à trois semaines, traitées tous les trois jours et passées deux à trois fois en microtomographie à rayons X. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour analyse des tumeurs. Le porteur écrit qu'aucune nuisance ni douleur n'est prévisible puisque les animaux sont anesthésiés pendant les manipulations puis tués en fin de protocole, tout en listant la perte de poids, le stress et la perte de mobilité parmi les effets à surveiller. Le projet transpose au cancer colorectal des peptides déjà testés sur un modèle de mélanome, jugé moins utile parce que ce cancer est plus rare et de meilleur pronostic.

Objectifs

Avec plus de 43000 personnes touchées par an en France, le cancer colorectal se situe au troisième rang des cancers les plus fréquents chez l’homme et au deuxième rang chez la femme. Il constitue la deuxième cause de décès par cancer et représente près de 12 % de l’ensemble des décès par cancer, en particulier chez les 65 ans et plus. Le choix du traitement du cancer colorectal dépend du stade, de sa localisation et de l'état général du patient. Bien que la  chirurgie  soit utilisée en première ligne, la chimiothérapie peut être prescrite à tous les stades de la maladie, et plus récemment, des thérapies ciblées sont utilisées en association avec la chimiothérapie . Malheureusement tous les patients ne répondent pas à ces thérapies et des phénomènes de résistance se développent très souvent. La recherche de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à limiter la progression du cancer colorectal demeure donc un défi majeur.

Bénéfices attendus

Historiquement, nos premiers résultats sur les effets anti-cancéreux de nos peptides ont été obtenus sur un modèle de mélanome, en association avec un laboratoire de dermatologie. Toutefois, en France, le mélanome cutané se situe au 9ème rang des cancers tous sexes confondus et ne représente que 2 à 3 % de l’ensemble des cancers. C’est également un cancer de bon pronostic avec une survie à 5 ans supérieure à 80% dans le cas du mélanome de stade I, représentant lui-même 84% des cancers diagnostiqués. A l’heure actuelle, les traitements sont souvent efficaces depuis les progrès de l’immunothérapie. Le cancer colorectal est, quant à lui, le troisième cancer le plus fréquent, tous sexes confondus, en France où il représente la deuxième cause de décès par cancer. Les traitements peuvent être très lourds avec de nombreux effets secondaires. Il apparaît donc important de cibler de nouvelles approches thérapeutiques, c’est pourquoi nous souhaitons vérifier que l’activité anti-tumorale de notre molécule et de ses analogues, observée in vivo dans un modèle de mélanome murin, est transposable au cancer colorectal. En effet, les résultats préliminaires obtenus dans un modèle in vitro de tumeur 3D sont très prometteurs.

Procédures

Pour nos expériences, les animaux seront sous anesthésie générale (quelques minutes) pour l'injection des cellules de cancer colorectal. 7 jours après, les animaux seront traités tous les 3 jours (quelques secondes par animal) pendant 2 à 3 semaines. Le suivi longitudinal (imagerie 3D par microtomographie rayons X) des animaux se fera sous anesthésie (10 à 15 minutes) à raison de 2 à 3 fois au cours des 2 dernières semaines du projet.

Impact sur les animaux

Pas de nuisances ou critère prévisible de douleur dans la mesure ou les animaux seront sous anesthésie générale durant les manipulations puis euthanasiés en fin de protocole. Douleur potentielle modérée et passagère (piqure) à l'injection des molécules. Une surveillance quotidienne du développement des tumeurs permettra de s'assurer du bien-être des animaux (absence de gêne à la locomotion ou de signes visibles de souffrance). Les effets indésirables surveillés pourraient être : perte de poids, stress, perte mobilité.

Devenir

Pour chaque procédure, l’ensemble des animaux seront euthanasiés à la fin des expérimentations, afin de prélever et d'analyser les tumeurs.

Remplacement

Ce projet s’inscrit dans la continuité d’études réalisées in silico, in vitro et ex vivo. Les peptides testés ont fait l’objet d’une étude in silico afin de sélectionner les meilleurs candidats potentiels. Ces candidats ont ensuite été validés par des études in vitro (migration et invasion cellulaire, modèles 3D multicellulaires) et ex vivo (anneaux aortiques) et nous testerons dans ce projet les peptides ayant donnés les meilleures réponses. Ce projet vise donc à valider in vivo les effets observés. Aucune méthode de substitution n’existe actuellement pour mesurer les effets sur la croissance tumorale.

Réduction

Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés, les peptides candidats ont été sélectionnés sur des modèles de sphéroïdes 3D. Ainsi seuls les peptides à fort potentiel seront testés. Ainsi l’étude considérée dans sa globalité est susceptible de concerner un nombre maximal de 80 souris mâles, réparties en 4 groupes et 2 procédures : 1 groupe contrôle, 3 groupes de test. Afin d’obtenir des résultats significativement robustes, un nombre maximal de 10 souris par groupe sera utilisé. L’analyse statistique se fera avec le test U de Mann-Whitney bidirectionnel.

Raffinement

Préalablement à la mise en place des expérimentations, les animaux seront hébergés dans des cages. L'eau et la nourriture seront mis à disposition ad libitum et la litière changée régulièrement. Afin de limiter le stress des animaux, les cages seront enrichies de divers équipements d'activité (tubes de jeu, niche, papier...). À leur arrivée dans l’animalerie et avant toute manipulation, les souris subiront une phase d’acclimatation aux conditions d’hébergement du laboratoire durant une période de 7 jours. Le suivi du protocole et de sa réalisation sera effectué par les responsables du projet en concertation avec la structure en charge du Bien-être animal et les animaux seront anesthésiés lors des procédures pouvant apporter un stress (jusqu'à l'euthanasie), de manière à n'induire aucune souffrance. Durant la phase d’anesthésie, si une détérioration irréversible de l'état de l'animal est observée (accélération anormale du rythme cardiaque ou suffocation ou hypothermie importante), alors l'animal sera immédiatement euthanasié.

Choix des espèces

Le modèle choisi est la souris. Il s’agit du modèle de référence pour l’étude de la croissance tumorale.

Douze semaines de régime enrichi en graisse jusqu'à l'obésité, puis six semaines de restriction calorique avec un gavage cinq fois par semaine : 168 souris suivent ce protocole de 18 semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont placées trois fois dans un tube de mesure de la composition corporelle, et mises à jeun six heures avant chacun des deux tests de tolérance au glucose, avec six gouttes de sang prélevées à la queue sur trois heures, à vif. Le porteur annonce une dyslipidémie, une hyperglycémie chronique et une intolérance au glucose comme effets attendus du régime, et un risque d'irritation de l'œsophage lié au gavage. À la dix-huitième semaine, toutes sont tuées pour prélever le tissu adipeux, le foie et le muscle.

Objectifs

L'obésité est un facteur de risque majeur pour le développement des maladies cardiovasculaires et du diabète. Différentes stratégies existent pour réduire le poids corporel (restriction calorique, chirurgie bariatrique ou traitements pharmacologiques) qui induisent à court terme une amélioration, mais qui ne perdurent généralement pas dans le temps, avec fréquemment un rebond pondéral avec retour des anomalies métaboliques, en particulier la dysfonction du tissu graisseux. Par exemple, les anomalies fonctionnelles du tissu adipeux comme la fibrose (définie par l'accumulation excessive de matrice de collagène dans le tissu gras), présente chez de nombreux patients en situation d'obésité ne sont pas résolues au cours de la perte de poids, et constituent un facteur important d'échec des interventions thérapeutiques de réduction pondérale. Cette situation peut être reproduite chez la souris rendue obèse par un régime riche en graisse, qui développe une fibrose du tissu adipeux comme les patients. Ce sont les cellules souches du tissu adipeux qui produisent l'excès de matrice extracellulaire. Notre objectif est de tester l'efficacité de stratégies visant ces cellules souches pour éviter leur transformation. Nous avons identifié deux traitements potentiels a administrer pendant la période de réduction pondérale, que nous souhaitons valider in vivo dans le modèle souris. Ces traitements se basent sur l'administration de 2 molécules déjà administrées chez l'homme dans d'autres contextes. Nous testerons si elles peuvent améliorer la réponse a la perte de poids lorsqu'elles sont administrées en combinaison à la restriction calorique chez des souris préalablement rendues obese par régime gras.

Bénéfices attendus

Ce protocole doit constituer une preuve de concept chez la souris de l'efficacité des traitements combinés avec la restriction calorique pour restaurer la santé métabolique, en utilisant des approches ciblant la fibrose du tissu graisseux. A terme ces experiences constitueront une indication de ces traitements vers une application en clinique humaine.

Procédures

Pendant 18 semaines, des changements de régime alimentaire seront effectués, avec mise sous régime enrichi en graisse (12 semaines) puis retour à un régime standard (pendant 6 semaines). La stabulation sera effectuée a thermoneutralité (30degrés Celsius) dans une enceinte a climat constant afin de limiter la dépense d'énergie liée au maintien de la température corporelle. Pendant 6 semaines a partir de la semaine 12 les animaux recevront un gavage avec les composes A ou B ou véhicule. Le gavage est réalisé sur animal vigile par simple contention a raison de 5 fois /semaine, et dure moins de 30 secondes. La nuisance est liée au risque d'inflammation de l'oesophage. Ni A ni B n'entrainent d'effet toxiques, ces composés sont approuvés et utilisés chez l'homme dans d'autres contextes. Le suivi métabolique longitudinal comprend des pesées hebdomadaires. Nous réaliserons des mesures non invasives de la composition corporelle à 3 temps : avant la mise sous régime, à la fin du régime gras, et à la fin de la période de traitement. Cette mesure implique de placer les animaux dans un petit tube et de placer l’animal dans l’appareil de mesure durant 2 minutes. Le test de tolérance au glucose est réalisé 2 fois a 12 et 18 semaines, comportant la mise a jeun pendant 6h suivie de prélèvements séquentiels de gouttes de sang a la queue (1 goutte x 6 pendant 180 minutes) sur animaux vigiles. Apres 18 semaines : prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse suivie immédiatement d'euthanasie pour prélèvement d'organes.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus du projet sont ceux liés à l’induction de l’obésité et aux altérations métaboliques associées. En effet, la consommation d’un régime enrichi en lipides tel que celui utilisé ici, peut mener à une dyslipidémie, des altérations de la glycémie avec notamment une hyperglycémie chronique, une intolérance au glucose et une altération de la sensibilité à l’insuline, facteurs de risque cardiovasculaires chez la souris comme chez l'homme. Une fois l'obésité constituée nous initierons une période de restriction calorique pour induire une perte de poids, ce qui permet de reverser partiellement les troubles métaboliques. Cependant le gavage avec les composés a tester nessecite des manipulations de contention, et peut aussi induire des effets indesirables par irritation de l'oesophage. Pour l’évaluation métabolique des animaux, nous privilegions les procedures non invasives pour limiter le stress/douleur. Il est cependant necessaire de proceder au prélèvement de gouttes de sang a la queue pour le test de tolérance au glucose et les mesures de glycémie et de cétonémie, qui doivent etre réalisées sur animaux vigiles pour l'obtention de résultats valides. Les prélèvements sanguins peuvent générer un stress/douleur de courte durée.

Devenir

A la fin du protocole, tous les animaux sont euthanasiés en vue de prelever et d'etudier differents organes (tissu adipeux, foie, muscle etc). Les différents prélèvements sont nécessaires pour des analyses post-mortem et que cela implique l’euthanasie de l’ensemble des animaux

Remplacement

Le tissu adipeux excerce une fonction de stockage de l'energie en exces et de production de molecules signalisatrices qui va être déterminée par le microenvironnement tissulaire complexe. Ainsi, il n'existe à l'heure actuelle aucun modèle cellulaire in vitro qui puisse reproduire les fonctions de ce tissu in situ, en particulier sa flexibilité et les changenement ponderaux. L’évaluation de l’activité du tissu adipeux en réponse à des changements d'environnement métabolique et nutritionnels sont des processus biologiques et physiopathologiques complexes qui ne peuvent être explorés que par des approches expérimentales in vivo.

Réduction

Chaque animal (au total 168) sera exploité afin d’apporter le maximum d’information. Si possible, nous utiliserons les données de manière transversale entre les protocoles afin de réduire le nombre d’animaux. La taille des groupes expérimentaux a également été optimisée afin de répondre aux besoins de mettre en évidence des différences statistiques et pour prendre en compte les variations liées à la diversité de la réponse biologique. Lorsque cela est possible techniquement, sans affecter la qualité des données recueillies, les souris partageant un même groupe contrôle seront étudiés en même temps afin de réduire le nombre d’animaux. La taille des groupes expérimentaux a également été optimisée afin de répondre aux besoins de mettre en évidence des différences statistiques et pour prendre en compte les variations liées à la diversité de la réponse biologique. Le calcul de puissance indique que 12 souris par groupe est le nombre minimal permettant d’obtenir des résultats statistiquement fiables compte tenu de la variabilité interindividuelle des paramètres mesurés (poids,tolérance au glucose, tailles des adipocytes, contenu en collagène, analyse de cytométrie en flux).

Raffinement

Un suivi du poids des animaux sera effectué avant mise sous régime puis de manière hebdomadaire pendant les 12 semaines de régime riche en graisse. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (regroupés à 4 animaux par cage) et l'isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons en carton, tunnel en carton ou carré de coton compacté. Les animaux seront maintenus à une temperature de 30 degrés Celsius qui correspond a la thermoneutralité pour les petits rongeurs (absence totale de stress thermique, réduction de la thermogénese). Nous utilisons une enceinte climatique homologuée permettant de contrôler la température, l'humidité et le niveau d'éclairage. De plus, le personnel expérimenté de l'animalerie veille au bien-être des animaux et l'état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement pour vérifier le respect des points limites définis pour ce projet. De plus, un suivi hebdomadaire de prise alimentaire et du poids sera réalisé, ce qui permet, en plus des données expérimentales, de s’assurer du bon état de santé des animaux et de les habituer aux manipulations afin de reduire le stress potentiel lors des procédures ultérieures (tests de tolérance au glucose). Nous prendrons soin de faire exécuter toutes les manipulations des animaux (pesées, gavages) par des personnes expérimentées afin de réduire le stress au maximum. Nous avons également choisi un matériel et des procédures adéquats pour limiter la douleur, avec en particulier l’utilisation des sondes de gavage en plastique fines et souples. Un laps de temps de minimum 1 semaine entre les actes sera respecté afin de laisser un temps de récupération aux animaux.

Choix des espèces

La souris est un modèle pertinent car les mécanismes de régulation de la balance énergétique sont très proches de ceux a l'œuvre chez l'homme. En cas de surnutrition, les souris développent une obésité (accumulation de tissu adipeux) qui ressemble à la situation chez l'homme avec des troubles du métabolisme glucidique (diabète) et d’autres perturbations métaboliques. Il est à noter que les modèles murins ont généré des apports conceptuels dans le domaine de la régulation du poids corporel, avec la découverte de la leptine, hormone d'origine adipocytaire qui contrôle la prise alimentaire. Cette hormone a été découverte grâce a des mutations naturelles chez la souris (mutation ob). De plus en rapport avec le projet, les souris répondent a des restrictions caloriques par perte de poids, elles peuvent aussi, comme les patients atteints d'obésité, développer une fibrose du tissu adipeux, avec des conséquences deletaires sur leur santé. Nos études requièrent que les animaux soient sexuellement matures avec un métabolisme adulte. Les souris seront donc mises sous régime à partir de l’âge de 6-8 semaines, pour une étude de durée totale de 18 semaines.

L'atteinte d'un point limite déclenche les mesures inscrites sur une fiche d'observation, jusqu'à la mise à mort. 1 000 souris et 600 rats vont être utilisés, tous tués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des candidats médicaments par l'abdomen, la bouche, la peau, la veine ou le muscle, subissent des prélèvements de sang parfois sans anesthésie, puis une perfusion intracardiaque avant que leur cerveau soit prélevé pour enregistrer l'activité électrique de coupes cérébrales. Le porteur présente ces essais comme un moyen d'accélérer le développement de médicaments contre les maladies du cerveau, sans nommer les composés testés ni les pathologies visées, et prévoit d'utiliser des animaux de 3 à 95 semaines.

Objectifs

Les maladies du cerveau sont un fléau dans notre société. Le développement de nouveaux médicaments est un processus long et coûteux. Afin d’accélérer le développement de nouveaux médicaments, il est crucial de déterminer l’efficacité et la toxicité des candidats médicaments le plus tôt et le plus rapidement possible. Dans ce cadre, l’objectif de ce projet est de tester l'efficacité de candidats médicaments en développement sur l’activité électrique neuronale. Pour ce faire, des candidats médicaments seront administrés à des rongeurs (souris et rats) et leur effet sur l’activité électrique des cellules neuronales sera évalué par la technique d’électrophysiologie, sur coupes cérébrales.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre l’effet de candidats médicaments sur la physiologie des cellules neuronales, dans le but de développer de nouvelles approches thérapeutiques chez l’Homme afin de traiter les pathologies cérébrales.

Procédures

Administrations : intrapéritonéale : 5 secondes, orale : 5 secondes, sous cutanée : 5 secondes, intraveineuse : 10 secondes, intramusculaire : 5 secondes Prélèvements sanguins : avec anesthésie légère par administration du mélange d’anesthésiques/analgésiques (10 secondes), anesthésie par inhalation (induction maximum 3 minutes) ou sans anesthésie, 5 secondes. Euthanasie : Administration du mélange d’anesthésiques/analgésiques (10 secondes), anesthésie par inhalation (induction maximum 3 minutes), perfusion intracardiaque d’un liquide physiologique (30 secondes), euthanasie pour prélévement du cerveau (3 secondes).

Impact sur les animaux

Les administrations et prélèvements peuvent induire un certain niveau de stress, et potentiellement une douleur modérée, qui seront limités par la maitrise des gestes techniques. Suite à l’administration des composés à tester, il se peut que des signes légers d’inconfort ou d’intolérance se manifestent (rougeur, gonflement...).

Devenir

Les animaux seront tous euthanasiés afin de réaliser les coupes cérébrales et procéder aux enregistrements de l’activité cérébrale sur ces coupes.

Remplacement

Les neurones et leur modulation peuvent être étudiés sur des coupes cérébrales de rongeurs par électrophysiologie. Ces approches expérimentales ne peuvent pas être remplacées par des méthodes substitutives type approche in sillico / in vitro ou culture cellulaire. L'étude de l'effet de composés en développement et une meilleure compréhension des pathologies du système nerveux central nécessitent donc l'administration de composés sur un organisme entier.

Réduction

Le nombre de souris a été réduit autant que possible, tout en étant suffisant pour l'obtention de résultats exploitables. L'évaluation du nombre d'animaux nécessaire a été effectuée par un programme adapté, (10 animaux par groupe / entre 2 et 10 groupes par étude et par espèce). Les résultats seront analysés par des tests statistiques. Nous adapterons les tests statistiques en fonction des observations.

Raffinement

Les animaux plus âgés pourront être placés individuellement pour éviter le risque de bagarre dès leur arrivée, suite à un retour d’expérience et conformément aux recommandations de l’éleveur. Ils resteront toujours en contact visuel et olfactif. Avant toute administration, une période d’acclimatation des animaux d’au moins 5 jours sera respectée. Un suivi quotidien des animaux sera effectué sans exception (Week-ends & jours fériés), les animaux seront pesés une fois par semaine dès la fin de la période d’acclimatation par les expérimentateurs pour suivre l’état de santé général. En particulier, ils seront observés après chaque geste technique (administration, prélèvement), afin de s’assurer de l’absence d’effet indésirable inattendu. En cas d’altération de l’état de l’animal, la surveillance sera rapprochée et il sera soigné selon les recommandations du vétérinaire et en accord avec le directeur d’étude. Ce suivi nous permettra de déceler précocement tout signe de souffrance ou d’angoisse et nous appliquerons strictement les points limites définis. Les animaux seront évalués grâce à la fiche d’observation /points limites et l’atteinte d’un point limite entrainera les actions documentées dans cette fiche. Lors des prélèvements sanguins réalisés par du personnel compétent et qualifié, les animaux pourront être sous anesthésie générale. Une alternance ou rotation des sites d’injection peut être mise en place si les traitements sont sur plusieurs jours pour les différentes voies d’administrations. Afin de respecter le cycle adopté chez le fournisseur et pour des raisons d’études scientifiques, certaines études seront réalisées en cycle inversé jour / nuit pour que le rythme de l’animal soit le moins perturbé possible.

Choix des espèces

Nos expérimentations sont réalisées chez la souris et le rat, dont l’étude est extrêmement répandue au sein des laboratoires de recherche en Neurosciences, rendant les résultats pertinents pour la communauté scientifique nationale et internationale. Ces rongeurs, de petite taille et d’élevage facile, possèdent un système nerveux dont le développement est extrêmement proche de celui du système nerveux humain, et dont l’organisation, certes simplifiée, est suffisamment complexe. Ils constituent des modèles de choix pour l’étude des mécanismes du fonctionnement cérébral. Ils constituent des modèles de choix pour l’étude des mécanismes du fonctionnement cérébral. Les animaux seront utilisés de l'âge de 3 semaines à 95 semaines, afin de couvrir tous les âges, du jeune à l'adulte âgé.