Souris
Les neurones inhibiteurs longue distance de l’hippocampe: des tours de contrôle dysfonctionnelles ?
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
3770 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la moitié classée en souffrance sévère et l'autre en souffrance légère. Les animaux subissent des chirurgies d'induction d'une épilepsie chronique, des injections de virus, l'implantation de dispositifs d'enregistrement, puis de l'imagerie calcique, des enregistrements EEG et des tests comportementaux cognitifs et émotionnels, avant prélèvement de l'encéphale. Le porteur décrit les crises d'épilepsie, le maintien en cage individuelle pendant huit à douze semaines et les chirurgies répétées du crâne comme des atteintes sévères au bien-être des animaux non-humains. Les souris au génotype non souhaité, classées en léger, ne subissent que le génotypage avant mise à mort.
Objectifs
L’épilepsie du lobe temporal, type le plus fréquent d’épilepsie incurable, se caractérise par des crises d’épilepsie souvent générées dans l’hippocampe. Toutefois, l’ampleur des altérations cognitives, anatomiques et fonctionnelles chez les patients suggère que la maladie implique le dysfonctionnement d’un large réseau de régions cérébrales, bien au-delà de l’hippocampe seul. Il est crucial d’étudier les mécanismes qui contrôlent les interactions entre l'hippocampe et les autres régions du cerveau pour mieux comprendre les échecs fréquents des thérapies actuelles, dont celles ciblant l’hippocampe. Nous nous intéressons à un type de neurones qui jouerait dans des conditions normales un rôle de « tour de contrôle » entre différentes régions du cerveau : les neurones inhibiteurs à projection longue. Nous pensons qu’un dysfonctionnement de ces neurones pourrait jouer un rôle primordial dans le réseau épileptique. Pour le vérifier, nous combinerons imagerie calcique et enregistrements électrophysiologiques in vivo sur des souris épileptiques en comportement avec des virus rétrogrades ciblant les neurones inhibiteurs à projection longue-distance. Ainsi, nous examinerons le rôle pathologique de ces neurones dans les altérations à grande échelle liées à l’épilepsie du lobe temporal et déterminerons les potentiels bénéfices de leur manipulation au niveau thérapeutique.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'apporter une preuve de concept de l'importance de neurones inhibiteurs particuliers, qui connectent l'hippocampe avec d'autres régions cérébrales, dans les altérations à grande échelle associées à l'épilepsie du lobe temporal. En cas de succès, ces neurones pourraient être la cible de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les patients souffrant de formes incurables d'épilepsie.
Procédures
Au cours de ce projet, les animaux seront amenés à subir plusieurs types d'intervention : a) un génotypage (optionnel), b) des chirurgies d'induction d'un état chronique d'épilepsie (1-4h), c) des chirurgies (30-90minutes) d'injection de virus chez l'adulte ou à P0 (optionnel), d) des chirurgies d'implantation de dispositifs d'enregistrements par électrophysiologie ou par imagerie calcique, e) des mesures de leur activité neuronale (maximum 1h en imagerie, 24/7 en EEG télémétrique, une technique permettant d'enregistrer les crises d'épilepsies sur des animaux libres de leurs mouvements), f) des tests de leur comportement afin d'analyser leurs fonctions cognitives ou émotionnelles, réputées altérées en condition d'épilepsie (1/2 journée). A la dernière étape du protocole expérimental, l'encéphale sera prélevé sous anesthésie profonde pour analyser les tissus
Impact sur les animaux
Dans le cas d’animaux subissant l’ensemble d’une procédure, l’ensemble des nuisances ou effets indésirables attendus sont de classe sévère et peuvent être résumés selon les points suivants: - Le stress lié au maintien des souris adultes en cages individuelles après induction de l'épilepsie et pendant la majeure partie de la procédure (soit généralement 8-12 semaines) afin de limiter les bagarres et faciliter le suivi, - l'inconfort et le stress généré par les interventions (optionnelles) sur des souriceaux nouveau-nés et leur maintien transitoire hors de la cage maternelle pour observation pendant 2h30 à 3h30 - L'expression de crises d'épilepsie, condition dommageable au bien-être animal - L'inconfort associé au réveil post-chirurgical et le risque infectieux lié aux anesthésies et interventions chirurgicales répétées (craniotomie, implantation) afin de réaliser des injections intracérébrale et d'insérer les électrodes d'enregistrement de l'activité cérébrale – Les démangaïsons pouvant être provoquées par les sutures de la peau du crâne. Dans le cas de l'utilisation de lignées transgéniques, les animaux au génotype non-souhaité sont classés en léger puisqu’ils ne subissent qu'une intervention (génotypage).
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux subissent une anesthésie profonde terminale afin de prélever l'encéphale et d'effectuer des analyses histologiques.
Remplacement
Notre but est de comprendre le rôle d'un type de neurones particuliers de l'hippocampe dans des désordres cognitifs et électrophysiologiques à large-échelle associée à l'épilepsie du lobe temporal. Par conséquent, l'utilisation de modèles in vitro (que nous utilisons régulièrement par ailleurs) n'est pas applicable pour ce projet-ci. En termes de modèle animal, les souris sont un excellent modèle animal par rapport à d'autres existants parce qu'elles reproduisent fidèlement les altérations cardinales observées chez les patients souffrant d'épilepsie du lobe temporal, sont capables de réaliser des tests de comportement transposables chez l'homme (à la différence d'autres animaux tels les poissons zèbres) et comptent d'autres avantages (vitesse de reproduction, capacité de transgenèse).
Réduction
Afin de limiter le nombre d'animaux utilisés : Nous utilisons une procédure raffinée d'induction de l'épilepsie qui augmente considérablement le taux de réussite de la procédure, et limite par conséquent le nombre d'animaux nécessaires pour générer des cohortes d'animaux épileptiques chroniques. De plus, nous privilégions chaque fois que cela sera possible l’utilisation d’animaux sauvages (appelés aussi wildtype ou WT) combinée à des constructions AAV spécifiques des neurones inhibiteurs afin de limiter quand cela est possible le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des souris du génotype voulu. Le cas échéant, nous utiliserons des lignées transgéniques telles que GAD-Cre, PV-Cre ou SOM-Cre disponibles dans le laboratoire.
Raffinement
Nous utilisons plusieurs stratégies de raffinement afin de limiter l'impact de nos expérimentations sur le bien-être des animaux: - Les animaux sont hébergés dans des cages avec un environnement enrichi (composé d'igloos cartonnés, de tunnels en carton et de papier foisonnant), en présence d'eau et de nourriture ad libitum - Notre procédure raffinée d'induction de l'épilepsie, basée une échelle des symptômes et sur l'injection de caféine, permet de prévenir la survenue des stades les plus sévères du status épilepticus (associés à de la souffrance et la mort). - Chaque intervention invasive (e.g., chirurgie) est effectuée dans des conditions d'analgésie et d'anesthésie optimales. - Nous mettons un soin particulier à constamment surveiller les constantes biologiques et la souffrance des animaux , particulièrement dans les heures et jours suivant les interventions invasives (e.g., induction de l'épilepsie, chirurgie) jusqu'à la mort des animaux. Des grilles de suivis ont été mises en place, et le personnel a reçu toutes les habilitations nécessaires, notamment pour améliorer le bien-être des animaux (manipulation, enrichissement), reconnaitre les signes éventuels d'inconfort ou de souffrance, et pratiquer les gestes adaptés en fonction.
Choix des espèces
Les souris modèles d'épilepsie manifestent des symptômes comparables à ceux dont souffrent les patients souffrant d'épilepsie du lobe temporal (génération de crises, troubles cognitifs et de l'humeurs, altérations histologiques). Ils sont donc un excellent modèle pour cette maladie humaine, et sont utilisés de manière routinière dans le laboratoire. L'induction de l'épilepsie est effectuée sur des souris agées de 2 mois environ, un stade favorisant la survie des animaux, ainsi que le taux d'induction de l'épilepsie. Les enregistrements (imagerie calcique, électrophysiologie) et les tests comportementaux s'effectuent 6-12 semaines plus tard, à un stade où les animaux ayant subi le protocole d'induction ont subi des altérations histologiques conduisant à une épilepsie chronique (se manifestant par des crises spontanées récurrentes, des désordres cognitifs ainsi que que des altérations histologiques).
Caractérisation de l’effet anti-inflammatoire de la molécule TEM2085 dans deux modèles d’inflammation chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
48 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une arthrite au collagène et une colite au Dextran Sodium Sulfate leur sont induites, puis des composés sont administrés par gavage répété, pour tester la molécule TEM2085 dans deux modèles de maladies inflammatoires. Le porteur indique que la douleur des deux modèles, sévère, ne peut être soulagée par aucun antalgique sans fausser les résultats, les animaux étant mis à mort pour analyses histologiques. Sur le remplacement, il affirme que cette étude in vivo est une part "impérative" du développement préclinique et conclut que le projet ne peut être remplacé par aucune alternative.
Objectifs
Dans le cadre d'un projet européén ayant pour objectif d'accélérer la mise sur le marché d'une nouvelle thérapie anti-inflammatoire, la molécule TEM2085 est apparue comme le meilleur composé sur la base de test pharmacologique in vitro et in vivo en raison de sa stabilité et de son efficacité dans le modèle de psoriasis chez la souris. L'expérimentation animale est nécessaire au développement pré-clinique de cette molécule. La présente étude est menée pour évaluer son efficacité dans le modèle d'arthrite au collagène comme modèle de polyarthrite rhumatoïde, ainsi que sur le modèle de colite au Dextran Sodium Sulfate comme modèle de rectocolite hémorragique, une maladie inflammatoire chronique de l'intestin. S'il s'avère efficace dans ces modèles, le TEM2085 pourra être développé en tant que médicament dans de multiples maladies inflammatoires.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu pour la société est une potentielle nouvelle solution thérapeutique pour les maladies inflammatoires chroniques comme la polyarthrite rhumatoïde ou les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. En effet, ces maladies restente encore incurables et les thérapies actuelles sont inefficaces ou le deviennent chez environ 1/3 des patients et sont associées à des effets indésirables graves. Le bénéfice pour notre structure de recherche est de comprendre comment le TEM2085, qui s'est déjà avéré efficace dans un modèle de psoriasis, agit, et si son mécanisme d'action est partagé dans l'arthrite et dans la colite. Il s'agit d'une étude préliminaire qui décidera de l'avancement de cette molécule pour des essais cliniques.
Procédures
Nuisance n°1 Induction de l'arthrite sous anesthésie générale, d'une durée de 3 min environ, temps d'induction compris, cette anesthésie est réalisée sous isoflurane. Nuisance n°2 Développement des maladies: Perte de poids et douleurs pour les animaux induits par la colite et l'arthrite. La douleur considérée comme sévère pour les deux modèles, ne peut être prise en charge pharamacologiquement car à ce jour aucune molécule antalgique n'a été identifiée comme dépourvue d'effet anti-inflammatoire. Nuisance n°3 Administration des composés pharamcologiques par gavage répétés. Le gavage d'une durée de 15 secondes par animal maximum est réalisé par du personnel expérimenté. Une habituation au gavage sera effectué au préalable avec gavage d'une solution sucrée.
Impact sur les animaux
Perte de poids et douleurs pour les animaux induits par la colite et l'arthrite. La douleur considérée comme sévère dans les deux modèles, ne peut être prise en charge pharamacologiquement car à ce jour aucune molécule antalgique n'a été identifiée comme dépourvue d'effet anti-inflammatoire.
Devenir
Des analyses histologiques sur les articulations (arthrite) ou sur l'intestin (colite) seront réalisées à l'issue des procédures expérimentales nécessitant la mise à mort des animaux.
Remplacement
La présente étude a été planifiée après une recherche documentaire approfondie et de nombreuses études in vitro. Après avoir soigneusement analysé les études thérapeutiques cruciales in-vivo, il a été observé que les modèles de souris mâles DBA/1J et de souris C57BL/6 sont les modèles de référence pour respectivement, la polyarthrite rhumatoide et la rectocolite hemorragique. De plus, compte tenu des développements déjà réalisés sur cette molécule, cette étude in-vivo est cruciale et constituera un jalon pour progresser sur l'avenir de la molécule TEM2085. Cette étude est une partie impérative du développement préclinique de la molécule. Après avoir consulté la littérature et considéré l'importance de cette étude pilote, le présent projet ne peut être remplacé par aucune autre étude alternative.
Réduction
Ce projet est planifié en gardant à l'esprit le nombre minimum d'animaux nécessaires (8 animaux par groupe) pour atteindre le niveau de signification pour chaque modèle. Le projet est divisé en trois groupes : le groupe témoin inflammatoire, le groupe traité avec le TEM2085 et le groupe traité avec le médicament approuvé par la FDA, l'upadacitinib. Pour une étude comparative, il est important d'inclure ce groupe témoin qui servira de norme pour les comparaisons nécessaires pour comprendre l'impact du médicament sur la gravité et la progression de la maladie. Le deuxième groupe est traité avec le TEM2085, cette molécule a montré des résultats positifs dans un modèle de psoriasis chez la souris, par conséquent, elle peut être une molécule thérapeutique potentielle pour la polyarthrite rhumatoide et la rectocolite hemorragique également. Par conséquent, le groupe TEM2085 est très important à inclure dans le présent projet. Le troisième groupe de l'étude est le groupe upadacitinib. Comme ce médicament est très efficace dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde et de la rectocolite hémorragique, il est important de l'utiliser comme molécule de référence. Ce groupe aidera à comprendre l'efficacité thérapeutique du TEM2085. Compte tenu de l'importance de chaque groupe dans l'étude, il n'est pas possible de réduire le nombre de groupes et d'animaux. Une analyse par test statistique pour les comparaisons entre les trois groupes sera réalisée. Sur la base des études in vitro/in vivo antérieures, la force de l’effet de TEM2085 a été évaluée et considérant une puissance de 80% et un risque alpha de 5%, un effectif de n=8 animaux/groupe d’étude devrait être suffisant pour révéler des différences significatives entre les groupes.
Raffinement
Les souris seront hébergées par 4 dans des cages conventionnelles conformes pour cette espèce (directive 2010/63/EU) au sein de notre animalerie conventionnelle. L'enrichissement est apporté par des objets (tunnel, maison) dédiés à cet usage. Les injections intra-dermiques sont réalisées sous anesthésie gazeuse générale. Les deux modèles sont bien connus et maîtrisés au laboratoire en termes de douleurs. Nous surveillerons quotidiennement les animaux. Les animaux seront pesés deux fois par semaine. Un changement de litière bi-hebdomadaire puis quotidien lorsque les animaux seront en phase d’arthrite sévère ou de colite sévère, l'utilisation de tunnel permettra de diminuer le stress occasionné par le changement de litière. Si des anomalies du comportement (vocalisation, pilo-erection, cachexie) ou des troubles du mouvement pouvant traduire une douleur intense et/ou une perte pondérale supérieure a 25% par rapport à J0 étaient observés, les animaux concernés seraient mis à mort en conformité avec les recommandations éthiques. L’apparition éventuelle d’une infection au niveau du site d'injection nous obligerait également à mettre à mort l’animal.
Choix des espèces
Les souris mâles DBA1/J ont été largement étudiées dans la littérature comme modèle expérimental de la polyarthrite rhumatoïde. L'immunisation avec le collagène de type II provoque une réponse auto-immune similaire à celle de l'homme. Les souris atteintes d'arthrite au collagène développent une synovite, des érosions du cartilage et des articulations, tout comme les humains. Ces résultats démontrent que cette espèce est le modèle de référence de l'arthrite expérimentale. Le modèle de référence pour la rectocolite hémorragique est la souris C57BL/6 induite par le DSS. Dans ce cas, 3 % de DSS sont ajoutés à l'eau de boisson des souris (J0 àJ3). À cette concentration, le DSS pénètre la membrane muqueuse de l'intestin et agit comme une toxine chimique qui endommage les cellules de l'épithélium colique. Cette lésion entraîne le développement d'un contenu intestinal pro-inflammatoire de type colite aiguë. Le modèle de souris C57BL/6 induite par le DSS a été bien établi dans la littérature pour la rectocolite hémorragique. Ces caractéristiques font de ce modèle un modèle standard et le plus pertinent pour réaliser des études précliniques in vivo. Des souris adultes mâles seront utilisées pour cette étude car totalement développées d'un point de vue immunologique et sans influence hormonale immunomodulatrice des oestrogènes.
Effet du régime alimentaire maternel et paternel sur les malformations congénitales cardiaques des nouveaux nés et impact sur la santé cardiovasculaire des adultes
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
199 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les femelles sont soumises à des régimes carencés en vitamine D ou riches en graisses induisant une obésité, à un gavage et à des échocardiographies sous anesthésie, avant une mise à mort pour collecter les embryons. Le porteur étudie l'effet de l'alimentation parentale sur les malformations cardiaques de la descendance, en menant en parallèle un modèle d'organoïdes cardiaques encore à optimiser. Il présente le passage à l'animal comme une étape "indispensable" avant un essai chez l'humain.
Objectifs
Les cardiopathies congénitales sont des malformations cardiaques se développant au cours de la vie intra utérine. Elles surviennent assez fréquemment et touchent environ 10 naissances sur 1000. Il s’agit de pathologies ayant une cause multifactorielle. Les facteurs les plus souvent rencontrés sont les anomalies génétiques, les maladies métaboliques maternelles voire paternelles ou la consommation de drogues, de médicaments ou d’alcool. L’objectif de ce projet est d’étudier l’impact de différents facteurs nutritionnels, seuls ou en combinaison, sur l’apparition de ces anomalies. (1) La carence en vitamine D : une alimentation maternelle carencée en vitamine D affecte le développement cardiaque de la progéniture par différents mécanismes dont les mécanismes non génétique (2) L’obésité maternelle : bien que fortement suspectée comme ayant un impact négatif sur le développement cardiaque, nous ne savons toujours pas si et comment l’obésité maternelle affecte les embryons. Nous ne savons pas du tout l 'impact du statut nutritionnel paternel. (3) Le sexe fœtal : la réponse métabolique du nouveau-né semble être spécifique au sexe de l’individu . Il est donc intéressant d’analyser les différences développement cardiaque en condition pathologique en fonction du sexe. (4) La flore intestinale : La flore intestinale est susceptible de jouer un rôle de médiateur dans au moins une partie de l’effet des régimes maternels déficients en vitamine D et riches en graisses et avoir un effet délétère sur la formation cardiaque de la progéniture. Cette flore est de plus différent eentre les deux sexes. Notre projet permettra une meilleure connaissance de l 'origine des pathologies cardiaques congénitales.
Bénéfices attendus
le projet devrait permettre de comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaire de l impact des regimes maternel ou paternel sur les malformations cardiaques.
Procédures
Gavage 1 min un seul par souris. Echocardiographie sous anesthésie: 30 min 1 seule /souris. Le gavage implique une contention de 30 s de la souris. L’échocardiographie est la technique d’imagerie de choix pour le suivi longitudinal de la fonction cardiaque in vivo et une technique non invasive. Il s'agit d'une procédure indolore ne nécessitant pas d’analgésie. Elle se fait sous anesthésie générale gazeuse simplement pour maintenir la souris immobile sur le dos
Impact sur les animaux
L’obésité des souris en régime gras et le régime sans vitamine D peut leur apporter un inconfort qui néanmoins n'affecte pas leur mobilité ou leur agilité. Elles ne présentent pas non plus de signes de souffrance. Les souris seront observées chaque jour par l’expérimentateur pour contrôler leur état de santé. L’échocardiographie est réalisée sous anesthésie sur un matelas chauffant pour le maintien de leur température. Le gel nécessaire à l’échographie est préchauffé pour minimiser toute nuisance ou inconfort ou stress thermique. Le gavage est une nuisance bien que courte lorsque pratiqué par un expérimentateur très habitué. Le processus prend seulement 30 s et la souris est conditionnée deux jours avant le gavage à la contention de 30 s pour diminuer le stress. Le gavage sera fait une seule fois pour chaque souris pour induire la recombinase at avec une sonde trempée dans l’eau sucrée. L’expérimentateur visite les souris chaque jour de sorte de les habituer au contact humain. Une grille de score jointe au projet sera suivie quotidiennement.
Devenir
Les prélèvements de sang se feront une seule fois par ponction cardiaque au moment de la mise à mort pour la collecte des embryons. Les autres souris seront mises à mort avant reveil au terme de l 'echocardiographie
Remplacement
Notre projet se fera dans la continuité d’une étude in vitro. Le passage au modèle in vivo est une étape indispensable avant d’envisager un essai thérapeutique chez l’Homme. Nous etablissons un modèle cellulaire d'organoides cardiaques en 3D in vitro; Nous utilisons en effet en parallele des cellules souches embryonnaires humaines differenciées en different types de cellules cardiovasculaires au sein de cardioides en 3D. Ce modèle requiert encore une optimisation pour mimer la vraie formation et le fonctionnement d'un coeur.
Réduction
Le nombre d’animaux a été limité au minimum nécessaire pour mettre en évidence une apparition d’effets secondaires liés à l’utilisation de notre modèle avec une significativité statistique Les même souris et embryons serviront à de multiples analyses cardiaques. Nous avons donc d' ores et déjà reduit le nombre d animuax dans ce projet au statistiquement strict nécessaire ( test statistique de comparaison de la variance à 2 facteurs pour comparaison inter groupes à l aide du logiciel Graphpad selon les recommandations de "Analyses statistiques des données acquises lors d’analyses fonctionnelles chez la souris. Méthodologie [stat.ME]. 2012. ffdumas-00729021f" . Les données acquises sur cellules humaines validant des données acquises chez les souris permettront de diminuer les effectifs de souris par groupe.
Raffinement
Afin d’améliorer le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, enrichissement, stabulation en groupe). Des points limites clairs seront définis et les animaux seront euthanasiés lorsqu’ils atteindront les critères d’interruption. Dans la mesure du possible, les souris seront plusieurs par cage afin de respecter leur instinct grégaire. Leur milieu sera enrichi par du Sizzle Kraft et des buchettes chaque semaine pour leur permettre de se cacher de la lumière et de les occuper à confectionner leur nid, cela a pour but de réduire leur stress. Les animaux seront observés tous les jours de la semaine et les week-ends, de leur arrivée à leur mise à mort.
Choix des espèces
la souris est un bon modèle de developpement cardiaque comparé à l 'homme et a un microbiote semblable au microbiote humain. La souris permet une étude intégrée de la physiologie
Activation neuronale des crises épileptiques induites par un agent pharmacologique chez la souris génétiquement modifiée.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures dont la souffrance déclarée va du léger au sévère. Une biopsie de la queue est prélevée à six jours pour le génotypage, puis un agent pharmacologique déclenche des crises d'épilepsie, le porteur reconnaissant une mortalité d'environ 20 % liée aux crises. L'objectif est d'identifier les neurones activés lors d'une crise, à l'aide de souris génétiquement modifiées. Il affirme que l'imagerie cérébrale humaine et les cultures cellulaires ne sont "pas encore suffisamment crédibles" pour cette étude.
Objectifs
Notre objectif est d'utiliser les souris pour identifier les cellules activent lors d’une crise épileptique. Nous proposons le projet actuel pour étudier si les crises induites par un agent pharmacologique activent des cellules neuronales similaires ou différentes.
Bénéfices attendus
Notre projet consiste à déterminer les neurones actifs lors d'une crise d'épilepsie. Pour y parvenir, nous utiliserons un modèle animal capable de générer des crises sans effets négatifs à long terme. Nous espérons décrire les circuits cérébraux impliqués dans la génération de crises et, ainsi, contribuer à identifier des marqueurs de l'épilepsie qui peuvent se traduire par de meilleurs soins et une meilleure prévention de l'épilepsie humaine.
Procédures
Toutes les souris produites (80) pour obtenir le nombre de souris d'intérêt (56) feront l'objet d'une biopsie par le prélèvement de 1mm de bout de queue à l'âge de 6 jours pour réaliser le génotypage et la sélection des souris. Les animaux seront soumis à trois injections, où ils recevront d'abord une injection intrapéritonéale avec de substance témoin 30 minutes avant une deuxième injection (sous-cutanée) avec l’agent pharmacologique selon chaque groupe expérimental. Deux heures après la deuxième injection, ils recevront une troisième injection (intrapéritonéale) pour marquer les cellules activées. Une semaine plus tard, nous répéterons la première et deuxième injection et puis marquer les cellules actives encore une fois. À la fin de l’expérience, les animaux seront euthanasiés et leurs cellules marquées analysées. Les animaux des groupes qui recevront l’agent pharmacologique développeront une crise d'épilepsie associée à des comportements épileptiques. Cette crise n'est ni permanente ni récurrente.
Impact sur les animaux
La réalisation de la biopsie pour génotypage va générer une lègère douleur de courte durée sur les souris âgées de 6 jours. À chaque traitement avec l'agent pharmacologique, les animaux développeront une brève crise épileptique. Cette crise pourrait entraîner une mortalité d'environ 20 % parmi les effectifs.
Devenir
Tous les animaux de la procédure expérimentale subiront le processus d’euthanasie pour collecter et préserver les tissus cérébraux afin de réaliser des études d’anatomopathologie et d’immunohistochimie à la fin du deuxième jour de l'expérience.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animal pour réaliser ces études. Les alternatives actuelles telles que l'imagerie cérébrale humaine et les cultures cellulaires ne sont pas encore suffisamment crédibles pour étudier les mécanismes neuronaux. Par conséquent, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées pour analyser ces processus neurobiologiques complexes.
Réduction
La détermination de la taille de l'échantillon est essentielle pour le succès et la reproductibilité des résultats dans toute étude scientifique. Le nombre d'animaux par groupe doit être suffisamment élevé pour assurer une forte probabilité de détection d'un effet réel, tout en respectant les exigences légales et éthiques préconisant une utilisation minimale des animaux. Les données précédentes ont été utilisées pour calculer la variabilité interindividuelle des crises induites par un agent pharmacologique. Ainsi nous avons calculé une taille d'échantillon de 8 animaux par groupe, totalisant 7 groupes. Par conséquent, nous utiliserons 56 souris.
Raffinement
Nos souris transgéniques constituent actuellement un modèle animal le plus avancé en génie génétique pour identifier les populations neuronales activées à un moment donné. Pour assurer les meilleures conditions d'hébergement, nous mettrons 3 ou 4 animaux par cage pour favoriser leurs interactions. Des enrichissements environnementaux systématiques seront mis en place pour améliorer au maximum le bien-être des animaux. Les conditions d'élevage, les soins postopératoires, l'hébergement et les différentes étapes de la procédure expérimentale sont contrôlés pour réduire ou éliminer toute détresse potentielle. Nous avons également établi des critères d'interruption des expériences et d'exclusion des animaux en raison de la douleur, de la souffrance physique, de l'agressivité, de la perte de poids évaluée à l'aide d'évaluations individuelles.
Choix des espèces
Les modèles de souris ont été largement utilisés dans la recherche sur l'épilepsie, en raison de leur capacité à imiter les caractéristiques clés de l'épilepsie humaine. De plus, l'utilisation de souris transgéniques offre l'avantage de marquer les neurones qui sont activés lors d'états comportementaux spécifiques. Cette combinaison de modèles de souris établis et d'outils génétiques innovants fournit une plate-forme puissante pour étudier les mécanismes complexes sous-jacents à l'épilepsie. Nous utiliserons des souris adultes de l'âge de 3 mois (14-16 semaines). Les animaux adultes ont consolidé leur développement et leurs structures cérébrales, étant également plus résistants aux crises que ceux en développement.
Détermination des conditions de greffe et de croissance de tumeurs implantées par voie sous-cutanée ou intraveineuse, chez la souris immunodéprimée ou immunocompétente
- Recherche appliquée
- Cancers
5 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent des greffes de cellules tumorales sous la peau ou en intraveineuse, des injections répétées et jusqu'à seize prélèvements sanguins, le porteur reconnaissant des ulcérations, des nécroses tumorales et des paralysies possibles. Ce projet ne vise pas encore une thérapie mais seulement à caler les conditions de greffe et de croissance des tumeurs, en amont d'études d'efficacité, avec jusqu'à cent séries sur cinq ans. Le porteur juge l'usage de la souris "indispensable" et invoque un "besoin médical" considérable.
Objectifs
Chaque année, le cancer affecte des millions de personnes et représente la deuxième cause de décès dans le monde. Les modèles murins jouent un rôle essentiel dans le domaine de l'oncologie, notamment, dans la compréhension de la physiopathologie du cancer, l’identification de nouvelles cibles et de nouveaux candidats médicaments ainsi que dans la compréhension des mécanismes de résistance. L’objectif de ce projet préliminaire, situé en amont des études d’efficacité anti-tumorale de composés thérapeutiques, consiste à déterminer les conditions optimales de greffe de tumeur, leurs caractéristiques de croissance tumorale ainsi que les fenêtres de début des traitements à mettre en œuvre pour chacune des lignées tumorales qui constitueront nos modèles d’études. Ces études seront menées chez la souris immunodéprimée ou immunocompétente.
Bénéfices attendus
Le cancer est l’une des principales causes de mortalité dans le monde, avec 10 millions de décès dans le monde en 2020. Malgré de nombreuses avancées dans les traitements proposés, le besoin médical en thérapies innovantes et efficaces est donc considérable. L’immunothérapie est aujourd’hui une nouvelle approche thérapeutique qui a permis une avancée majeure dans le traitement du cancer. Ce projet permettra de déterminer les conditions optimales de greffe de tumeur et leurs caractéristiques de croissance tumorale afin de disposer de modèles fiables et robustes utilisables pour la sélection de composés thérapeutiques.
Procédures
• Sur animal vigile : Pesée (de 1 à 7 fois/semaine, 20 s) ; Tonte du flanc en vue de la greffe ou de la mesure du volume tumoral (1-3 fois, 10 s) ; Greffe de cellules tumorales en sous-cutanée (1 injection, 15 s) ; Greffe de cellules tumorales en intraveineuse (1 injection, 15 s) ; Administration de la molécule déplétante/neutralisante (maximum 1 jour sur 2 pendant 16 semaines, 15 s) ; Mesure de tumeur (de 1 à 4 fois/semaine, 20 s) ; Microprélèvement de sang au niveau de la veine caudale (16 fois/maximum, 30 s). • Sur animal anesthésié (anesthésie gazeuse) : Prélèvement de sang par voie rétro-orbitaire (4 fois maximum, 30 s) ; Prélèvement de sang terminal par voie rétro-orbitaire (1 fois, 1 min) ou en intracardiaque sous analgésie (1 fois, 5 min).
Impact sur les animaux
Stress et douleur légère lors de l’injection des cellules tumorales en sous-cutanée ou en intraveineuse. Stress et douleur légère lors de l’administration de la molécule déplétante/neutralisante en intra-péritonéal, sous-cutané, per os ou intraveineux. Inconfort lors de la manipulation de l’animal vigile pour les gestes de tonte du flanc, pesée et mesure de tumeur. Possible stress au moment de l’anesthésie gazeuse et difficulté de mobilité/engourdissement au réveil. Stress et douleur légère lors des micro-prélèvements sanguins. Possibilité d’effets indésirables sévères liés à la greffe tumorale : Perte de poids, modification du comportement, nécrose, ulcération et/ou inflammation de la tumeur (tumeur en sous-cutanée), paralysie (tumeur en intraveineux).
Devenir
Mise à mort de tous les animaux (pour chaque procédure) lorsque l’une des conditions ci-après est remplie : Prélèvement d’organe ou de tumeur au cours de l’étude ; Atteinte d’un point limite justifiant l’euthanasie ; Fin de l’étude.
Remplacement
Evaluer les effets pharmacologiques d’un composé thérapeutique visant à réactiver le système immunitaire implique d’être dans un système biologique complexe. En effet, son efficacité dépend de son métabolisme et de sa distribution dans l'organisme ainsi que des caractéristiques de son environnement (et de la tumeur), ce qui n’est, actuellement pas possible de reproduire in vitro. Pour pouvoir effectuer ces évaluations in vivo, il est indispensable d’utiliser en premier lieu un modèle tumoral maitrisé et bien caractérisé en recréant la pathologie par implantation de cellules tumorales chez la souris. L’animal porteur de tumeur devient ainsi un bon modèle expérimental pour évaluer les composés anti-cancéreux. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux dans le cadre de ce projet.
Réduction
En se basant sur les données de la littérature et notre expérience, 15 souris maximum par groupe sont nécessaires pour obtenir des résultats, statistiquement interprétables, dans les modèles de greffe en sous-cutanée et 10 souris maximum par groupe pour ceux en intraveineuse, en tenant compte de la variabilité inter-individuelle et de celle du succès de l’induction et de la croissance tumorale. Ces études sont menées avec des analyses statistiques basées sur les tests ANOVA, Mann Whitney, test T de Student, test de Log-rank et/ou de Gehan-Breslow-Wilcoxon. Les volumes de prélèvements de sang sont limités pour obtenir la quantité minimale strictement nécessaire pour la réalisation des analyses. Ceci permet de prélever plusieurs fois un même animal, dans la limite des règles d’éthique et limiter ainsi le nombre d’animaux par étude. Un maximum de 100 études sera mené sur 5 ans. Au cours de l’étude, les organes et/ou tumeurs peuvent être prélevés pour mutualiser l’utilisation des animaux dans le but d’étudier différentes questions et paramètres au sein de la même étude et ainsi limiter le nombre d’animaux utilisés en évitant la multiplication des expériences.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupes sociaux, avec un minimum de 2 enrichissements de milieu. Dans le cas où une souris doit être maintenue seule (agressivité, euthanasie de ses congénères) un enrichissement supplémentaire sera ajouté dans la cage. Les souris seront hébergées dans des « zones protégées » dont les conditions d’environnement et d’hygiène sont contrôlées (barrière aseptique) pour éviter toute contamination et assurer ainsi le maintien de leur statut sanitaire. Les volumes de prélèvements de sang seront limités pour obtenir la quantité minimale strictement nécessaire pour la réalisation des analyses. Ceci permettra de prélever plusieurs fois un même animal, dans la limite des règles d’éthique et limiter ainsi le nombre d’animaux par étude. Un prélèvement terminal, sous anesthésie générale pourra également être réalisé. La taille des aiguilles utilisées lors des injections sera la plus petite possible afin de limiter la douleur. Des points limites précoces relatifs à l’apparence/comportement de l’animal, à l’aspect et au volume de la tumeur ainsi qu’à la perte de poids seront suivis et évalués de manière précise, tout au long de l’étude, grâce à un tableau de scoring. Ils pourront justifier la mise en place d’enrichissement supplémentaire, d’une surveillance accrue ou l’euthanasie de l’animal. Le poids des animaux sera suivi au minimum 1 fois/semaine. Les cellules tumorales greffées en intraveineuse pourront induire une perte de poids des animaux plusieurs jours post-injection. A partir de 10% de perte de poids, la fréquence des pesées sera augmentée et de la nourriture humidifiée ou gélifiée pourra être ajoutée au fond de la cage, afin de faciliter son accessibilité. Cette surveillance renforcée sera maintenue jusqu'à ce que leur poids ne diminue plus sur 2 pesées successives. Le volume des tumeurs sera suivi au minimum 1 fois/semaine. L’aspect général de l’animal (apparence, comportement, aspect des tumeurs) sera suivi lors des mesures de poids ou du volume tumoral (minimum 1 fois/semaine). Si un animal présente une lésion cutanée mineure, une pulvérisation de spray cicatrisant et antiseptique (3-4 fois/jour jusqu’à guérison complète) pourra être réalisée.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme modèle in vivo est guidé par le haut niveau de similarité de sa biologie par rapport à l’homme, les outils et les structures disponibles pour sa manipulation et des temps de gestation et de sevrage courts. De plus, l’analogie fonctionnelle des systèmes immunitaires murin et humain font de la souris un modèle pertinent pour analyser l’efficacité de nouvelles thérapies et l’activation du système immunitaire. Enfin, le modèle murin est un modèle de choix du fait de l’existence de souris immunodéprimées et de souris génétiquement altérées qui permettent d’évaluer le rôle de nos composés thérapeutiques sur le système immunitaire. Les souris utilisées auront un âge compris entre 7 et 30 semaines lors de leur entrée dans l’étude, âge auquel le système immunitaire de l’animal est décrit comme mature.
Etude collaborative de l’impact de l’insuffisance cardiaque sur la sévérité du Covid 19 et de l’efficacité de son traitement chez la souris (EU1/2)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
92 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une chirurgie cardiaque de près de deux heures provoquant un infarctus et une insuffisance cardiaque, puis une infection intranasale par le SARS-CoV-2, entre deux établissements reliés par transport. Le porteur veut mesurer l'effet d'une maladie cardiaque sur la gravité du Covid et l'efficacité d'antiviraux, en reconnaissant des preuves existantes "contradictoires". Il répète que l'objectif ne peut être atteint sans modèle animal et invoque la "nécessité" de l'étude in vivo.
Objectifs
Les coronavirus sont une grande famille de virus qui provoquent des maladies allant du simple rhume à des maladies respiratoires très graves. Au 2 février 2022, sur un total de plus de 376 millions d'infections liées au coronavirus (COVID-19) dans le monde, 5,6 millions sont décédées à ce jour, dont plus de 128 000 en France. 73% des victimes du coronavirus en France avaient 75 ans ou plus. Le type le plus courant de maladie associée entraînant la mort après une infection par le coronavirus SRAS-Cov-2 est la maladie cardiaque. En effet, près d’un tiers des personnes décédées du Covid-19 souffraient de maladies cardiovasculaires, dont l'insuffisance cardiaque était majoritaire. Les maladies cardiovasculaires préexistantes ont été proposées pour identifier les patients à risque plus élevé de résultats indésirables de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), mais les preuves existantes sont contradictoires. Ainsi, il n'est pas clair si les maladies cardiovasculaires préexistantes sont indépendamment des facteurs prédictifs importants de COVID-19 sévère et encore plus importants pour le succès du traitement. Il a été montré que les maladies cardiovasculaires préexistantes entraînent une inflammation accrue et un risque de lésion myocardique lors de l'infection chez la souris, ce qui est cohérent avec les observations chez l'Homme. Une autre stratégie est l'induction de maladies cardiovasculaires, comme proposé dans ce projet. Dans ce contexte, l'objectif du projet est de tirer parti de la complémentarité des centres de recherche nationaux pour évaluer les effets des maladies cardiaques sur la sévérité de l'infection par le Covid19 et l'efficacité des thérapeutiques antivirales dans les conditions cardiovasculaires à l'aide d'un outil préclinique murin. Chronologiquement, un premier établissement de recherche va générer des animaux insuffisants cardiaques (avec les mêmes atteintes que celles développées chez les patients), puis dans un deuxième temps, un autre établissement de recherche va étudier les effets des traitements et de l’infection par le COVID-19 chez cette population de souris.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet se situent à différents niveaux : 1) Répondre au besoin de recherche sur la compréhension des mécanismes de la maladie grave dans la population touchée par le COVID-19, 2) Élaborer la preuve de concept pour offrir de nouveaux modèles expérimentaux plus proche de la clinique, 3) Délivrer un service basé sur des expertises complémentaires, en évitant de dupliquer investissements et expérimentations, 4) Évaluer l'impact de l'infection du covid-19 chez les patients souffrants de maladies cardiovasculaires. Il reste encore beaucoup à apprendre sur le rôle des maladies cardiovasculaires dans le COVID-19 humain, et les modèles animaux atteints de maladies cardiovasculaires sont fondamentaux pour déterminer le rôle de l'infection par rapport aux maladies cardiovasculaires dans la gravité de la maladie. Ces efforts peuvent également conduire à la conception et évaluation de thérapies antivirales, anti-inflammatoires et vaccinales spécifiques contre le COVID-19 sévère qui fonctionnent le mieux dans le contexte de conditions médicales particulières.
Procédures
Au préalable, les animaux transgéniques sont genotypés et identifiés par la méthode de biopsie de phalange, réalisée entre le 7ème et 10ème jour de vie des souriceaux. Au sein de l’établissement EU1/2, chaque animal sera soumis sous anesthésie à : 1) une échographie cardiaque préopératoire (20 min), 2) une procédure chirurgicale (110 minutes), 3) une échographie cardiaque à 8 semaines postopératoire (20 min). Au sein de l’établissement EU 2/2, chaque animal sera soumis sous anesthésie à : 1) une administration du traitement ou du placebo en injection intranasale (20 min), 2) une administration intranasale d’une suspension virale (20 min), 3) des perfusions et prélèvements d’organes pour des études d’infection virale (30 min).
Impact sur les animaux
Il n’a pas été identifié d’effet indésirable court-terme ou long-terme conséquent à la biopsie de phalange telle que réalisée en routine dans l’établissement. Les souris subiront un infarctus du myocarde et des symptômes d’insuffisance cardiaque conséquente à la maladie. Nous nous attendons à un cœur plus gros et un remplissage du cœur diminué, raison de l’étude. Aucun effet indésirable n’est attendu en réponse aux examens échographiques (non invasifs) sur la période considérées (8 semaines). Les animaux insuffisants cardiaques seront ensuite envoyés vers l’EU 2/2 par un transporteur agréé. Aucune perte n’a été notée jusqu’à ce jour, et une procédure est en place pour limiter le stress des animaux. Les souris subiront aussi une infection avec le virus SarsCov2 et des symptômes de la maladie. Sous anesthésie, les souris subiront des injections intranasales pour tester l’efficacité des traitements contre les effets du covid-19, finalité de l’étude.
Devenir
La mise à mort des animaux est justifiée par la nécessité de procéder à des prélèvements incompatibles avec le maintien en vie des animaux.
Remplacement
Notre étude ayant pour but d'établir une nouvelle stratégie d’étude du Covid-19 en association à différentes maladies cardiovasculaires et d'évaluer son impact à long terme sur l’efficacité de traitement contre la maladie virale, il apparait ainsi pertinent d'effectuer ces analyses sur l'animal entier et non sur des modèles in vitro. Il n’y a pas de méthode sans l’utilisation de modèle animal permettant d’atteindre l’objectif visé de cette étude. À l’heure actuelle, aucune approche in vitro ne permet de reproduire de façon satisfaisante l’ensemble des phénomènes impliqués dans un processus d’infection de l’initiation au développement de la pathologie et au suivi de la réponse immune.
Réduction
Les groupes d’animaux ont été réduits au minimum de telle manière que les échantillons récupérés soient suffisamment nombreux et donc représentatifs du groupe, afin que les données récoltées soient robustes statistiquement. En effet, si les groupes sont constitués de trop peu d’individus, la puissance statistique des données sera trop faible pour en tirer une conclusion fiable, ce qui impliquerait de répéter l’expérience et donc d’impliquer de nouveaux animaux. Il en va de même pour les animaux utilisés pour le suivi et la survie. De plus, dans cette étude, un groupe « témoin » (groupe 2) ne portant pas de maladie cardiovasculaire est impliqué (constitué du même nombre d’animaux que le groupe 1 « test »), et pourra être utilisé comme contrôle pour plusieurs prestations. Cela permettra de réduire grandement le nombre d’animaux utilisés sur le long terme dans les recherches. Des expériences antérieures ont permis de déterminer la « variabilité de la mesure » afin de pouvoir calculer par un test de puissance le nombre d’animaux nécessaires pour atteindre la significativité statistique selon la nature continue ou discontinue de la variable concernée.
Raffinement
Les souris seront hébergées par groupe sociaux et les cages seront systématiquement enrichies par l’ajout de plusieurs éléments, notamment de la nourriture hydratée dès que nécessaire pour pallier toute perte de poids et/ou déshydratation durant leur hébergement. Les souris en expérimentations seront observées quotidiennement par le personnel formé et qualifié en charge de l’expérimentation. L’utilisation de grille de score journalier permettra de définir les soins à mettre en œuvre aux premiers signes de souffrance chez les souris sur la base de points limite définis. Selon le cas, le vétérinaire référent et le chef de projet sont prévenus pour décider, soit de soins/analgésie adaptés et compatibles avec le projet, soit de la mise à mort précoce de l'animal. L’expérimentation est optimisée en amont par le choix de modèle utilisé, la planification de protocole pour éviter le stress et la mise en place des points limites (ou critère d’arrêt anticipé) de la procédure comme décrits ci-dessus. Le raffinement est également mis en place pendant l’expérimentation et il concerne les méthodes et les procédures des soins adéquats pendant et après l’infection ; l’anesthésie/analgésie et les procédures d’euthanasie appropriées.
Choix des espèces
La physiologie et la génétique de la souris étant « proches » de celles de l’Homme, nous avons choisi de réaliser l’ensemble de nos expériences chez cette espèce animale. Notre objectif principal est de comprendre l’effet des comorbidités à la susceptibilité à l’infection avec Sars Cov 2. Un modèle murin donnera non seulement des informations clés sur la physiopathologie du Covid19, mais servira également de plateforme d'évaluation préclinique à haut débit pour identifier des antiviraux et des vaccins performants, essentiels pour les essais humains en aval. Les nombreux travaux et les publications ont validé l’utilisation de modèle de la souris étant adapté pour comprendre et avancer la pathologie de COVID19. À l’heure actuelle, aucune approche in vitro ne permet de reproduire de façon satisfaisante l’ensemble des phénomènes impliqués dans un procès d’infection de l’initiation au développement de la pathologie et au suivie de la réponse immune. Ces différents arguments soulignent la nécessité de réaliser notre étude in vivo avec des modèles de souris. Il n’y pas de méthode sans l’utilisation de modèle animal permettant d’atteindre l’objectif visé de cette étude. Nous prévoyons d’utiliser des animaux âgés de 8 à 12 semaines. Il s'agit ici d'un âge moyen le plus souvent utilisé pour les études dans le domaine dans la littérature.
Mesure de biomarqueurs d’imagerie cérébrale en IRM haut champ dans des modèles murins de sclérose en plaques
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Selon le modèle, elles subissent une chirurgie intracrânienne pour détruire localement la myéline, ou une immunisation induisant une encéphalomyélite avec parésie et paralysie progressive des membres, suivies de séances d'IRM sous anesthésie. Le porteur met au point des biomarqueurs d'imagerie de la sclérose en plaques et affirme que la paralysie "n'entraîne pas de douleur en soi". Il conclut que l'étude de la pathologie ne peut être remplacée par des systèmes in vitro fiables.
Objectifs
L'objectif de ce projet est d’évaluer et de mettre au point des mesures par imagerie de résonance magnétique, technique non invasive, à très haut champ magnétique pour le suivi des atteintes de la gaine protectrice des neurones, la myéline, telles celles que l’on observe chez les patients atteints de sclérose en plaques, maladie neurologique. Deux modèles de souris présentant des lésions dans la gaine de myéline seront utilisés: le modèle LPC, Lysophosphatidycholines, pour lequel la lésion est localiséeet le modèle EAE, Experimmental Autoimmune Encephalomyelits, pour lequel les lésions sont plus petites et réparties dans le cerveau.
Bénéfices attendus
Ce projet va contribuer à établir de nouvelles méthodes de mesure par imagerie pour le suivi de la dynamique de la détérioration/reconstitution de la gaine de myéline –protectrice des neurones- chez les sujets atteints de sclérose en plaques au cours de la maladie. Ces phénomènes doivent être davantage explorée, à un moment où des thérapies innovantes pour aider à la reconstitution de la gaine de myéline doivent être évaluées cliniquement. De plus, la mise au point de biomarqueurs d’imagerie non invasive réalisée dans ce projet représente un bénéfice pour les futures études thérapeutiques sur le petit animal puisque l’imagerie permettra le suivi du même animal et donc de réduire le nombre d’animaux.
Procédures
Modèle LPC, Lysophosphatidylcholines, une chirurgie intracranienne pour détériorer localement la gaine de myéline des neurones pour mimer la sclérose en plaque. Une seule chirurgie sur l'animale. 4 sessions d'IRM de 2h sur 3 mois. Modèle EAE, Experimental autoimmune encephalomyelitis, obtenu par immunisation sous cutanée et injection par voie intraveineuse rétro-orbitale faites sous anesthesie gazeuse. 4 sessions d'IRM sous anesthesie de 2h sur 3 mois.
Impact sur les animaux
La démyélinisation focale au LPC nécessite une chirurgie, injection stéréotaxique, durée inférieure à 1h, et n’engendre pas de signes cliniques persistents. Seule la cicatrisation post-chirugie est à surveiller et seuls les animaux ayant complètement récupéré et cicatrisé seront éligibles au suivi par IRM haut-champ, réalisé sous anesthésie générale, 4 sessions de 2 h maximum réalisées sur 3 mois. Pour le modèle EAE, un altération de l’état général de l’animal est attendu avec un score clinique maximal généralement entre 15 et 25 jours après l’induction de l’EAE, suivi d’unerémission partielle. Les animaux subissent un ensemble d’étapes de classe de gravité légère, injections i.v. à moyenne, symptômes cliniques de l’EAE et il existe une gradation des symptômes allant de la queue molle; au réflexe de redressement avec facultés affaiblies et parésie d'un membre à la paralysie des membres postérieurs et ou antérieurs. La procédure complète est de classe de gravité moyenne. Il est nécessaire de préciser que la faiblesse ou la paralysie des membres n’entraîne pas de douleur en soi, mais plutôt une gêne pour l’animal dans ses déplacements, à l’instar de la pathologie humaine.
Devenir
Ils seront mis à mort à différents temps en vue de réaliser des mesures histologiques post-mortem.
Remplacement
À notre connaissance, et malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de la biologie computationnelle, l'étude de la pathologie ne peut actuellement pas être remplacée par des systèmes in vitro fiables. Nous utiliserons des modèles de pathologies très bien décrits dans la littérature, ce qui permettra un suivi précis de la sévérité de la maladie. L’animal vivant est nécessaire pour valider un biomarqueur d’imagerie avant som implémentation en clinique, dans une démarche de recherche translationnelle
Réduction
Pour chacune des procédures expérimentales, le nombre d’animaux a été réduit au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats fiables et interprétables, en tenant compte de la variabilité biologiques des modèles animaux. Le nombre maximal de souris utilisées dans ce projet est de 40. Le suivi longitudinal effectué en imagerie permet d’obtenir jusqu’à 4 points de mesure par animal pour suivre les phases de démyénisation et remyélinisation sans mise à mort intermédiaire des groupes supplémentaires d’animaux.
Raffinement
Les points limites qui permettront d'arrêter le protocole sont les suivants: cicatrisation de la plaie crânienne, changement de poids corporel , apparence physique i.e. pelage, posture et comportement (vocalisations non sollicitées, automutilation, animal très agité ou immobile). L'arret des souffrances si elles sont constatées se fera par traitement antalgique ou par euthanasie des animaux concernés.
Choix des espèces
L’IRM haut champ ne peut accueillir que des petits animaux de type rongeur. Nous avons réalisé une première étude sur rat du fait d’un cerveau plus grand que la souris ce qui a facilité la mise en œuvre des techniques IRM avec des volumes à explorer plus gros. L’objectif étant d’étudier les pathologies cérébrales, les procédures de cette demande se feront chez la souris afin d’étudier notamment le modèle de sclérose en plaques EAE modèle pour lequel les protocoles expérimentaux sont bien établis et permettent de reproduire fidèlement les symptômes de la sclérose en plaques. Animaux adultes ayant un développement cérébral achevé (7-10 semaines).
Etude chez la souris de la pharmacocinétique et de la biodistribution d’un nouveau traitement, pour le traitement de maladies dégénératives telles que la maladie d’Alzheimer.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèles génétiques de tauopathie, elles reçoivent une molécule radiomarquée puis sont mises à mort par exsanguination pour prélever leurs organes et mesurer la distribution du composé dans l'organisme. Le porteur situe ce travail en amont d'une future étude d'efficacité et d'un dossier clinique, présentés au conditionnel. Il affirme que la souris est la seule espèce mammifère modifiable pour exprimer la maladie d'Alzheimer et juge son usage "indispensable".
Objectifs
Il s’agit d’un projet de recherche fondamentale en vue d’une application en santé humaine. Les objectifs du projet sont de compléter un programme initial de développement de nouvelles thérapies pour le traitement des tauopathies telles que la maladie d’Alzheimer. Un nouvel agent a en effet permis de diminuer le développement de la tauopathie dans un modèle de souris malades. En utilisant maintenant une version de la molécule associée à un traceur radioactif (molécule radiomarquée), nous souhaitons évaluer les paramètres pharmacocinétiques de cette molécule et déterminer sa biodistribution dans l’organisme de la souris par imagerie. L’ensemble de ses informations sont nécessaires afin de sélectionner la dose et la voie d’administration pour mener par la suite une étude d’efficacité thérapeutique de la molécule.
Bénéfices attendus
Aucun traitement curatif n'existe actuellement pour le traitement des tauopathies, ensemble de maladies neurodégénératives caractérisées par l’accumulation dans les neurones d’agrégats toxiques de la protéine Tau, et dont la plus connue est la maladie d'Alzheimer. Cette étude intervient dans le développement de nouvelles thérapies pour ces pathologies n'ayant montré que peu d'effet lors des essais cliniques. Ce projet permettra de définir l’action d’une nouvelle classe de composés à visée thérapeutique sur les tauopathies en étudiant leurs paramètres pharmacocinétiques et de biodistribution dans un organisme entier afin de pouvoir initier la mise en place d’un premier dossier clinique pour démarrer des essais cliniques chez l’humain.
Procédures
Un opérateur spécialisé réalisera une injection (30 secondes) sur animal sous anesthésie gazeuse ou une administration orale (30 secondes) sur un animal vigil. Un seul prélèvement de sang (1 minute) sera réalisé par animal sous analgésie et anesthésie chimique générale puis les animaux seront mis à mort par exsanguination afin de prélever les différents organes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables relatifs à la manipulation sont potentiellement une douleur au niveau du site d’injection ou un stress lié à la contention des animaux lors de l’administration orale.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à l’issue de la procédure car l’étude de la biodistribution de la molécule nécessite de prélever les organes.
Remplacement
De premières manipulations réalisées en laboratoire sur des cellules de neurones ont permis de diminuer les taux des protéines impliquées dans le développement la maladie d’Alzheirmer. Cependant, la maladie d’Alzheirmer est une maladie humaine et la souris est la seule espèce mammifère qu’il est possible de modifier génétiquement pour qu’elle exprime cette maladie, il est donc indispensable d’utiliser ces animaux pour développer des médicaments utilisables chez l’homme par la suite.
Réduction
Les résultats sont considérés comme statistiquement significatifs à partir de 5 rongeurs par type d’analyse. Pour l’étude des tissus par imagerie, nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux par groupe (n=10 : 5 mâles et 5 femellesDe plus, dans le but de réduire le nombre d'animaux, seule la dose de la molécule et la voie d’administration optimales sélectionnées à l’issu des expériences sur les souris saines seront testées sur les souris développant la maladie d’alzheimer.
Raffinement
La douleur engendrée lors des administrations est de courte durée et limitée par l’utilisation d’une anesthésie gazeuse lorsque cela est possible. Les prélèvements présentent une douleur potentiellement plus importante, ils seront donc réalisés sous analgésie et anesthésie chimique générale. Bien qu’il n’y ait pas, à priori, de douleur, souffrance et angoisse associées à l’administration des composés, les animaux seront sous surveillance accrue durant les 24H de la manipulation et donc au moment même de l’apparition du moindre problème.
Choix des espèces
La tauopathie est une maladie humaine et la souris est la seule espèce mammifère qui peut être modifiée génétiquement pour modéliser la maladie d’alzheimer. (Ce modèle est disponible chez les éleveurs agréset est reconnu par la communauté scientifique, il a déjà été utilisé dans de nombreux projets scientifiques et est bien caractérisé. Les études de pharmacocinétique seront réalisées chez la souris, portant un fond génétique proche des souris porteuses de la maladie. Nous utiliserons des souris adultes car dans ce modèle la phase précoce de la tauopathie, apparaît entre 2,5 à 4 mois. Le projet prévoit l'utilisation des 2 sexes (même nombre d'animaux dans les deux sexes), la tauopathie étant décrite pour se développer de manière légèrement différente chez les mâles et les femelles dans le modèle.
Evaluation immunologique de différentes structures d’ARNm sur un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent des injections de formulations d'ARN messager, un rappel à trois semaines et des prélèvements sanguins submandibulaires répétés, avant d'être tuées deux mois après la première injection. Le porteur compare douze structures d'ARN messager pour améliorer les vaccins et affirme que l'usage de l'animal est "indispensable", faute de système reproduisant l'interaction avec l'organisme. Il présente comme seul impact la douleur de la piqûre.
Objectifs
Le projet consiste en l'augmentation de l'efficacité de la vaccination parARN. Nous voulons comparer différentes structures d’ARNm. Les fins thérapeutiques sont la vaccination ARNm. Il n'existe pas de système permettant de modéliser l'interaction croisée des ARNm de différentes structures avec l’organisme. De tels résultats ne peuvent pas être obtenus par des expériences in cellulo. C’est pour cette raison que l’utilisation de modèle animaux est indispensable pour évaluer l’impact des différentes structures d’ARNm sur la traduction des ARNm in vivo et la génération d'anticorps dirigés contre l'antigène codé par l'ARNm. Dans ce projet, nous allons tester 12 différentes structures d’ARNm pour maximiser l’expression de l’ARNm in vivo. L'optimisation des séquences d'ARNm permettra de diminuer les quantités d'ARNm injectées et de réduire les coûts des vaccins.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mettre au point des vaccins ARNm plus efficaces après injection intramusculaire ou intraveineuse.
Procédures
Les souris seront anesthésiées sous anesthésie gazeuse durant les injections intramusculaire (50µL) ou intraveineuse (200µL) des formulations ARNm. Les souris seront injectées à jour 1 avec un rappel à 3 semaines. Nous prélèverons le sang à J0, J7, J14, J21 et J28 au niveau submandibulaire (20µL avec alternance droite-gauche) pour quantifier les anticorps induits par test ELISA.
Impact sur les animaux
Nous ne nous attendons pas à une douleur suite à l’injection des formulations mis à part la douleur induite lors de l'injection liée à l'aiguille.
Devenir
tous les animaux seront mis à mort 2 mois après la première injection, délai suffisant pour évaluer la production d'anticorps.
Remplacement
L’utilisation des modèles cellulaires a déjà démontré que certaines structures augmentent la traduction des ARNm. Cependant, des études sur l'animal entier sont nécessaires pour tenir compte des interactions de l'organisme avec les formulations et les ARNm de différentes structures. Etant donné la complexité des processus mis en jeu, aucune méthode de remplacement fiable n’est disponible.
Réduction
l’effectif des souris mis en oeuvre est limité au strict minimum permettant d’obtenir des résultats exploitables statistiquement. Les différentes structures d'ARNm seront évaluées par prélèvements de sérum sur les mêmes animaux au cours du temps ce qui permettra de diminuer le nombre d'animaux. Nous réaliserons des tests statistiques.
Raffinement
les méthodes utilisées seront mises en oeuvre par du personnel formé (niveau chirurgie) et les points limites prédictifs. Les animaux seront suivis quotidiennement dès leur arrivé. Ils seront hébergés dans une animalerie confinée dans des cages de type 2 à cinq souris par cage. Les cages contiendront un enrichissement qui sera soit un tube en carton, soit un cylindre opaque soit une petite maison transparente pour souris.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris Balb/c car c'est ce modèle qui a été utilisé dans nos expériences précédentes de vaccination ARNm Le modèle souris permet d'évaluer les capacités des formulations ARNm dans une espèce à cycle de vie court où les mécanismes immunitaires sont les mêmes que chez l'Homme mais à des échelles de temps compatibles avec un criblage des nstructures ARNm. Des souris adultes (à partir de 8 semaines) ayant un système immunitaire mature seront utilisées.
Régulation épigénétique de l’expression du récepteur de la LH dans les cellules de la granulosa : évaluation du rôle de la lysine déméthysase KDM1A
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
58 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection quotidienne sous anesthésie locale cinq jours sur sept pendant un mois, avant que leurs ovaires soient prélevés. Le porteur étudie une protéine qui modifie l'ADN et son rôle dans l'expression d'un récepteur qu'il qualifie d'"indispensable" à la fertilité, les applications thérapeutiques restant renvoyées au long terme. Il affirme qu'aucun modèle cellulaire ne reproduit la complexité de l'ovaire au cours du cycle.
Objectifs
La fertilité de la femme est régulée par des hormones qui vont agir au niveau de différentes cellules de l’ovaire en se fixant sur des molécules spécifiques qu’on appelle des récepteurs. La régulation de l’expression de ces récepteurs au cours du cycle est cruciale pour assurer la fertilité de la femme. Des modifications de l’ADN au niveau des gènes de ces récepteurs permettent de réguler leur expression mais les protéines impliquées dans ces modifications ne sont pas connues. Au laboratoire nous avons observé une expression aberrante d’un récepteur normalement exprimé dans l’ovaire, dans des tumeurs de la glande surrénale. Nous avons montré que cette expression anormale est liée à l’absence d’une protéine spécifique qui est capable de modifier l’ADN. Cette protéine est aussi présente dans les cellules de l’ovaire qui expriment un récepteur nécessaire à la fertilité mais son rôle n’est pas connu. L’objectif de ce projet est de déterminer si dans l’ovaire, cette protéine qui modifie l’ADN permet la régulation de l’expression d’un récepteur nécessaire à la fertilité.
Bénéfices attendus
L’inhibition pharmacologique de l’activité de la protéine qui modifie l’ADN va permettre le tester l’hypothèse de son implication dans l’ovaire dans la régulation de l’expression du gène d’un récepteur indispensable à la fertilité chez la femme. A ce jour les molécules impliquées dans ce processus ne sont pas connues. A plus long terme, cela pourra ouvrir sur des stratégies thérapeutiques dans des pathologies où l’expression de ce récepteur est altérée comme dans certaines formes de syndrome des ovaires polykystiques (SOPK).
Procédures
Les animaux recevront une injection sous anesthésie locale d’une durée de 2 min 5 jours/7 pendant 30 jours.
Impact sur les animaux
La manipulation quotidienne des animaux pour les injections (5 jours/semaine) pourra générer un stress. Pour le limiter, l’injection sera réalisée par un personnel expérimenté avec du matériel stérile afin d’éviter les complications associées à ce geste, et sous anesthésie locale par crème lidocaïne. Une prise de poids en fonction de l'âge moins importante pourra être observée dans le groupe de souris recevant le traitement (nous estimons cette différence entre 10 et 20 % par rapport à un animal recevant un placebo).
Devenir
A l’issu de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés et les ovaires seront prélevés pour les différentes expérimentations.
Remplacement
L’ovaire est un système complexe composé de cellules de la reproduction et d’autres cellules qui communiquent entre elles. Il n’existe pas de modèle cellulaire qui permette de reproduire ce qui se passe dans l’ovaire. Le récepteur nécessaire à la fertilité que nous étudions est exprimé dans différentes cellules de l’ovaire en fonction du cycle. Notre étude nécessite d’étudier la temporalité de l’expression de ce récepteur et de la protéine qui modifie l’ADN en fonction du cycle. Il n’est donc pas possible d’utiliser une lignée de cellulaire.
Réduction
Il est essentiel d'utiliser le plus petit nombre d'animaux possible sans nuire à la fiabilité des résultats. Une réflexion biostatistique a donc été intégrée à la construction du projet. En utilisant un calcul de puissance, nous avons déterminé le nombre minimum d’animaux nécessaires par groupe pour avoir des résultats exploitables statistiquement. Ce nombre minimal est de 12 animaux/groupe pour la procédure. Nous limitons ainsi le nombre d’expériences et de souris.
Raffinement
- Les conditions d’élevage et d’hébergement seront appropriées pour réduire la douleur, la souffrance, l’angoisse ou les dommages durables que pourraient ressentir les animaux : cages adaptées à l’animal et à sa taille en maintenant les animaux par deux minimums dans chaque cage, et par enrichissement du milieu par copeaux de bois/tunnel en carton et cabanes. * Souris : 5 animaux par cage au maximum - Les animaux seront observés quotidiennement par les membres qualifiés de l’animalerie et les responsables du projet afin de ne pas méconnaître les points limites précoces qui ont été définis. - Les animaux seront pesés de façon hebdomadaire pour vérifier l’innocuité du traitement - Une anesthésie locale par crème lidocaïne sera utilisée pour les injections IP.
Choix des espèces
La souris est un animal dont les étapes de la physiologie ovarienne sont bien établies. Les souris femelles seront utilisées à 8 semaines, un stade où elles sont pubères et où tous les stades de développement folliculaire seront présents dans l’ovaire.
Rôle du système rénine-angiotensine au cours de la spermatogenèse chez un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
94 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les souriceaux subissent l'amputation d'une phalange pour identification, puis les mâles une hémicastration sous anesthésie avant une mise à mort par perfusion d'un fixateur sous anesthésie profonde. Le porteur étudie le rôle d'un gène dans la spermatogenèse et attend une stérilité des mâles mutants, qu'il présente comme non douloureuse. Il affirme que ce système physiologique complexe rend le remplacement par un modèle in vitro "impossible".
Objectifs
Le système rénine-angiotensine (SRA) est un système hormonal connu principalement pour son rôle dans le maintien de la pression artérielle. Des travaux ont néanmoins démontré l’implication du SRA dans d’autres processus biologiques, comme par exemple la spermatogenèse. Le SRA met en jeu ATP6AP2, qui est une protéine trans-membranaire essentielle au développement embryonnaire et au fonctionnement de nombreux organes. Chez l’Homme, le gène Atp6ap2 est exprimé dans le testicule ; il l’est également chez la souris dans les cellules de Sertoli (les cellules somatiques du testicule). Nous avons observé que l'expression de Atp6ap2 est diminuée suite à l'altération de la voie de signalisation de l'acide rétinoïque. Le gène Atp6ap2 pourrait donc être contrôlé par l’acide rétinoïque et jouer un rôle primordial dans la spermatogénèse. Nous proposons d’utiliser une approche génétique pour comprendre le rôle du gène Atp6ap2 dans la spermatogenèse. Nous créerons pour cela une lignée de souris mutantes dans laquelle nous inactiverons ATP6AP2 dans les cellules de Sertoli. Les souris mutantes seront porteuses d’une mutation spécifique des cellules de Sertoli affectant uniquement le fonctionnement testiculaire et leurs contrôles seront des souris dans lesquelles le gène codant ATP6AP2 est normal. Les protocoles mis en œuvre permettront une analyse phénotypique morphologique et moléculaire. Les observations ainsi obtenues permettront d’identifier le rôle d’Atp6ap2 dans l’altération de la voie de signalisation de l’acide rétinoïque.
Bénéfices attendus
Ce projet augmentera nos connaissances quant au rôle de l’acide rétinoïque et à celui du système SRA dans la physiologie du testicule et la différenciation des spermatozoïdes. Chez l’Homme, des altérations du système rénine-angiotensine sont associées à un risque accru de maladies cardiovasculaires, de retard mental, ou d’épilepsie. L’identification et la caractérisation d’un phénotype testiculaire supplémentaire ainsi qu’un lien avec la voie de signalisation de l’acide rétinoïque, pourrait mieux faire comprendre l'étiologie des maladies liées au SRA ce qui pourrait potentiellement améliorer le diagnostic, le traitement ou le développement de thérapies.
Procédures
Toutes les interventions décrites ci-dessous nécessitent d’immobiliser les souris avec la main (contention non traumatisante de 20 à 30 secondes). - Phalangectomie (avant l’âge de 10 jours) sur animaux vigiles pour identifier les animaux et prélever la biopsie. Réalisée 1 fois dans leur vie. - Administration d’une molécule (à 8-10 semaines) pour suivre l’évolution d’une cellule (traceur). Réalisée 1 fois dans leur vie. - Administration d’analgésique (15 minutes avant l’hémicastration). Réalisée 1 fois dans leur vie. - Hémicastration (2 heures après l’administration de traceur). Anesthésie gazeuse de l’animal dans une boîte à induction en plexiglas puis sous un masque (narcose en 2 à 3 minutes). La chirurgie (incision/prélèvement/suture) prend 10 minutes. Reprise de l’activité normale généralement observée en 15 minutes. - Administration de sérum physiologique (post-chirurgie). Réalisée 1 fois en fin de chirurgie. - Administration d’analgésique (post-chirurgie). Réalisée 1 fois par jour pendant 3 jours maximum. - Administration d’anesthésique/analgésique (à partir de l’âge de 8 jours) en dose létale pour perfuser un fixateur histologique. Etape finale réalisée 9 ou 18 jours après l’hémicastration. Les souris sous anesthésie générale profonde en moins de 5 minutes. La perfusion (10 minutes) résulte en la mort de l’animal.
Impact sur les animaux
Nous allons générer des souris porteuses d’une mutation restreinte à un type cellulaire du testicule et aucun phénotype dommageable n’est attendu ; le phénotype attendu se limitant à une stérilité non obstructive chez les mâles (Atp6ap2Ser-/Y). La phalangectomie qui sera réalisée pour identifier et génotyper les animaux sera réalisée avant l’âge de 10 jours (âge en dessous duquel les fibres nerveuses sont non myélinisées). Au cours du projet, nous privilégierons, dès qu’elles seront disponible, des techniques d’identification moins invasives et adaptées à une identification précoce de nos modèles d’étude. L’administration de substances (traceur cellulaire, anesthésique, sérum physiologique ou analgésique) entraine une douleur équivalente à celle de l’introduction d’une aiguille sous la peau. En ce qui concerne l’hémicastration, elle entraîne une douleur équivalente à une chirurgie avec laparectomie et sera donc réalisée sous anesthésie et analgésie. Elle peut également entrainer une douleur les jours qui suivent mais aussi une perte hydrique, une sécheresse oculaire, une perte de poids et une hypothermie.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés en fin de procédure pour prélever les testicules.
Remplacement
Notre étude vise à élucider la fonction testiculaire d’un gène impliqué dans le système hormonal rénine-angiotensine, dans le système physiologique complexe qu’est la spermatogénèse. Celle-ci faisant intervenir plusieurs types cellulaires, seule une approche expérimentale utilisant le modèle animal permettra de répondre à nos questions. Le remplacement par un système in vitro (1er R de la règle des 3R) est impossible.
Réduction
Le nombre d’animaux requis est calculé au plus juste pour satisfaire aux exigences de réduction du nombre d’animaux utilisés tout en assurant la qualité des résultats obtenus et la robustesse de leur validité statistique. A chaque stade de la spermatogénèse, nous comparerons et analyserons 3 mâles contrôles et 3 mâles mutants pour les analyses morphologiques ainsi que 10 mâles contrôles et 10 mâles mutants pour les analyses moléculaires. La stratégie des accouplements permet d’obtenir la moitié des animaux contrôles et l’autre moitié des animaux mutants. Etant donné que notre travail porte sur l’étude de la spermatogenèse, seuls les mâles serviront pour l’expérimentation. Les deux testicules seront le plus souvent fixés différemment et utilisés pour deux voire trois types d’analyses, ce qui répond parfaitement à une réduction du nombre d’animaux en accord avec le 2e R de la règle des 3R.
Raffinement
Dans le souci du bien-être des animaux, une surveillance de leur état de santé et des soins appropriés (analgésie) seront réalisés si nécessaires. Dans le cadre de souffrance ou d’altération du comportement des animaux des mesures correctives nécessaires seront prises rapidement en concertation avec les responsables de la structure du bien-être animal (SBEA) et le vétérinaire. Les animaux générés sont mutés dans les cellules de Sertoli du testicule ce qui n’induit aucune souffrance car le phénotype attendu se limite en une stérilité des mâles. La douleur due à la biopsie de phalange pour identification des animaux est minimisée car elle sera réalisée avant l’âge de 10 jours après la naissance, âge auquel les fibres nerveuses sont non myélinisées et les doigts des souriceaux sont séparés. Nous prendrons aussi soin de n’amputer que la phalange distale d'au maximum un doigt par patte hormis le pouce. Lors du recours à l’hémicastration, la douleur générée sera minimisée par l’administration d’un analgésique en amont de l’acte chirurgical. L’animal sera surveillé durant sa phase de réveil et placé dans une litière propre additionnée d’un nid en fibres végétales sur une plaque chauffante afin de faciliter sa thermorégulation et dans le but de diminuer son stress. Pour faciliter sa réhydratation une injection de sérum physiologique sera réalisée à la fin de la chirurgie et de la nourriture sous forme de gel sera mise à disposition au fond de la cage si nécessaire. Le raffinement (3e R de la règle des 3R) est donc appliqué dans notre projet.
Choix des espèces
La petite taille de la souris, ses nombreuses ressemblances génétiques avec l'Homme, et les facilités de modification de son génome, fait d’elle un excellent modèle pour appréhender la physiopathologie des maladies humaines. Nous avons choisi une approche de génomique fonctionnelle pour laquelle la souris est particulièrement bien adaptée (possibilité de réaliser des mutations dans le génome : temps de génération court ; génome connu, outils moléculaires). D’autre part la souris possède 99% d’identité de gènes avec l’Homme, et les mécanismes cellulaires à l’œuvre et impliquant le système rénine-angiotensine sont conservés chez l’Homme. La spermatogenèse est un processus de différenciation et de maturation qui se met en place depuis la naissance jusqu’à l’âge adulte et qui continue d’évoluer quand la souris vieillit. Il est donc nécessaire d’étudier si toutes les étapes se déroulent correctement et à un rythme normal. Nous analyserons pour cela des animaux à différent stades (10, 15, 20, 25, 35 jours 8-10 semaines et 1 an).
Impact de l’isolement social sur le comportement de rechute à la cocaïne : Rôle du circuit cortico-habénulo-mésencéphalique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
880 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles sont isolées socialement pendant 24 heures ou six semaines, reçoivent des injections de cocaïne et subissent des chirurgies, des tests comportementaux et des prélèvements sanguins submandibulaires que le porteur reconnaît pouvoir provoquer des hémorragies et des lésions de l'os maxillaire. L'objectif est d'étudier l'effet de l'isolement sur la rechute à la cocaïne, les retombées thérapeutiques et sociales restant énoncées comme des perspectives. Le porteur qualifie le modèle murin d'"incontournable" en neurosciences et juge "indispensable" de travailler sur un animal "entier".
Objectifs
En Europe, les troubles d’usage de substances psychoactives représentent un problème majeur de santé publique, avec environ 83,4 millions d’adultes, soit 29% de la population européenne, ayant consommé une ou des substances psychoactives au cours de l’année écoulée. Parmi ces substances, l’usage de cocaïne est en constante augmentation, notamment en raison d’une importante production massivement importée (64.000 saisies représentant 213 tonnes pour l’année 2019), qui conduit à la banalisation de son usage et le développement de comportement d’addiction. Un aspect important de cette pathologie est le risque élevé de rechute lorsque les usagers essayent d’arrêter ou simplement de contrôler leur consommation. En effet, parmi les patients pris en charge pour troubles d’usage de cocaïne, 50% ont déjà été pris en charge antérieurement pour le même trouble. Bien que les travaux de recherche fondamentale et clinique aient apporté de solides connaissances sur les mécanismes mis en jeu lors de la transition entre un usage récréatif et les troubles de l’usage, la compréhension des phénomènes de rechute reste limitée. Entre autre, l’environnement social des consommateurs semble pouvoir à lui seul participer au phénomène de rechute. Notamment, une majorité de consommateur indique souffrir d’un isolement social et d’un sentiment de solitude qui pourraient être, en partie, à l’origine des comportements de rechute. Dans ce contexte, ce projet vise à évaluer, dans un modèle murin, l’impact de l’isolement social aigu (24 heures) et chronique (6 semaines) sur les comportements liés à la cocaïne et en particulier le comportement de rechute.
Bénéfices attendus
Ce projet a le potentiel d'apporter de nouvelles connaissances fondamentales sur la manière dont notre système nerveux fait face et s'adapte à l'isolement social et sur la manière dont les conditions sociales peuvent participer aux troubles liés à l'utilisation de substances psychoactives, notamment la cocaïne. Cet aspect fondamental aidera à développer de nouvelles approches thérapeutiques. Par exemple, au niveau préclinique, notre étude apportera de nouvelles cibles neuroanatomiques pour les protocoles de stimulation magnétique transcrânienne afin de traiter certaines des conséquences de l'isolement social. En ce qui concerne les applications sociales, ces travaux aideront également les acteurs sociaux à mieux communiquer avec les personnes souffrant de troubles liés à l'usage de substances et leur famille en expliquant comment les conditions sociales peuvent aider ou aggraver leur(s) trouble(s). Ainsi, à terme, ces travaux pourraient avoir un impact positif direct sur la vie quotidienne des personnes souffrant d’isolement social et/ou de troubles de l’usage de substances et un impact économique indirect en réduisant les troubles associés à l’isolement social et en améliorant la qualité de vie de patients atteints de troubles de l’usage de substances.
Procédures
Le but de ce projet est d’étudier l’effet de l’isolement social sur les comportements d’addiction. Ainsi trois groupes de de souris seront utilisés : le premier restera groupé, le second sera isolé pendant 24h et le troisième sera isolé pendant 6 semaines. De plus, des injections aigues (1 injection unique; 30 secondes) ou chroniques [5 injections au total (1/jour) ; 30 secondes par injection] ainsi que des tests comportementaux (durée maximum 10 min) seront réalisés sur animaux vigiles. Les différentes procédures expérimentales mettront en jeu des prélèvements sanguins (maximum de 6 prélèvements par souris ; 2 prélèvements/jour au maximum avec au moins 1h entre chaque prélèvement; chaque prélèvement durera au maximum 30 sec) ainsi que des chirurgies (durée maximum 1h). L'ensemble de ces nuisances possibles sera évalué et traité afin de réduire la souffrance animale.
Impact sur les animaux
L’ensemble des procédures nécessitent un isolement social (objet de ce projet) d’une partie des animaux. Cet isolement sera soit aigu (24h) soit chronique (6 semaines) et peut créer un stress important aux animaux. Certaines des procédures de ce projet nécessitent des chirurgies pouvant induire une douleur modérée, une inflammation transitoire et/ou un inconfort pour les animaux. Les injections aigues ou répétées de cocaine peuvent induire un état de dépendance physique. De plus, la répétition des injections peut provoquer une douleur aigue transitoire, une inflammation locale au niveau du site d’injection, voire une induration. Les stimulations aversives induisent un stress transitoire aux animaux. Les prélèvements sanguins par voie submandibulaire peuvent induire une hémorragie ou encore des dommages à l’os maxillaire.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à l’issue de chaque procédure pour analyse post-mortem.
Remplacement
Au vu de notre objectif d’étude, il nous est malheureusement impossible de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in silico. En effet, l’évaluation de comportement de type addictifs nécessite une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vigile.
Réduction
Au regard des données de la littérature, de notre expérience et de la variabilité phénotypique individuelle, nous avons réalisé une analyse statistique de puissance qui a déterminé que les données sont statistiquement exploitables et publiables avec des cohortes de 20 animaux/groupe pour le comportement, 10 pour les analyses immunohistologiques et d’analyse d’activité calcique. Bien que de nombreux groupes contrôles soient nécessaires pour ce projet (animaux groupés vs isolés, saline vs cocaïne, contrôle des virus utilisés) et que les deux sexes seront utilisés les expériences seront toujours réalisées avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux par condition expérimentale, nous composerons donc toujours nos groupes dans l’optique d’obtenir le maximum d’information scientifique par test. Notamment, l’utilisation d’enregistrement longitudinaux permettra de réduire grandement le nombre d’animaux nécessaire pour cette partie du projet. De même, la combinaison de procédures comportementales avec des procédures de prélèvement sanguins permettra de ne générer qu’une cohorte de souris pour répondre à deux questions scientifiques.
Raffinement
Avant isolement et tout au long des expériences pour les animaux témoins, les souris sont hébergées en cage collective, dans un milieu enrichi (matériel de nidification et bâton)), et observés quotidiennement par l’expérimentateur, ou une personne compétente de façon à maximiser leur confort et limiter une quelconque souffrance. Les souris sont habituées à l’expérimentateur et à l’expérimentation afin de limiter leur angoisse et le stress. A l'exception du milieu enrichi (matériel de nidification et bâton), aucune condition spécifique ne sera mise en place pour les animaux isolés. L'objectif de cette étude étant d'évaluer l'effet de l'isolement social sur les comportements d'addiction, nous ne souhaitons pas ajouter d'éléments d'enrichissement qui pourraient être des éléments confondants, perturbant les interprétations des résultats. Ainsi, les animaux isolés seront hébergés dans des conditions identiques à celles des animaux groupés à l'exception de la présence de congénère. Pour chacune des procédures, des points limites adaptés ont été définis. Le bien-être animal sera évalué tout au long de l’isolement en prenant notamment en compte l’état général de l’animal, son poids et sa réactivité à la manipulation, permettant d’objectiver des points limites définis selon les directives éthiques indiquées par l’association internationale pour l’étude de la douleur et la vétérinaire désignée pourra être sollicitée pour émettre un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées si nécessaire de façon à limiter la souffrance animale. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie per et post opératoire. De plus, après chaque chirurgie, l’état de santé des animaux sera évalué plus spécifiquement afin de rapidement pouvoir émettre un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées si nécessaire de façon à limiter la souffrance animale Enfin, le bien être animal sera également évalué lors des protocoles expérimentaux, nécessitant des injections intrapéritonéale répétée, afin d’objectiver des points limites définis selon les directives éthiques indiquées par l’association internationale pour l’étude de la douleur et la vétérinaire désignée pourra être sollicitée pour émettre un diagnostic et mettre en place les mesures correctives adaptées si nécessaire de façon à limiter la souffrance animale.
Choix des espèces
Il nous est indispensable de travailler sur un modèle animal, social, entier et complexe afin d’être dans les conditions les plus proches de la complexité humaine. Le modèle murin présente une forte homologie structurale du cerveau avec l’Homme le rendant incontournable dans la recherche en neurosciences. La souris est également une espèce sociale, permettant ainsi l’étude des effets de l’isolement social sur les comportements. Enfin, les outils viraux nécessaires à ce projet ont été développés et validés chez la souris, qui apparait encore donc comme le modèle le plus adapté à ce projet. Des animaux adultes seront utilisés (début des procédures à 8 semaines, poids supérieur à 20g) car l’étude des comportements dans nos différents modèles nécessite des systèmes neurobiologiques totalement matures.