Souris
Développement d’une immuno-oncothérapie basée sur des vecteurs lentiviraux contre le cancer du sein et évaluation de son effet anti-tumoral dans un modèle orthotopique murin
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
1 144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. 992 reçoivent une injection intramammaire de cellules tumorales sous anesthésie, suivie de trois à quatre semaines de croissance tumorale, d'une à deux vaccinations intramusculaires et de deux à quatre injections intrapéritonéales. Le porteur précise que même les souris dont la tumeur a disparu sont tuées, leur système immunitaire modifié empêchant selon lui toute réutilisation, replacement ou adoption. Il affirme qu'aucun système cellulaire in vitro ne peut remplacer la recherche vaccinale et que la réponse anti-tumorale doit s'observer dans un "organisme entier".
Objectifs
Les cancers sont caractérisés par la prolifération incontrôlée de cellules qui subissent une transformation maligne. Le système immunitaire a un rôle majeur dans le contrôle de cette prolifération et plus particulièrement les lymphocytes T cytotoxiques, capables de détruire les cellules tumorales de façon spécifique. L’utilisation d’une vaccination thérapeutique basée sur des vecteurs lentiviraux ayant pour cible des antigènes tumoraux pertinents dans le cancer du sein, pourrait être particulièrement efficace pour permettre l’activation des lymphocytes T spécifiques de ces antigènes et le contrôle immunitaire de la prolifération tumorale. L’objectif du projet est d’établir la preuve de concept de cette immunothérapie contre le cancer du sein et d’étudier les mécanismes du contrôle immunitaire mis en place dans l’organisme par une immuno-thérapie basée sur des vecteurs lentiviraux. Ultimement, les vaccins candidats ayant une activité anti-tumorale notable seront développés en vue d’un essai clinique.
Bénéfices attendus
Les bénéfices à court terme sont la preuve du concept d'utilisation des vecteurs lentiviraux dans la vaccination contre le cancer du sein. Les vecteurs lentiviraux codant pour des antigènes pertinents se sont révélés sûrs et efficaces comme des candidats vaccins contre des flavivirus (ZIKA et Dengue), le SARS-CoV-2, Mycobacterium tuberculosis, d'autres agents pathologiques, ainsi que des tumeurs induites par des «Human Papilloma Virus» (HPV). Le dernier est en cours d’obtention de l’approbation de la FDA pour entrer en phase clinique I/IIa de traitement des cancers du col de l’utérus ou oro-pharyngés résultant des infections par HPV aux USA en 2024. Avec le projet actuel du cancer du sein, nous espérons prouver que les vaccins à base de vecteurs lentiviraux pourront être plus efficaces que les vaccins à base de peptides ou protéines adjuvantés ou d'ARN messager dans le cancer du sein. Les avantages à long terme seront l'utilisation de ces vaccins en clinique contre le cancer du sein.
Procédures
Dans une procédure de sévérité légère, environ 72 souris au maximum seront immunisées avec un candidat vaccin (quelques secondes), et mises à mort au bout de 30 jours afin d'analyser leur réponse immunitaire. Les autres procédures de sévérité moyenne, et à appliquer à un maximum de 992 souris, comprennent dans un premier temps l'injection intra-mammaires de cellules tumorales (quelques secondes) sous anesthésie gazeuse puis la surveillance de la croissance tumorale pendant 3 à 4 semaines. La vaccination sera ensuite réalisée en intramusculaire via 1 à 2 injections espacées de 3 semaines (quelques secondes). Dans le cadre de la dernière procédure, les souris subiront également 2 à 4 injections en intrapéritonéale (quelques secondes) sous deux semaines.
Impact sur les animaux
Les souris ressentiront une légère douleur au moment de l'injection mammaire du petit volume de suspension cellulaire. L'injection de cellules tumorales sera effectuée sous anesthésie générale. Normalement, la croissance de la tumeur est bien tolérée par les souris, mais peut dans certains cas s’associer à une perte d'activité normale, en particulier si la tumeur atteint la taille limite. La période maximale de nuisance sera de 1 à 2 jours.
Devenir
Les souris présentant des tumeurs seront mises à mort pour des raisons éthiques (pour éviter les souffrances). Si les souris ne présentent plus de tumeur grâce aux différents traitements, elles seront suivies pendant deux mois. Même les souris sans tumeur ne peuvent être réutilisées car leur système immunitaire a été modifié par la vaccination. Par conséquent, tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de tester l’efficacité de candidats vaccins destinés à l’humain. Ce type d’étude implique nécessairement une phase d’expérimentation animale du fait de la complexité de la réponse vaccinale et anti-tumorale au niveau d’un organisme entier. Cette étape constitue une preuve de concept requise par les agences réglementaires de santé en vue d’une application chez l’humain, en complément des études réalisées in vitro. Actuellement, aucun système cellulaire in vitro ne peut être utilisé pour remplacer la recherche vaccinale et immuno-thérapeutique sur les animaux.
Réduction
Sur les conseils d’un biostatisticien, les groupes seront constitués de 5 à 10 animaux, en fonction de la nature de l’expérience, et du fait de la variabilité de la croissance tumorale de façon à obtenir des différences statistiquement significatives entre les groupes, pourra être réduit si la variabilité observée est moins élevée que celle actuellement estimée. Des études précédentes ont permis d’optimiser le protocole de vaccination avec des vecteurs lentiviraux et de définir la cinétique de vaccination permettant de limiter le nombre d’animaux utilisés. Les vecteurs lentiviraux seront préalablement validés par des études d’immunogénicité chez la souris afin de s’assurer qu’ils permettent la mise en place de réponses cellulaires T spécifiques des tumeurs chez la souris. Avant chaque procédure, le résultat des procédures précédentes sera pris en considération. Si un candidat vaccin n'a pas d’effet significatif sur la croissance de la tumeur, les procédures suivantes, qui devraient permettre de comprendre le mécanisme d'action d'un vaccin, ne seront pas réalisées.
Raffinement
Selon notre expérience antérieure, l’injection de vecteurs lentiviraux n’induit aucun signe clinique chez les souris. L’implantation de tumeurs mammaires peut induire une gêne modérée, qui sera contrôlée au cours des expériences. Les tumeurs seront implantées seulement au niveau des 4èmes glandes mammaires (gauche ou droite) où, par rapport aux glandes mammaires situées plus haut, il y a plus d’espace pour la croissance tumorale et par conséquent sans gêner la mobilité des souris afin de limiter à minima la gêne occasionnée par la tumeur. Les animaux seront observés pour détecter tout signe d’inconfort ou de souffrance, si un point limite (nécrose ou la taille de tumeur) est atteint. La souffrance des animaux sera abrégée par leur mise à mort. Si les signes cliniques de souffrance sont légers, mais néanmoins présents, comme des poils hérissés, inactivité, plusieurs mesures seront prises, incluant l’ajout de gel hydrique, réhydratation sous cutanée, chauffage des cages ou bien l’amélioration de l’enrichissement qui consistera à ajouter la litière à base de cellulose quand les tumeurs seront palpables pour éviter l’irritation par les coupons de bois.
Choix des espèces
Le système immunitaire de la souris est proche du système immunitaire humain. Il existe de nombreux modèles de tumeurs qui peuvent être utilisés chez la souris pour tester nos candidats vaccins. De plus, des études précédentes montrent que les vecteurs lentiviraux sont immunogéniques chez la souris et de nombreux outils sont disponibles pour étudier les réponses immunitaires chez cette espèce. Les expériences envisagées requièrent des animaux avec un système immunitaire fonctionnel. Elles seront donc menées sur les souris adultes âgées de 6 semaines au minimum.
Inhibition de facteurs épigénétiques pour favoriser l’immunité anti-tumorale et surmonter la résistance au traitement du cancer du pancréas.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Soumises à une greffe de cellules tumorales pancréatiques par chirurgie, puis à des injections dans l'abdomen cinq jours par semaine pendant quatre semaines, 144 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère et toutes tuées pour prélèvement d'organes. Le porteur écrit qu'elles développeront "une pathologie potentiellement grave", le cancer du pancréas ayant chez l'humain un taux de survie à cinq ans inférieur à 7 %. Il avance qu'une hausse du taux de réponse de 1 % à 10 % bénéficierait à plus de 50 000 patients par an, chiffre posé sans étape intermédiaire entre ces souris et la clinique. Il conclut à un recours "indispensable" aux animaux, en s'appuyant sur le caractère très invasif des biopsies pancréatiques chez les patients.
Objectifs
L'adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est l'une des formes de cancer les plus mortelles et dont le taux de survie à 5 ans des patients diagnostiqués avec cette maladie est inférieur à 7 %. Le PDAC est connu pour son environnement tumoral immunosuppresseur bien développé qui entraîne une résistance aux thérapies conventionnelles et ciblées. Cette barrière immunitaire est également l'une des principales raisons de l'absence de réponse aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire dans la plupart des cas. Il y a donc un besoin urgent de développer des thérapies durables pour restaurer la réponse immunitaire anti-tumorale chez les patients atteints de PDAC.
Bénéfices attendus
Nous exploiterons l'ensemble des résultats obtenus ici dans le but de comprendre, valider puis cibler les vulnérabilités immunitaires spécifiques de la PDAC afin de restaurer l'immunité anti-tumorale chez les patients. Étant donné que plusieurs des molécules testées sont déjà appliquées en clinique pour d'autres maladies, le succès d'une seule molécule dans nos modèles précliniques de PDAC pourrait propulser cette thérapie rapidement vers des essais cliniques chez l'homme. L'augmentation du taux de réponse de la PDAC, ne serait-ce que de 10 % contre 1 % actuellement, bénéficierait à plus de 50 000 patients par an grâce à l'amélioration de leur qualité de vie et de leur survie globale.
Procédures
Les animaux seront soumisent à 1 procédure chirurgicale (durée 20 minutes), des injections dans l'abdomen (durée 30 secondes) 5 fois par semaine pendant 4 semaines et enfin, un prélèvement de sang sous anesthésie juste avant le sacrifice pour nécropsie pour prélèvement des organes d'intérêt (donc 1 seul prélèvement par souris, qui dure 30 secondes au maximum).
Impact sur les animaux
Les animaux seront transplantés avec des cellules tumorales et développeront donc une pathologie potentiellement grave. L'anesthésie constituera une nuisance sur les animaux. Les manipulations, ainsi que les pesées peuvent être source d'angoisse. D’autres nuisances éventuelles pourraient être induites lors l’injection éventuelle d’analgésiques en postopératoire, et les prélèvements sanguins.
Devenir
Le sort de tous les animaux sera la mise à mort sous anesthésie pour prélèvement d'organes en vue d'analyses cellulaires, biochimiques et histologiques.
Remplacement
Concernant le remplacement, le recours aux animaux est indispensable pour ce projet. D’une part, pour cette étude mécanistique, les données expérimentales devront être en grande partie obtenues sur des échantillons de tumeurs et organes corporels, et cette démarche est limitée chez l’homme. Les gestes de prélèvement de tissu pancréatique sont très invasifs en clinique ; une seule biopsie est faite par endoscopie au diagnostic de cancer du pancréas, et seuls les moins de 20% de patients montrant une tumeur localisée dans le pancréas sont éligibles pour une résection de la tumeur par chirurgie qui n’est faite qu’une seule fois. Ainsi nous ne disposons pas d’échantillon tumoral pour plus de 80% des patients et un suivi dynamique n’est possible chez aucun. A l'inverse, l'utilisation de modèles tumoraux orthotopiques est très courante dans la littérature, elle permet d'étudier l'environnement tumoral et de reproduire l’hétérogénéité tumorale qui ne peut être recréé in vitro (i.e. un seul organe isolé) ou chez une espèce autre que les mammifères. De plus, leur utilisation dans de nombreux projets scientifiques a permis des avancées significatives et le transfert vers des essais cliniques.
Réduction
Nous n'utiliserons que le nombre de souris nécessaires pour l'exploitation statistiques des données, à savoir 144 individus sur 2 années conformément à la règle de réduction. Ce chiffre a été déterminé par un calcul d'effectif prenant en compte les données statistiques connues pour ce modèle.
Raffinement
Les conditions d’hébergement respectent les besoins physiologiques et le bien-être des animaux. Les animaux seront hébergés dans des salles dont les paramètres d’ambiance sont contrôlés (température : 20-22°C ; renouvellement d’air : 15 volumes/heure ; éclairage artificiel : 12h jour / 12h nuit). La nourriture et l’eau sont fournies ad libitum. Afin de respecter leur instinct grégaire, l’hébergement des animaux se fait en confinement en cages individuellement ventilées à raison de 5 souris par cage. L’environnement est enrichi à l’aide de coton, de lanières de papier utiles à la nidification, et éventuellement d’un dôme. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par du personnel compétent afin de détecter précocement toute altération du bien-être animal. Les contraintes par rapport à la douleur, la souffrance et l’angoisse dans le cadre de l’expérimentation présentées dans le projet seront réduites par une surveillance accrue avec des points limites spécifiques et adaptés. L’apparition de signes d’inconfort ou d’éventuelle souffrance nous conduira à choisir l’action appropriée (comme par exemple l'apport d'un analgésique) à mener en fonction d’une grille de score du bien-être. Une anesthésie générale et une analgésie périopératoire appropriée seront administrées aux animaux durant les procédures chirurgicales de transplantation des cellules tumorales.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce de la classe des mammifères proche de l’Homme pour sa physiologie. L'espèce choisie est la souris C57BL/6, car elle permet le transfert adoptif de cellules immunitaires et tumorales. Elle est couramment utilisée en oncologie et dans la recherche sur les cellules souches. Les tumeurs pancréatiques qui se développent chez la souris montrent de nombreuses similarités avec les tumeurs humaines, faisant de la souris un très bon modèle d’étude. De plus, il est connu que plus de 80% de protéines (séquences nucléiques codantes) sont homologues entre la souris et l'homme y compris au niveau immunitaire, ce qui renforce l'utilité du modèle pour ce projet qui concerne le système immunitaire. Pour toutes ces raisons, le choix de travailler chez la souris, qui présente l’avantage d’être de petite taille et facilement manipulable, est entièrement justifié. Les souris doivent être âgées de 6 à 10 semaines au moment de la greffe de cellules tumorales. Cet âge est nécessaire pour que les animaux soient d'une taille suffisant pour opérer et que système immunitaire soit mature.
Etude de la hiérarchie sociale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour tester si l'absence de certaines molécules du stress prédétermine le rang social, 768 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées à six mois pour prélèvement du cerveau. Le test de préséance dans un tube dure dix minutes par jour et par souris pendant au moins six jours d'affilée, répété une fois par mois pendant quatre mois, suivi de deux tests d'anxiété que le RNT ne nomme pas. Le porteur indique que les mâles peuvent se battre et être blessés au moment du regroupement en cage. Il rattache le projet à la compréhension du lien entre statut social et pathologies psychiatriques chez l'humain, et écrit que la nature de sa recherche "nécessite" des animaux non-humains plutôt que des sujets humains.
Objectifs
La plupart des espèces animales vivent selon une organisation sociale qui engendre une individuation des comportements. Les mécanismes biologiques qui conduisent à son émergence restent mal connus. Il a été montré récemment que l'activité de certains neurones est impliquée dans l'établissement de hierarchies sociales. De plus, nous avons observé une apparition de traits comportementaux spécifiques en fonction du rang social en terme d'anxiété. Les neurones étudiés sont modulés par le stress, laissant entrevoir un rôle potentiel dans l'établissement d'une hierarchie. L'objectif de ce projet est de tester si l'absence de certaines molécules impliquées dans la réponse au stress dans des neurones spécifiques prédétermine le rang social des individus au sein d'une colonie.
Bénéfices attendus
Le statut économique et social chez l'homme est l'un des facteurs impactant le plus la santé physique et mentale. Il a été montré que des souris de rang inférieur présentaient une susceptibilité accrue à des phénotypes de type dépressifs ou addicts. Comprendre les mécanismes participant à la mise en place d'une hiérarchie au sein d'une colonie permettra d'améliorer la compréhension du lien entre vie sociale et pathologies psychiatriques.
Procédures
Les souris seront soumises à des tests comportementaux (mesure de la hierarchie sociale : détermination des souris dominées et dominantes par test de préséance dans un tube, et tests mesurant l'anxiété). Le test de hierarchie dure environ 10min par jour par souris pendant au moins 6 jours d'affilée. Ce test sera répété une fois par mois pendant une durée de 4 mois. Les 2 tests d'anxiété durent chacun 10 min par souris et ne seront pas répétés. A l'issue des tests, les souris sont euthanasiées par une méthode règlementaire en vue des différents prélèvements et analyses.
Impact sur les animaux
Les souris mâles peuvent parfois se battre et être blessées au moment où on les groupe dans la même cage. L'habituation des souris au passage dans le tube peut générer un léger stress pendant 1 ou 2 jours.
Devenir
Chaque animal (âge 6 mois) sera euthanasié à l'issue de la procédure et le cerveau collecté pour analyse anatomique ou biochimique.
Remplacement
Même si nous nous efforçons au maximum de travailler in vitro, la mise en place d'une hiérarchie sociale se fait à l’échelle de l’organisme. Les procédures décrites ici sont donc essentielles pour mieux comprendre la mise en place et le maintien d'une structure hiérarchique chez les animaux. Il n’existe pas encore de modèle computationnel des comportements complexes animaux. La nature expérimentale de notre recherche nécessite l’utilisation de modèles animaux plutôt que des sujets humains. Les résultats obtenus au laboratoire sont toutefois complémentaires à ceux obtenus chez l’homme. L’anatomie, la physiologie et les comportements murins sont suffisamment complexes pour modéliser de nombreux aspects de la biologie humaine. Nous étudions la souris afin de tirer profit des techniques de transgénèse conditionnelle pour l’étude de la fonction des gènes.
Réduction
Nous avons réduit le nombre d'animaux utilisés (768 souris) au maximum en calculant le nombre nécessaire par groupe expérimental grâce à une analyse prédictive du nombre d’animaux en réalisant un calcul de puissance. Nos travaux passés nous indiquent aussi que ces études comportementales nécessitent entre 12 et 24 colonies de 4 souris par groupe expérimental pour atteindre une puissance statistique satisfaisante. Nous analyserons nos résultats avec les tests statistiques appropriés afin d’obtenir des valeurs fiables et robustes. Pour les études anatomiques et de biochimie, nous utiliserons les animaux testés en comportement afin de réduire au maximum le nombre de cohortes
Raffinement
Les souris seront hébergées par groupe de 4 dans des cages adaptées à leur taille et leur nombre. Dans ces cages, l’enrichissement utilisé sera du nid végétal. Les animaux seront suivis 7 jours sur 7 durant l'ensemble de la procédure (acclimatation et handling puis expériences). Une pesée hebdomadaire sera effectuée. Une détérioration de leur état général (perte de poids, prostration, poils souillés) entrainera un arrêt immédiat de la procédure, un suivi journalier de l’animal avec traitement antalgique et éventuellement une euthanasie pour éviter toute souffrance. En cas de blessures, l’animal sera soigné si nécessaire et son état évalué le lendemain. S’il n’est pas complétement rétabli, la procédure sera alors arrêtée pour cet animal.Pour les tests comportementaux, les animaux sont habitués à être manipulés par les expérimentateurs avant le début des tests afin de réduire leur stress. Des points limites adaptés ont été définis pour toutes les procédures.
Choix des espèces
L’anatomie et la physiologie de la souris sont suffisamment complexes pour modéliser de nombreux aspects de la biologie et des comportements humains. Les circuits étudiés dans ce projet sont particulièrement bien conservés chez la souris tant d’un point de vue anatomique que fonctionnel. Dans nos études, les souris sont utilisées afin de tirer profit des techniques de transgénèse. En effet, l’intérêt croissant pour la souris comme modèle a alimenté le développement de techniques sophistiquées pour l’étude des comportements, dans l’organisme vivant. Tous les comportements seront réalisés sur des animaux adultes (entre 8 semaines et 6 mois). Des mâles et des femelles seront étudiés.
Cibler le métabolisme lipidique et les cytokines pour traiter les cancers au stade primaire et métastatique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
11 040 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement de tissus et d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie de trente minutes, jusqu'à trois prises de sang mandibulaires, des injections intrapéritonéales deux à quatre fois par semaine sur quatre semaines, un gavage quotidien et de l'imagerie sous anesthésie deux fois par semaine. Le porteur indique que la croissance tumorale peut aboutir à une dégradation de l'état général des souris. Sur le remplacement, il consacre deux phrases à affirmer que ces études sont "essentielles" et qu'elles ne peuvent pas être remplacées par des analyses in vitro, sans autre argument.
Objectifs
Des modulations de la production de lipides et de cytokines jouent un rôle majeur dans le développement du cancer. En effet, les cytokines et lipides sont des acteurs essentiels de la régulation de la fonction et du déplacement des cellules immunitaires. Ils participent également à réguler la capacité qu'ont certaines cellules immunitaires à reconnaitre et détruire les cellules tumorales. Certains de ces facteurs peuvent donc constituer des cibles thérapeutiques. Notre projet a pour objectif général de clarifier le rôle de certains lipides et de certaines cytokines dans des phénomènes clés de l'initiation et de la progression des cancers: prolifération, réponse et résistance aux traitements anticancéreux, migration et dissémination, modulation du microenvironnement tumoral incluant les réponses immunitaires locales et systémiques.
Bénéfices attendus
Les thérapies visant à stimuler les réponses immunitaires ont permis d'augmenter de façon considérable la survie des patients atteints de divers cancers et particulièrement les thérapies ciblant des protéines inhibitrices de la réponse immunitaire anti-tumorale. Cependant, de nombreux patients résistent à ces thérapies ou rechutent dans les 5 ans suivant l'initiation du traitement. Nos travaux visent à identifier de nouvelles thérapies permettant de lever certaines de ces résistances et d'essayer de transposer ces stratégies en clinique. Identifier plus particulièrement le rôle joué par les cytokines et lipides est essentiel au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et à l'identification de potentiels biomarqueurs de réponse aux thérapies existantes.
Procédures
Les animaux inclus dans ces études pourront être soumis à des chirurgies. Une seule chirurgie sera pratiquée par animal et la durée n'excèdera pas 30 minutes. Les souris vigiles pourront également être soumises à des prélèvement de sang réalisés au niveau mandibulaire. Trois prélèvements maximum par souris espacés d'une semaine. Des injections au niveau de la peau (3 fois maximum par souris), intrapéritonéales (2 à 4 fois par semaine sur 4 semaines maximum) ou intraveineuses (1 fois pour chaque souris) pourront être pratiquées. Les souris pourront être imagées sous anesthésie à raison de 2 fois par semaine pendant 20 minutes maximum. Des traitements pourront être administrés par gavage à raison de 1 fois par jour maximum pendant la durée de l'expérience ou par injection intrapéritonéale à raison de 3 fois par semaines maximum pendant la durée de l'expérience.
Impact sur les animaux
Ce projet est associé à la réalisation de chirurgies pouvant induire des douleurs, une hypothermie, une déshydratation associées à l'opération. Les points de suture réalisés lors de la fermeture des plaies pourrons être associés à une gêne. Les traitements donnés aux animaux par voie orale et par injection pourront induire du stress, une gêne ou une douleur au point d'injection. Les traitements donnés aux souris auront également la possibilité de déclencher des troubles digestifs. Enfin, les modèles de croissance tumoraux peuvent provoquer une gêne et aboutir à une dégradation de l'état général des animaux. Le génotypage des souris élevées au sein de la structure sera réalisée selon une procédure générique standardisée du centre éleveur. Les nuisances associées sont décrites dans la DAP du centre éleveur (douleur légère et de courte durée).
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort à la fin de chaque procédure car des prélèvements de tissus et d'organes doivent être réalisés.
Remplacement
Ces études, réalisées chez la souris, sont essentielles afin d'évaluer l'impact de nouvelles thérapies sur le traitement des cancers et la mise en place des réponses immunitaires anti-tumorales. Ces études ne peuvent être remplacées par des analyses in vitro.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, une étude approfondie de la littérature a été effectuée afin de définir au mieux les objectifs de nos travaux et ne pas reproduire des résultats déjà existants dans la littérature. Cela nous a permis de définir les meilleurs protocoles possibles afin d'adapter le nombre d'animaux à la réalisation de nos objectifs. Des études pilotes seront mises en place afin d'optimiser les conditions de chaque nouvelle expérience.
Raffinement
Toutes les procédures seront réalisées par du personnel formé à l'expérimentation animale et quand nécessaire à la chirurgie. Nous porterons une attention particulière au stress et à la souffrance potentiellement ressentie par les animaux au cours de la réalisation des procédures. Les cages seront donc enrichies avec du sizzlenest pour la nidation, la préhension des souris sera réalisée grace à des tubes transparents ou des plateformes adaptées. Des narcoleptiques et analgésiques seront utilisés quand nécessaire. Les chirurgies seront réalisées sur des plaques chauffées à 37 degrés. Une injection sous cutanée de solution saline sera réalisée afin de prévenir la déshydratation potentielle des animaux. Le temps de chirurgie sera réduit au miximum (moins de 30 minutes). Des pots de gel diet seront ajoutés dans les cages pour faciliter la réhydration et la prise alimentaire des souris après chirurgie. Les volumes et les doses de traitements administrés sont optimisés et réduits au maximum afin de minimiser l'inconfort lors de l'administration et les potentiels effets indésirables. Des points limites spécifiques et adaptés à chaque procédure ont été définis. Cela permettra aux équipes des centres éleveur et investigateur de prendre une décision adaptée afin de stopper la souffrance des animaux.
Choix des espèces
De nombreuses thérapies maintenant utilisées en clinique pour le traitement de divers cancer ont été développées et optimisées en pré-clinique par utilisation de modèles murins génétiquement modifiés ou non. Cela inclus notamment les immunothérapies visant à bloquer les points de contrôle de l'immunité (Programmed cell-death1 [PD-1] et Cytotoxic T lymphocyte associated protein 4 [CTLA-4]). Non seulement l'efficacité de ces thérapies chez la souris a été confirmée chez l'Homme, mais de nouvelles combinaisons thérapeutiques développées chez la souris se montrent transposables à la clinique. Les animaux impliqués dans nos expériences seront âgés de 5 à 12 semaines. Les souris C57Bl6J et BalbC à cet âges là peuvent peser entre 16 et 21g. Tous nos traitements sont/seront optimisés (dose efficace et minimum d'effets indésirables) pour des souris rentrant dans cette fourchette de poids.
Tutorat des gestes techniques de base chez la souris
- Formation professionnelle
Toutes tuées à l'issue, 1 200 souris sont utilisées pour l'apprentissage de gestes techniques de base par des personnels en attente d'habilitation, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent un prélèvement pour génotypage entre 7 et 15 jours, puis au maximum deux piqûres dans leur vie, injection intrapéritonéale, injection sous-cutanée ou prise de sang. Le porteur inscrit la mise à mort elle-même parmi les gestes à apprendre, et indique que les souris utilisées proviennent des élevages internes, leur génotype n'intéressant aucun projet de recherche. Il affirme qu'un organisme vivant est "nécessaire" et que le tutorat ne peut pas se faire sur un autre modèle.
Objectifs
L'unité de service met, à disposition de la communauté scientifique, un ensemble de prestations liées à l’utilisation de modèles animaux à des fins scientifiques. Des modèles rongeurs sont gérés, hébergés, développés et maintenus dans les locaux, pour les besoins de la communauté scientifique qui, pour réaliser sa recherche fondamentale et biomédicale, doit disposer de modèles précliniques permettant de comprendre diverses fonctions biologiques dans les pathologies humaines (maladies immunitaires, métaboliques, infectieuses inflammatoires, cancéreuses, etc). Le service réglementation et la structure bien-être animal de l'unité a établi une procédure obligeant tout utilisateur en attente de son attestation d'habilitation, à suivre un tutorat interne des gestes techniques de base afin de s'assurer que toutes les personnes qui entrent dans l'animalerie respectent le bien être animal.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d’assurer la formation sous forme de tutorat des différents gestes couramment utilisés en recherche utilisant des animaux à des fins scientifiques afin de s’assurer de leur bonne acquisition et ainsi garantir le bien-être animal et le respect des 3R sous la supervision de la structure chargée du bien-être animal. Le tutorat permet également un rappel réglementaire qui favorisera l'application des 3R et l'implication de la structure bien être animal dans les projets.
Procédures
Lorsqu'ils sont nouveaux nés (7-15 jours), un prélèvement sera réalisé pour génotypage. Pendant le projet, les animaux seront soumis à une injection intrapéritonéale une injection sous cutanée, et/ou un prélèvement sanguin (2 piqûres maximum par animal durant leur vie, durée de quelques secondes). Les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire en fin de projet.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent ressentir un stress lors de leur manipulation. De la douleur légère et de courte durée peut être ressentie lors des différents gestes techniques (piqûre, biopsie pour les animaux qui auront été génotypés). Une hémorragie peut se déclarer exceptionnellement lors des prélèvements de sang. L’anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse respiratoire.
Devenir
L'euthanasie par une méthode réglementaire fait partie des gestes techniques de base en recherche animale nécessaires pour la réalisation des projets scientifiques.
Remplacement
Un organisme vivant est nécessaire pour mener à bien les divers projets scientifiques autorisés au sein de l'établissement. La souris est le modèle le plus utilisé par les chercheurs pour étudier les fonctions biologiques et les pathologies. Par conséquent, le tutorat ne peut pas être réalisé sur un autre modèle .
Réduction
Nous utiliserons 2 souris par personne lors du tutorat. Ces souris proviennent des élevages réalisés dans l'établissement, ce sont les animaux dont le génotype n'est pas d'intêret pour les projets de recherche et qui sont destinées à l'euthanasie. Dans le cadre des 3R, ces souris seront donc utilisées pour ce projet. Il n'y aura pas de test statistique réalisé dans le cadre de ce projet de tutorat. Au total 1200 animaux pourront être utilisés dans ce projet.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’isolement est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements ci-après : carré de lanière kraft, batônnet en bois, rouleau en carton ou maisonnette. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. Deux souris seront utilisées par utilisateur afin de permettre leur récupération entre deux gestes techniques. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et quotidienne des animaux (points limites, implication de la structure bien être animal).
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé par les chercheurs pour étudier les fonctions biologiques et les pathologies. Le tutorat doit se dérouler sur des souris adultes pour être au plus proche des stades de développement utilisés dans les projets de recherche. De plus, dans un souci de bien être animal, les souris utilisées ne seront pas vieillissantes. Ainsi, les animaux auront entre 2 et 6 mois de vie.
Manipulation transgénique des taux d’acides gras polyinsaturés dans des populations neuronales spécifiques: conséquences sur la prise de décision
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
840 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles subissent une chirurgie stéréotaxique de quatre-vingt-dix minutes, une privation alimentaire maintenue à 90 % de leur poids pendant environ huit semaines et treize semaines de régimes lipidiques modifiés, puis un conditionnement opérant où il faut appuyer sur un levier pour obtenir de la nourriture. 720 sont tuées pour analyse histologique et les 120 géniteurs à sept ou huit mois, à la fin de leur période de reproduction. Le porteur qualifie les effets de la privation alimentaire de "très limités" et justifie le recours aux souris par des dimensions comportementales qu'il déclare non modélisables in vitro ou in silico.
Objectifs
Le but de ce projet est de déterminer quelles sont les types de neurons qui sont vulnérables à une déficience en acides gras polyinsaturés (AGPI) de type n-3. Pour cela, nous utiliserons une approche transgénique qui permettra de restaurer les taux d'AGPI dans des populations spécifiques de neurones en situation de carence générale en AGPI n-3. Nous testerons les processus de prise de décision par des tâches comportementales de conditionnement opérant où l'animal doit appuyer sur un levier pour obtenir une récompense alimentaire. Nous mesurerons l'activité neuronale par des approches d'imagerie in vivo chez l'animal se comportant.
Bénéfices attendus
Ces études permettront de comprendre comment le statut cérébral en AGPI - qui est perturbé dans plusieurs pathologies psychiatriques- influence les processus de prise de décision.
Procédures
Les procédures de conditionnement opérant nécessitent une déprivation alimentaire légère (maintien à 90% du poids ad libitum) durant environ 8 semaines - 1 chirurgie stéréotaxique d'environ 90 minutes- Exposition chronique à des régimes modifiés en lipides pendant environ 13 semaines
Impact sur les animaux
Une déprivation alimentaire légère (maintien à 90% du poids ad libitum) a des effets très limités pour l'animal. Les chirurgies stéréotaxiques présentent un degré de sévérité modéré durant la période entourant l'opération. L'exposition chronique à des régimes modifiés en lipides n'a pas d'impact évident pour l'animal.
Devenir
Tous les animaux expérimentaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour procéder à des analyses histologiques (720). Les géniteurs (120) seront mis à mort à l'âge de 7-8 mois, à la fin de la période de reproduction.
Remplacement
Ce projet ne peut être réalisé sans l'utilisation de modèles animaux puisqu'il s'intéresse à des dimensions comportementales, non modélisables sur des modèles in vitro ou in silico.
Réduction
Tous les efforts seront faits pour réduire le nombre d'animaux utilisés. En particulier, nous utiliserons une stratégie de croisements génétiques qui permettra l'utilisation de tous les animaux de la descendance et comparerons les mâles et les femelles. Du fait de cette stratégie, tous les animaux (génotypes et sexes) issus de nos croisements seront utilisés. Le nombre d'animaux nécessaires est basé sur des expériences précédemment effectuées au laboratoire permettant de révéler des différences statistiques entre groupes.
Raffinement
Tous les efforts seront faits pour réduire la souffrance des animaux. Les animaux seront hébergés en cages collectives et environnement enrichi (igloo, bâtons à ronger et lanières de papier). Du fait de la déprivation alimentaire durant les expériences de conditionnement opérant, les animaux seront observés et pesés tous les jours de la semaine. Concernant la chirurgie stéréotaxique, des analgésiques et anesthésiques seront administrés. Les animaux seront observés jusqu'au réveil puis 2 fois par jour pendant 3 jours. Les points limites seront évalués à l'aide d'une grille et seront consignés sur une fiche de scorage. Si un score élevé persiste pendant plus de 48h les animaux seront mis à mort. Dans tous les cas, si des blessures apparaissent, elles seront immédiatement soignées et les animaux seront surveillés 2 fois par jour. Si un animal présente un comportement anormal traduisant un état de mal-être il sera immédiatement isolé et surveillé. Si l'animal ne montre pas d'amélioration significative il sera mis à mort dans les 48h.
Choix des espèces
Ce projet nécessite l'utilisation de modèles transgéniques disponibles uniquement dans des modèles souris. Les animaux expérimentaux seront utilisés à l'âge adulte (>8 semaines) puisque le projet vise à évaluer les conséquences fonctionnelles des manipulations en AGPI sur le cerveau mature.
Travaux pratiques de formation réglementaire à la chirurgie chez la souris
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Tuées encore sous anesthésie, sans reprise de conscience, 200 souris subissent une incision de l'abdomen puis des sutures, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent aussi une puce d'identification, jusqu'à quatre injections intrapéritonéales et deux injections sous-cutanées. Le projet ne produit aucune connaissance, il sert des travaux pratiques de formation réglementaire à la chirurgie, à raison d'une souris par binôme d'étudiants, jusqu'à 32 étudiants par session et deux sessions par an. Le porteur indique que les sutures sont d'abord apprises sur des cuisses de poulet, et que les souris utilisées sont des animaux "de réforme" issus d'élevage qui auraient de toute façon été tués.
Objectifs
L'objectif de ce projet est la réalisation de travaux pratiques dans le cadre d'une formation réglementaire de la chirurgie pour l'enseignement de la gestion de l'anesthésie, de l'asepsie et de la douleur au cours d'un acte chirurgical réalisé chez la souris. Les étudiants auront préalablement reçu des informations théoriques en présentiel sur les bonnes pratiques en chirurgie. Ils auront également pu s'entraîner à la réalisation de sutures sur des supports inertes.
Bénéfices attendus
Les étudiants pourront mettre en pratique les cours théoriques qu'ils auront préalablement suivis et mettre en application les différents moyens mis à leur disposition pour évaluer la profondeur de l'anesthésie et l'entretien d’une anesthésie chirurgicale, pour la préparation d'un champ stérile, le travail de manière aseptique, la réalisation d'une procédure chirurgicale tout en contrôlant en permanence la qualité et la profondeur de l'anesthésie.
Procédures
Injection d'une puce d'identification et de mesure de température. Durée : quelques secondes. Une à 4 injections intrapéritonéales. Durée : quelques secondes. Une anesthésie (gazeuse ou chimique). Durée 30 minutes. Deux injections sous cutanée. Durée : quelques secondes. Une procédure chirurgicale, une incision au niveau de l'abdomen, réalisée sous anesthésie sans reveil. Durée 1h maximum. Sutures des plans musculaires et cutanés réalisées sous anesthésie: 15 minutes
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un stress lié aux administrations en intraperitonéal (IP) et en sous-cutané (SC) et un inconfort lié au réveil à la suite de l'anesthésie.
Devenir
Les animaux issus de cette enseignement ne pourront pas être réutiliser dans d'autres expériences car ils auront subi une procédure chirurgicale. Tous les animaux sont donc mis à mort à la fin de la procédure chirugicale encore sous anesthésie pour éviter toute angoisse ou douleur liées au reveil.
Remplacement
Plutôt que d'étre réalisé directement sur des souris, l'enseignement des différents types de sutures sera réalisé sur des cuisses de poulet en amont des travaux pratiques réalisés sur la souris. La structure des cuisses de poulet permet de différentier les sutures musculaires et cutanées et une prise en main et la maitrise du geste sur un support inerte avant de le réaliser sur l'animal.
Réduction
Plutôt que l'utilisation d'une souris par étudiant, il sera utilisé une souris par binôme sans que cela ne nuise à la qualité de l'enseignement. A raison d'un maximum de 32 étudiants par session, et 2 sessions par an, cela permet la réduction de l'utilisation de 32 souris/an. Les souris seront des souris de réforme qui auraient dû être mises à mort car issues d'élevage et non utilisées ou arrivées en fin de projet (témoins ...). Des souris seront commandées chez l'éleveur que s'il n'y a pas du tout ou pas suffisamment de souris de réforme.
Raffinement
Une anesthésie chirurgicale sera réalisée pour les animaux devant subir une insition au niveau de l'abdomen avec administration conjointe d'un antalgique dès l'induction de l'anesthésie. La température au cours de l'anesthésie sera monitorée à l'aide d'une puce introduite en sous-cutané. Un gel ophtalmique de type Ocrygel sera appliqué sur les yeux des souris pendant les anesthésies pour éviter toute lésion liée à un potentiel dessèchement de la cornée.
Choix des espèces
Le modèle souris se justifie car c'est le modèle le plus utilisé en expérimentation animale et qu'il est possible, sur notre site, d'utiliser des souris normalement vouées à être mises à mort car issues d'élevage mais non incluses dans des procédures.
Evaluation préclinique du potentiel thérapeutique d’un mélange polymérique pulvérisable sur l’évolution d’une plaie.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Pour tester un spray polymérique censé accélérer la cicatrisation, 336 souris subissent une incision chirurgicale de la patte droite, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées ensuite pour des prélèvements de tissus. Le porteur écrit que la douleur associée à la plaie "ne peut être soulagée car c'est l'objet de l'étude". Chaque souris enchaîne jusqu'à vingt-trois tests comportementaux, dont le RNT ne précise pas la nature au-delà d'une évaluation de la douleur, des troubles moteurs et du bien-être, avec pour certains un isolement d'une nuit ou un jeûne de 24 heures. Le porteur indique qu'il lui est "malheureusement impossible" de remplacer le modèle in vivo, l'observation comportementale exigeant selon lui un animal vivant et vigile.
Objectifs
Une plaie chronique peut être définie comme une plaie qui n'a pas bien cicatrisé dans les 3 mois suivant la blessure. Les plaies chroniques sont souvent appelées ulcères et peuvent être définies comme des plaies de pleine épaisseur qui ont tendance à cicatriser lentement. Ces dernières, souvent masquées par des comorbidités, représentent une épidémie silencieuse qui touche une grande partie de la population mondiale. On estime que 1 à 2 % de la population des pays développés développera une plaie chronique au cours de sa vie. L'augmentation de la population vieillissante accroît ces chiffres, car la vitesse de fermeture des plaies est inversement corrélée à l'âge. Les plaies chroniques entraînent des incapacités qui aggravent les conséquences des blessures, ce qui crée un cercle vicieux. Les complications des plaies chroniques comprennent les infections telles que la phlébite infectieuse, la nécrose, les hémorragies voire les amputations des membres inférieurs. Pour les patients diabétiques atteints d’ulcères aux pieds, le taux d’infection avoisine les 40% et des améliorations dans l’offre de soin sont attendues par les professionnels de santé et les patients. Actuellement il n’existe pas de traitement péri ou post-opératoire satisfaisant permettant de diminuer la proportion de ces plaies. L'objectif de ce projet est d'évaluer l'impact de l'efficacité d’une pulvérisation d’un mélange polymérique composé de polyarginine (PAR) et d’acide hyaluronique (HA) sur une incision dans un modèle de souris. Le but de cette étude sera d'évaluer en termes de sensibilité, de comportement et de locomotion l'effet d'un traitement par spray PAR/HA sur l'incision pendant le processus de cicatrisation, en comparaison avec un spray de solution saline.
Bénéfices attendus
Notre hypothèse est que la pulvérisation de PAR/HA peut avoir un effet positif sur la cicatrisation des plaies, en réduisant le temps de fermeture des plaies, en normalisant les seuils nociceptifs et en diminuant les déficiences locomotrices. Nous avons également ajouté des tests comportementaux pour évaluer si le spray lui-même peut avoir un impact sur le bien-être des animaux.
Procédures
Les animaux subiront donc une chirurgie au niveau de la patte droite d’une durée de 5 min environ sous anesthésie générale. Un groupe d’animaux recevra 4 pulvérisations d'un mélange polymérique: 2 pulvérisations au niveau du site de lésion pendant la chirurgie puis 1 pulvérisation 2h après sur la plaie et une dernière pulvérisation 24h après la chirurgie. Ces animaux subiront également plusieurs tests comportementaux durant de 3 à 10 min (maximum 23 tests par animal avec un délai de 24h minimum entre chaque test) afin d’évaluer leur douleur, leurs troubles moteurs et leur bien-être.
Impact sur les animaux
Il y a présence d’une plaie et d’une douleur associée qui ne peut être soulagée car c'est l'objet de l'étude. Suite à la chirurgie d’incision de la patte, une difficulté dans les déplacements des animaux est attendue mais disparaît dans les 6 jours après la chirurgie. La chirurgie incisionnelle va induire une réponse inflammatoire classique et attendue qui permet la mise en place de ce modèle d’étude. Pour un test, les souris seront isolées une nuit. Pour un autre test, les animaux réaliseront un jeûne préalable de 24h. Pas de nuisance particulière attendue par rapport à la pulvérisation du spray en lui-même en raison de l’absence de toxicité bien documentée dans la littérature des deux molécules.
Devenir
A l’issu de chaque procédure les animaux seront mis à mort pour des prélèvements de tissus.
Remplacement
Au vu de notre thématique d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in sillico. En effet, l'analyse de l’effet thérapeutique d’un mélange polymérique pulvérisable sur l’évolution d’une plaie et les troubles sensitifs et moteurs associés nécessite une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vivant et vigile.
Réduction
Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que faire se peut le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’obtenir le maximum d’information scientifique par test. Au regard de la littérature et de la variabilité phénotypique interindividuelle, les groupes expérimentaux seront constitués au maximum de 14 souris mâles et 14 souris femelles, le risque de variabilité lié à l’activité intrinsèque du mélange polymérique pulvérisable étant inconnu et non négligeable. Un calcul statistique a également été réalisé pour s’assurer que les résultats obtenus sont valides au plan statistique. Toujours dans l’idée de diminuer au maximum le nombre d’animaux utilisés les animaux subiront un enchaînement de tests comportementaux au sein d'une même procédure.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en cohorte de 4 ou 5 individus pour respecter leurs besoins sociaux. Des carrés de coton seront placés dans la cage pour favoriser la nidation, et des barreaux de bois à ronger pour limiter les comportements d’agressivité. Une acclimatation de 2 semaines aux locaux et des habituations à l’expérimentateur (handling) et aux tests comportementaux sont systématiquement réalisés. Les animaux seront observés tous les jours et leur comportement sera suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. Durant les chirurgies des méthodes d’anesthésie sont systématiquement utilisées. Un suivi post-chirurgical rapproché sera réalisé. Des points limites sont mis en place pour l’ensemble des procédures expérimentales.
Choix des espèces
Les similarités entre la neurobiologie humaine et celle de la souris, ainsi que l'expérience du laboratoire dans l'évaluation comportementale des rongeurs, font de la souris un modèle pertinent. Etant donné que l’étude de comportements nécessite des systèmes neurobiologiques matures, des animaux adultes seront utilisés (arrivée des animaux à 8 semaines lorsqu’ils sont jeunes adultes puis début des procédures à partir de 10 semaines).
Développement d’un traitement pour une maladie neurologique associée à une cardiomyopathie par thérapie génique chez les souris (1/3)
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
3 892 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un quart de chaque portée développe une cardiomyopathie fatale, avec perte de poids, difficultés de mouvement et posture anormale, et les souriceaux nouveau-nés sont anesthésiés par hypothermie sur de la glace humide avant injection. Chaque souris peut subir jusqu'à treize échocardiographies sous anesthésie, autant de tests d'open field et de grip test, et des transports vers un centre extérieur. Le porteur affirme que le recours à la souris est "nécessaire et indispensable" pour tester des vecteurs de thérapie génique contre une maladie rare qui tue la plupart des enfants atteints avant deux ans.
Objectifs
Les mutations du gène d’intérêt provoquent une maladie rare affectant le cerveau, le cœur et le foie. Ce type de maladie se manifeste dans les premiers mois de la vie et la majorité des enfants meurent vers l'âge de deux ans. À ce jour, il n'existe aucun traitement pour cette maladie. Le gène d’intérêt code pour une protéine essentielle pour la production d'énergie dans nos cellules. L’objectif général de ce projet est de développer un traitement pour la maladie causée par des mutations du gène d’intérêt par thérapie génique chez les souris. En particulier, nous allons développer des vecteurs thérapeutiques pour transporter la version normale du gène d'intérêt humain dans le corps des souris malades. L’expression de la version normale du gène d'intérêt peut réparer les dommages causés par la mutation du gène d'intérêt. En injectant ces vecteurs thérapeutiques dans les souris malades, nous espérons restaurer la fonction de la protéine défectueuse dans les organes touchés.
Bénéfices attendus
À ce jour, les maladies causées par des mutations du gènes d’intérêt ne disposent toujours pas de traitement curatif permettant de les guérir ou de contrôler leur évolution. Le projet permettra de développer et d'évaluer l'efficacité thérapeutique de notre approche chez la souris. Une fois que nous aurons prouvé que notre approche de thérapie génique fonctionne sur les souris malades, nous pourrons envisager de la tester sur des êtres humains dans le cadre d'essais cliniques.
Procédures
-Injection par voie intraveineuse dans la veine caudale (30-60 secondes par souris; 1 fois maximum par souris ) -échocardiographie (20 min par souris; 13 fois maximum par souris) -anesthésie gazeuse (20 min par souris; 13 fois maximum par souris) -open field test (10 min par souris ; 13 fois maximum par souris) -grip test (5 min par souris ; 13 fois maximum par souris) -Injection par voie intraveineuse dans la veine temporale (30 secondes par souris; 1 fois maximum par souris) - anesthésie par hypothermie (en contact avec de la glace humide) (30-60 secondes par souris; 1 fois maximum par souris)
Impact sur les animaux
Les souris où l’expression du gène d’intérêt est abolie (seuls 25% des souris de chaque portée) développeront une cardiomyopathie fatale. En plus de la maladie cardiaque, ces souris peuvent présenter une perte de poids, des difficultés de mouvement et adopter une posture anormale. Les autres nuisances que les souris subiront sont le stress pendant la contention dans un tube en plastique spécial et l’injection, le stress pendant les tests comportementaux, l’échocardiographie et le stress pendant le transport vers le centre expert de l’échocardiographie.
Devenir
Toutes les souris seront mises à mort pour l'analyse des tissus.
Remplacement
L’utilisation d’un modèle animal est nécessaire et indispensable dans notre étude car nous devons tester l'efficacité des vecteurs thérapeutiques dans la prévention de la maladie. De plus, en testant l'efficacité thérapeutique chez les souris, qui développent normalement la maladie, nous avons la possibilité de voir si la maladie est prévenue ou si elle est retardée. En outre, l'utilisation de modèles de souris est nécessaire parce que les vecteurs thérapeutiques peuvent exprimer la version normale du gène d’intérêt de différentes manières dans les tissus et les cellules en culture..
Réduction
Afin de réduire le nombre de souris utilisées pour les expériences, nous nous sommes basés sur nos précédents travaux sur l’étude d’autres modèles murins de maladies neurologique et sur des méthodes et analyses statistiques. Pour réduire le nombre total de souris, nous testerons d'abord l'efficacité de 4 vecteurs thérapeutiques sur une partie des souris. Seul le meilleur vecteur sera utilisé après dans les études suivantes. De plus, lorsque cela est possible, les prélèvements d’une même souris seront utilisés pour plusieurs analyses. L’échocardiographie est elle-même une méthode de réduction car elle permet un suivi longitudinal des souris, par opposition à une mise à mort séquentielle.
Raffinement
Dans un contexte de raffinement adapté, les animaux seront surveillés quotidiennement par les techniciens de l'animalerie (dans les weekends par les personnes d’astreinte), et une fois par semaine par les chercheurs travaillant sur ce projet, pour détecter un éventuel état de souffrance et/ou d’angoisse. Pour minimiser la détresse causée par les symptômes de la maladie et lors de l'injection du vecteur thérapeutique, nous avons établi des critères de décision pour la mise à mort des souris lorsque cela est nécessaire. Concernant les injections le volume injecté sera réduit au minimum possible et la solution sera chauffée à la température ambiante et l'aiguille pour l'injection sera la plus fine possible. Concernant l'injection chez les souriceaux nouveau-nés, nous prendrons des mesures pour minimiser leur stress : l'éloignement temporaire de la mère et la préservation de la litière de la cage maternelle. En outre les injections des nouveau-nés seront effectuées sous anesthésie par hypothermie induite par la stimulation du petit sur de la glace humide pendant 30-60 secondes. Concernant l'échocardiographie, les souris seront anesthésiées, pour être capable de mesurer correctement les différents paramètres du système cardiaque et éviter le stress. Pour assurer le bien-être des souris, elles seront placées en cage groupée dans un milieu enrichi avec des carrés de coton, des maisonnettes et des bâtonnets à ronger. L’enrichissement social des souris sera garanti. Le transfert des souris vers le centre expert de l’échocardiographie se fera dans des cages de transport sécurisées dans des véhicules dédiés tout en réduisant les vibrations et le bruit. En plus l'échographie et les tests comportementaux ne sont effectués que 7 jours après l'arrivée des souris pour permettre leur acclimatation.
Choix des espèces
Les souris sont génétiquement, physiologiquement et anatomiquement plus proches des humains. De plus, afin de tester l'efficacité du traitement pour le développement de la thérapie génique, l'utilisation de mammifères est indispensable et les souris représentent un bon modèle. Pour nos études, nous utiliserons des souris de différentes tranches d'âge. Pour l'injection, nous utiliserons des nouveau-nés et souris juvéniles. Les tests comportementaux et les échocardiographies seront réalisés sur des souris juvéniles et adultes
Formation à la chirurgie cardiaque pour induire une insuffisance cardiaque chez le rongeur.
- Formation professionnelle
Rats : 105
Toutes tuées par dislocation cervicale à l'issue, 315 souris et rats subissent une ligature coronaire ou une constriction de l'aorte de vingt minutes sous anesthésie, dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, 135 d'entre eux ne se réveillant jamais. Le projet ne vise aucune connaissance nouvelle, seulement l'entraînement de personnels aux gestes chirurgicaux avant les projets scientifiques. Le porteur indique que la douleur de l'infarctus est maximale pendant 24 heures et que l'insuffisance cardiaque qui s'installe s'accompagne d'ascite et d'œdème pulmonaire, provoquant fatigue, essoufflement, perte de poids et prostration. Il justifie ce recours par le risque d'avoir "trop de mortalité inutile" pendant les projets scientifiques ensuite, et affirme que l'usage de modèles animaux est "indispensable".
Objectifs
Ce projet vise à former des personnels à la réalisation de modèles animaux pour l’étude de l’insuffisance cardiaque. L’insuffisance cardiaque est une maladie fréquente, touchant un million de personnes en France et dont la fréquence d’apparition a doublé en 10 ans. Elle correspond à l’incapacité du cœur à pomper suffisamment de sang pour répondre aux besoins de l’organisme. Afin de respecter le principe des 3R (Réduction, Raffinement, Remplacement), le laboratoire développe au maximum des méthodes d’analyses in vitro. Cependant pour étudier la pathologie de l’insuffisance cardiaque, l’utilisation de modèles animaux est indispensable pour l’évaluation de la fonction cardiovasculaire. En effet le système cardiovasculaire est régulé par des mécanismes physiologiques qui ne sont pas simulables dans toute leur complexité in vitro. Pour cela nous utilisons des modèles d’insuffisance cardiaque chez la souris ou le rat générés par des procédures chirurgicales. L’évolution de la pathologie peut être suivie par échocardiographie et permet ainsi de tester les hypothèses mécanistiques et thérapeutiques. Ces procédures sont complexes et nécessitent un apprentissage approfondi par l’expérimentateur sur des animaux contrôles avant de réaliser les expériences liées aux projets scientifiques dans les meilleures conditions et de respecter ainsi pour tous les projets scientifiques le principe des 3R. En l’absence de formation préalable, le risque est d’avoir trop de mortalité inutile pendant les projets scientifiques.
Bénéfices attendus
L'objectif principal de ce projet est de former le personnel afin d'avoir des modèles reproductibles et standardisés afin de mettre en oeuvre nos projets scientifiques de manière plus efficace.
Procédures
135 animaux seront intégrés dans des procédures sans réveil. Ils seront soumis à une procédure chirurgicale (induisant l'insuffisance cardiaque) de 20 minutes sous anesthésie générale. 180 animaux seront intégrés dans des procédures avec réveil. Ils seront soumis à une procédure chirurgicale (induisant l'insuffisance cardiaque) de 20 minutes sous anesthésie générale. Ils seront ensuite soumis à 3 échographies cardiaque sous anesthésie générale durant 5 minutes.
Impact sur les animaux
L’infarctus du myocarde et la constriction de l'aorte peuvent entrainer plusieurs effets indésirables chez la souris et le rat. La douleur attribuable à l'infarctus du myocarde est maximale jusqu'à 24 h chez la souris et le rat . Les chirurgies réalisées entraineront des douleurs plus ou moins importantes selon que les animaux subiront ou non la ligature coronaire ou la constriction de l'aorte. L’insuffisance cardiaque qui va ensuite s’installer dans les groupes ayant subi la ligature de la coronaire ou la constriction de l'aorte va s’accompagner des signes cliniques de cette pathologie. Apparition d’une ascite et un œdème pulmonaire, qui provoquent fatigue, essoufflement, perte de poids et prostration. Au moment des chirurgies et de l’échographie les yeux des animaux peuvent subir un léger dessèchement.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure par disclocation cervicale afin de récupérer les différents tissus en vue d'expériences scientifiques ultérieures.
Remplacement
Le recours à des animaux se justifie par la nécessité d'étudier la fonction cardiaque dans un contexte physiopathologique complexe et multifactoriel impliquant une circulation sanguine. De plus, lors d’un infarctus, le corps met en place des régulations physiologiques impliquant le système neuro-hormonal. Ces régulations neuro-hormonales ne peuvent pas être reproduites in vitro ce qui rend indispensable l’expérimentation dans un modèle préclinique intégré. L'utilisation d'animaux se justifie également par l'incapacité d'obtenir une lignée cellulaire stable de cellules cardiaques.
Réduction
Les manipulateurs réaliseront une échocardiographie après chaque opération. Dès qu’une certaine homogénéité dans les opérations sera atteinte, celle-ci étant observée grâce à la mesure de fraction d’éjection, l’expérimentateur arrêtera son entrainement et pourra passer à un projet autorisé plus ciblé. Le critère de jugement principal sera la baisse de la fraction d’éjection cardiaque. Afin de minimiser le nombre d’animaux, cette formation utilisera des animaux issus de colonies transgéniques déjà présentes à l’animalerie et qui ne seront pas utilisés. A la fin des expérimentations les animaux sont euthanasiés et les organes pourront être prélevés afin de collecter le tissu pour des expérimentations de mise au point.
Raffinement
Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s’assurer qu’ils ne subissent aucun stress. Afin d’améliorer leurs conditions d’hébergement de l’enrichissement sera ajouté dans leurs cages. Les animaux seront mis en cage et observés tous les jours. Les cages seront changées 1 fois par semaine afin de minimiser une éventuelle infection. Les procédures seront réalisées en respectant au maximum le bien-être animal et en limitant la souffrance par le respect des méthodes anesthésiques et analgésiques. Les animaux seront placées sur une table chauffante thermorégulée à 37 °C durant tout le temps de l’intervention chirurgicale et des échographies. Pour chaque injection, une anesthésie locale par application d’un gel de lidocaïne au point d’injection sera réalisée. Les yeux seront protégés du dessèchement par un onguent ophtalmique et de la lumière par une compresse humidifiée. Des critères bien spécifiques ont été determinés afin de mettre en place les points limites de cette étude.
Choix des espèces
Le rat et la souris sont choisis car ce sont des mammifères qui constituent des modèles courants et classiques pour l'étude de la fonction cardiovasculaire y compris dans un contexte pathologique. Ce sont des modèles de choix car ils offrent la possibilité d’induire l’insuffisance cardiaque par des procédures chirurgicales. Des animaux adultes âgés de 7 à 10 semaines sont utilisés car les maladies cardiovasculaires se déclarent essentiellement à l’âge adulte.
Etude chez la souris du rôle joué par la neuroinflammation périnatale dans la progression de la tauopathie à l’âge adulte, une composante majeure de la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Injectées dix fois en cinq jours peu après leur naissance, avec une substance inflammatoire ou une solution saline, puis opérées du cerveau à l'âge adulte pour une partie d'entre elles, 1 869 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Toutes sont tuées à l'issue pour l'analyse de leur cerveau, de même que les reproducteurs en fin de fertilité et les descendants au génotype non retenu. L'équipe veut savoir si cette inflammation précoce accélère ou freine l'accumulation de la protéine Tau chez des souris transgéniques ou injectées d'un vecteur viral, et une partie des souris passe quatre à cinq tests comportementaux de mémoire que le résumé ne nomme pas. Le porteur qualifie l'injection dans le cerveau d'acte "peu invasif" dont les souris récupèrent "très rapidement". Il indique aussi que, dans sa colonie, les souris porteuses de plaques amyloïdes connaissent une mortalité précoce liée à des crises d'épilepsie spontanées, de 6 % chez les mâles et 13 % chez les femelles, qui peut atteindre 30 % après une injection intracérébrale.
Objectifs
Il n'existe pas actuellement de traitement curatif de la maladie d’Alzheimer (MA) dont le nombre de cas est amené à augmenter régulièrement au cours des prochaines décennies du fait du vieillissement de la population. L'amélioration de la connaissance de la MA permettra d'identifier de nouvelles possibilités de traitements et de nouveaux marqueurs diagnostiques afin d'améliorer la prise en charge des patients, ce qui est un enjeu crucial de santé publique. Cette maladie, causée par une lente dégénérescence des neurones, se caractérise par la présence dans le cerveau de plaques amyloïdes, et de dégénérescences neurofibrillaires, résultant de l’accumulation de la protéine Tau. La protéine Tau est exprimée dans les axones des neurones, où elle régule la dynamique du réseau de microtubules (sortes d’armatures de soutien des cellules). Dans la MA, on assiste à une modification de la protéine Tau qui se traduit par une formation d'agrégats toxiques s’accumulant dans les neurones entrainant leur mort. Ce phénomène, appelé tauopathie, joue un rôle majeur dans la maladie d'Alzheimer, car il existe une très bonne corrélation entre la progression de la tauopathie et celle des symptômes de la maladie. Les recherches récentes désignent la neuroinflammation (mécanisme de l'immunité cérébrale pour protéger le cerveau des agressions) comme acteur majeur parmi l’ensemble des causes de la MA. Il est bien établi que la microglie, cellule immunitaire cérébrale, joue un rôle dans l’élimination des plaques amyloïdes. Le rôle de la microglie dans la tauopathie est cependant moins étudié. Pourtant, des études récentes suggèrent que la microglie joue un rôle dans la propagation de la tauopathie entre neurones connectés. Il est donc crucial de déterminer quel état microglial favorise ou au contraire ralentit la progression de la tauopathie. Pour répondre à cette question nous utiliserons deux modèles murins de la maladie d’Alzheimer dans lequel un syndrome inflammatoire sera induit par des injections de protéines stimulant la réaction immunitaire. Ce protocole sera appliqué sur différents animaux modèles de la MA soit transgéniques, soit par transfert de gène à l'aide de vecteurs AAV. Cela permettra d'analyser l'effet de la modification à long terme de la microglie sur l'évolution de la tauopathie, et de déterminer quel état d'activation microgliale il faut favoriser pour lutter contre la progression de la tauopathie.
Bénéfices attendus
La maladie d’Alzheimer est une maladie incurable et mortelle causée par la dégénérescence progressive des neurones,ayant pour conséquence des déficits cognitifs importants évoluant invariablement jusqu’à la démence et la perte d’autonomie complète. Elle touche près d’une personne sur 5 au-delà de 75 ans. Les traitements disponibles actuellement ne font que ralentir très modérément la progression de la maladie. Il est donc nécessaire de mettre au point des nouveaux traitements qui représenteront de réelles avancées thérapeutiques pour les patients et leurs proches. Pour mettre au point ces nouveaux traitements, il est nécessaire de mieux comprendre quelles sont les causes de la maladie, ce qui permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. C’est l’objectif principal de ce projet qui vise à mieux comprendre l’implication d’un type de cellules cérébrales impliquées dans la réaction immunitaire, les cellules microgliales, dans la progression de la maladie d’Alzheimer. Ces cellules sont les macrophages résidents du cerveau et sont activées concomitamment à la neurodégénérescence. Nous utiliserons un modèle d’activation à long terme de la microglie obtenu par administration d’une cytokine pro-inflammatoire dans les jours qui suivent la naissance. Ce protocole sera combiné à des modèles murins de maladie d’Alzheimer. Afin de mieux cerner le rôle de la microglie dans le développement de la pathologie, les effets de l’injection de la substance activant la réaction inflammatoire sur l’évolution des symptômes cognitifs et des lésions tissulaires seront étudiés. Nous réaliserons également une étude des gènes exprimés par la microglie afin de caractériser les voies de signalisation et les processus métaboliques dérégulés. En plus de l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques, ce projet permettra de mieux comprendre le rôle de l’activation microgliale en fonction des phases de la maladie d’Alzheimer, et quelle(s) stratégie(s) thérapeutique(s) adoptée(s) aux différents stades de la pathologie.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions : - L’ensemble des animaux inclus dans les cohortes expérimentales recevront une injection d’une substance inflammatoire) ou de solution saline (10 injections sur 5 jours sur souriceaux vigiles [30 secondes par injection]). - Une partie des animaux recevra une injection intracérébrale à l’âge adulte (entre 3 et 9 mois en fonction des groupes) par une technique de chirurgie spécifique au cerveau (durée de la chirurgie : 20 à 30 minutes. Cet acte est peu invasif et les animaux récupèrent généralement très rapidement dans un délai de l’ordre de quelques heures. - Une partie des animaux recevra une injection unique de vecteur utilisé pour apporter le gène d’intérêt aux cellules cibles à l’âge adulte (2-3 mois). Cet acte dure moins d’une minute et se pratique sous anesthésie légère. Une partie des animaux sera soumise à 5 tests comportementaux peu stressants et destinés à évaluer leur capacités cognitives et mnésiques. Chacun de ces tests durent entre 30 sec et 6 min par souris et par jour. L’ensemble des tests est effectué sur une période de 4 à 6 semaines en fonction du nombre de tests prévus (4 à 5).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à différents types de manipulations qui entraineront des effets indésirables différents : - L’injection de la substance inflammatoire aux souriceaux entraîne des effets secondaires minimes, principalement une inflammation périphérique et centrale, ainsi qu’une hypothermie transitoire. Tous ces effets cessent après l’administration. - Les effets secondaires liés à l’injection intracérébrale se limitent à une douleur transitoire au niveau de l’abord chirurgical (incision du scalp et pose d’agrafes). - Deux des trois modèles de souris utilisés ne présentent pas de symptômes plus invalidants que les déficits cognitifs décrits dans la littérature. - Les souris présentant des plaques amyloïdes ont un phénotype dommageable (présence d’un caractère qui altère gravement l’état général de l’animal) car elles présentent des crises d’épilepsie spontanées conduisant à une mortalité précoce avec un pic entre 1 et 3 mois d’âge. Dans notre colonie, la mortalité est de 6% chez les mâles et 13% chez les femelles, mais elle peut atteindre 30% suite à une injection intracérébrale. - L’injection intraveineuse peut entraîner une hémorragie légère qui se résorbe spontanément en quelques minutes. - Les tests comportementaux sont réalisés sur animaux vigiles et peuvent entraîner un stress léger. Ce stress sera réduit au minimum par l’habituation à l’expérimentateur avant chaque session de comportement.
Devenir
Tous les animaux qui seront inclus dans des cohortes expérimentales sont in fine destinés à une étude histologique (analyse des tissus) et/ou transcriptomique (analyse de l’expression des gènes) des régions atteintes du cerveau, ce qui nécessite leur euthanasie pour prélever cet organe. L’euthanasie interviendra par des méthodes adaptées et validées. Les animaux reproducteurs des différentes lignées transgéniques utilisés pour générer les souris incluses dans les cohortes expérimentales seront euthanasiées en fin de période de fertilité. Ces animaux ne seront en effet plus utilisables dans le cadre du projet, et ne pourront pas non plus être recyclés dans d’autres projets du fait des potentiels biais expérimentaux induits par la période de reproduction active (effets des changements hormonaux chez les femelles et développement de l’agressivité envers les congénères chez les mâles). L’euthanasie interviendra par des méthodes adaptées et validées. Afin de minimiser le temps d’élevage en captivité, les animaux issus de ces accouplements dont le génotype n’est pas souhaité pour le projet seront euthanasiés immédiatement à l’issue de la procédure de génotypage par les mêmes méthodes. Le fond génétique de ces différentes lignées, qui peut diverger de celui des souches de souris initiales, ne permet pas la reutilisation des animaux pour d’autres projets afin d’éviter tout risque de biais expérimental dû au fond génétique.
Remplacement
Ce projet fait appel à des modèles de souris déjà caractérisés de la maladie d’Alzheimer. A l’heure actuelle, ce projet ne peut ni être réalisé à l’aide de modèles cellulaires, ni être simulé par des techniques informatiques. En effet les symptômes neurologiques cognitifs de la maladie ne peuvent être répliqués que chez l’animal, notamment dans les modèles génétiques murins. Par ailleurs, les modifications de l’activation microgliale qui surviennent au cours du vieillissement normal et pathologique ne peuvent pas être reproduit dans des modèles cellulaires 2D ou organoïdes. Enfin, l’étude des relations entre cellules gliales et neurodégénérescence requiert toute la complexité des réseaux neuronaux qui se mettent en place au cours de la maturation et du vieillissement du cerveau. Il est donc nécessaire de réaliser ce projet sur une espèce modèle mammifère comme la souris, présentant le plus possible de similitudes avec la physiologie humaine, c’est à dire possédant un cerveau complexe doté d’un système limbique permettant d’exprimer des comportements sophistiqués. De plus la proximité entre l’espèce humaine et la souris maximisera la pertinence des cibles thérapeutiques identifiées au cours de ce projet.
Réduction
Une simulation statistique a été réalisée pour déterminer le nombre minimum d’animaux par groupe, nécessaire pour observer des effets significatifs compte tenu des valeurs attendues en fonction des analyses pratiquées pour chaque procédure. Cette simulation est fondée, d’une part, sur des données obtenues dans la littérature scientifique et, d’autre part, sur les valeurs que nous avons observées dans le passé lors d’expériences utilisant des analyses similaires. Ainsi, nous prévoyons d’utiliser 1869 animaux lors des expériences qui seront menées pendant les 5 années de l’étude. Ce nombre maximum, qui comprend 66 groupes expérimentaux et 52 groupes témoins de référence qui seront étudiés tout au long des 5 années du projet, a été déterminé en fonction des expériences à réaliser pour pouvoir répondre à la question scientifique. Pour minimiser le nombre d’animaux utilisés dans le projet nous prévoyons que les cohortes incluses dans les différentes procédures puissent être étudiées sur différents paramètres. Par exemple certains animaux seront utilisés à la fois pour des études transcriptomiques et histologiques.
Raffinement
Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe dans un milieu enrichi et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation permettra de garantir leur bien-être. En cas d’apparition d’effets inattendus, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. Les protocoles d’anesthésie et d’analgésie des procédures chirurgicales ont été définis et validés par une équipe vétérinaire. Des échelles cliniques journalières, un soutien nutritionnel adapté et l’application de critères d’arrêts permettent de veiller au bien-être des rongeurs. Les animaux bénéficieront de périodes de récupération suffisantes après les anesthésies générales et les gestes chirurgicaux. L’état de santé des souriceaux sera surveillé de manière biquotidienne tout au long de la période de traitement périnatal. Leur état de forme sera évalué grâce à une grille de score permettant de définir le point limite au-delà duquel le traitement ne pourra être poursuivi pour l’animal en question. Les tests comportementaux seront précédés par une phase d’habituation à l’expérimentateur afin de minimiser le stress et d’assurer une reproductibilité optimale de ces expériences.
Choix des espèces
Choix de l’espèce modèle : L’objectif de ce projet est d’améliorer les connaissances sur la maladie d’Alzheimer afin d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques. La région initialement et la plus gravement atteinte dans la MA est le système limbique (connu sous le nom de cerveau émotionnel) qui gère la mémoire et les émotions. Les modèles animaux invertébrés ne possèdent pas de système limbique. Il est donc nécessaire de mener ce projet sur une espèce dotée d’un tel système, similaire à celui retrouvé dans l’espèce humaine. Les rongeurs, et la souris en particulier, possèdent un système limbique très proche de celui de l’espèce humaine. De plus, la grande proximité entre le génome de la souris et le génome humain assure une pertinence maximale des cibles thérapeutiques qui seront identifiées au cours de ce projet. Les souris qui seront utilisées reproduisent les différentes lésions anatomiques retrouvées dans le cerveau des patients atteints de MA. Elles présentent également des altérations cognitives (défauts de mémoire spatiale et de mémoire de travail) qui sont caractéristiques de la MA. Ces déficits peuvent être quantifiées par des tests comportementaux qui sont réalisés en routine au laboratoire. Choix du stade de développement étudié : Les administrations de cytokines seront réalisées à la période périnatale pour respecter le protocole d’activation microgliale à long terme largement validé et publié par nos collaborateurs. La MA se déclare la plupart du temps chez le sujet âgé, mais des déficits subtils apparaissent longtemps en amont du diagnostic. Nous étudierons donc les modèles animaux à un temps précoce et a un temps tardif pour refléter les effets observés en début et en fin du processus pathologique, soit entre 5 et 14 mois selon les différents modèles de MA qui seront étudiés au cours du projet.
ONCO-SC Evaluation de thérapies cancéreuses sur des modèles de tumeurs greffées en sous cutané
- Recherche appliquée
- Cancers
Rats : 5000
Pour évaluer des candidats-médicaments anticancéreux pour le compte de clients, 62 500 rongeurs, 57 500 souris et 5 000 rats, sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère, tous tués à l'issue parce qu'ils portent des tumeurs. Ils reçoivent une greffe tumorale, des castrations, ovariectomies et surrénalectomies, des implantations de minipompe ou de cathéter, des séances d'imagerie sous anesthésie, des biopsies ou résections de tumeur et des irradiations. Le porteur, prestataire de services en recherche préclinique, décrit près de 250 études par an et un volume ajusté "en fonction des demandes". Il indique que les méthodes de reconstruction de tumeurs en 3D restent "marginales" et affirme que les rongeurs immunodéprimés sont "indispensables" à l'implantation de cellules tumorales humaines.
Objectifs
Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, quelque 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Selon l’OMS, une personne sur cinq souffrira d’un cancer dans sa vie. Un homme sur huit et une femme sur onze en décèderont. Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints. Bien que possédant des caractéristiques communes, différents types de cancers ont des causes très éloignées et répondent de façon extrêmement différente à un traitement. L’objectif de ce projet est d’utiliser des modèles déjà mis en place ou bien d’en développer de nouveaux chez les rongeurs (rats ou souris), les plus prédictifs possible afin de refléter la pathologie cancéreuse et de pouvoir évaluer des nouveaux médicaments pour traiter le cancer. Cette évaluation chez l’animal permettra d’étudier ces nouveaux médicaments, seuls ou en combinaison, dans un contexte physiologique le plus proche possible de l’homme et d’arriver, avant les essais cliniques chez l’homme, à établir une réelle évaluation de l’efficacité des molécules destinées à traiter les cancers chez l’homme. Grace à ces modèles de cancer, une évaluation de la toxicité, de la pharmacocinétique et de la biodistribution des traitements pourra aussi être réalisée en plus de l’évaluation de l’efficacité antitumorale.
Bénéfices attendus
Notre société, prestataire de services en recherche préclinique propose un large panel de modèles in vivo nécessaires à l’évaluation de nouveau composés thérapeutiques pour la recherche contre le cancer. Ce projet a pour finalité de sélectionner des molécules thérapeutiques grâce à des modèles précliniques les plus prédictifs possibles afin de pouvoir transposer l’utilisation de ces molécules chez l’homme lors d’essais dans différentes phases cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, qui représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent d’évaluer l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de nouveaux composés afin d’éviter ces essais directement chez l’homme. Au cours des expériences réalisées, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme, d’étudier les mécanismes de résistance après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression tels que la formation de métastases. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme les moyens de se défendre contre le cancer.
Procédures
Mise en place d’un système d’identification de l’animal, sous anesthésie générale (en conditions d’asepsie, réalisée entre 0 et 3 jours avant la greffe (
Impact sur les animaux
La greffe tumorale pourra engendrer une douleur et un stress léger. L’évolution du volume tumoral entrainera une distension de la peau. Il est aussi possible, que la progression tumorale entraîne une cachexie constatée par une perte de poids. Pour les études sur modèles hormonodépendants (modèles prostatiques/ovariens), les animaux pourront être castrés/ovariectomisés avec ou sans surrénalectomie entrainant une douleur modérée sur 1 ou 2 jours et un stress modéré. Les autres chirurgie (biopsie et, resection de tumeurs) entraineront une douleur modérée sur 1 ou 2 jours et un stress modéré Les traitements pourront induire un stress léger. Une chirurgie comme la résection de la tumeur pourra engendrer une douleur modéré sur 1 à 2 jours Au cours d’une étude, les animaux seront manipulés. Les mesures de poids et de volume tumoral entraînent un stress que l’on peut considérer comme faible, et qui diminue avec l’habituation. Le jour de la randomisation, les animaux seront potentiellement mis avec de nouveaux congénères. Cela pourra engendrer un stress de 1-2j.
Devenir
Du fait que les animaux sont porteurs de tumeurs, ils seront tous mis à mort en fin de procédure.
Remplacement
Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments, car les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte globale ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D sont utilisées mais reste toutefois marginales et les résultats obtenus restent à ce jour difficilement transposable à l’homme.
Réduction
Dans chaque étude, les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s). Le nombre de groupes contrôles sera ajusté à la question scientifique posée et des paramètres étudiés. Les variations de ces paramètres entre les groupes contrôles et traités seront comparées pour évaluer les composés testés. La validité scientifique nécessite d’utiliser un nombre minimum d’animaux par groupe pour que les tests statistiques soient valides et représentatifs d’éventuelles variations inter-individu. Près de 250 études sont réalisées chaque année, mais le nombre peut varier en fonction des demandes. Une étude peut être composée de 2 à 20 groupes. Le nombre d’animaux par groupe varie généralement entre 6 et 15 par dose de produit. Pour des études permettant de sélectionner des composés, il sera proposé d’utiliser 1 à 3 animaux par groupe. Pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans ces procédures, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie chez le petit animal.
Raffinement
Toutes les procédures sur les animaux seront réalisées selon les standards validés par le vétérinaire. L’impact de ces procédures sera toujours analysé par la structure chargée du bien-être des animaux. Toutes les procédures invasives et faiblement invasives, sont réalisées sous anesthésie générale par des techniciens formés et dont les compétences ont été validées. La fréquence de mesure des volumes tumoraux seront adaptée à la vitesse de croissance du modèle. La fréquence de pesée des animaux sera adaptée à leur état général. Les animaux sont observés quotidiennement. Dès l’apparition des premiers signes cliniques qui pourront amener aux points limites des antalgiques pourront être prescrits sous l’autorité du vétérinaire. Les chirurgies pratiquées dans ce projet sont des procédures de gravité modérée, réalisée sous anesthésie. Les chirurgies sont réalisées de façon aseptique et les animaux reçoivent des l’antalgiques, avec surveillance post opératoire et soins post opératoires adaptés si nécessaires. Les injections/prélèvements seront effectués en suivant les recommandations vétérinaires. Un document de référence est à disposition des concepteurs et des techniciens. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître les signes de mal être des animaux. Les expérimentateurs et les personnes en charge du bien-être et du soin des animaux veillent au respect des points limites. En cas de suspicion de toxicité, un système d’alerte est mis en place pour statuer sur la mise à mort de l’animal ou sur l’arrêt des traitements. Les principaux points limites concernent l’état général de l’animal et sont listés en détail dans les procédures. Si l’un des signes cliniques liés aux points limites (mais sans dépassement du point limite) est observé, l’animal est mis en observation et un traitement de soins est mis en place. Par exemple, en cas de douleur constatée, le vétérinaire prescrira un traitement antalgique.
Choix des espèces
LLes petits rongeurs, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation présentant un statut immunodéprimé (avec des mutations spontanées ou génétiquement modifiées) indispensable à l’implantation de cellules tumorales humaines dans le cadre de la recherche en oncologie. De plus, diverses souches de souris et rats immunocompétents sont également disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques. De plus, les rats et les souris autorisent une variété de techniques d’administration, de prélèvement et de chirurgie présentant des analogies avec ce qui peut être réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7-8 semaines lors de leur première manipulation). Toutefois, ils pourraient être reçus à partir de 5 semaines mais ne seront pas manipulés avant 7 semaines minimum. Des animaux adultes sont utilisés afin qu’ils aient leur poids et leur morphologie adulte pour faciliter l’injection des cellules tumorales.