Souris
Développement et maintien de la lignée Eo-Cre Rac pour comprendre le rôle de Rac1 dans les éosinophiles au cours de l’asthme sévère chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
3663 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le projet crée et entretient une lignée transgénique, avec puçage et biopsie de la queue sous anesthésie, puis induit un asthme dit sévère par des sensibilisations et des challenges répétés, une partie des souris subissant une trachéotomie sous curarisation. Les reproducteurs sont tués vers huit à dix mois et les génotypes intermédiaires éliminés. Le porteur affirme n'avoir jamais observé de gêne respiratoire ni d'altération du bien-être malgré l'asthme induit, et juge "indispensable" le modèle transgénique in vivo pour étudier le rôle d'une protéine dans les éosinophiles.
Objectifs
L'asthme est l'une des maladies chroniques les plus courantes dont la prévalence augmente dans le monde. Les cas les plus graves sont résistants aux traitements actuels. Il est urgent d'améliorer la prise en charge de ces patients asthmatiques sévères et de pouvoir proposer de nouveaux traitements prévenant les crises d'asthme mortelles. L'identification de nouvelles cibles pharmacologiques et le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques devraient permettre de relever ce défi dans lequel s'inscrit notre projet. Récemment, nous avons identifié le rôle majeur d’une protéine (Rac1) qui régule la contraction et la prolifération du muscle des voies respiratoires. Nous avons démontré que la suppression spécifique du gène Rac1 dans le muscle bronchique empêche l'hyperréactivité et le remodelage des bronches chez les souris asthmatiques. Grâce à notre modèle expérimental d'asthme sévère, nous avons également identifié la population de cellules inflammatoires présentant une sur-activité de Rac1 : les globules blancs (éosinophiles). Notre objectif est maintenant d’identifier le rôle de Rac dans cette population cellulaire au cours de l’asthme sévère. Ainsi, nous devons générer une lignée murine n’exprimant pas spécifiquement la protéine Rac1 dans les éosinophiles . Ce travail permettra de confirmer l’intérêt thérapeutique d’inhiber Rac1 chez les patients asthmatiques.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de générer une lignée murine unique permettant l’analyse du rôle de Rac1 spécifiquement dans les éosinophiles. Grâce à notre protocole expérimental d’asthme, nous pourrons également déterminer le rôle de Rac1 dans les éosinophiles au cours de l’asthme. La réalisation de cette étude déterminera si la protéine Rac1 est une nouvelle cible thérapeutique pour cette pathologie.
Procédures
Trois semaines après leur naissance, les souriceaux seront sevrés. De ce fait, ils seront anesthésiés afin d’être pucés ou bagués pour identification ; au même moment, un prélèvement d’un bout de queue sera fait afin de les génotyper. Pour l’élevage, les animaux en reproduction seront gardés jusqu’à l’âge de 8-10 mois pour effectuer cette fonction après quoi ils seront mis à mort. Dans le cadre du protocole d’asthme, les animaux seront soumis au protocole de sensibilisation à 4 reprises, avec 7 jours de repos entre chaque sensibilisation. Chaque sensibilisation dure quelques minutes par souris au maximum (hors anesthésie). Par la suite, les animaux seront soumis au protocole de challenge à 6 reprises. La fréquence de 1 challenge par jour pendant 3 jours (répété 1 fois avec 1 semaine de repros entre les « deux groupes » de challenge) est nécessaire pour induire le phénotype recherché.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de la procédure d’élevage, il n’y a pas de nuisance prévue. Néanmoins, il est possible d’observer des cas de cannibalisme des parents sur leurs petits ou agressivité dans le couple. Dans ce cas, les animaux seront exclus de l’aspect reproduction et mis à mort. De plus, des cas de dystocies peuvent être observées chez les femelles qui seront alors mises à mort. Dans le cadre de la procédure visant à induire l’asthme sévère : les souris seront anesthésiées durant les étapes de challenge et de sensibilisations, ce qui limitera le stress ressenti. Lors de l'exploration des fonctions respiratoires, un stress pourra être ressenti par les animaux en raison de la restriction d’espace dans la chambre. Pour prévenir ce stress, les souris seront habituées environ 3 jours avant l’expérimentation, en les laissant quelques minutes dans la chambre. De plus, lors de l’expérimentation, avant d’entamer les nébulisations, les souris seront laissées quelques minutes dans la chambre pour faciliter encore leur acclimatation. L’analyse des résistances pulmonaires, plus invasive, s’effectue sur des souris anesthésiées et curarisées. Une trachéotomie est donc réalisée. Pour limiter la douleur une injection d'analgésique est réalisée 20 minutes avant la trachéotomie. Nous souhaitons ajouter que bien que l’objectif soit d’induire un asthme sévère, le mot sévère indique seulement un phénotype équivalent aux patients résistants aux traitements corticoïdes. De plus, nous pratiquons ce protocole depuis plusieurs années et il n’a jamais été observé de gêne respiratoire en raison de l’induction de l’asthme. En effet, on observe même que des souris laissées 1 mois dans leur cage après le dernier challenge retrouvent un état symptomatique et inflammatoire équivalent à celui des souris n’ayant pas subi le protocole d’asthme. Il n’est donc pas attendu de phénotype délétère dans ce nouveau modèle expérimental ni d’impact sur le bien-être animal. Cette supposition s’appuie sur le fait que les corticoïdes sont les traitements classiques des asthmatiques sévères qui visent notamment les éosinophiles. Les patients, comme les modèles animaux, traités aux corticoïdes n’ont pas d’altération du bien-être.
Devenir
Pour l’élevage : les animaux nécessaires au maintien de la lignée sont gardés en vie. Les génotypes intermédiaires seront mis à mort. Protocole asthme : animaux mis à mort en fin de procédure
Remplacement
L’objectif de ce projet est l’étude du rôle de la protéine Rac1 dans le polynucléaire éosinophile au cours de l’asthme sévère. Pour répondre à notre problématique scientifique, nous avons établi un modèle d’étude in vitro sur des progéniteurs hématopoïétiques qui ont été différenciés en éosinophiles matures. Bien que nos résultats démontrent un rôle majeur de Rac1 dans la physiologie de l’éosinophile, notamment dans sa fonction de dégranulation, il nous manque la composante pathologique de l’asthme pour approfondir notre recherche. C’est pourquoi un modèle in vivo est indispensable à la poursuite de ce projet. De plus, notre objectif étant d’identifier les rôles de Rac1 spécifiquement dans l’éosinophile, un modèle transgénique où l’expression de la protéine est déplétée spécifiquement dans ces cellules inflammatoires est la méthode la plus précise et rigoureuse que nous pouvons mettre en place. Ainsi, pour valider ou non nos hypothèses scientifiques et répondre à nos problématiques de projet, l’étude in vivo sur une lignée transgénique est indispensable.
Réduction
Pour l'élevage, les croisements ont été optimisés pour obtenir le plus rapidement possible nos animaux d’intérêt. Pour notre projet asthme, des groupes de 12 souris seront nécessaires pour réaliser une analyse statistique robuste pour les différentes approches mises en œuvre. Ne connaissant pas l’impact du sexe sur les paramètres observés, mâles et femelles seront étudiés. Si nous n’observons pas d’effet sexe, le nombre de souris sera alors divisé de moitié. Enfin, les manipulations seront réalisées en duplicat afin de prévenir un effet observé dû au groupe d’étude. Cependant, pour réduire au maximum le nombre d’animaux, les analyses seront regroupées au maximum.
Raffinement
Dans le cadre de la procédure élevage, lors de la mise en accouplement, l’alimentation des mères est enrichie. Pour enrichir le nid, du coton est ajouté en plus des frisottis. Afin de ne pas perturber les relations parents-petits, le change est décalé à minimum J+3 après la mise bas ; une étiquette est apposée pour signaler ce report. De plus, pour limiter le stress, le nid parental est conservé pendant le change. Afin de faciliter l’accès à la nourriture aux petits lors des sevrages, des croquettes sont mises directement dans la cage. Les gestes invasifs tel que le bagage et le prélèvement de biopsie sont réalisés sous anesthésie générale. Dans le cadre des procédures expérimentales, les animaux anesthésiés et curarisés seront placés sur un tapis chauffant afin d’éviter une hypothermie. De plus, l’utilisation d'un analgésique adapté permettra d’atténuer la douleur lors de la trachéotomie. Du fait d’une durée longue de l’anesthésie, une injection sous-cutanée d’un bolus réchauffé de solution saline injectable sera réalisée pour éviter toute hypotension de l'animal. Pour l'exploration des fonctions respiratoires, et pour limiter le stress des souris, une acclimatation sera mise en œuvre en laissant les souris seules quelques minutes dans la chambre quelques jours avant et durant l’expérimentation.
Choix des espèces
Dans notre modèle murin d’asthme, nous retrouvons l’endotype éosinophilique de l’asthme allergique décrit chez les patients asthmatiques sévères. En effet, un fort infiltrat éosinophile est observé au niveau pulmonaire, contrairement à d’autres espèces animales. De plus, on observe chez la souris les mêmes composantes physiopathologiques de l’asthme que chez les patients : une inflammation exacerbée, une hyper réactivité bronchique et un remodelage des voies aériennes. Les autres modèles animaux pouvant reproduire un asthme sévère sont essentiellement le cheval, le chat et le cochon-dinde. Or, nous ne disposons pas de modèles transgéniques exprimant la CRE recombinase sur le promoteur de l’éosinophile peroxydase, ni les séquences lox autour du gène Rac1 chez ces animaux. Les animaux seront utilisés à un âge entre 8 et 10 semaines pour effectuer les reproductions, afin que les animaux soient matures sexuellement. Cependant, pour la procédure visant à rendre les animaux asthmatiques, les animaux utilisés seront âgés d’environ 7 semaines afin d’avoir un système immunitaire optimal permettant une bonne mise en place du phénotype pathologique. De plus, certains prélèvements comme la récupération de moelle osseuse doivent être réalisés sur des animaux qui ne sont pas trop âgés afin que les progéniteurs hématopoïétiques soient suffisamment nombreux pour obtenir une culture d’éosinophile, et pas trop jeunes afin d’avoir une maturité du système immunitaire suffisante. Pour toutes ces raisons les prélèvements seront effectués sur des animaux à 13 semaines.
Situation d’Apprentissage et d’évaluation des étudiants du BUT Génie Biologique Parcours Biologie médicale et biotechnologie : « Organiser et mettre en place une procédure d’expérimentation animale dans le cadre de la règlementation en vigueur chez la souris»
- Enseignement supérieur
480 souris femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, la plupart réutilisées pour d'autres enseignements, une vingtaine gardées en élevage, une cinquantaine adoptées et une dizaine tuées. Des étudiants de BUT apprennent sur elles les gestes de base, préhension, contention, prise de température, pesée et identification, puis cinq tests comportementaux nommés, planche à trous, traction, cheminée, rotarod et transition clair-obscur. Le porteur indique que les cadavres servent ensuite à des travaux pratiques d'anatomie et que l'adoption reste possible avec l'accord du vétérinaire. Il justifie le choix de la souris par le fait qu'elle représente la majorité des animaux utilisés en expérimentation.
Objectifs
L’objectif général du Bachelor Universitaire de Technologie, Génie Biologique, parcours Biologie Médicale et Biotechnologie (BUT GB BMB) est de former des jeunes au métier de technicien supérieur ou d’assistant ingénieur qui exerceront des activités dans les domaines de la santé humaine et animale, des biotechnologies, des industries pharmaceutiques et de la toxicologie. L'objectif du projet « Situation d’Apprentissage et d’Evaluation : Organiser et mettre en place une procédure d’expérimentation animale dans le cadre de la règlementation en vigueur » est de répondre aux contraintes du programme national du BUT GB BMB avec notamment comme apprentissage critique : l'acquisition des gestes de base sur la souris de laboratoire. Au cours de leur 1ère année d’études, les étudiants devront donc faire l'acquisition des gestes suivants : identification, préhension, contention, injections, prélèvements, prise de la température et tests comportementaux basiques pour évaluer les aptitudes psychomotrices et la bonne santé des animaux.
Bénéfices attendus
Grâce à ce projet pédagogique, les étudiant.es de BUT GB BMB pourront bénéficier d’un apprentissage pratique sur animaux vivants des gestes techniques de base sur la souris qui viendra en complément d’approches virtuelles et sur maquettes. Le suivi et le soin des souris sur 3 semaines permettra de sensibiliser par la pratique la notion importante de bien-être animal et les bonnes pratiques de laboratoire. Cette activité pédagogique concerne particulièrement les souris et par conséquent, les étudiant.es acquériront des connaissances pratiques sur cette espèce, dans le cadre de la mise en place de procédures d’expérimentation animale dans le cadre de la règlementation en vigueur. Par ailleurs, ce projet a été conçu dans le cadre d’apprentissages critiques du BUT GB BMB pour la formation de futurs technicien.nes ou assistant-ingénieur.es. Enfin, les données produites lors de ces activités (prises de poids, données de tests comportementaux…) seront utilisées pour l’analyse de données (tests statistiques) concernant d’autres apprentissages critiques du BUT GB BMB.
Procédures
Séances de 1 à 6 : Préhension- Prise de température : animaux vigiles, 2 par séance et par animal (12 fois/ animal réparties sur les 6 séances annuelle), 5 minutes Préhension-Pesée : animaux vigiles, 1 par séance et par animal (6 fois/ animal réparties sur les 6 séances annuelle), 2 minutes Préhension-Identification : animaux vigiles, 1 fois à la séance 1 de l’année en cours, par animal, 4 minutes. Séances 4 et 6 : réalisation de 5 tests comportementaux consécutifs sur animaux vigiles, espacés de 10 minutes, pour chaque souris. Test de la planche à trous (PT) : Dépôt d’une souris au centre du dispositif et dénombrement des trous visités pendant 5 minutes. Ce test est répétés 4 fois, soit 20 minutes par souris. Test de la traction (T) : Présentation du fil tendu à la souris et observation. Une souris en bonne santé effectue un rétablissement en 5 secondes voir moins. Le nombre d'animaux ayant eu une réponse positive (rétablissement en moins de 5 secondes) ou négative (rétablissement en plus de 5 secondes). 10-15 secondes maximum par souris. Test de la cheminée (C) : Les souris sont introduites dans un tube. Une fois arrivée à l’extrémité du tube, on bascule celui-ci verticalement. La souris en ressort à reculons. Le temps de sortie des souris est mesuré. 10-15 secondes maximum par souris. Test de coordination motrice ou test de la roue tournante (Rotarod ou R) : L'animal est placé sur le tambour du ROTAROD et le temporisateur démarre. Lorsque l'animal tombe, le temps de tenue en équilibre (en minutes et secondes) et la vitesse de rotation sont enregistrés pendant 5 min. Test d’anxiété de transition clair/ obscur ou « Dark and light transition » : Les souris seront habituées à la salle d’expérimentation avant le test d’anxiété. La souris est placée au milieu de la zone claire et laissée libre de mouvements pendant 5 minutes.
Impact sur les animaux
Etant donné que les étudiant.es seront inexpérimenté.es à la manipulation de souris vigiles, il sera possible que ces dernières ressentent du stress. Cependant, l’encadrement mis en place lors de ce projet, à savoir 3 encadrant.es lors des séances de manipulation des souris vigiles, permettra de contrôler et d’éviter des risques de blessures pour les animaux, mais aussi pour les étudiant.es. Trois tentatives de contention manuelle maximum pour chaque souris par étudiant.e seront fixées pour éviter de générer du stress. Tous les tests comportementaux que nous avons choisis sont basés sur des comportements et aptitudes naturels chez la souris et ne généreront donc à priori aucun effet néfaste.
Devenir
Tous les animaux qui ne seront ni adoptés ni réutilisés vivants pour une autre activité pédagogique, seront mis a mort. Ainsi, les cadavres serviront au travaux pratiques d'anatomie. Si les animaux peuvent servir à d'autres travaux pratiques, alors les souris seront gardées en vie. De plus, si des étudiants souhaitent adopter leurs animaux alors cela sera possible. Cette décision sera prise avec l'accord de la Structure de Bien Etre des Animaux et du vétérinaire référent si besoin et avec le responsable du projet.
Remplacement
Dans le cadre des apprentissages critiques concernant l’expérimentation animale dans la formation du BUT GB BMB, nous avons mis en place des méthodes alternatives pour l’anatomie (utilisation de maquette et de table numérique Anatomage), les gestes basiques (modèles en silicone, peluches pour l'apprentissage des injections et prélèvements…). Ce projet a été ainsi conçu avec le minimum possible d’animaux. Cependant, il apparaît incontournable de réaliser quelques gestes de bases sur souris vigiles dans ce contexte de formation de futurs personnels de laboratoire. Le modèle « souris », car le plus utilisé dans les projets d’expérimentation animale à des fins scientifiques, nous semble le plus pertinent pour ce projet pédagogique. Le remplacement total d’animaux vivants semble difficile pour le bon apprentissage de l’expérimentation animale.
Réduction
Une promotion d’étudiant.es s’élève à 48 maximum par an et elle est divisée en 4 groupes de TP de 12, puis en binômes de travail. Chaque binôme devra à la 1ère séance constituer 2 lots de 2 souris (Curieuses et non curieuses). Ces lots serviront à toutes les séances de travaux pratiques. En conséquence, le nombre maximum de souris s’élévera à 96 par an, soit 480 sur 5 ans. La taille des lots (2 souris) est la plus petite possible pour que l’enseignement soit bénéfique. Il ne permettra pas de réaliser des tests statistiques à l’échelle du binôme, mais sera possible à l’échelle de la classe.
Raffinement
Les souris sont hébergées par lot de 2, dans des cages dont la taille est règlementaire, avec enrichissement modifiable (tubes, feuilles de papier ouaté, dômes…). Cet hébergement sera réalisé dans une animalerie en conditions contrôlées (éclairement, température, hygrométrie) et dans le respect de la méthode des 3R. Seules des femelles seront utilisées pour éviter les comportements agressifs dans les cages. Un suivi de soin journalier sera effectué durant toute la période d'hébergement. De plus, les etudiant.es procéderont à un suivi pondéral, de température, ainsi qu’à des soins bi-hebdomadaires. Par ailleurs, les animaux ne seront pas manipulés tous les jours ce qui leur permettra de récupérer entre 2 séances de travaux pratiques. Les format.eurs.rices sont des experts en expérimentation animale, maitrisant tous les gestes basiques sur souris, ce qui donnera des conditions d’apprentissage optimales. Le nombre de séances (6) permettra une socialisation, voire une habituation des souris aux expérimentateurs (ici les étudiant.es), ce qui conduira à une diminution et même une suppression du stress et apportera donc un raffinement supplémentaire. Notamment, l’utilisation de la prise de température en début et en fin de séance permettra d’évaluer quantitativement le stress (« stress-induced hyperthermia », un indicateur reconnu du stress chez les rongeurs) produit par les séances de travaux pratiques. Ainsi, les étudiant.es pourront adapter leur comportement (calme, douceur dans les gestes…) à partir de ces données. Dans les cages, des tubes (enrichissement) seront disposés dans lesquels les souris pourront se cacher. Ce qui permettra de les déplacer sans contraintes vers les dispositifs de tests comportementaux.
Choix des espèces
61% des animaux utilisés à des fins scientifiques ou réglementaires (toxicologie…) sont des souris. Ainsi, le modèle souris est le plus fréquemment utilisé en expérimentation animale. Ce modèle est donc le plus pertinent pour former de futurs technicien.nes aux gestes de bases. Les rats, moins utilisés (9%), sont moins intéressants pour l’apprentissage, car plus impressionnants pour des débutants. Nous avons choisi d’utiliser la souche swiss, car elle présente un comportement plus docile qui facilite l’apprentissage. Les individus seront tous femelles pour éviter les comportements agressifs dans les cages. Les souris sont commandées à l’âge de 6 semaines, soit de jeunes adultes. A cet âge, il est possible de suivre une augmentation du poids de façon relativement homogène.
Effet d’un inhibiteur d’histones désacétylases sur l’instabilité des triplets CTG dans un modèle murin de la dystrophie myotonique de type 1
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
12 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèles de la dystrophie myotonique de type 1, elles reçoivent jusqu'à trente-six injections sous-cutanées sur douze semaines pour tester si une molécule réduit l'expansion d'ADN caractéristique de la maladie. Le porteur indique que les injections répétées peuvent causer des irritations et des ulcérations de la peau, et que les souris sont tuées à la fin pour des analyses incompatibles avec leur maintien en vie. Il présente cette étude comme un travail pilote et précise que les 12 souris proviennent de croisements déjà réalisés pour d'autres projets.
Objectifs
La dystrophie myotonique de type 1 est une maladie qui touche plusieurs organes tels que le muscle et le cerveau. Elle se caractérise principalement par un trouble du tonus musculaire et une détérioration progressive des fonctions neuromusculaires. Cinq formes cliniques ont été décrites dans la population atteint de la dystrophie myotonique de type 1. Parmi ces cinq formes, il y a une forme tardive qui se caractérise par une cataracte et une forme congénitale qui se caractérise par des problèmes musculaires et cognitifs très sévères. Le défaut génétique de cette maladie correspond à une expansion d'un morceau d'ADN dont la taille augmente généralement au cours des générations et dans les tissus. Plus la taille est grande, plus les symptômes sont sévères et l’âge d’apparition précoce. L’objectif principal du projet est d’identifier de nouveaux facteurs impliqués dans la diminution de la taille du morceau d'ADN et donc de ralentir la progression de la maladie. L’objectif du projet est de tester les effets d'une molécule chimique sur la taille du morceau d'ADN chez la souris et ainsi savoir si cette molécule pourrait être utilisée comme outils thérapeutique.
Bénéfices attendus
Chez les patients atteints de la dystrophie myotonique de type 1, la taille du morceau d'ADN dans les tissus augmente avec l’âge du patient et est corrélé avec la progression des symptômes de la maladie. Plus la taille du morceau d'ADN est grand plus les symptômes sont sévères. Il est donc important de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à réduire la taille de ce morceau d'ADN dans l’ensemble des tissus et donc à ralentir les symptômes chez les patients. Il a été montré qu’une molécule chimique peut réduire la taille de ce morceau d'ADN dans des modèles cellulaires. Une étude pilote chez l’animal permettra de savoir si cette molécule, peut également réduire la taille de ce morceau d'ADN dans plusieurs tissus tels que le muscle après 3 mois de traitement. Cette étude permettra également de savoir si l’effet de cette molécule est homogène entre les tissus et de mieux comprendre son mode d’action, in vivo. À ce jour, aucun traitement curatif n’est disponible pour la dystrophie myotonique de type 1. Cette étude pilote est une étape importante pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Procédures
Le temps de la procédure est de 3 min. Les injections sous-cutanées seront réalisées 3 fois par semaine sur une période de 12 semaines. Le nombre maximum d’injections sera de 36 par souris. Les injections seront réalisées sur animal vigile. Les injections de la molécule d’intérêt se fera sur un lot de 6 animaux et les injections de l’adjuvant se fera sur un autre lot contrôle de 6 animaux. Les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire à l’issue de la période de traitement afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses.
Impact sur les animaux
Les souris hemizygotes, qui vont être utilisées dans ce projet, ne présentent aucun phénotype. Dans le cadre de ce projet, une procédure d’injection sous-cutanée va être utilisée. Les animaux pourront ressentir une douleur ponctuelle réversible liée aux injections. Les injections répétées peuvent causer des irritations et des ulcérations de la peau et des muqueuses. Les injections répétées seront réalisées à des endroits différents afin de diminuer les risques d’apparition de plaie, d’ulcère… Aucun effet indésirable résultant de la molécule ou de l’adjuvant a été répertorié dans la littérature.
Devenir
Afin de pouvoir analyser la distribution de la taille du morceau d'ADN dans différents tissus, les 12 souris seront euthanasiées à l'issue de la procédure. Les différentes analyses de biologie moléculaire réalisée dans le cadre de l’étude pilote ne sont pas compatibles avec le maintien en vie des animaux.
Remplacement
Il a été montré qu’une molécule chimique réduit le morceau d'ADN dans les cellules. Si certains mécanismes cellulaires peuvent être étudiés en culture, seule l'utilisation d'un modèle animal permet d'étudier les mécanismes tissu-spécifiques. C’est pour cela qu’un modèle murin de la dystrophie myotonique de type 1 est utilisé dans l’étude pilote. L’objectif de ce projet est d’étudier les effets de cette molécule sur la taille du morceau d'ADN dans différents tissus tels que le muscle qui est l’un des tissus les plus atteints chez les patients.
Réduction
Afin d'optimiser et de réduire le nombre d'animaux, les 12 souris utilisées dans cette étude pilote proviendront de croisements réalisés pour d’autres projets du laboratoire qui ont été autorisés. Sur la base de nos expériences préliminaires, une analyse statistique a permis d’estimer à 6 le nombre de souris nécessaire par condition (Molécule versus Adjuvant). Le nombre d’animaux est minimisé dans le cadre d’une étude pilote avec un protocole mis en place précédemment par des collaborateurs internationaux.
Raffinement
Les conditions d'hébergement des animaux seront adaptées pour réduire à son minimum le stress et la souffrance animale. Les animaux seront stabulés en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température (20-24 degrés) et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Le cycle d’éclairage est de 12h par jour (éclairage 6h30-18h30). Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (6 par cage maximum) et l’isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec des nids de lanière kraft. La procédure expérimentale est conçue pour garantir le bien-être de l’animal et réduire au maximum l’inconfort, le stress et la souffrance de celui-ci. Le bien-être des animaux sera pris en compte tout au long de l’étude, avec un suivi journalier de la boisson, la nourriture et de l’état des animaux. La douleur liée aux injections est une douleur ponctuelle réversible qui fera l’objet d’une surveillance de l’animal. Les animaux seront particulièrement surveillés après l’administration de la molécule et de l’adjuvant pour visualiser tout signe de toxicité imprévue qui nécessiterait l’euthanasie de l’animal. L'état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent.
Choix des espèces
Un modèle murin de la dystrophie myotonique de type 1 sera utilisé dans le cadre de ce projet. Dans ce modèle de souris, la taille du morceau d'ADN malade augmente au cours des générations et dans les tissus. Notre choix s'est donc orienté vers ce modèle afin de valider le rôle de notre molécule sur la dynamique de ce morceau d'ADN, in vivo. Les souris hémizygotes d’intérêt seront inclues au début de la procédure à l’âge de 3 mois. Les souris seront euthanasiées à l’âge de 6 mois après 3 mois de traitement. Les changements de la taille de ce morceau d'ADN sont facilement détectés dans les tissus de souris âgées de 3 mois par les méthodes de biologie moléculaire utilisées au laboratoire. Il a été montré que les variations de taille de ce morceau d'ADN sont plus importantes chez des souris de 6 mois comparées aux souris de 3 mois.
Implication des polluants ayant des propriétés de perturbateurs endocriniens dans la physiopathologie de l’arthrose chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
792 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont exposées à des polluants perturbateurs endocriniens par l'eau de boisson dès le stade embryonnaire, ou par injection intra-articulaire, puis une arthrose leur est induite au genou par chirurgie ou par injection d'un composé inflammatoire. Le porteur évalue ensuite leur douleur avant de les tuer pour disséquer les articulations. Il affirme que le modèle animal est "indispensable" car aucun système in vitro ne recrée la complexité d'un "organisme entier" pour observer l'effet de ces polluants.
Objectifs
L’arthrose est la maladie articulaire la plus fréquente, touchant plus de 500 millions de personnes dans le monde et se caractérise par une douleur et une raideur articulaire entrainant un handicap. Sa prévalence a doublé entre l’ère préindustrielle et post-industrielle. Cette augmentation est indépendante du vieillissement de la population et de l’accroissement de l’obésité entre ces 2 périodes, suggérant l’implication de nouveaux facteurs de risques environnementaux non connus et notamment celui des polluants. L’Homme est exposé dès la vie in utero à de nombreux polluants. Récemment, un mélange de polluants aux propriétés de perturbateurs endocriniens (PE), reflet de l’exposition humaine, a été retrouvé dans le liquide amniotique de femmes enceintes et est associé à des anomalies de la fonction thyroïdienne et du développement neuro-cérébral fœtal. Il a été démontré que les souris exposées à ces polluants développaient des lésions précoces du cartilage dès 3 mois et que ceux-ci avaient des effets pro-inflammatoires. Cependant, nous ne savons pas si l’exposition à ces polluants aggrave la sévérité de l’arthrose ni si cet effet est lié à un effet local intra articulaire ou plus global. Notre objectif est donc de déterminer si le mélange de polluants et les perfluorés ont un rôle dans la physiopathologie de l’arthrose et dans son expression clinique (douleur), en exposant localement et/ou de manière globale, des souris modèles d’arthrose déjà parfaitement identifiés.
Bénéfices attendus
Notre projet est original car il s’agira de la première étude s’intéressant à l’effet synergique in vivo de plusieurs polluants sur les tissus articulaires avec des résultats préliminaires très encourageants. Ce projet a un double bénéfice attendu : d’une part, celui de découvrir un nouveau facteur de risque d’arthrose et d’autre part de renforcer les données scientifiques sur les effets néfastes des polluants ayant des propriétés de perturbateurs endocriniens sur la santé.
Procédures
Les animaux seront exposés aux polluants soit de manière systémique (tout au long de la vie) via l’eau de boisson, soit de manière locale par injection intra articulaire sous anesthésie (2 injections d’une durée de 2 minutes environ). Deux modèles d’arthrose seront ensuite mis en œuvre sous anesthésie/analgésie, l’un chirurgical (ou post-traumatique) au niveau du genou et l’autre chimique (ou inflammatoire) par injection intra articulaire d’un composé. Ces actes seront effectués une seule fois et seront de moins de 5 minutes par animal. Enfin, nous réaliserons une évaluation de la douleur et de l’activité physique avant l’induction des modèles d’arthrose (1 fois) et après (4 à 5 fois selon les groupes). Ces évaluations seront effectuées sur animal vigile non contraint pour une durée d’environ 30 minutes (15 minutes + 5 minutes + temps de préparation/nettoyage). A l’issue de la période de maintien les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements pour répondre à la question scientifique.
Impact sur les animaux
L’exposition des souris aux polluants aux mêmes doses a déjà été réalisée dans le cadre d’autres projets de recherche et aucun effet indésirable spécifique majeur n’a été observé. Cependant, l’exposition chronique aux polluants (seuls ou combinés) est connue pour induire des effets pro-tumoraux, des anomalies endocriniennes ou encore des cassures dentaires. Il s’agit d’effets observés à des doses différentes (souvent supérieures) de celle utilisée ici mais il est possible qu’une exposition chronique induise des effets de ce type chez les souris exposées. L’anesthésie mise en œuvre pour les actes chirurgicaux représente un risque de complication possible mais faible (hypothermie, hypoventilation, arrêt cardio-respiratoire, etc.). L’intervention chirurgicale de déstabilisation méniscale ou les injections intra articulaires présentent un risque de douleur post-opératoire immédiat lié à l’acte lui-même puis de manière chronique en favorisant la survenue de l’arthrose. L’évaluation de la douleur et de l’activité physique peuvent provoquer un stress et un inconfort de courte durée.
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans le projet sera euthanasié car l’étude des tissus articulaires nécessite la dissection des genoux après euthanasie pour analyse histologique pour répondre à la question scientifique.
Remplacement
Le modèle animal est indispensable pour étudier les acteurs mis en jeu dans le développement de l’arthrose qui est au cœur de ce projet. L’arthrose est une maladie multi-tissulaire impliquant l’ensemble des tissus articulaire et les tissus neuronaux impliqués dans la douleur communiquant de manière complexe entre eux. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu. D’autant plus que les polluants étudiés ont des propriétés de perturbateurs endocriniens, c’est-à-dire qu’ils peuvent mimer l’effet des hormones, et donc un organisme entier est nécessaire pour observer leurs effets. Puisque le sexe influence la réponse à ces perturbateurs endocriniens, une analyse en fonction du sexe est nécessaire pour chacune des expériences menées.
Réduction
Le projet impliquera un total de 792 animaux dont 720 animaux nécessaires pour les analyses et 72 fondateurs exposés aux polluants (48 femelles et 24 mâles) Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Nous utiliserons les mêmes contrôles pour les 2 expositions : mix ou composés perfluorés, afin de limiter le nombre de souris utilisées. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mises au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification (pas de possibilité d’utiliser d’enrichissement en plastique). 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 (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). Les cages et les biberons utilisés sont spécifiques : Nous utiliserons des biberons en verre afin de limiter les polluants par l’utilisation de plastique. Les cages seront dans un plastique garantie sans bisphenol A de même taille que les cages classiques.
Choix des espèces
Justification de l’espèce : Nous utiliserons le modèle souris car c’est ce modèle qui a été utilisés dans de précédentes études sur le rôle des perturbateurs endocriniens. De plus, les modèles d’arthrose utilisés ainsi que l’évaluation de la douleur ont été développés et démontrés chez la souris. Justification des stades : Pour l’exposition systémique aux polluants, les animaux seront exposés dès le stade embryonnaire et durant toute leur vie par l’eau de boisson aux différents polluants et les fondateurs (mâles 8 semaines et femelles de 6 semaines minimum) seront exposés 15 jours avant accouplement puis durant toute la gestation et allaitement. Pour l’exposition locale, nous réaliserons des injections intra articulaires à l’âge adulte avant et après l’induction de l’arthrose (2 modèles expérimentaux d’arthrose seront étudiés) Justification du sexe : Les femelles adultes sont utilisées pour l’exposition intra-utérine des souriceaux à naitre qui seront ensuite eux-mêmes exposés de manière systémique. L’effet des polluants sur l’arthrose sera étudié chez les femelles et les mâles séparément. En effet, il est possible que les mâles développent une arthrose plus sévère que les femelles, bien que cette donnée soit actuellement controversée. En revanche, l’effet des polluants perturbateurs endocriniens peut, par ses perturbations hormonales, induire des effets différents sur les femelles et les mâles. Il semble donc pertinent dans cette étude d’étudier les deux sexes.
Impact de l’immunisation contre la réponse anti-virale sur le développement de mélanome spontané murin
- Recherche fondamentale
- Oncologie
303 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent au moins cinq injections intramusculaires et cinq prélèvements de sang rétro-orbitaux sous anesthésie, et développent un mélanome sur le dos pouvant produire des métastases pulmonaires et des difficultés respiratoires. Le projet part de l'hypothèse, formée pendant la crise du Covid-19, que des auto-anticorps liés au vieillissement favoriseraient la croissance tumorale. Le porteur formule les retombées au conditionnel, ce mécanisme "pourrait ouvrir" une nouvelle piste de traitement, et affirme que les modèles cellulaires ne permettent pas d'étudier le système immunitaire.
Objectifs
L’immunosurveillance est la capacité du système immunitaire à lutter contre les cellules tumorales. Le système immunitaire devient cependant moins efficace au cours du vieillissement, favorisant le développement de tumeur. Pendant la crise du Covid-19, il a été montré que le vieillissement s'accompagnait de la présence d’auto-anticorps qui luttent contre les défenses immunitaires. Ces auto-anticorps compromettaient notamment la réponse contre le SARS-CoV2 et favorisaient les formes graves de la maladie. Nous émettons donc l’hypothèse que ces auto-anticorps favoriseraient aussi le développement tumoral dans le mélanome, cancer caractérisé par sa rapide agressivité. L’objectif de ce projet est de tester l’impact de la production d’auto-anticorps dans le développement de mélanome chez la souris.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra potentiellement de décrire un nouveau mécanisme favorisant le développement tumoral et la résistance au système immunitaire dans le mélanome. Cela pourrait ouvrir une nouvelle perspective de traitement pour les patients atteint de cette maladie. En effet, malgré l’essor récent des thérapies ciblées et de l’immunothérapie, la plupart des patients rechutent avec un mélanome résistant.
Procédures
Les animaux subiront au minimum 5 injections intra-musculaires (qui dureront moins d'une minute sur animaux vigiles), ainsi que 5 prélèvements rétro-orbitaux réalisés sous anesthésie gazeuse, qui dureront quelques minutes. Les petits (à J14 minimum) subiront un prélèvement d'oreille par poinçage, à l'état vigile. Le prélèvement durera moins d'une minute. Tous les animaux seront soumis à de la contention.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont l'apparition de tumeur localisée aléatoirement sur le dos et possiblement métastatiques pouvant entrainer des difficultés respiratoires (métastases pulmonaires). Le prélèvement rétro-orbitaire et le poinçage des oreilles peuvent engendrer une irritation et une douleur de l'oeil ou de l'oreille. La contention va également leur générer du stress.
Devenir
Les animaux n'étant pas réutilisés dans un autre projet, ils seront mis à mort à la fin de chaque procédure ou avant si un point limite est atteint.
Remplacement
Des études préliminaires sur des modèles cellulaires ont été réalisées et ont permis de démontrer l'efficacité de l'immunisation. En parallèle, des analyses complémentaires ont été et seront réalisées sur des prélèvements de patients, permettant ainsi de réduire le nombre d’animaux utilisés. Cependant, ces modèles ont des limites et ne permettent pas l'étude du système immunitaire. C’est pourquoi le recours aux animaux est nécessaire dans notre projet.
Réduction
Le nombre maximal de souris utilisées dans ce projet (n=92) a été réduit au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et reproductibles. De plus, un animal permettra d’obtenir des résultats dans plusieurs expériences (pousse tumorale, analyse histologique de la tumeur, analyse marqueurs sanguins).
Raffinement
La bonne connaissance des modèles expérimentaux, le suivi adapté des points limites précoces et clairement définis, et la manipulation des animaux en générant le moins de stress possible par des personnes compétentes en expérimentation animale permettent de limiter au maximum toute douleur ou souffrance des souris. Nous évaluerons l'état de bien-être ou de souffrance des animaux au minimum 2x/semaine, et 3x lorsque la tumeur apparaitra. Une anesthésie gazeuse sera utilisée lors du prélèvement rétro-orbitaire pour diminuer le stress de l’animal, et des gouttes de Collyre seront appliquées avant le prélèvement pour éviter les risques d’irritation de l’oeil. Les animaux sont hébergés en groupe, avec de l’aliment et de la nourriture ad libitum.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale la plus pertinente pour les études du mélanome car c'est un modèle proche de la pathologie humaine reproduisant les caractéristiques histologiques. Nous disposons également d'outils, d'expériences et de compétences solides pour réaliser cette étude dans les meilleures conditions chez la souris. Nous utiliserons des souris âgées de 8 semaines, pour la maturité sexuelle pour la reproduction et âge standard pour l'étude du système immunitaire.
Génétique des maladies auto-immunes sur modèle murin
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
153 850 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Un agent chimique mutagène est injecté pour induire des mutations au hasard dans le génome, puis les descendants sont suivis pour repérer ceux dont la maladie auto-immune est modifiée, avec puçage et biopsie de la queue. Le porteur indique que l'agent chimique rend stériles 70 % des mâles et que les animaux sont tués dès les premiers signes de la maladie. Il affirme le "besoin" de recourir à la souris, aucun modèle in vitro ou in silico n'existant selon lui pour ces maladies génétiques.
Objectifs
Ce projet concerne les maladies auto-immunes qui ont une cause génétique. Le but est de caractériser les gènes impliqués en utilisant la souris comme modèle. Dans ce projet nous induirons des mutations au hasard dans le génome grâce à l’injection d'un agent chimique. Nous identifierons les mutations qui modifient les caractéristiques physiques de la maladie en suivant les descendants des souris traitées. Les mutations qui modifient de manière significative les caractéristiques de la maladie seront ainsi identifiées. Les protéines codées par les gènes identifiés seront des cibles thérapeutiques potentielles chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Identifier de nouveaux gènes impliqués dans la maladie. Cette démarche donnera accès à de nouvelles cibles thérapeutiques pour la maladie ainsi qu’à de nouveaux marqueurs génétiques et/ou biologiques permettant de dépister la maladie à des stades précoces. Nous prévoyons que de nouveaux gènes modifiant les caractéristiques de la maladie seront découverts.
Procédures
Chez certaines souris une injection unique intrapéritonéale sera pratiquée dans les 3 jours qui suivent la naissance (le geste dure 15 secondes) Une puce électronique sera implantée à tous les animaux de 3 semaines d’âge par voie sous cutanée. Des biopsies d’un fragment de queue seront effectuées à 3 semaines d’âge (le geste dure 15 secondes). Le projet comporte l'injection intrapéritonéale de 250 animaux avec un agent chimique 1 fois par semaine pendant 3 semaines (à 4, 5 et 6 semaines d'âge) (chaque geste dure moins de 15 secondes). Chez certaines souris un prélèvement unique de sang sera effectué à 6 semaines sous anesthésie générale (le geste dure 30 secondes).
Impact sur les animaux
Les injections de l’agent chimique peuvent entraîner une infertilité chez 70% des mâles. L'injection intrapéritonéale peut en soi être à l'origine d'une douleur, les prélèvements de sang sous anesthésie peuvent être associés à une douleur à l'œil au réveil, les biopsies de queue peuvent engendrer une douleur.
Devenir
Les animaux seront mis à mort dès l'apparition des premiers signes biologiques de la maladie afin d'éviter toute souffrance.
Remplacement
Ce projet concerne l'étude de maladies auto-immunes qui sont d’origine génétique. Il n’existe pas de modèles in vitro ou in silico pour aborder le sujet. D’où le besoin d'avoir recours aux modèles de souris dont les caractéristiques récapitulent la maladie humaine. Les expériences proposées nécessitent de comparer des individus qui ne diffèrent pas de façon majeure pour leur fond génétique ou l’environnement. C’est le cas de la souche de souris que nous proposons d’étudier.
Réduction
Pour respecter le principe de la Réduction, le nombre proposé de souris a été établi sur la base d’études statistiques permettant d’utiliser le moins d'animaux possible pour aboutir à des résultats fiables. La méthode utilisée permet de cumuler les individus à des temps différents de suivi en diminuant ainsi de manière très importante le nombre de souris analysées à chaque temps individuel. Pour les expériences impliquant des croisements, le nombre d’individus prévus tient compte de notre expérience dans le domaine. Par ailleurs, le protocole prévoit un nombre limité de croisements (3) pour constituer les groupes d'animaux qui feront l'objet de l'analyse génétique.
Raffinement
Toutes les mesures seront prises pour respecter le confort maximum des conditions d’hébergement, faire pratiquer les gestes nécessaires par un personnel formé et ayant de l’expérience des pratiques, réduire le stress et la douleur. Les souris sont hébergées dans des portoirs ventilés. Les cages sont dotées de tunnels d’enrichissement rouges et de cotons de nidification. Pour les prélèvements sanguins et les biopsies une prise en charge de la douleur sera mise en place avec des antalgiques et des anesthésiques. Une observation quotidienne avec une grille de points limites sera effectuée afin qu’en cas de besoin des mesures soient mises en place pour garantir le bien-être de l‘animal.
Choix des espèces
L'espèce animale choisie est une souche de souris qui développe une maladie dont les caractéristiques sont similaires à celles de la maladie humaine correspondante. Les souris sont engagées dans les procédures dès la naissance. La maladie apparait chez les souris adultes après 12 semaines d’âge. Les souris sont suivies une fois par semaine, à partir de 10 semaines d’âge, pour détecter de manière précoce la survenue de la maladie. Les expériences seront toujours interrompues dès les premiers signes biologiques de la maladie avant que celle-ci n’ait donné lieu à des manifestations physiques entraînant une souffrance des animaux.
Evaluation de stratégies vaccinales par voies muqueuses chez la souris dans le cadre de Travaux Pratiques d’un Master.
- Enseignement supérieur
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dans le cadre de travaux pratiques de master, elles sont immunisées trois fois par différentes voies, orale, nasale, sous-cutanée, intradermique ou sublinguale, avec prélèvements de sang, de fèces et de lavages vaginaux. Elles sont ensuite tuées pour étudier les réponses immunitaires dans la rate et les ganglions, une inflammation ou une prostration marquée entraînant une mise à mort anticipée. Le porteur affirme que cet apprentissage ne peut se faire sur un autre support qu'un "organisme entier" et que les analyses in vitro ne suffisent pas.
Objectifs
Chaque année, les étudiants devront réaliser un TP durant 2 semaines dont le but est d'évaluer les réponses immunitaires suite à l'immunisation par différentes voies muqueuses chez la souris (souche OF1).
Bénéfices attendus
Le projet permet aux étudiants Master d’observer les effets des différentes voies d’immunisation d’une formulation vaccinale sur un organisme entier. Il permet d’apprendre aux étudiants la manipulation des souris, les prélèvements de sang, sécrétions muqueuses et organes afin d’etudier les réponses immunitaires après diffférents types d’immunisation.
Procédures
Les souris seront immunisées 3 fois par voie orale, nasale, sous-cutanée, intradermique ou sublinguale. Le sang, les fèces et les lavages vaginaux seront prélevés 2 fois pour mesurer les réponses anticorps.
Impact sur les animaux
Des effets indésirables peuvent survenir chez les souris après la vaccination comme une inflammation au site d’administration de la formulation vaccinale pour les voies intradermique et sous-cutanée, une augmentation de la température du corps et une diminution de l’activité des souris ainsi qu’une légère perte de poids des souris. Ces paramètres seront vérifiés 3h, 24h, 48h, 72h après chaque immunisation. Les animaux seront surveillés pour vérifier l’absence d’inflammation du site d’injection (voies intradermique et sous-cutanée) et la température corporelle sera surveillée à chaque temps à l’aide d’un thermomètre rectal. Les souris seront pesées 72h après l’immunisation. L’apparition de troubles du comportement pouvant traduire une douleur ou une détérioration de l’état général seront surveillés. L’immobilité, la prostration, l’apathie, une inflammation excessive au niveau des sites d’injection et/ou de prélèvements, seront considérées comme critères de points limites qui conduiront à la mise à mort immédiate de l’animal.
Devenir
A la fin de l'expérience, tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir étudier les réponses immunitaires post-vaccinales au niveau de la rate et ganglions.
Remplacement
Cette étude permet d'apprendre aux étudiants comment on analyse les réponses immunitaires après vaccination chez la souris et comment on prélève les échantillons pour analyser ces réponses immunitaires. Cette apprentissage ne peut pas se faire avec un support pédagogique autre qu'un modèle souris. Les techniques ne peuvent pas être pratiquées et s'acquérir différemment. De plus, les étapes préliminaires d’analyse in vitro, bien qu’indispensables, ne sont pas suffisantes pour analyser l’effet des différentes voies d'immunisation d’une formulation vaccinale sur les réponses immunitaires. Les analyses in vitro avec des lignées cellulaires, ex vivo avec des cellules humaines ou murines ou des modèles 3D peuvent permettre d'analyser comment l'antigène et/ou l'adjuvant entre(nt) dans les tissus et active(nt) certaines cellules immunitaires mais il faut un organisme entier pour que tous les acteurs cellulaires soient présents et puissent se déplacer dans les sites d'induction afin que des réponses immunitaires post-vaccinales puissent étre générées. Ainsi les effets des voies d'immunisation ne peuvent pas être étudiés autrement que dans un modèle in vivo.
Réduction
Le nombre de souris utilisées dans cette étude est restreint afin de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés au cours de ce TP. Etant donné que lors de chaque promotion annuelle il y a 30 étudiants, l’utilisation de 30 souris permet à chaque étudiant de manipuler, réaliser les prélèvements et de préléver les organes d’un animal. Etant donné que l’on a 6 conditions différentes (5 voies d’administration de la formulation vaccinale et le groupe contrôle négatif), 5 souris seront utilisées par groupe.
Raffinement
Les souris seront observées dans les heures suivant l’administration de la formulation vaccinale (examen à 3h, 24h, 48h et 72h) pour vérifier qu’il n’y ait pas d’installation d’un état de prostration, l’absence de douleur au site d’administration par voie intradermique et sous-cutanée (difficulté à se déplacer, voire boitement, sensibilité importante au toucher des sites d’injection manifesté par un vif retrait de la patte).
Choix des espèces
La souris développe des réponses immunitaires très similaires aux humains. C’est la raison pour laquelle parmi les espèces animales utilisées en expérimentation, la souris est l'animal le mieux adapté pour évaluer les réponses humorale et cellulaire après vaccination. Les souris OF1 sont connues pour développer une forte réponse humorale et présentent donc un intérêt pour notre étude dans le cadre de ce TP. Les souris seront âgées de plus de 7 semaines pour s’assurer que le système immunitaire est mature.
Effet de la perte d’action intestinale de l’insuline sur la réponse à l’inflammation intestinale chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
816 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles enchaînent mises à jeun, contentions répétées, gavages et injections, et une inflammation intestinale leur est provoquée par un produit ajouté à l'eau de boisson, avant un prélèvement sanguin terminal. Le porteur décrit des signes de souffrance attendus, poil hérissé, perte de poids, léthargie, dos courbé, ataxie et tremblements. Il affirme que ces phénomènes sont "impossibles à étudier directement chez l'Homme", tout en indiquant avoir déjà utilisé des organoïdes intestinaux pour une partie des questions.
Objectifs
L’intestin est composé d’un épithélium simple, directement en contact avec le bol alimentaire et le microbiote. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) un rôle endocrine et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage consécutif de produits bactériens dans le sang aient été proposées comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2, les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action de l’insuline, une caractéristique du diabète, conduit à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est la mise en évidence que la perte d'action intestinale de l'insuline contribue à l'hyperperméabilité et au risque accru d'inflammation ou d'infection intestinales au cours du diabète. Notre projet identifiera à la fois les cellules cibles impliquées et les voies de signalisation permettant l'action de l'insuline dans l'épithélium intestinal, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques.
Procédures
Tous les animaux feront l'objet d'une contention et d'une prélèvement par biopsie (30 secondes) -Un 1er lot d'animaux vigiles feront l'objet d'une mise a jeun (14h), de 2 à 7 contentions (30 secondes chacune), de 0 à 5 administrations orale de produit (1 min chacune), d'un prélèvement de sang (1min) et d'une injection de produit (1min). Ce 1er lot d'animaux recevra également un traitement dans l'eau de boisson (7 jours) induisant une inflammation intestinale. -Un 2ieme lot d'animaux fera l'objet d'une mise a jeun (14h), de 3 à 8 contentions (30 secondes chacune), de 0 à 5 administrations orale de produit (1 min chacune), d'un prélèvement de sang (1min) et de 2 injections de produit (1min). -Un 3ième lot d'animaux fera l'objet de 2 mises à jeun (4h et 14h), de 4 à 9 contentions (30 secondes chacune), de 2 à 7 administrations orale de produit (1min) d'un prélèvement de sang (1min) et d'une injection de produit (1min). -Un 4ième lot d'animaux fera l'objet de 2 mises à jeun (4h et 14h), de 3 à 8 contentions (30 secondes chacune) de 1 à 6 administrations orale de produit (1min), d'un prélèvement de sang (1min) et d'une injection de produit (1min). - Tous les animaux seront placés sous analgésie anesthésie profonde pour un prélèvement sanguin terminal unique (30 secondes par souris).
Impact sur les animaux
L'identification, les prélèvements, l’anesthésie/analgésie, la contention le gavage et les injections sont des sources de stress pour les animaux. Certains actes peuvent induire une sensation de douleur chez l'animal : douleur de courte durée au site d’injection (piqûre de l’aiguille) ou liées à l’inflammation intestinale. Concernant les procédures incluant l’induction d’une inflammation intestinale ou l’infection par des entéropathogènes, l’apparition de signes généraux de souffrances peut survenir : poil ébouriffé (ou hérissé), perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux seront euthanasiés en vu de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but d'obtenir des modèles de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro. Ils permettent d'obtenir une représentation simplifiée de systèmes biologiques impossibles à étudier directement chez l'Homme. Cependant, nous avons utilisé des systèmes de culture tridimensionnelle à partir d'organoides intestinaux pour démontrer que la perte d'action de l'insuline altère certaines fonctions propres à l'épithélium intestinal.
Réduction
L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. L'étude comprend 816 animaux. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus, pour caractériser la réponse de l’intestin à l’insuline, nous avons utilisé une technique qui ne nécessite pas de traitement sur animaux vigiles et qui permet à partir d’une seule souris d’étudier plusieurs parties de l’intestin (duodénum, iléon et colon), et l'effet de plusieurs traitements, réduisant ainsi considérablement le nombre de souris.
Raffinement
La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures (analgésiques, anesthésiques) afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. L’application des points limites établis (apparence, mobilité, comportement, changement de poids, suivi post- opératoire) pour chaque procédure de ce projet sera effectué.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Seule cette espèce possède des modèles présentant une délétion spécifique du récepteur de l'insuline dans des tissus d’intérêt, permettant ainsi la caractérisation de l'action de l'insuline au cours de ces pathologies. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 10 semaines pour toutes les procédures. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.
Etude du rôle d’un facteur de transcription dans la barrière intestinale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent contentions, biopsies, mises à jeun, gavages, prélèvements de sang et injections, certaines recevant une pompe osmotique implantée chirurgicalement sous la peau et un diabète induit provoquant polydipsie et glycosurie. Le porteur décrit des signes de souffrance possibles comme un poil hérissé, une perte de poids et une léthargie, avant un prélèvement sanguin terminal. Il indique que les dérégulations métaboliques et inflammatoires sont "impossibles à étudier directement chez l'Homme" et recourt à l'animal quand la culture in vitro ne suffit pas.
Objectifs
L’intestin est composé d’un épithélium simple, directement en contact avec le bol alimentaire et le microbiote. Il exerce trois fonctions principales, qui sont cruciales pour le maintien de l’homéostasie : i) la digestion et l’absorption des nutriments ii) un rôle endocrine et iii) un rôle de barrière sélective entre la lumière digestive et le milieu intérieur. Bien que l’hyper-perméabilité intestinale et le passage consécutif de produits bactériens dans le sang aient été proposés comme un des facteurs participant à l'inflammation chronique qui accompagne l'obésité et le diabète de type 2, les mécanismes moléculaires à l’origine des défauts d’intégrité épithéliale lors de ces pathologies demeurent mal compris. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’évaluer si la perte d'action d’un facteur qui médie les effets du glucose, conduit à une altération de la fonction barrière de l'intestin et une susceptibilité accrue à l'inflammation intestinale.
Bénéfices attendus
Le bénéfice potentiel de ce projet serait de mieux comprendre la fonction d'un facteur relayant habituellement les effets du glucose dans l'intestin. Il permettrait de notamament de comprendre si son blocage pourrait suffir à renforcer la barrière formée par l'intestin et ainsi empêcher l'augmentation de la perméabilité intestinale en cas d'hyperglycémie, ce qui est essentiel pour la conception de stratégies préventives et thérapeutiques, dans le contexte clinique des patients diabétiques et/ou obèses.
Procédures
Tous les animaux feront l'objet d'une contention et d'une prélèvement par biopsie (30 secondes). Un 1er lot d’animaux feront l’objet de deux mises à jeun (5h et 14h), de 6 administrations orales de produit (1min chacunes), de 3 prélèvements de sang (1min pour le prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvementcaudal) et de 2 injections de produit (1min chacun). ; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), Un 2ieme lot d’animaux feront l’objet de deux mises à jeun (5h et 14h), de 6 administrations orales de produit (1min chacunes), de 3 prélèvements de sang (1min pour le prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvementcaudal) et de 2 injections de produit (1min chacun). ; 1 minute par prélèvement mandibulaire et 30sec par prélèvement caudal), Ces animaux seront également placés sous anesthésie et analgésie pour la réalisation d’un acte chirurgical (implantation sous cutanée d'une pompe osmotique, 20 minutes). Un 3ieme lot d’animaux feront l’objet de trois mises à jeun (deux de 4h et une de 14h), de 8 administrations orales de produit (1min chacune), d’un prélèvement de sang (1min) et d’une injection de produit (1min). Un 4ieme lot d’animaux feront l’objet de trois mises à jeun (deux de 4h et une de 14h), de 8 administrations orales de produit (1min chacune), d’un prélèvement de sang (1min) et d’une injection de produit (1min). -Tous les animaux seront placés sous analgésie et anesthésie profonde pour un prélèvement sanguin terminal unique (30 secondes par souris).
Impact sur les animaux
Les prélèvements, l’anesthésie, la contention le gavage et les injections sont des sources de stress pour les animaux. Certains actes peuvent induire une sensation de douleur chez l'animal : douleur de courte durée au site d’injection (piqûre de l’aiguille) ou encore les douleurs post-opératoire (implantation de la pompe) ou liées à l’inflammation intestinale. De plus, la chirurgie comporte un risque pour l'animal lié à l'anesthésie (réveil, dépression respiratoire, hypothermie). Les souris rendues diabétiques présenteront une polydipsie associée à une glycosurie. L’implantation des pompes osmotiques en sous cutanée peuvent entraîner localement une inflammation (rougeur, gonflement) ou une infection (écoulements). L’infection par des entéropathogènes, ou l’induction d’un diabète, peut entraîner l’apparition de signes généraux de souffrance : poil ébouriffé (ou hérissé), perte de poids, écoulement des yeux, léthargie, dos courbé, ataxie, tremblement.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux seront euthanasiés en vu de prélevements de sang et d'organes pour des analyses ultérieures.
Remplacement
Dans ce projet, les modèles animaux seront développés dans le but certaines caractéristiques de pathologies métaboliques (diabète) et inflammatoires (inflammation intestinale, infections entériques). Les dérégulations métaboliques et la réponse inflammatoire sont des phénomènes complexes faisant intervenir de nombreux dialogues inter-organes. Les animaux seront donc utilisés quand les questions soulevées par le projet ne pourront pas être résolues par des systèmes de culture in vitro. Ils permettent d'obtenir une représentation simplifiée de systèmes biologiques impossibles à étudier directement chez l'Homme.
Réduction
L'étude statistique permettant de calculer au plus juste le nombre d'animaux a été réalisée. Les analyses statistiques seront réalisées avec un logiciel approprié. L'étude comprend au total 280 animaux. La "significativité" des différences expérimentales sera évaluée par des tests adaptés à la comparaison de deux groupes ou plus. De plus des expérimentations ont préalablement été effectuées pour caractériser les conséquences intestinales de la perte d’action du glucose à partir d'organoides intestinaux issus de souris dont l’intestin ne répond pas au glucose.
Raffinement
La durée et dose des traitements seront réalisées selon les protocoles préétablis et maitrisés par notre équipe. Les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et de petite maison. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures (analgésiques, anesthésiques) afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. L’application des points limites établis (apparence, mobilité, comportement, changement de poids, suivi post- opératoire) pour chaque procédure de ce projet sera effectué.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix pour les études ayant attrait à la caractérisation de pathologies métaboliques et inflammatoires. Seule cette espèce possède des modèles présentant une délétion spécifique du récepteur de l'insuline dans des tissus d’intérêt, permettant ainsi la caractérisation de l'action de l'insuline au cours de ces pathologies. Les souris utilisées seront âgées de 8 à 10 semaines pour toutes les procédures. Nous avons choisi de travailler sur des souris adultes afin qu’elles aient un tractus intestinal totalement mature.
Test de l’efficacité de 4 médicaments sur un modèle souris du syndrome de Barth (1/2)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles musculosquelettiques
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèles du syndrome de Barth, elles présentent dès la naissance un déficit de poids et un défaut cardiaque, et reçoivent un gavage deux fois par jour pendant cinq mois ainsi que des prélèvements de sang rétro-orbitaux, pour tester le repositionnement de quatre médicaments déjà commercialisés. La moitié est tuée pour prélèvements d'organes, l'autre moitié transférée vers une autre animalerie pour des analyses cardiaques puis tuée également. Le porteur affirme que le modèle cellulaire reste incomplet pour un "organisme tout entier" et conclut à la "nécessité" du modèle animal avant le passage à l'Homme.
Objectifs
Le syndrome de Barth est une maladie liée à des déficiences mitochondriales et pricipalement caractérisée par une cardiomyopathie. Il existe pour l'heure aucun traitement curatif. Différents criblages sur des modèles cellulaires levure et humain du syndrome de Barth ont permis l'identification de composés actifs. Les composés testés sont déjà utilisés sur le marché pour le traitement d'autres maladies. Notre objectif principal pour ce projet est de valider chez le modèle murin l'efficacité des composés identifiés comme actifs dans des modèles cellulaires du syndrome de Barth. Notre approche est donc celle d'un reposotionnement thérapeutique. Le test chez la souris est un requis obligatoire avant le passage à l'homme. Si l'objectif est atteint, des tests cliniques chez l'homme pourront rapidement être mis en place et à plus long terme des traitements curatifs pour les patients pourront voir le jour.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont l'identification de candidats médicaments efficaces pour le traitement du syndrome de Barth pour lequel il n'existe toujours pas de traitement à l'heure actuelle.
Procédures
Les seuls gestes invasifs qui se feront sur animaux vigiles sont le gavage (2 fois par jour pendant 5 mois maximum; quelques secondes pour chaque geste) et les prélèvements de sang rétro-orbitaux (5 minutes maximum pour chaque geste). Si la procédure de gavage pose problème, comme des irritations, il pourrait y avoir éventuellement la pose de mini pompes 1 fois par/mois pendant 4 mois (de l'âge de 2 mois à 6 mois) où chaque intervention n'exéderait pas 10 minutes.
Impact sur les animaux
Les demandes d'autorisation de projet (DAPs) précédentes nous ont permis de décrire de façon détaillée les caractéristiques du phénotype dommageable du modèle souris du syndrome de Barth : A l'echelle de l'animal entier un déficit de poids d'environ 20 pourcents est observé dès la naissance et un défaut cardiaque (echocardiographie) et musculaire (course sur tapis (treadmill)) est observé à partir de l'âge de 5 mois. Par ailleurs, il est à noter que les souris mâles modèles du syndrome de Barth sont stériles, qu'elles naissent avec un ratio non mendélien (10-12 pourcents au lieu des 25 pourcents attendus) mais qu'elles vivent comme les souris contrôles jusqu'à 8 mois (pas testé plus longtemps). Les nuisances/effets indésirables causés par les expérimentations (manipulations/gestes expérimentaux sur l'animal) sont classées de sévérité modéré. Les prélèvements sanguins rétro-orbitaux sur souris vivantes nécessitent une anesthésie mais n'induisent pas de conséquence sur le bien être de l'animal. Le prélèvement se fera dans un oeil différent d'une fois sur l'autre. Le gavage 2 fois par jour pourra à terme induire des irritations au niveau de l'oesophage mais afin de les réduire au maximum, le geste sera effectué par des personnes très expérimentées et les sondes de gavage utilisées seront adaptées à l'âge et au poids de l'animal . Les mises au points de gavage 2 fois par jour durant 3 mois lors d'une précédente DAP n'ont pas révélé de nuisances particulières.
Devenir
Euthanasie de 180 animaux (la moitié du nombre total d'animaux) pour prélèvements de sang et organes. Ces prélèvements permettront de faire différentes analyses afin de déterminer l'efficacité du médicament à supprimer certains déficits mis en évidences dans les demandes d'autorisation de projet (DAP) précédentes. L'autre moitié (180 animaux) sera transféréé dans une autre animalerie (autre DAP acceptée) pour analyse par echocardiographie et course sur tapis (treadmill) et sera également euthanasiée afin de récupérer les organes pour analyses.
Remplacement
Nous utilisons des modèles cellulaires pour répondre à certaines questions, cependant, ces méthodes alternatives restent incomplètes pour l’étude de phénomènes physiologiques aussi complexes que les mécanismes impliqués dans le syndrome de Barth, puisqu'elles ne tiennent pas compte de l’ensemble des interactions existantes au sein d’un organisme tout entier. L'utilisation du modèle animal est donc une nécessité pour compléter nos résultats in vitro mais également pour procéder aux essais cliniques chez l'homme.
Réduction
Seules les expériences indispensables seront réalisées. Il n'y aura pas de répétition inutile d'expérience. Le nombre d'animaux nécessaire a été réduit au minimum, tout en permettant de garantir l’analyse statistique des résultats. Les mêmes animaux seront utilisés pour tous les gestes. Des travaux antérieurs ont montré des écarts types importants pour les différents paramètres analysés (analyse cardiaque, analyses biochimiques mitochondriales, expression des gènes). Cette variabilité impose de travailler avec des effectifs minimum de 8-10 animaux par groupe. Une analyse statistique adaptée des résultats sera réalisée.
Raffinement
Les demandes d'autorisation de projet (DAPs) précédentes nous ont permis la mise en place des conditions optimales pour le bien-être des animaux. Nous raffinons nos conditions d'expérimentation et d'hébergement pour le bien-être de nos animaux. En concertation avec la Structure chargée du Bien Etre des Animaux (SBEA), les animaux sont hébergés dans des cages aux normes (au minimum par 2 et au maximum par 5) suivant l’âge et le poids des animaux. De plus les cages sont enrichies par des jouets (maisons, copeaux, papier…). Les animaux sont surveillés quotidiennement. Le poids sera suivi 3 fois par semaine. Si un animal montre un problème de comportement, de locomotion ou autre (hors point limite), des mesures conservatoires seront prises: nourriture mouillée dans la cage, biberon à longue tétine, isolement si nécessaire jusqu'à ce qu'une amélioration soit observée. Si au bout de 48 heures aucune amélioration n'est constatée alors l'animal sera mis à mort. Points limites attendus: - poids des animaux modèles de la maladie (KO TAZ) inférieur de 20 à 30 pourcents dès la naissance : si on dépasse les 25 pourcents d'écart l'animal sera euthanasié - défauts ventriculaires: si on observe une tachycardie, une bradycardie, une arythmie ou une fréquence respiratoire anormale, l'animal sera euthanasié par la dislocation cervicale pour ne pas attendre et laisser souffrir l’animal. - points limites spécifiques à chaque geste développés dans chaque procédure. Pour les animaux KO TAZ, plus petits, de la nourriture sera posée au sol et les animaux contrôles, non malades (WT) seront séparés des KO dans les cages.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris comme modèle pour plusieurs raisons : - animal de petite taille, facile à héberger et à contentionner - modèle idéal pour la création de lignée : temps de gestation court (19 à 21 jours), - 6 à 15 souriceaux par portée - modèle très utilisé pour mimer les maladies humaines de par les 99% d'homologies entre son génome et le génome humain - modèle très bien maitrisé en terme de manipulation génétique. - le modèle souris du syndrome de Barth récapitule parfaitement les défauts observés chez les patients atteints de la maladie Les animaux seront utilisés dès le sevrage. jusqu'à l'âge d'environ 6-8 mois. Le déficit de poids se voit dès la naissance, il est donc intéréssant de pouvoir commencer le gavage des candidats médicaments au plus tôt. Notre demande d'autorisation de projet précédente a montré qu'on pouvait gaver au plus tôt sans problème dès le sevrage.
Induction de la pathologie TDP-43 chez des souris à partir de protéines pathologiques issues du système nerveux central de patients atteints de Sclérose Latérale Amyotrophique sporadique.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
36 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent chaque semaine pendant huit semaines une injection intrathécale de protéines pathologiques prélevées sur des patients atteints de la maladie de Charcot, pour tenter de reproduire la maladie, et subissent des tests de motricité, de force musculaire et de curiosité. Le porteur indique que les souris pourraient développer une réduction de la mobilité et une perte musculaire progressive, un point limite portant sur la fonction motrice déclenchant alors la mise à mort. Il affirme qu'il est "indispensable" de générer un modèle de la forme sporadique, inexistant à ce jour, aucune alternative cellulaire ne permettant selon lui d'étudier la propagation de la protéine.
Objectifs
La maladie de Charcot, est une maladie neurodégénérative qui touche les neurones du cerveau et de la moelle épinière responsables du mouvement. La maladie débute en moyenne à l’âge de 60 ans et est responsable d’une paralysie progressive, de troubles de la parole et de la déglutition, et de difficultés respiratoires aboutissant au décès en 2 à 5 ans. Il n’existe à ce jour aucun traitement de la maladie, et la recherche sur la maladie de Charcot a été marquée ces 20 dernières années par une multitude d’essais thérapeutiques négatifs. Ces résultats sont en grande partie liés à la faible connaissance des mécanismes à l’origine de la maladie, et à l’absence de modèles animaux fiables. Deux formes de la maladie existent, les formes héréditaires causées par des mutations génétiques représentent moins de 10% des patients, et les formes dites sporadiques qui représentent plus de 90% des patients et pour lesquelles l’origine de la maladie est inconnue. Un acteur semble toutefois jouer un rôle central dans la maladie : une protéine appelée TDP-43, qui s’accumule de manière anormale dans les neurones des patients atteints de la maladie. Parallèlement, cette protéine semble jouer un rôle dans la propagation de la maladie au sein du système nerveux en se propageant de neurone en neurone. Malgré les avancées réalisées dans la compréhension des mécanismes impliqués dans la maladie ces dernières années, l’absence de modèle animal reproduisant la maladie est une limite majeure. Des modèles animaux portant les mutations génétiques responsables de formes familiales existent mais ne représentent que moins de 10% des patients. Il est donc indispensable de générer de nouveaux modèles représentatifs des 90% des patients atteints de la forme sporadique pour avancer dans la compréhension de la maladie et faire émerger de nouvelles pistes thérapeutiques. L’objectif du projet est de répondre à l’absence de modèles animaux fiables dans la recherche sur la maladie de Charcot en générant un modèle animal de la forme sporadique (inexistant à ce jour limitant les progrès de la recherche) pour permettre la compréhension des mécanismes impliqués et appliquer des stratégies thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Si les souris développent une pathologie similaire à la maladie de Charcot chez l’Homme, alors elle pourra être étudiée sur un modèle fiable de la maladie pour identifier les mécanismes impliqués afin de mieux comprendre l'origine et la propagation de la maladie, et enfin permettre d’identifier de nouvelle cible thérapeutique.
Procédures
Pour l’ensemble des procédures, les animaux seront manipulés par des personnes qualifiées et formées. Au total, 36 souris subiront une injection intrathécale par semaine pendant 8 semaines (équivalence de la ponction lombaire chez l’Homme) sous anesthésie générale courte avec anesthésie locale. L’anesthésie générale et l’injection durent en moyenne 10 minutes. La procédure démarre par deux semaines d’acclimatation des animaux à leur nouvel environnement, ainsi que l’habituation aux tests comportementaux qui seront réalisés. Une semaine après chaque injection, et avant l’injection suivante, les animaux subiront des tests comportementaux et cognitifs. Ces tests sont au nombre de 3 et visent respectivement à évaluer la motricité, la force musculaire et la curiosité. La durée de ces tests est d’environ 30 minutes par souris (3 tests différents de 10 min chacuns avec des temps de récupération entre chaque). Un mois après la dernière injection, les animaux seront euthanasiés pour prélèvements post-mortem et études biochimiques et d’imagerie.
Impact sur les animaux
Une procédure modérée telle que l’injection intrathécale entraine peu de douleur car cette procédure est réalisée sous anesthésie générale avec anesthésie locale sur la zone de l’injection, et que les animaux recevront une injection d’analgésique pour couvrir une éventuelle douleur post-injection. Les animaux sont surveillés au réveil, et dans les premières heures suivant l’injection puis quotidiennement. Une évaluation de la douleur sera réalisée et des antalgiques setont administrés si toutefois une douleur est décelée. L’injection de protéines pathologiques ayant pour but de créer un modèle de la maladie, les animaux seront également surveillés quotidiennement. D’après notre expérience, pas ou peu de signes de mal être sont attendus car la maladie de Charcot chez l’Homme n’entraîne pas de troubles cognitifs ni de dépression, mais ces symptômes seront tout de même surveillés. En revanche, si notre modèle permet d’induire des symptômes semblables à la maladie chez l'Homme, il est probable que les souris du groupe expérimental présentent peu à peu une réduction de la mobilité et une perte musculaire progressive (entrainant une perte de poids). Pour ces raisons, nous suivrons l’apparition de symptômes éventuels à travers la surveillance quotidienne des animaux, la pesée bihebdomadaire à partir des premiers symptômes, ainsi que par l’utilisation de tests hebdomadaires d’évaluation de la fonction motrice des animaux. La grille de score des points limite s’attarde notamment sur la fonction motrice des animaux de façon à ce qu’ils soient euthanasiés avant qu’ils ne développent des symptômes trop sévères les empêchant de se déplacer correctement et donc de s’alimenter et de boire correctement. Enfin, les tests comportementaux réalisés pouvant engendrer un stress lié à l’isolement et à la contention des souris, une habituation 15 jours avant le début de la procédure sera réalisée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des 2 procédures pour exploration de la propagation de la maladie par des études biochimiques et histologiques.
Remplacement
Nous ne pouvons pas remplacer ce modèle par un modèle cellulaire car à ce jour il n’existe pas de méthodes alternatives pour étudier le rôle de la protéine TDP-43 dans l’induction et la propagation de la maladie de Charcot. En effet la maladie met en jeu l’organisme entier et plus particulièrement le système nerveux central (cerveau et moelle épinière). Les modèles cellulaires ne permettent d’évaluer le mode d’action qu’au niveau moléculaire et cellulaire sans pour autant apporter des informations extrapolables à l’organe ou à l’organisme entier. Aussi, il n’existe pas de modélisation mathématique ou d’alternatives non animales dans ce domaine.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum tout en permettant l’obtention de résultats exploitables au niveau statistique. Ainsi, 36 animaux au maximum seront nécessaires à ce projet : 3 groupes de 12 animaux (groupe expérimental, contrôle sain, contrôle négatif), dans chaque groupe se distinguent 2 sous-groupes en fonction de la destinée des animaux (6 animaux pour analyses biochimiques et 6 animaux pour analyses histologiques), et chaque sous-groupe est constitué de 50% de souris mâles et 50% de souris femelles. Ainsi 36 animaux sont nécessaires pour avoir minimum 3 réplicas par sous-groupe et par sexe. De plus, un groupe de souris sera utilisé pour mettre au point le protocole de mise à mort et de dissection permettant ainsi d’améliorer le protocole et de diminuer le nombre d’animaux utilisés par lots car moins de perte étant donné que le personnel sera formé. Ce groupe de souris utilisera des animaux de l’animalerie n’ayant pas les caractéristiques qui sont voués à être sacrifiés dans tous les cas.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des cages aux normes suivant l’âge et le poids des animaux (4 souris par cage car ce sont des animaux sociaux), et les animaux évolueront dans un environnement enrichi (cabane, coton, rouleau de sopalin, etc…). Les animaux seront surveillés quotidiennement par le personnel de l’animalerie. La douleur susceptible d’être induite par les injections sera limitée car elles seront réalisées sous anesthésie générale courte et accompagnée d’une anesthésie locale par précaution. Les animaux seront surveillés au réveil, et dans les premières heures suivant l’injection puis quotidiennement. Une évaluation de la douleur sera réalisée grâce à une grille de score. L’injection a pour but de créer un modèle pathologique modéré. En revanche, si notre modèle permet d’induire une pathologie semblable à la SLA, il est probable que les souris du groupe expérimental présentent peu à peu une réduction de la mobilité et une perte musculaire progressive. Pour ces raisons, nous suivrons l’apparition de symptômes éventuels à travers la surveillance quotidienne des animaux, ainsi que par l’utilisation d’une grille de score et de points limites adaptés. La grille de score s’attarde notamment sur la fonction motrice des animaux de façon à ce qu’ils soient euthanasiés avant qu’ils ne développent des symptômes trop sévères les empêchant de se déplacer correctement. Par ailleurs, si moins de 8 injections sont nécessaires à l’induction de la pathologie elles seront réduites au strict minimum. Aussi, les tests comportementaux pouvant engendrer un stress lié à l’isolement, une habituation 15 jours avant le début des tests sera réalisée. Par ailleurs, un groupe de souris sera prévu pour mettre au point le protocole d'injections, de dissection/expérimentation. Ce groupe utiliseras des animaux de l’animalerie n’ayant pas les bons génotypes qui sont voués à être sacrifiés dans tous les cas. Ceci contribue à réduire le nombre d’animaux dans les autres groupes et permet une meilleure utilisation des animaux dans un soucis de réduction et de raffinement.
Choix des espèces
La souris est un excellent modèle pour l’étude des maladies humaines car l’organisation de son ADN et l’expression de ses gènes sont similaires à celles de l’Homme. La souris est donc un outil précieux dans la plupart des domaines de recherche médicale et permet d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacent à de nombreuses pathologies humaines. De plus, c’est un modèle facile à entretenir, bien décrit et documenté. C’est un modèle utilisé dans le monde entier permettant ainsi de comparer les résultats entre les laboratoires de recherches. Les souris seront âgées d’environ 4 mois, l’âge moyen pour avoir des animaux adultes et mature car la maladie de Charcot est une maladie qui touche des adultes.
Caractérisation de l’anaphylaxie induite par l’alcool et dépendante du blé dans un modèle murin.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
75 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des sensibilisations cutanées hebdomadaires pendant six semaines, puis un gavage à l'éthanol trente minutes avant l'ingestion forcée de gluten, de façon à déclencher une réaction anaphylactique servant à étudier l'alcool comme cofacteur d'allergie. Certaines reçoivent aussi une puce implantée chirurgicalement dans l'abdomen, et le porteur décrit une baisse de température corporelle et des douleurs stomacales attendues. Il affirme que le modèle in vivo est "irremplaçable" pour reproduire la réaction allergique dans son ensemble.
Objectifs
Les allergies sont très répandues et ont été classées comme quatrième pathologie en termes de morbidité par l’Organisation Mondiale de la Santé. Ainsi, l’allergie est considérée comme un enjeu majeur de santé publique. Coûteuses, les allergies altèrent également la qualité de vie des patients. Depuis une vingtaine d’années, une augmentation constante de la prévalence de cette pathologie et notamment de la forme sévère (dite anaphylactique) a été constatée. A l’heure actuelle, les mécanismes impliqués dans le développement de la réaction allergique et les causes spécifiques de l’augmentation de leur prévalence sont peu établis. Les quelques études publiées sur la survenue de l’anaphylaxie révèlent une implication majeure de cofacteurs tels que l’effort, l’alcool et les anti-inflammatoires non stéroïdiens. Dans le cas de l’anaphylaxie induite par l’effort et dépendante du blé (cas le plus répandu), l’hypothèse soutenue repose sur une altération importante de la fonction gastro-intestinale notamment marquée par l’augmentation de la perméabilité intestinale lors de l’effort. Ces modifications favorisent ainsi le passage des allergènes dans le sang. Chez les sujets souffrant d’allergie d’origine alimentaire, la réaction et les symptômes sont alors amplifiés pouvant entraîner le décès du sujet. Il a également été admis que la réactivité IgE de certaines fractions protéiques diffère lors de la réaction anaphylactique. L’objectif de ce projet est d’établir le mécanisme impliqué dans l’anaphylaxie induite par l’alcool et dépendante du blé. L’alcool est considéré comme étant le deuxième cofacteur intervenant dans les réactions de l’allergie alimentaire, mais de manière surprenante les mécanismes moléculaires par lesquels l’alcool amplifie la réaction allergique n’ont jamais été élucidés. Le blé a été choisi car c’est un allergène commun et connu pour être impliqué dans la réaction allergique sévère et notamment en présence de cofacteurs. Plus spécifiquement, l’étude se focalisera sur le gluten, un complexe protéique du blé, composé des allergènes majeurs de la céréale. Aussi lors de cette étude, un examen approfondi de le barrière intestinale sera menée afin de déterminer les modifications dues au cofacteur. La symptomathie et le mécanisme de la réponse immunitaire lors de la réaction anaphylactique seront également caractérisés en détail.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif d’apporter des connaissances sur le mécanisme impliqué dans l’anaphylaxie induite par l’alcool et dépendante du blé. De ce fait, la réponse immunitaire précise de cette physiopathologie sera élucidée. Les effets de l’alcool au niveau de la barrière intestinale dans le cas d’une allergie alimentaire au blé seront déterminés. Aussi, une étude sur les fractions protéiques intervenant dans cette physiopathologie sera effectuée. A terme, ce projet a pour but de permettre une compréhension plus approfondie de l’anaphylaxie induite par l’alcool et dépendante du blé pour améliorer la prise en charge des sujets atteints. Des solutions préventives et thérapeutiques pourront être proposées.
Procédures
Lors de ce protocole, 5 groupes de 10 souris seront soumis à des sensibilisations percutanées hebdomadaires pendant 6 semaines. Les animaux seront alors anesthésiés tous les 7 jours pour la réalisation de la réalisation du geste. Aussi, sur ces souris, un total de 4 prélèvements de sang seront effectués avant le début des sensibilisations, après la 3ème sensibilisation, après la 4ème sensibilisation et après la 5ème sensibilisation. Elles seront effectuées 48h après les sensibilisations. Aussi, les souris subiront un gavage oral. Le groupe des 10 souris permettant d’évaluer l’impact du cofacteur seront gavées à l’éthanol 30 min avant le challenge au gluten. Quatorze souris de la procédure 1 subiront une chirurgie pour l’implantation de la puce Anipill (2 souris des groupes : CTL NA ; CTL SENS ; CTL CHAL et 4 souris des groupes : AA ; AA+EtOH). Elles seront anesthésiées par voie gazeuse, puis l’abdomen sera ouvert et une suture sera effectuée. Elles auront un suivi post opératoire.
Impact sur les animaux
Il est possible que les animaux aient des effets indésirables suite aux gestes pratiqués. En effet, lors des sensibilisations percutanées, une gêne peut être ressentie due à l’adjuvant utilisé (SDS) et à la répétabilité du geste (1 fois par semaine pendant 6 semaines). La phase de déclenchement de l’allergie alimentaire (challenge), peut également contribuer à des nuisances. Une baisse de la température corporelle des animaux est généralement observée. Aussi pour le groupe de souris étudiant l’effet du cofacteur dans l’allergie alimentaire au blé, la phase d’administration du cofacteur peut également être cause de stress et de gène au niveau de l’œsophage étant réalisé 30 minutes avant le challenge au gluten. Lors de cette étape, une baisse de la température corporelle pourra également être attendue ainsi qu’une baisse de l’état de santé général de l’animal. Les souris pourront aussi ressentir des douleurs stomacales liées à l’administration d’alcool et de gluten. La prise de température par voie rectale peut aussi entrainer un inconfort pour les souris. Aussi, des symptômes caractéristiques de l’anaphylaxie peuvent être observés. Généralement, les effets surviennent entre 0 et 30 minutes après le geste et peuvent persister pendant une trentaine de minutes.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort des animaux afin de récupérer les différents tissus nécessaires à l’étude immunologique et de la fonction gastro-intestinale.
Remplacement
Dans le cas de l’allergie alimentaire, les modèles in vitro ou in silico ne permettent pas de reproduire efficacement les systèmes biologiques très complexes et en particulier le système immunitaire. Notamment, le cas de l’étude du mécanisme et de la symptomatie de la réponse allergique impliquant un co-facteur le modèle in vivo est irremplacable.
Réduction
Le protocole d’allergie alimentaire est régulièrement réalisé au sein du laboratoire. De ce fait, en se basant sur les études précédentes, le nombre de souris a été déterminé à 10 souris par groupe. Le nombre d’animaux réduit au minimum permettra d’obtenir des résultats statistiquement exploitables pour la réalisation d’analyses statistiques de type test de Wilcoxon-Mann-Whitney ou test de Student. La valeur P-value de p
Raffinement
Seul le personnel expérimenté et qualifié effectuera les expérimentations animales. Ces exigences visent à s’assurer que les procédures nécessaires à l’élevage et à l’expérimentation sont exécutées efficacement, avec les soins appropriés afin de minimiser la souffrance des animaux. Le suivi quotidien des animaux et des signes généraux mais aussi la mise en place lors des procédures expérimentales d’analgésie et d’anesthésie permet de minimiser l’inconfort et la douleur. Le cycle jour/nuit de 12h des animaux sera respecté. Les souris seront stabulées dans les cages d’un portoir ventilé avec un cycle jour/nuit de 12h (température, humidité). Les souris seront hébergées en nombre de 5 par cage dans un environnement avec au moins 2 enrichissements (dôme, tube, coton) pour limiter l’angoisse et s’adapter à nos expériences pour des raisons pratiques de logistique. Aussi pour limiter l’inconfort lors de la prise de température, des puces seront placées chirurgicalement chez certaines souris (de 2 à 4 souris par groupe hormis pour le groupe contrôle alcool). Les mesures obtenues par les puces télémétriques Anipill seront comparées aux mesures prises par voie rectale pour évaluer la fiabilité des puces et pouvoir à termes favoriser l’utilisation des puces dans les protocoles. En parallèle de la procédure 1 et avant le challenge oral avec l’alcool, le groupe contrôle alcool réalisé sur un petit nombre de souris (n=10) déterminera exactement la dose d’éthanol la plus tolérable par les souris. Ainsi, cette procédure permet de limiter le nombre de groupe allergie alimentaire et cofacteur et de limiter des nuissances importantes sur les animaux.
Choix des espèces
Lors de cette étude, des souris femelles de souche Balb/c seront utilisées. Ces souches de souris constituent un modèle de choix, reconnu, dans le cadre d’étude du système immunitaire du fait de la caractérisation approfondie de ces souches. Il n’existe aujourd’hui pas de méthodes alternatives pour analyser efficacement et dans son ensemble la réaction allergique. De plus, l’allergie est caractérisée par des symptômes que seuls des modèles animaux peuvent adéquatement reproduire. Ainsi, l’expérimentation animale est un élément vital de ce projet afin de modéliser efficacement la réponse physiologique globale du système. Néanmoins, chaque fois que possible, les études sur les animaux seront remplacées par des systèmes in vitro. Des analyses phénotypiques des populations lymphocytaires seront réalisées. Les femelles Balb/c utilisées auront 3 semaines de vie à réception et auront 5 semaines de vie au début des procédures. Cinq semaines est l’âge idéal correspondant à des souris sevrées et adultes ayant un système immunitaire mature. Pour les souris avec une implantation d’une puce type Anipill, l’intervention chirurgicale sera effectuée à 4 semaines de vie permettant aux souris d’avoir un poids corporel correct.