Souris
Caractérisation de la sensibilité de mélanomes et cancers du pancréas humains aux immunothérapies chez la souris présentant un système immunitaire humanisé
- Recherche appliquée
- Cancers
912 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour porter un système immunitaire humain, elles reçoivent une greffe de mélanome ou de cancer du pancréas, jusqu'à huit prélèvements de sang et des injections d'anticorps, pour tester des immunothérapies. Le porteur indique que les animaux peuvent développer une réaction du greffon contre l'hôte et être tués au plus tard 150 jours après reconstitution. Il affirme que "l'organisme animal entier reste le modèle le plus complet" pour évaluer ces thérapies.
Objectifs
Ce projet vise à étudier l’efiicacité antitumorale de d’anticorps thérapeutqiues chez la souris présentant un système immunitaire humain. La première procédure permettra de déterminer la prise tumorale de modèles de mélanome et de cancer du pancréas dans ces souris, avant de déterminer l’effet des anticorps thérapeutiques sur la tumeur et les cellules immunitaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus concernent la santé humaine, à moyen terme. Ce projet permettra de développer et caractériser des modèles animaux porteurs de tumeurs afin de les utiliser pour tester l’efficacité antitumorale de composés anticancéreux en développement. Nous l’avons focalisé sur le mélanome et le cancer du pancréas, deux indications avec peu/pas de solutions thérapeutiques. Le projet va permettre de développer en phase préclinique des composés qui permettront au mieux de guérir les patients atteints de ces cancers, au pire de ralentir la progression tumorale. Les composés dont l’efficacité aura été démontrée sur les modèles de souris humanisées devront encore passer par une phase préclinique règlementaire avant une première administration chez l’homme. Les bénéfices sont attendus à moyen terme.
Procédures
-Implantation de tumeur en sous-cutané sur animal vigile (degré de gravité léger) -prélèvement de sang dans la veine caudale sur animal vigile sous contention (degré de gravité modéré), pour un maximum de 8 prélèvements espacés de 3 semaines -injection intrapéritonéale de composés thérapeutiques non toxiques (degré de gravité léger), pour un maximum de 4 injections espacées de 7 jours
Impact sur les animaux
- Perte de poids constatée : plus de 10% non améliorée par ajout de nourriture humide en maximum 24h ; plus de 20% mise à mort de l’animal - Injection sous cutanée de cellules tumorales : quelques minutes, degré de gravité léger - Prélèvement de sang dans la veine caudale sur animal vigile sous contention (degré de gravité modéré), pour un maximum de 8 prélèvements espacés de 3 semaines - Injection intrapéritonéale de composés thérapeutiques non toxiques (degré de gravité léger), pour un maximum de 4 injections espacées de 7 jours - douleur caudale si inflammation du point de prélèvement 2h maximum- Risque d'apparition de GVHD au delà de 6 mois post reconstitution complète: les animaux seront mis à mort maximum 150 jours post reconstitution
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure. La mise à mort est justifiée à la procédure 1 car les souris auront atteint un point limite. Pour la procédure 2, la mise à mort est justifiée soit par le besoin de réaliser des prélèvements, soit par l'atteinte d'un point limite.
Remplacement
Les interactions entre le système immunitaire et la tumeur sont complexes et impactées par différents organes lymphoïdes (la rate, les ganglions etc), ainsi que par différents paramètres de la tumeur (structure cellulaire, rigidité etc). Si certaines caractéristiques individuelles sont étudiées in vitro/ex vivo, l’impact et l’efficacité de thérapies destinées à la clinique ne peuvent être pleinement évaluées que dans un système complet. A ce jour, l’organisme animal entier reste le modèle le plus complet.
Réduction
Les procédures seront faites sur le nombre minimal de souris nécessaires permettant de conclure de façon fiable statistiquement ; Les expériences sur les différents modèles seront réalisées en séquentiel, les résultats seront évalués pour déterminer la nécessité de poursuivre les expériences, afin de réduire autant que possible le nombre de souris utilisées
Raffinement
Avant la mise en place du protocole les souris seront acclimatées aux expérimentateurs du projet afin de limiter leur stress. Toutes les précautions seront prises pour détecter et minimiser la souffrance, la douleur et le stress des animaux (observation quotidienne, pesée des animaux, traitement antalgique si besoin).
Choix des espèces
Nous souhaitons travailler avec des animaux génétiquement modifiés, présentant un système immunitaire natif fortement immunodéprimé, permettant la reconstitution d’un système immunitaire humain fonctionnel. Les souris sont actuellement l’espèce permettant le mieux cette reconstitution. Nous avons choisi pour ce projet deux types de souris,nous souhaitons travailler sur ces deux types de souris car elles ne sont pas reconstituées de la même manière. Nous avons choisi des animaux âgés de 13 et 16 semaines. Ces âges sont les âges recommandés par les fournisseurs comme étant optimaux pour l’implantation tumorale.
Etude des effets de l’activation de récepteur sur les réseaux cérébraux par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
490 souris vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil, pour développer une IRM pharmacologique mesurant l'activation de récepteurs cérébraux. Le porteur déclare "aucune" procédure et "aucun" impact au-delà de l'anesthésie terminale, alors que 490 animaux sont tués pour l'étude. Il indique tester des molécules sur des souris témoins et génétiquement modifiées pour des cibles liées à la dépression et à l'impulsivité. Il affirme qu'il est "impossible de recourir à un autre modèle que l'animal" pour sonder ces réseaux cérébraux dynamiques.
Objectifs
L'IRM pharmacologique a été utilisée chez l'homme pour étudier l'activation cérébrale et nous souhaiterions développer l’IRM pharmacologique chez la souris afin d’une part (i) vérifier la spécificité de la molécule, et (ii) d’identifier les effets bénéfiques et les potentiels effets indésirables de nouvelles molécules afin de classifier les nouvelles molécules. Cette nouvelle méthode pourrait servir dans le futur pour sélectionner des nouvelles molécules avec le meilleur ration bénéfice/risque.
Bénéfices attendus
Cette nouvelle méthode pourrait servir dans le futur pour sélectionner des nouvelles molécules avec le meilleur ration bénéfice/risque.
Procédures
Aucune
Impact sur les animaux
Aucun
Devenir
Tous les animaux seront sacrifié.
Remplacement
Sonder les réseaux cérébraux chez la souris, le modèle le plus largement utilisé dans les neurosciences expérimentales, sera crucial pour cette recherche translationnelle, comblant ainsi le fossé entre les investigations précliniques et cliniques. Ainsi, dans la mesure où ces travaux s’intéressent à l'étude de processus dynamiques que sont les réseaux cérébraux, il est impossible de recourir à un autre modèle d'étude que l'animal.
Réduction
littérature de précédentes études IRM chez le rongeur, 20 animaux par groupe seront utilisés, correspondant à l'effectif minimal pour obtenir des résultats statistiques fiables.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes sociaux de 3 animaux dans des cages enrichies avec un barreau à ronger et des papiers absorbants pour qu'ils puissent faire leur nid. Ils bénéficieront d’un suivi quotidien à partir du début de leur traitement jusqu’à la fin de l’expérience. Une grille d’évaluation sera utilisée afin de détecter les animaux qui présenteraient des signes de souffrance, de mal-être, ou de douleur.
Choix des espèces
L’IRM préclinique 7T est un appareil dédié aux études sur les rongeurs. La souris est un modèle de prédilection pour la recherche biomédicale et sont aujourd'hui utilisés comme modèles standards pour l’étude de la plupart des pathologies, grâce aux connaissances de plus en plus précises de leurs génomes permettant la création de modèles transgéniques de ces maladies. Notre démarche scientifique est primordiale et unique afin de développer de nouveaux composés prometteurs et confirmer le fort potentiel thérapeutique des cibles DOR (dépression) et GPR88 (Impulsivité). . Il n'est pas encore possible de nos jours de modéliser les processus cognitifs de façon assez fiable et complète dans un modèle in silico de la pathologie. Il est donc nécessaire de recourir à des modèles animaux dont on analyse la connectivité cérébrale. Des souris (8 semaines) seront utilisés. Notre projet vise à tester des molécules thérapeutiques dans des souris contrôles et knockout pour les récepteurs DOR et GPR88.
Impacts moléculaires et fonctionnels des radiofréquences de la téléphonie mobile 5G sur le cerveau.
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie pour fixer une pièce au crâne, puis une exposition à des ondes 5G une heure par jour pendant quatre semaines, tête immobilisée par contention, suivie de tests comportementaux avant le prélèvement du cerveau. Le porteur qualifie la contention d'une heure de non douloureuse et présente les tests comme non stressants, fondés sur la curiosité des rongeurs. Il affirme qu'un modèle "in vitro ou ex vivo" est "inapproprié" pour observer des effets comportementaux.
Objectifs
Au cours des deux dernières décennies, les recherches relatives aux effets centraux des champs électromagnétiques de la téléphonie mobile ont essentiellement porté sur des signaux utilisés par les standards 2G, 3G ou 4G dont les fréquences porteuses étaient comprise entre 700 MHz et 2,6 GHz. Le spectre qui sera exploité par la 5G comporte, entre autres, des gammes de radiofréquence (RF) comprises entre 450 MHz et 6 GHz (5G sub-6). Ces radiofréquences plus élevées que celles utilisées par les standards 2-4G (≤ 2,6 GHz) assureront des couvertures géographiques beaucoup plus larges et leur pénétration intra tissulaire est compatible avec une absorption directe de l’énergie dans le système nerveux central, absorption dont les conséquences biologiques et fonctionnelles restent largement à déterminer. De plus, l’usage commun d’un téléphone portable entraine une exposition régulière du tissu cérébral aux signaux électromagnétiques vecteurs des télécommunications. A notre connaissance les effets centraux de signaux 5G sub-6GHz n’ont fait l’objet d’aucune étude. Notre programme de recherche porte sur les effets centraux, à des niveaux moléculaires et comportementaux, des signaux électromagnétiques exploités par les standards récents (5G) de la téléphonie mobile. Il comporte des analyses in vivo fondées sur un modèle murin, pour caractériser les effets d’expositions de la tête aux signaux 5G sur des fonctions cognitives.
Bénéfices attendus
Notre projet vise une première caractérisation des effets centraux à des niveaux comportementaux et moléculaires de l'exposition journalière à des signaux 5G-3,5GHz. Etant donné le déploiement extrêmement rapide de la 5G dans de nombreux pays, toutes les études montrant que les animaux ont, ou pas, des déficits comportementaux et des altérations de transcriptome issu du tissu cérébral, est extrêmement important pour le développement des normes d’utilisation de cette nouvelle technologie. Il sera particulièrement important de déterminer le seuil à partir duquel des effets biologiques sont observés, ce qui nécessitera surement d’autres études non incluses dans ce projet.
Procédures
- Procédure chirurgicale (1 par animal) pour la mise en place préalable d’une pièce solidarisée au crâne - Exposition au champ électromagnétique (20h : 1h par jour pendant 4 semaines (5 jours/semaine)) - Tests comportementaux (7 : 1 par jour pendant 7 jours)
Impact sur les animaux
- Présence de douleurs postopératoires. La présence de douleurs est déterminée d’après les indicateurs comportementaux suivant : réduction de la mobilité avec dos voûté et/ou tressautements du corps. Dans ce cas une analgésie supplémentaire et une antibiothérapie est mise en place. L’animal est euthanasié si les douleurs persistent plus de 24h. - Infections postopératoires (écoulements) ou perte de l’implant crânien. Dans ce cas, l’animal est euthanasié. - La perte de poids importante (plus de 20% de son poids). Dans ce cas l’animal est euthanasié.
Devenir
A l’issue de la procédure, les animaux seront euthanasiés et leurs cerveaux prélevés.
Remplacement
Le programme de recherche vise à étudier les effets des signaux électromagnétiques de type 5G sur le système nerveux central dans son ensemble mais surtout sur les effets cognitifs en utilisant des tests comportementaux. L’exposition à ces ondes électromagnétiques est répétée sur plusieurs jours (20 jours), avec une durée quotidienne de 1h, ce qui peut ressembler à l’usage commun d’un téléphone portable chez l’être humain. Ces modèles animaux rendent possibles des analyses de mécanismes cellulaires ou moléculaires associés à toute modification comportementale induite par un agent environnemental. Un modèle in-vitro ou ex-vivo est donc inapproprié pour observer de possibles modifications comportementales ou pour associer des modifications moléculaires et cellulaires au comportement.
Réduction
A notre connaissance les effets centraux de signaux 5G exploitant des radiofréquences plus élevées que celles utilisées par les standards 2-4 G (≤ 2,6 GHz) n’ont fait l’objet d’aucune étude. Notre projet vise ainsi une première caractérisation des effets centraux de signaux 5G-3,5GHz à des niveaux moléculaires et comportementaux. Au niveau comportemental, le nombre d’animaux par groupe correspond au minimum nécessaire pour une démonstration convaincante des principes scientifiques étudiés sur la base d’arguments statistiques valides, y compris pour des études pilotes. Sur la base des études publiées et de notre expérience, un maximum de 15 souris par groupe est nécessaire. Nous utilisons des tests statistiques non paramétriques adaptés aux petits échantillons (
Raffinement
Les animaux d’une même fratrie ou du même âge sont regroupés dans une large cage (Techniplast, 530 cm²). Les souris ont de la nourriture (A04, 18% de protéines, en zone conventionnelle) et de la boisson ad libitum, ainsi que de l’enrichissement (tunnels et maisons en carton). Les 7 jours suivant l'opération chirurgicale, les animaux sont surveillés et pesés tous les jours par l'expérimentateur et/ou les animaliers (avec une fiche post-opératoire pour chaque animaux), et reçoivent si besoin un analgésique par voie orale ou en injection sous-cutanée. Pendant la période de repos, aucune manipulation expérimentale n’est entreprise. La procédure d’exposition au champ électromagnétique et les tests de comportement durent 4 semaines, dont 20h d’exposition. Pour éviter de possibles effets de l’anesthésie sur le système nerveux central et permettre à la souris de réaliser des tâches comportementales à la fin du protocole, il est nécessaire que la souris soit exposée en étant vigile. De plus, il est important que lors de l’exposition aux ondes électromagnétiques d’une antenne 5G, l’animal soit en contention partielle pour recevoir précisément pendant 1h la dose de degré d’absorption spécifique (DAS) qui a été sélectionnée. Pour que la tête de l’animal soit dans une position fixe tout en ayant un environnement qui ne soit pas trop stressant, un dispositif de contention immobilisera la tête de la souris pendant 1h tout en lui permettant de bouger son corps dans un tube en plexiglas. Cette immobilisation pendant 1h, lorsque la souris a compris la tâche n’est aucunement douloureux et le système de contention décrit dans l’annexe 1 est le même que celui qui a été utilisé dans de nombreuses expériences impliquant l’acquisition de réponses calciques en imagerie bi-photonique. Les tests de comportement qui suivront l’exposition ne sont pas stressants et sont basés sur la curiosité naturelle des rongeurs pour la nouveauté.
Choix des espèces
Il est important que lors de l’exposition aux ondes électromagnétiques 5G, la tête de l’animal soit dans une position constante pour recevoir précisément la dose de degré d’absorption spécifique (DAS) sélectionnée pendant 1h. L’espèce utilisée, la souris, a déjà montré une capacité d’habituation à une contention modérée (à savoir ne pas bouger la tête, alors que le corps et les pattes peuvent bouger) lors de nombreuses expériences sur souris éveillée. Les tests comportementaux qui seront réalisés ont déjà été réalisés chez la souris dans de très nombreuses études comportementales, ce qui nous permettra de nous référer à des données connues de la littérature. Les souris auront 2 mois au début de l’expérience. Cette étude s’applique sur l’animal adulte.
Phénotypage comportemental d’une lignée de souris présentant une diminution de la densité des cellules de Cajal-Retzius
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
25 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour réduire de 30% une population de neurones, elles subissent des tests comportementaux mesurant le sursaut à un souffle d'air et son inhibition par des sons, avant d'être tuées pour analyse du cerveau. Le porteur affirme qu'aucune intervention ni nuisance n'est attendue, alors que la modification génétique et la mise à mort sont au cœur du protocole. Il indique que le "modèle animal reste indispensable" pour étudier ces neurones à l'échelle de "l'organisme entier".
Objectifs
La partie du cerveau appelée néocortex contrôle la perception sensorielle (les organes des cinq sens), les comportements moteurs et la cognition, et repose sur des circuits neuronaux complexes. Les neurones sont des cellules spécialisées qui vont transmettre l'information à d'autres cellules nerveuses, musculaires ou glandulaires. Le rapport entre l'excitation et l'inhibition de ces neurones est essentiel au fonctionnement des circuits. Son déséquilibre est ainsi lié à l'origine de troubles du développement neurologique, notamment les troubles du spectre autistique ou la schizophrénie. La couche superficielle du néocortex constitue en particulier une entrée principale des circuits neuronaux. Malgré son rôle de plus en plus reconnu, nous n'avons encore qu'une compréhension limitée de la façon dont cette couche superficielle du néocortex s'organise au cours du développement. Des études récentes ont mis en évidence les rôles clés d'une population transitoire de neurones nés précocément dans cette zone, appelés cellules de Cajal-Retzius. Cependant, les rôles précis de ces cellules transitoires dans le développement des circuits neuronaux du néocortex, le comportement des souris et l'intégration multisensorielle restent à élucider.
Bénéfices attendus
Ces expériences nous permettront d'établir une corrélation entre la densité des cellules de Cajal-Retzius et les déficits comportementaux potentiels. Ces résultats seront importants car les mutations génétiques liées à ces cellules chez l'homme ont été associées à des troubles du développement neurologique. Ainsi, ce projet permettra des avancées importantes dans la recherche sur le développement neurologique, avec des applications potentielles dans l'étiologie des troubles du développement neurologique et de la santé mentale.
Procédures
Il n'y aura pas d'intervention sur les animaux dans le cadre de cette étude
Impact sur les animaux
Aucune nuisance ou effet indésirable n'est attendu sur les animaux
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue de la réalisation de l'ensemble des tests.
Remplacement
L’objectif de nos expériences est de définir les rôles des cellules de Cajal-Retzius dans le développement et le fonctionnement du cortex cérébral à l’aide de manipulations génétiques qui réduisent de 30% le nombre de ces cellules. Pour comprendre les rôles de ces neurones particuliers, le modèle animal reste indispensable et nécessaire pour identifier l'effet à l'échelle de l'organisme entier, notamment dans le cadre de l'étude du développement du cortex cérébral, les anomalies de ce développement étant liées à des pathologies comme l'autisme ou la schizophrénie.
Réduction
L’amplitude du sursaut en réaction au souffle d’air et l’inhibition de celui-ci par les stimuli sonores seront comparées entre les souris contrôles et les souris mutantes en utilisant le test t de Student ou le test de Mann-Whitney selon la normalité des données. Afin de garder une analyse statistique fiable et reproductible, chaque groupe expérimental sera constitué de 12 animaux au minimum. Par ailleurs, nous nous attendons à avoir le même phénotype chez les mâles et les femelles, d'où des effectifs d'animaux mutants et contrôles combinant les 2 sexes pour arriver à un effectif total de 12 par génotype, et ainsi éviter de doubler les effectifs.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans les meilleures conditions possibles dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress et de limiter au maximum la souffrance de l'animal. Après les expériences comportementales, les animaux seront observés pour s'assurer de leur bien-être. Ils seront remis par cagée initiale à la fin des tests. En cas de signe de souffrance, le personnel qualifié et le vétérinaire pourront décider de l'arrêt de l'expérimentation et de l'euthanasie de l'animal.
Choix des espèces
Le modèle souris est très pertinent et est necessaire pour étudier la modification de notre gène d'intêret à l'échelle de l'organisme entier, notamment dans le cadre d'une étude portant sur le développement du cortex cérébral, les anomalies de ce développement étant liées à des pathologies comme l'autisme ou la schizophrénie. De plus, le modèle souris est très étudié et largement utlisé pour des analyses comportementales. Les tests comportementaux seront réalisés sur la souris adulte, à l'age de 9 mois environ.
Etude des intéractions entre l’activateur tissulaire du plasminogène (tPA) et l’antagoniste du recepteur à l’interleukin-1 sur les dommages cérébraux et l’inflammation lors d’un accident vasculaire cérébral ischémique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
66 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit un accident vasculaire cérébral provoqué par un caillot, la pose d'un cathéter, des injections répétées et des examens d'imagerie, avant une mise à mort par perfusion intracardiaque, pour étudier l'interaction entre deux traitements de l'AVC. Le porteur affirme n'avoir "pas observé de signe de douleur" lors de projets antérieurs similaires. Il indique que les techniques sans animaux "ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information".
Objectifs
Cette étude vise à comprende les intéraction entre l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) et l'antagoniste du recepteur à l'interleukin-1 (IL-1Ra) sur les dommages cérébraux et l'inflammation lors d'un accident vasculaire cérébral ischémique (AVC). Ce projet est une collaboration avec l'Université de Manchester. L'inflammation cérébrale joue un rôle majeur dans le développement les lésions neurologiques à la suite d’un accident vasculaire cérébral, en particulier, la cytokine pro-inflammatoire IL-1 est un médiateur central des processus inflammatoires lors de la phase aigue d’un AVC. Cette cytokine a été ciblé thérapeutiquement par le développement de la forme recombinante de l’antagoniste du récepteur à l’IL-1, IL-1Ra ou Anakinra. Dans un récent essai clinique de phase 2, IL-1Ra a été démontré comme étant efficace pour limiter l’inflammation. Cependant, une analyse secondaire de ces résultats a permis de découvrir un mécanisme alternatif conduisant une détérioration du devenir clinique des patient. Dans cette étude, IL1Ra été administré en combinaison avec l’Actilyse, une forme recombinant de l’activateur tissulaire du plasminogène qui permet la fibrinolyse et ainsi conduire à une recanalisation artérielle. Ces résultats cliniques nous permettent de suggérer la présence d'une interaction négative entre ces deux traitements. Notre projet vise à comprendre les interactions possibles entre le tPA et IL1Ra dans une étude pré-clinique. L’importance de la reperfusion pour l’efficacité d’IL1Ra va être exploré en utilisant un modèle thrombo-embolique d’AVC chez la souris. Dans ce modèle, la thrombolyse par le tPA est efficace pour détruire les caillots sanguins. La compréhension des interactions entre le tPA et IL1Ra est critique afin de progresser sur de futurs essais cliniques pour IL1Ra.
Bénéfices attendus
L’importance de la reperfusion pour l’efficacité d’IL1Ra va être exploré en utilisant un modèle thrombo-embolique d’AVC chez la souris. Dans ce modèle, la thrombolyse par le tPA est efficace pour détruire les caillots sanguins. Le bénéfice du projet est la compréhension des interactions entre le tPA et IL1Ra est critique afin de progresser sur de futurs essais cliniques pour IL1Ra.
Procédures
Procedure 1: 1) Modèle d’ischémie thromboembolique cérébrale focale (n=66, durée de la procedure :1.5heures) 2) Pose d’un cathéter intraveineux pour injection de tPA (n=66, durée de la procedure :15 minutes) 3) Injection sous-cutanée d'IL-1Ra (6 injections réparties sur 72h, n=66) 4) Evaluation de la perfusion cérébrale par doppler Speckle (n=66, durée de la procedure :15 minutes) 5) Evaluation des lesions cérébrales par Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM) (n=66, durée de la procedure :15 minutes) 6) Mise à mort par perfusion intracardique (n=66, sans réveil)
Impact sur les animaux
Afin de limiter toutes douleur occasionnée par la chirurgie, nous utiliserons un analgesique lors du protocol chirurgical. Lors de projets précédents utilisant des procédures identiques ou similaires, nous n’avons pas observés de signe de douleur ni souffrance des animaux à la suite de la chirurgie. Les mesures pour réduire au maximum toute forme d’inconfort et de souffrance sont le suivi strict et rapproché des animaux, l’hébergement en petits groupes sociaux stables (n=5) avec un enrichissement minimum (un rouleau cartonné + une feuille de papier essuie-tout), et la manipulation uniquement par des personnels expérimentés. Les animaux seront maintenus dans des conditions optimales d’hébergement, dans un environnement stabilisé en température (21°), hygrométrie (55%), luminosité (100 lux), et durée du cycle de lumière (12h/12h).
Devenir
A l'issue de la procédure 1, les animaux seront euthanasiés.
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Le nombre d’animaux utilisé est déterminé en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, et selon nos travaux précédents publiés et la littérature. 66 souris seront nécessaires pour réaliser cette étude, et l’utilisation d’outils d’imagerie non invasive permettant de mesurer les lésions cérébrale et l’inflammation cérébrale permet de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet (nombre d’animaux total : 66) a été évalué via un test d’analyse de puissance (α=0.05 ; β=0.8). Les échantillons sont suffisamment importants pour pouvoir utiliser des tests paramétriques : ANOVA à 2 facteurs sur des données mises sur le rang puis test post-hoc de Dunnett. Nous pourrons utiliser également les tests de Mann-Whitney et de Wilcoxon.
Raffinement
Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés durant chaque procédure. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux, tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. Le bien-être des animaux sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les week-ends et jours fériés et cela pendant toute la durée du projet. Les animaux seront hébergés dans des cages standards
Choix des espèces
La souris (mus musculus) est l’espèce de référence comme d’inflammation et l’ischémie cérébrale dans la littérature. L’anatomie et la physiologie de la circulation cérébrale sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier la thrombolyse, la neuroprotection et la réponse inflammatoire suite à un AVC ischémique. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour notre étude. Les souris Swiss utilisées dans cette étude seront âgées de 8-12 semaines correspondant à un stade jeune adulte. Ce stade est classiquement utilisédans la littérature dans l'étude de la neuroinflammation et des AVC.
Evaluation du pouvoir infectieux de Rickettsia helvetica chez la souris
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
84 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont inoculées avec une bactérie transmise par les tiques, Rickettsia helvetica, par deux voies et trois doses, puis subissent des prélèvements de sang répétés à la mandibule ou à l'œil, pour évaluer le pouvoir infectieux de ce germe et repérer les organes cibles. Le porteur indique n'attendre "pas de symptômes importants" car la bactérie est rarement isolée chez l'animal ou l'humain, ce qui interroge l'ampleur du recours à l'infection. Il affirme qu'il n'existe "pas de modèle in vitro alternatif" pour tester ce pouvoir infectieux.
Objectifs
Notre projet a pour pour objectif d'évaluer le pouvoir infectieux chez la souris de Rickettsia helvetica, une bactérie très présente chez les tiques et transmise à l'Homme et les animaux (dont la souris), mais pourtant rarement isolée dans le tissu de l'Homme et des animaux. Pour cela deux types de souris seront infectées avec trois doses différentes et deux voies d'injection (sous cutanée et intra péritonéale) afin d'évaluer : - les symptômes (s'il y en a) observables suite à l'infection et les organes infectés par la bactérie - la dose infectieuse minimale nécessaire à l'infection chez la souris - la cinétique de multiplication de cette bactérie dans le sang des souris
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre le cycle épidémiologique de la bactérie Rickettsia helvetica et notamment l'implication potentielle des rongeurs (ici modèle souris) dans ce cycle dans la nature
Procédures
A J0 les animaux seront inoculés avec différentes doses de bactéries selon deux voies d'injection (Intrapéritonéale ou sous cutanée), puis tous les 2 jours entre J4 et J12, ils subiront une prise de 10µl de sang par prélèvement à la mandibule ou à l'oeil (sous anesthésie locale).
Impact sur les animaux
Nous ne connaissons pas le pouvoir pathogène de cette bactérie sur les souris, cependant cette bactérie semble très peu infectieuse chez l'animal et chez l'homme puisqu'il a été jusqu'à présent quasiment impossible de l'isoler d'un animal ou d'un homme. Elle a pour le moment seulement été isolée de tiques prélevées dans la nature. Nous n'attendons donc pas de symptômes importants tels que des paralysies chez les souris, mais nous suivrons les animaux tous les jours afin de contrôler l'apparition de symptômes éventuels.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure (J14) afin de pouvoir détecter la bactérie dans les différents organes et le sang des animaux et donc connaitre les organes cibles qui sont préférentiellement infectés par cette bactérie chez les souris.
Remplacement
La culture des Rickettsia est effectuée en culture in vitro de cellules de mammifères. Cependant, il n'existe pas de modèle in vitro alternatif permettant de tester le pouvoir infectieux de cette bactérie. Le modèle in vivo souris ne peut donc être remplacé dans cette expérimentation.
Réduction
Le nombre de souris utilisé par lot contrôle a été réduit de moitié (3 au lieu de 6) afin de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisé. Les lots de 6 souris pour les lots infectieux sont le minimum d'animaux permettant d'obtenir des résultats scientifiquement robustes.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par lot dans leur conditions classiques avec l’enrichissement nécessaire à leur bien-être (carré de coton, maison en plastique pour les souris).
Choix des espèces
Dans la nature et en laboratoire, les souris (comparativement à d’autres modèles animaux) sont sensibles à l’infection par différentes espèces de Rickettsia. En effet les micromammifères sont souvent impliqués dans les cycles de transmission naturels de ces agents pathogènes. Pour la Rickettsia qui nous intéresse des rongeurs sauvages ont été retrouvés positifs en test PCR mais nous ne connaissons pas leur réelle implication dans le cycle épidémiologique de cette bactérie. Les souris représentent donc le modèle idéal à tester en laboratoire pour palier à ce manque d'information.
Revitalisation de lignées de souris à partir de sperme et d’embryons congelés
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
345 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Cinquante femelles sont superovulées par injections pour fournir des ovocytes et 295 femelles reçoivent des embryons par chirurgie abdominale, pour régénérer des lignées transgéniques conservées sous forme de sperme ou d'embryons congelés. Le porteur présente le projet comme une application de la "règle des 3R" visant à "réduire le nombre de souris" gardées vivantes à l'animalerie. Les donneuses et les receveuses sont toutes tuées en fin de procédure, les receveuses n'étant pas réutilisées pour éviter une seconde opération jugée plus douloureuse.
Objectifs
Les lignées de souris transgéniques sont maintenues soit sous forme de colonies vivantes au sein de notre animalerie ou dans les animaleries de collaborateurs scientifiques. La préservation de ces lignées est essentielle pour la poursuite des projets de recherche ayant motivé leur création. Les lignées sont conservées par croisement avec de jeunes parents (environ 4 mois) car de nombreuses lignées de souris peuvent présenter des troubles de la fertilité en vieillissant. Pour éviter cela, nous devons générer des nouveaux individus très souvent. Cela représente de nombreuses souris qui sont conservées sans être utilisées dans nos projets scientifiques. Notre objectif est de réduire le nombre de ces animaux et de ne générer que les animaux indispensables à nos travaux de recherche. Pour cela, nous utilisons la cryo-préservation. Aussi, chacune de nos lignées est stockée sous forme d’embryons congelés ou de sperme congelé dans des cryo-préservateurs au sein de notre institut et certaines d’entre elles sont déposées dans un centre de ressource public. Quand nous aurons besoin d’utiliser l’une de ces lignées, nous la raviverons. Selon les mutations étudiées, les lignées seront régénérées par fécondation in vitro à partir de sperme décongelé préalablement en utilisant des ovocytes venant de femelles superovulées. La superovulation permet de réduire le nombre de femelles donneuses d’ovocytes et d’embryons après fécondation. Pour des lignées de génotype complexe des embryons sous forme de morulas (embryons formés de 16 cellules) ont été congelés et ces embryons seront décongelés. Puis les embryons seront transplantés chez des femelles receveuses. Les souriceaux issus de ces transplantations permettront de régénérer les lignées nécessaires à nos projets scientifiques. Notre objectif final est de réduire le nombre de nos souris dans notre animalerie.
Bénéfices attendus
Afin d’éviter une production continuelle de souris, dans le but de mieux répondre à la règle des 3 R et pour des raisons économiques également, nous avons appris à cryo-preserver le sperme de nos lignées que nous n’utilisons pas durant une période pouvant s’étendre de quelques mois à quelques années. Cela nous permet d’avoir uniquement les animaux vivants nécessaires à nos projets scientifiques dans l’animalerie, les autres modèles étant conservés sous forme d’embryons congelés ou sous forme de sperme congelé dans des cryo-préservateurs au sein de notre institut et certaines d’entre elles sont déposées dans un centre de ressource public. Dans le cas où les lignées sont régénérées par fécondation in vitro, la superovulation de femelles donneuses permet de réduire le nombre de souris utilisé car les cycles ovulatoires sont synchronisés. En absence de traitement hormonal, nous obtenons en moyenne 8 oocytes par femelle. En appliquant ce protocole, le nombre d’ovocytes ovulés en moyenne est de 20 ovocytes (2.5 fois plus que normalement). En résumé, notre projet permettra de réduire fortement le nombre de souris utilisées à un temps donné, tout en assurant la préservation de nos lignées.
Procédures
Les lignées seront régénérées par fécondation in vitro à partir de sperme décongelé préalablement et réimplantation des embryons au stade 2 cellules ou par transfert d‘embryons au stade morula. 50 femelles donneuses d’ovocytes achetées chez un fournisseur agréé seront superovulées par injection intrapéritonéale afin d’obtenir un nombre maximum d’ovocytes par femelle. Les ovocytes seront fécondés in vitro par le sperme décongelé afin d’obtenir des embryons au stade 2 cellules, qui ont commencé à se développer. La transplantation des embryons ou morulas sera réalisée par intervention chirurgicale non dommageable. Cela concerne 295 femelles.
Impact sur les animaux
Pour la procédure 1 de superovulation, aucune aggravation résultant directement du traitement n’est attendue. Aucun critère d’arrêt anticipé spécifique de la procédure n’est prévu. Les animaux sont néanmoins individuellement manipulés à l’occasion de chaque injection, de la mise en accouplement et de la détection des bouchons vaginaux suivant l’accouplement. Des animaux éventuellement trouvés prostrés, blessés à l’issue d’accident ou bagarre seront sacrifiés immédiatement par dislocation cervicale. Pour la procédure 2 de réimplantation d’embryons in utero, un suivi post opératoire individuel des animaux inclus dans la procédure chirurgicale sera matérialisé par le renseignement d’une fiche de suivi. Il n’est pas attendu d’effets dommageables durables du transfert par voie chirurgicale. Des effets dommageables à court terme et/ou accidentels peuvent résulter de la laparotomie abdominale. Les contrôles prévus prendront place pendant l’intervention chirurgicale, au réveil de l’animal le même jour, le lendemain de l’intervention et le jour suivant. Brièvement, des difficultés opératoires (hémorragies, temps d’intervention trop long) ou post opératoire majeures (réveil retardé, saignements, suintements ou ouverture de la plaie, altérations de l’état général : posture de l’animal, mobilité spontanée, entretien du pelage) conduiront systématiquement à l’euthanasie de l’animal concerné.
Devenir
Les femelles donneuses et receveuses seront euthanasiées en fin de procédure, pour donner des ovocytes (donneuses) et assurées une gestation (receveuses). Les femelles receveuses ne seront pas réutilisées pour prévenir une deuxième opération qui pourrait être plus difficile et douloureuse que la première opération.
Remplacement
Ce projet a été élaboré et sera réalisé dans le respect de la règle des 3R (remplacer, réduire, raffiner) : le recours à l'expérimentation animale est essentiel pour la biologie du développement et l'étiologie de la différenciation sexuelle: en effet, les techniques de culture cellulaire ne permettent pas d'appréhender le développement de certains organes qui nécessite vascularisation et contexte tridimensionnel et ont montré leurs limites en aboutissant à des résultats erronés. Cependant si de nouvelles conditions de culture satisfaisantes sont élaborées, nous les utiliserons dans la perspective de remplacer les souris par ces nouvelles technologies.
Réduction
L’objectif principal de cette demande est de réduire le nombre de souris. D’une part, la superovulation des femelles donneuses nous permettra de réduire le nombre d’animaux sacrifiés pour obtenir des ovocytes. De plus, le projet vise à réduire de façon importante le nombre de souris dans notre l’animalerie, en congelant le sperme ou les embryons selon les génotypes des lignées et en les ravivant quand les projets le nécessitent. Ainsi les souris présentes à l’animalerie sont nécessaires à un projet scientifique et nous ne gardons pas d’animaux vivants non utilisés.
Raffinement
Pendant et après la chirurgie, l’anesthésie au gaz isoflurane et l’administration d’antalgiques permet de limiter au maximum les douleurs engendrées. Ces mesures sont accompagnées de la mise en place d’un protocole d’observation permettant de déceler précocement tout inconfort des animaux durant les expériences. Ce protocole inclue la mise en œuvre de points limites précoces et adaptés permettant de mettre un terme aux souffrances des animaux le cas échéant. De plus, les souris seront hébergées par deux ou par trois dans des cages comportant des objets à ronger et des igloos pour se faire un nid de façon à garantir leur bien-être et leur permettre d'exercer les activités spécifiques à leur espèce.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris (Mus musculus) comme le modèle de choix, en raison de ces similarités génétiques et physiologiques proches de l'homme, ainsi que la facilité avec laquelle son génome peut être manipulé et analysé. Nous avons tous les outils à notre disposition et déjà au point pour pouvoir étudier ces modèles d’ablation/gain-de-fonction conditionnelle inductible dans la souris. De surcroît, toute la collection des systèmes Cre nécessaires à l’inactivation/gain de fonction génétique conditionnelle n’existe que chez la souris. Nous utiliserons des femelles adultes âgées d’environ 8 semaines car c’est la période de fécondité optimum.
Etude des effets d’une Stimulation Transcrânienne Ultrasonore répétée (rTUS) du cortex infralimbique dans un modèle d’état de stress post-traumatique (PTSD) chez la souris mâle.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
186 souris mâles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des chocs électriques pour induire un état de stress post-traumatique, sont hébergées seules pendant toute la procédure puis reçoivent des stimulations ultrasonores transcrâniennes évaluées par des tests comportementaux, avant une perfusion intracardiaque pour prélever le cerveau. Le porteur reconnaît que l'isolement, reproduit pour coller à un modèle existant, "risque d'induire un stress supplémentaire prolongé", et que ses résultats précédents n'avaient pas reproduit un vrai modèle de stress post-traumatique. Il affirme qu'aucune méthode in vitro n'est disponible, le modèle reposant sur l'observation du comportement de l'animal vivant.
Objectifs
Ce projet a été évalué sous le numéro L'État de Stress Post-Traumatique (ESPT ou PTSD, pour Post-Traumatic Stress Disorder, APA 1994) est une pathologie psychiatrique qui touche 8 à 12% de la population générale qui survient après l'expérience d'un événement traumatique pouvant être létal, causer une blessure grave ou menacer l'intégrité physique. Les bases neuroanatomiques et physiopathologiques sont bien établies. Elles font état d'une altération du système limbique (qui comprend notamment hippocampe et amygdale) avec une suractivation de l'amygdale et une sous-activation du cortex préfrontal. Cet état dysfonctionnel entraîne des troubles cognitifs et émotionnels (notamment un déficit dans l'extinction du conditionnement de peur) caractéristiques des symptômes du PTSD. La symptomatologie du PTSD se définit alors par un syndrome de reviviscence traumatique, un évitement et émoussement affectif et une activation neurovégétative. L’efficacité des thérapies pharmacologiques (antidépresseurs) ou psycho-cognitive utilisée pour le traitement de la pathologie est cependant relative et limitée. L'amélioration de l'arsenal thérapeutique représente donc un enjeu de santé publique majeur. Ces dernières années, les techniques de neurostimulation sont en train d’émerger. Au laboratoire, nous avons mis au point le traitement par Stimulation Transcrânienne Ultrasonore répétée (rTUS) du cortex infralimbique dans le traitement de la dépression. C’est une technique qui offre l’avantage d’être non-invasive. Employé dans le cadre du traitement du PTSD, cette option thérapeutique n'en est qu'à ses prémices. Le but de cette étude porte sur les effets de la rTUS sur la physiopathologie du PTSD et de comparer ces effets à ceux d’un traitement chronique avec un antidépresseur. Avenant : Le premier objectif sera donc d’obtenir un modèle murin de PTSD robuste et montrant différents aspects de la symptomatologie du PTSD. Après obtention du modèle murin de PTSD, l’efficacité thérapeutique de la rTUS sur le comportement des animaux sera évaluée. Les cerveaux seront prélevés pour d’ultérieures études mécanistiques.
Bénéfices attendus
Dans un premier temps, nous allons raffiner le modèle de Trouble de Stress Post-Traumatique. Il est impératif, pour des études sur des maladies psychiatriques en préclinique, d’avoir un modèle robuste reproductible et permettant de représenter différents symptômes de la maladie. Dans un second temps, nous reproduirons des résultats déjà démontré au laboratoire : l’activation neuronale induite par la stimulation ultrasonore. Cette approche à l’avantage d’être non invasive, plus focale et permettant d’aller stimuler des régions plus profondes que d’autres méthodes de neurostimulation. Cependant, cette technique n’a pas encore été testée en tant qu’approche thérapeutique dans un modèle préclinique de PTSD. Notre étude permettrait donc de mettre en évidence l’efficacité de l’activation répétée du cortex infralimbique dans notre modèle. A l’aide des différents tests comportementaux, nous pourront confirmer les effets thérapeutiques à long terme de la stimulation transcrânienne ultrasonore répétée ainsi que l’absence d’effets délétères sur le cerveau lié à la répétition de la stimulation.
Procédures
Dans un premier temps, les animaux seront soumis à des chocs électriques d’intensité modérée et de durée variable puis l’effet de ces chocs sera évalué par des tests comportementaux. Puis avec l'appui ce ces premiers résultats obtenus, nous réaliserons l’étude proprement dite impliquant la génération d’un stress, l’application d’ondes ultrasonores, des tests comportementaux pour évaluer les effets du stress et du traitement par stimulation ultrasonore. L’étude se poursuivra par une analyse immunohistochimique des cerveaux, une perfusion intracardiaque nous permettra de prélever les cerveaux pour tous les animaux.
Impact sur les animaux
Le PTSD est caractérisé selon les critères du DSM-5 par une persistance de différents symptômes envahissants sur une durée de plus d’un mois. Lors de la mise au point du modèle, nous serons donc tenus de montrer la persistance de différents symptômes sur le long terme. Il a de plus été montré à plusieurs reprises, au laboratoire comme dans d’autres études, que la mobilité des souris ayant subis le traumatisme était réduite lors de l’exploration dans différents contexte comparé à des souris n’ayant pas subis de traumatisme et ce plusieurs jours à plusieurs semaines après. De plus le souris montrerons des comportements de peur associé au contexte traumatique encore un mois après le conditionnement. Toutefois, les souris ne devraient pas montrer de perte de poids importante lié à l’induction du PTSD ni des signes de mal-être dans la cage d’hébergement. Enfin le modèle de PTSD a montré son efficacité chez la souris C57BL6N dans plusieurs études ultérieures. Dans ces études, les souris étaient hébergées seules au moins 14 jours avant le début des expérimentations. Nous hébergerons donc les souris en cages isolées afin de reproduire le modèle de PTSD et d’obtenir la même symptomatologie mais ceci risque d’induire un stress supplémentaire prolongé.
Devenir
Les animaux destinée à la mise au point du projet seront euthanasiés soit par injection léthale soit par asphyxie au CO2. Les souris étant isolées pour l’ensemble de la procédure afin de reproduire un modèle de PTSD existant et ayant été validée dans différentes études, il ne sera pas possible de les regrouper à la suite de cette procédure. En effet des souris regroupées après isolement deviennent agressives et tendent à se battre violemment. Les animaux ayant terminé l’expérimentation finale seront ensuite sacrifié pour prélever les cerveaux afin de réaliser l’étude immunohistochimique.
Remplacement
Aucune méthode alternative in vitro n’est disponible à ce jour pour répondre à la problématique posée. Le PTSD chez l’animal, comme modèle de pathologie psychiatrique humaine, repose sur l’observation du comportement de l’animal vivant.
Réduction
Avenant : Afin de pouvoir étudier les effets d’une stimulation transcrânienne ultrasonore répétée et de se demander si cela peut être utilisée comme traitement contre le syndrome de Stress post-traumatique (PTSD), il est nécessaire d’avoir un modèle animal stable, reproductible et permettant de représenter différents symptômes de la maladie. Nos derniers résultats ont montré une ré-expérience de la peur lors de la réexposition au contexte, phénomène aussi visible lors d’un apprentissage de peur non traumatique, mais n’ont pas permis de reproduire les résultats obtenus dans d’autres études et permettant de parler de modèle de PTSD (l’évitement, la généralisation et sensibilisation de la peur, l’anxiété…). Nous avions pourtant un nombre d’animaux plus important que celui prévu pour les expériences finales. Il nous parait donc nécessaire de refaire des tests préliminaires pour valider le modèle avant de poursuivre l’étude. Nous serions de plus assurés d’avoir un protocole modélisant au mieux le PTSD. Enfin, les effectifs sont optimisés, les observations comportementales nécessitent une taille d’effectifs suffisant compte tenu de la variabilité inter-individuelle (n=15 sujets par groupe). Les souris seront uniquement mâles, afin d’éviter les variations comportementales provoquées par le cycle menstruel de la femelle et ainsi réduire le nombre total d’animaux.
Raffinement
Le stress traumatique appliqué aux animaux, deux chocs électriques de 2sec à 1.5 mA dans un contexte inconnu, peut être qualifié de moyen, en raison de sa brièveté. Les conditions d’élevage des animaux seront optimales au regard des normes en vigueur. Tous les animaux seront hébergés ensemble, stressés et non stressés, avec enrichissement du milieu (cabanes, smarthome® et tubes). Les expérimentateurs sont experts dans la préhension/contention des souris et sont soucieux d’éviter tout stress lors de la réalisation des procédures. Les injections quotidiennes d’antidépresseur ont été remplacées par un traitement dans l’eau de boisson. Pendant la stimulation rTUS, les animaux sont sous anesthésie gazeuse, ils sont placés sur une couverture chauffante pour éviter toute hypothermie et leurs cornées sont protégées de la déshydratation par un gel.
Choix des espèces
Le choix de la souris se justifie par la similarité entre la neurobiologie humaine et celle de la souris, par l’obtention de résultats pertinents avec cette même approche méthodologique ainsi que par l'expérience du laboratoire dans l'évaluation comportementale des rongeurs. En effet, la zone ciblée dans cette étude (cortex infralimbique) existe chez l’Homme (pour ce qui est du cortex moteur) ou alors sont des équivalents fonctionnels de zones existant chez l’Homme (le cortex infralimbique est un équivalent fonctionnel du cortex cingulaire antérieur subgénual BA 25 chez l’Homme). Les souris C57/BL6 seront adultes (âgées de 9 semaines) à J0 de l'expérimentation afin de comparer les effets chez des animaux dont le phénotype comportemental est stabilisé (période neuro-développementale terminée).
Caractérisation par imagerie in vivo multimodale des changements du microenvironnement tumoral lors de la reprogrammation des macrophages associés aux tumeurs dans des modèles murins de cancer du sein
- Recherche appliquée
- Cancers
600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules cancéreuses mammaires, puis des traitements par gavage et injections pendant trois semaines et des séances répétées d'imagerie sous anesthésie, pour évaluer un agent de contraste et des immunothérapies ciblant les macrophages tumoraux. Le porteur décrit les examens d'imagerie comme non douloureux mais reconnaît que les animaux porteurs de tumeurs peuvent subir des effets délétères en fin d'étude. Il affirme qu'un modèle in vivo est "nécessaire" car ces processus seraient "trop complexes pour être reproduits artificiellement in vitro".
Objectifs
Au sein des tumeurs, les cellules cancéreuses sont associées à un micro-environnement d'une très grande hétérogénéité inter- et intra-tumorale. Ce micro-environnement, composé de protéines formant une matrice extracellulaire, de cellules endothéliales formant un réseau vasculaire, de cellules fibroblastiques de soutien, et de cellules de l’inflammation. Le microenvironnement tumoral prend une part active dans le développement cancéreux. En particulier, les tumeurs sont infiltrées de macrophages, cellules de l’immunité innée, que la tumeur «reprogramme » afin qu’ils soutiennent sa croissance et l’aident à résister aux traitements. La présence de macrophages tumoraux dans certains cancers, comme le cancer du sein, est le signe de tumeurs agressives et est associée à une plus courte espérance de vie. La possibilité de quantifier la présence des macrophages tumoraux et de visualiser leur répartition par imagerie médicale représenterait donc une avancée majeure pour le diagnostic des tumeurs, et pour le pronostic des prises en charges thérapeutiques. Par ailleurs, certaines molécules chimiques peuvent « transformer » les macrophages pro-tumoraux en macrophages cytotoxiques luttant contre les cellules cancéreuses. Ils représentent ainsi une cible thérapeutique innovante. Au cours de ce projet, nous proposons (1) de mettre en place des modèles murins de cancer du sein, pour (2) évaluer le tilmanocept, un agent de contraste d’imagerie médicale permettant de visualiser les macrophages pro-tumoraux, et (3) évaluer par imagerie non invasive multimodale des thérapies ciblant l’immunité anticancéreuse.
Bénéfices attendus
Le cancer du sein figure toujours en tête des cancers les plus meurtriers chez les femmes, à l’échelle mondiale comme en France. En particulier, les cancers du sein triple négatifs, non hormono-dépendants, généralement diagnostiqués chez les femmes de moins de 40 ans, représentent toujours un défi thérapeutique. Pour y répondre tout en limitant les effets secondaires des traitements, de nouvelles approches thérapeutiques ciblant non seulement les cellules cancéreuses mais aussi leur micro-environnement sont désormais à l’étude. Ce projet permettra de mieux comprendre et d'évaluer une approche d'immunothérapie innovante dans le cadre des cancers du sein. Par ailleurs, le développement d'un agent de contraste d’imagerie nucléaire médicale spécifique des macrophages pro-tumoraux est important pour mieux caractériser les cancers et suivre plus finement les traitements d'immunothérapie. Au delà des cancers, cet agent de contraste d'imagerie pourrait également être utile dans les événements cardiovasculaires, les troubles métaboliques et autres pathologies, où les macrophages jouent également un rôle essentiel dans l'évolution de la maladie.
Procédures
Sauf pour les souris transgéniques PyMT, la mise en place des modèles cancéreux nécessite l'injection de cellules cancéreuses (une unique injection de 100 µL en sous cutané dans le flanc des souris nude et le coussinet adipeux mammaire des souris BalbC). Cette intervention de cinq minutes environ se fera sous anesthésie gazeuse à l'isoflurane. Nous aurons quatre groupes de traitement (contrôle, inhibiteur du CSF1, anti-PD1 et combinaison). Ces molécules sont déjà autorisées en clinique pour d'autres types de tumeurs. L'inhibiteur du CSF1 sera administré par gavage 3 fois par semaine pendant 3 semaines (500 μL pour une souris de 25 g). Le groupe contrôle recevra la solution de dilution (10% de DMSO et 90% d'huile d'olive). L’anticorps anti–PD-1 sera injecté par voie intra-péritonéale 2 fois par semaine pendant 3 semaines (50 μL pour une souris de 25 g). Le groupe contrôle recevra du sérum physiologique. Ces administrations se feront chez l'animal vigile et durent de 1 à 2 minutes. Les procédures d'imagerie (2 fois par semaines pendant 4 semaines) sont réalisées sur animaux anesthésiés. Il s'agit de procédures non invasives et non douleureuses. Les animaux sont anesthésiés (1 à 2h ) uniquement pour ne pas qu'ils ne bougent. Avant l'examen de TEP-TDM-US, soit une fois par semaine pendant 4 semaines les glycémies de tous les animaux seront prises sur les animaux anesthésiés par ponction de la veine caudale. Cette mesure se fait à l'aide d'un glucomètre commercial (Accu-chek Performa) associé à des bandelletes et ne nécessite qu'une gouttelette de sang de quelque microlitres.
Impact sur les animaux
La procédure potentiellement douloureuse de ce projet est l'injection de cellules cancéreuses en sous cutané dans le flanc ou dans le coussinet adipeux mammaire. Elles seront réalisées sous anesthésie générale. Les examens d'imagerie réalisés ensuite sont non invasifs et atraumatiques et impliquent au maximum l'injection d'un agent de contraste utilisé en clinique. L'inhibiteur du CSF1 (pexidartinib) et l'anticorps anti–PD-1 sont autorisés en clinique. Il n'a pas été décrit dans la littérature d'effets secondaires nuisibles chez la souris aux doses et à la durée de traitement retenues dans ce projet. Un contrôle attentif de l'état général des souris sera cependant mis en place. Les animaux inclus dans l'étude seront, par contre, porteurs de tumeurs, ce qui peut amener en fin d'étude à des effets délétaires dûs à la présence des lésions cancéreuses. Les animaux seront donc surveillés avec attention.
Devenir
A la fin de l’étude, au bout de trois semaines de traitement et le lendemain de la dernière acquisition d’imagerie, chaque animal de ce lot sera mis à mort par dislocation cervicale après sédation à l'isoflurane. L'euthanasie des animaux permettra d'éviter toute souffrance inutile à ces animaux porteurs de tumeurs, ainsi que le prélèvement des tumeurs pour valider les suivis par imagerie non invasive avec des analyses ex vivo.
Remplacement
Les systèmes et protocoles d'imagerie ont été optimisés et caractérisés sur des objets physiques de forme, géométrie, composition, etc... connus permettant ainsi de comparer images obtenues et réalité, avant de passer chez l'animal. Ce projet ayant pour but d'étudier le microenvironnement tumoral et les interactions au sein de la tumeur entre les cellules cancéreuses et différents types de cellules de l'inflammation, il est nécessaire d'utiliser un modèle in vivo, ces processus étant trop complexes pour être reproduits artificiellement in vitro.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire a été évalué à l'aide du logiciel disponible sur le site MF-Calc de calcul statistique pour l'expérimentation animale de l'Université de Lyon de façon à ce que les résultats obtenus soient suffisant statistiquement pour conclure sur l'efficacité anti-cancéreuse de nos approches thérapeutiques et diagnostisques. La méthode d'imagerie étant non invasive et non douloureuse, les animaux pourront être suivis au cours du temps et les paramètres étudiés seront mesurés plusieurs semaines d'affilée chez le même animal.
Raffinement
Toutes les procédures sur les animaux sont réalisées sous anesthésie générale. Les examens d'imagerie au centre du projet sont non invasifs et atraumatiques et impliquent au maximum l'injection d'un agent de contraste utilisé en clinique. Les animaux seront surveillés tout au long du protocole afin d’observer leur comportement. En cas de signes de souffrance, des traitements analgésiques seront utilisés. En cas d'échec de réduction de la douleur, les procédures seront arrêtées et les animaux euthanasiés.
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé pour les études en cancérologie, et nous permettra de comparer nos résultats à ceux présentés dans la littérature. Les appareils d'imagerie dont nous disposons sont adaptés spécialement à l'étude des rongeurs. Nous utiliserons 3 espèces de souris de façon à obtenir quatre modèles de cancer du sein présentant des caractéristiques génotypiques et phénotypiques différentes. Les souris nude, immunodéficientes pour les lymphocytes T mais possédant des cellules de l’immunité innée et des lymphocytes B fonctionnels nous permettrons l'étude de cellules humaines. Elles permettront d'obtenir un modèle simplifié pour étudier le rôle des macrophages dans la croissance tumorale et notre capacité à suivre l'effet de leur repolarisation par imagerie. Afin de pouvoir étudier également l'interaction des macrophages et des lymphocytes T, le développement d'un modèle immunocompétent, les souris BAlbC allogreffées avec des cellules cancéreuses murines, est nécessaire. Enfin les souris transgéniques PyMT représentent un modèle plus complexe de développement cancéreux. Adulte de 6 semaines car c’est l’âge ou les animaux sont de jeunes adultes ayant atteints la maturité, ce qui permet de s’affranchir des problèmes liés à l’âge. C'est cet âge qui est le plus souvent rapporté dans la littérature pour ce type d'étude, ce qui nous permettra de confronter nos résultats avec ceux d'autres équipes.
Rôle du métabolisme cellulaire dans le maintien de l’homéostasie intestinale.
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
1 120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des composés par voie orale pendant cinq jours et des injections intrapéritonéales pendant deux semaines, avant un prélèvement de sang sous anesthésie terminale, pour étudier le rôle du métabolisme dans le renouvellement des cellules souches intestinales. Le porteur indique disposer d'un modèle d'organoïdes ex vivo mais affirme que le projet "ne peut être mené in vitro" car il porte sur les interactions entre épithélium, cellules immunitaires et microbiote. Les bénéfices médicaux annoncés restent lointains, le porteur précisant que "de nombreuses années de recherche sont encore nécessaires".
Objectifs
Un bon fonctionnement de l'intestin est indispensable afin d'éviter le développement de pathologies dont l'incidence est en constante progression : allergies, diabète, dépression, maladies inflammatoires chroniques ou encore cancer colorectal. Une caractéristique surprenante de l’intestin est sa capacité à se régénérer tous les 4-5 jours chez les Mammifères, et cette capacité de régénération est primordiale en cas de lésions par des pathogènes, des agents chimiques ou encore suite à une radio-thérapie. Cette propriété est assurée par les cellules souches intestinales. Les cellules souches, qui sont des cellules indifférenciées, peuvent soit donner naissance à de nouvelles cellules souches (et ainsi se maintenir au sein de l’organisme, au sein de « niches » créées par des cellules différenciées voisines), soit être à l’origine de cellules spécialisées exerçant des fonctions spécifiques au sein d’un organe. Elles jouent donc un rôle important au cours du développement mais aussi dans le maintien de l’intégrité de certains organes chez l’adulte. Les cellules souches font l’objet de nombreuses recherches et mieux connaître leurs propriétés est un enjeu crucial en médecine. Les objectifs principaux de ce projet sont de mieux comprendre les mécanismes qui régulent le destin des cellules souches intestinales, c’est-à-dire leur capacité à s’auto-renouveler ou se différencier. Cette balance est finement régulée, et nos premiers résultats montrent que le métabolisme cellulaire est un acteur clé dans la régulation de cette balance. Le métabolisme cellulaire, qui est formé par l’ensemble des réactions chimiques se produisant au sein des cellules, permet notamment de fournir l’énergie nécessaire au bon fonctionnement des cellules, et nos résultats démontrent que des altérations du métabolisme dans les cellules souches intestinales impactent fortement la capacité de régénération de l’intestin. Nous souhaitons maintenant comprendre comment : 1/ le métabolisme influence le fonctionnement des cellules souches intestinales, et 2/ les différentes cellules différenciées qui constituent l’intestin communiquent avec les cellules souches pour contrôler leur fonction.
Bénéfices attendus
La recherche sur la biologie des cellules souches est un domaine qui fait l'objet de nombreuses recherches et est un enjeu primordial en médecine. L’intestin a la particularité de se renouveler très rapidement, et cette propriété est fondamentale pour le maintien de l’intégrité de ce tissu qui est en permanence exposé à des agents délétères (pathogènes, agents chimiques) susceptibles de conduire à des lésions. Les cellules souches intestinales confèrent à ce tissu sa capacité de régénération, et font l’objet de nombreuses études. Les connaissances scientifiques ont progressé ces dernières années mais des questions restent ouvertes. Ce projet de recherche fondamentale permettra d’identifier les mécanismes qui régulent le destin des cellules souches intestinales. Leur capacité à s’auto-renouveler ou se différencier est en effet une balance dont les mécanismes régulateurs ne sont pas bien définis. De plus, le tissu intestinal est formé de différents types cellulaires spécifiques susceptibles de coopérer afin de garantir une fonction optimale des cellules souches intestinales. Ce projet permettra d’élucider les mécanismes, cellulaires et moléculaires, impliqués dans ce dialogue. Au total, les connaissances acquises au cours de ce projet apporteront des avancées majeures à une meilleure compréhension des modes d'action des cellules souches intestinales. Ces cellules très particulières ouvrent la voie vers la possibilité de réparer, cicatriser et régénérer des parties de l’intestin, mais les connaissances scientifiques afin de comprendre leur fonctionnement nécessitent encore d’être approfondies et de nombreuses années de recherche sont encore nécessaires pour comprendre comment elles pourraient aider au traitement de certaines maladies.
Procédures
- Administration par voie orale : 1 fois par jour pendant 5 jours - Injections intrapéritonéales : 1 fois, et 1 fois par jour pendant 2 semaines. - Prélèvements de sang sous anesthésie générale terminale : 1 fois.
Impact sur les animaux
Les lignées modèles murins transgéniques que nous utiliserons ne présentent pas de phénotype dommageable. Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Les procédures 1 et 3 n'induiront pas de douleur ou de stress chez les animaux. Afin de réduire la douleur que la procédure 2 pourrait engendrer, les animaux seront anesthésiés à l’aide d’un mélange kétamine/xylasine et d’un anesthésique local (xylocaïne) avant le sacrifice.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, l'ensemble des animaux sera euthanasié.
Remplacement
Ce projet doit être abordé de façon intégrée et ne peut être mené in vitro puisqu’il a comme objet principal l’étude des interactions entre les cellules épithéliales intestinales, les cellules immunitaires et le microbiote. Nous ne disposons pas de méthode alternative à ce jour pour traiter ces questions. Pour certaines expériences, nous disposons du système d’organoïdes intestinaux qui permet de reconstituer ex vivo des minis intestins (sous forme de couche unique, l'épithélium intestinal) en absence de cellules immunitaires et du microbiote. Ce modèle présente l’avantage de pouvoir analyser ex-vivo les propriétés de l’épithélium intestinal en l’absence de contribution du tissu conjonctif, et ainsi de tester l’impact de différents effecteurs d’origine conjonctive sur l'épithélium intestinal. Ce modèle de cultures primaires dérivées des différents modèles murins sera utilisé pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu. Des approches ex vivo et in vitro seront également privilégiées dans la mesure du possible.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est le minimum requis afin d’obtenir des résultats statistiquement interprétables. La détermination de la puissance et de la taille des échantillons pour différents tests statistiques a été réalisée à l’aide du logiciel G-power. La majorité des animaux produits dans les lignées seront utilisés (études menées sur les mâles et femelles, la plupart des génotypes produits seront utilisés). De plus, dans la mesure du possible, les mêmes animaux seront utilisés dans différents protocoles.
Raffinement
Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Afin de réduire au maximum la douleur et l’angoisse que certains protocoles pourraient engendrer chez les animaux, des points limites ont été définis. Une perte de poids supérieure à 20% du poids initial, ou l’apparition d’hémorragies rectales ou d’un prolapsus seront considérés comme des points limites. En cas de signes de détresse ou de douleur, d’atteinte d’un point limite, en accord avec le personnel qualifié, le protocole sera stoppé pour ces animaux qui seront euthanasiés et autopsiés. Afin de réduire la douleur pendant certaines procédures expérimentales les animaux seront anesthésiés à l’aide d’un mélange kétamine/xylasine et d’un anesthésique local (xylocaïne).
Choix des espèces
La souris est un excellent modèle pour notre projet, puisque disposant d’un système digestif et immunitaire présentant de nombreuses similitudes avec l’homme. Les animaux seront utilisés dès l’âge de 8 semaines, lorsque que système digestif est mature.
Etude du développement du cancer colorectal chez les souris knock-in possédant une mutation ponctuelle T360E dans le gène murin Fpr1
- Recherche fondamentale
- Oncologie
540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une greffe de cellules tumorales sous la peau, une autre un cancer colorectal chimiquement induit provoquant colite, diarrhée et saignements, pour étudier le rôle du gène Fpr1 dans la réponse à la chimiothérapie. Le porteur prévoit une mise à mort dès qu'une tumeur atteint 225 mm² ou qu'une souris perd plus de 20 % de son poids, et affirme que la réponse immunitaire au cancer ne peut s'étudier qu'in vivo. Les retombées annoncées pour les patients atteints de cancer du sein ou colorectal restent situées en amont de toute application.
Objectifs
Les dernières années ont vu l'émergence du concept de l'activation du système immunitaire contre le cancer, qui à son tour détermine le succès à long terme des traitements anticancéreux. Nous allons étudier comment compenser la perte de fonction du gène Fpr1 pour restaurer l’efficacité de la chimiothérapie in vivo. Les modèles expérimentaux in vivo sont les seuls moyens d’approche possibles car la réponse immunitaire n’a pas lieu dans les modèles in vitro ou ex vivo. Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction de FPR1, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-cancéreux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction de FPR1, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-carcéraux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal. Nous préconisions que l’accomplissement de ce projet fournira des connaissances sur la régulation de la réponse immunitaire aux cancers pour la mise en place de stratégies thérapeutiques ciblées.
Procédures
Les animaux seront soumis a : - Procédure 1 : L’injection de cellules tumorales en sous cutané sur l’animal anesthésié par inhalation d’isofluorane L’injection des traitements intra péritonéaux par contention de l’animal vigile - Procédure 2 : Un suivi du poids de l’animal vigile à l'aide d'un récipient posé sur une balance L’induction de cancer colorectal par l’injection des traitements intra péritonéaux par contention de l’animal vigile et l’administration d’un traitement dans l’eau de boisson en 3 cycles de 4 jours. Ce modèle aura pour conséquence l’induction d’une colite.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis a : - Une injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie - L’injection des traitements cités par voie intrapéritonéale par contention de l’animal vigile. Certains de ces traitements entrainent une altération de l’état de l’animal : perte de poids (inférieure à 20%) ainsi qu’une diarrhée passagère et d’éventuels saignements dans les feces. - Un suivi de la croissance tumorale par contention de l’animal vigile à l'aide d'un pied à coulisse 3 fois par semaine - Un suivi du poids sur l’animal vigile à l'aide d’une balance selon le planning décrit Ces différentes manipulations pouvant entrainer du stress chez l’animal, tout sera mis en œuvre pour le limiter. Notamment, l’injection de cellules tumorales sera faite sous anesthésie sur le dos de l’animal afin de réduire les phénomènes de gêne que peut engendrer la croissance tumorale. Les injections de traitements et le suivi de la croissance tumorale pseront effectuées par contention de l’animal vigile, technique parfaitement maitrisée par les expérimentateurs dans le but de limiter l’exposition des souris à des anesthésiques.
Devenir
Les souris seront euthanasiées dès l’atteinte des points limites suivants : lorsque les tumeurs atteindront 225 mm2, en cas de diarrhée prolongée (>4 jours); en cas de perte de poids supérieure à 20% du poids initial; comportement général anormal (prostration, auto-mutilation, perte de fourrure) ou à la fin de l’expérience 80 jours après l’injection d’AOM, l’euthanasie étant requise pour les analyses post-mortem.
Remplacement
La question scientifique ne peut être abordée qu’in vivo car il n’est pas possible d’étudier l’implication du système immunitaire sur le développement du cancer dans des systèmes in vitro.
Réduction
Nous souhaiterons effectuer cette étude sur un total de 540 souris pour permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Notamment, les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si nous constatons que notre hypothèse n’est pas confirmée par nos résultats expérimentaux. Le modèle choisit est très bien documenté, permettant ainsi de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Nous utiliserons des souris transgéniques viables, fertiles, de taille normale et ne présentent pas d'anomalies physiques ou comportementales. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et/ou tunnels en cartons). Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Il assure également une veille scientifique continue, évitant toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques : - Les souris âgées de 6 à 10 semaines seront utilisées dans cette étude. afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature. Les paramètres étudiés étant le développement de la masse tumorale après injection de cellules cancéreuses ou l’apparition de lésions cancéreuses induites, une souris juvénile ou trop âgée induirait un biais dans l’expérimentation. Les protocoles expérimentaux d’induction tumorale sont bien établis. - La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. - Nous utilisons principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce.
Évaluation du potentiel thérapeutique de la stimulation de la O-GlcNAcylation dans le choc septique induit par ligature ponction caecale (LPC) chez la souris C57BL/6J de 10-12 semaines.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
183 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une chirurgie de ligature et ponction du cæcum leur provoque un choc septique, avec mobilité fortement réduite, absence de réaction aux stimuli et baisse de la prise alimentaire, pour tester une molécule stimulant l'O-GlcNAcylation comme piste thérapeutique. Le porteur décrit un modèle dont la mortalité propre avoisine 30 % et intègre cette perte au calcul des effectifs, en transposant à la souris des résultats déjà obtenus chez le rat. Les retombées cliniques annoncées restent renvoyées au long terme, l'objectif immédiat étant de valider l'innocuité et la dose du composé.
Objectifs
Le choc septique (défaillance multi-viscérale survenant au cours d’une infection grave associée à un syndrome de réponse inflammatoire systémique ou SIRS) est un problème de santé publique majeur dont l’incidence augmente avec le vieillissement de la population et dont la mortalité est comprise entre 30 et 50%. Malheureusement il n’existe pas de traitement adapté au choc septique ou au SIRS, conduisant à la mort de plus de 45 000 personnes par an en France. Il devient donc urgent de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Le SIRS caractérise par une libération, une expression anormalement élevée d’une multitude de composés de l'inflammation. La manifestation du SIRS chez l’adulte inclut au moins 2 des critères suivants : une altération de la respiration, une dérégulation de la température, une tachycardie et un état hyper ou hypo-inflammatoire. De façon générale, un patient est considéré en état de SIRS lorsqu’il présente deux critères ou plus. Nous avons développé en collaboration avec une équipe américaine une approche visant à stimuler l’O-GlcNAcylation dans le choc septique. L’O-GlcNAcylation est une modification post traductionnelle responsable de la survie cellulaire qui joue un rôle majeur dans la réponse au stress. Les approches développées par nos deux équipes visent à augmenter de manière très précoce les niveaux de O-GlcNAc, et sont associées à une réduction importante des marqueurs de stress, à une amélioration de la fonction cardiovasculaire et une forte réduction de la mortalité dans le choc septique. Nous démontrons que la stimulation de l’O- GlcNAcylation présente un potentiel thérapeutique important pour la survie des patients. Le but du projet est de 1) valider l’innocuité des molécules chez un modèle murin, 2) valider une cinétique et une dose d’administration et enfin 3) confirmer les résultats obtenus chez le rat chez une autre espèce.
Bénéfices attendus
Avec les différents résultats précédemment obtenus par l’équipe dans un modèle de ligature et ponction caecale chez le rat, les résultats attendus sont une amélioration de la réponse inflammatoire, une amélioration de la fonction cardiovasculaire et des différents marqueurs de stress des animaux traités et ceux à différents temps d’administration. Ces résultats seront objectivés par une étude in vivo de la fonction et du stress cardiovasculaire (pression artérielle, fréquence cardiaque), rénale (créatinine) et hépatique mais également par des tests biochimiques (RT-qPCR et Western Blot) validant l’effet de la molécule testée. Lors de cette étude, les paramètres précédemment cités seront comparés entre les différents groupes (Contrôle, malades, malades + traitement). Les retombées à plus long terme peuvent être majeures avec la mise en place d’une nouvelle stratégie thérapeutique en clinique.
Procédures
L’ensemble des animaux sera soumis à 4 interventions. La première intervention consiste en la chirurgie afin de développer le choc septique (uniquement la chirurgie pour le groupe contrôle). Cette intervention dure environ 20 à 30 minutes (sur la base des expériences précédemment menées sur le rat). La deuxième intervention consiste à une injection de buprénorphine 6h après la chirurgie (à 14h le jour de la chirurgie) sur un animal vigile. Cette intervention dure quelques secondes. La troisième intervention consiste à une injection de buprénorphine 12h après la chirurgie (à 20h le jour de la chirurgie) sur un animal vigile. Cette intervention dure quelques secondes. Enfin la quatrième et dernière intervention consiste à une chirurgie afin d’avoir accès aux valeurs hémodynamiques des animaux. L’intervention dure environ 5 à 10 minutes (sur la base des expériences précédemment menées sur le rat).
Impact sur les animaux
Le modèle de ligature et ponction caecale est un modèle représentant la symptomatologie du choc et de fait un modèle sévère. Au cours de ce protocole, l’état de santé des animaux va s’aggraver du fait du développement du choc septique avec une mobilité fortement réduite, une absence de réaction aux stimuli sonores et toucher mais également une diminution de la prise alimentaire, sans toutefois de réel impact sur le poids, le protocole n’ayant une durée que de 24h. Enfin, une douleur peut être associée à la chirurgie réalisée sur l’animal (laparotomie). L’apparition de ces effets indésirables est environ 2 à 3h après l’induction du choc et jusqu’au sacrifice.
Devenir
A la fin de la procédure 1 (procédure sévère), tous les animaux ne présentant pas de signes de souffrance trop important seront gardés en vie pour la procédure 2. Seuls les animaux démontrant des signes de souffrances trop importants seront euthanasiés en fin de procédure 1. A la fin de la procédure 2 (procédure sans réveil), tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes.
Remplacement
Le choc septique est une pathologie complexe faisant intervenir de nombreux mécanismes complexes et intégrés, nécessitant impérativement l’utilisation de modèles animaux. L’usage des animaux est justifié uniquement car ce modèle n’est pas remplaçable.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit de façon à obtenir des données statistiques suffisamment puissantes (dans la mesure du possible, les tests seront réalisés en aveugle afin d’augmenter la puissance de l’étude). Les animaux seront utilisés à un âge adulte. La taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux pour les groupes en choc septique est calculé de la façon suivante : un nombre d’animaux statistiquement viable est sélectionné (n=15). A cela s’ajoute la mortalité associée au modèle (environ 30%) mais également l’exclusion de certains animaux (entre 20% et 40% avec les résultats précédemment obtenus) soit entre 15/0.7*0.8 = 26,7 soit 27 animaux et 15/0,7*0,6= 35,7 soit 36 animaux. Les tests statistiques utilisés seront des tests Kruskall-Wallis avec post test de Dunn’s non corrigé.
Raffinement
Les différentes procédures expérimentales de la première étape (mise au point) seront réalisées sur des effectifs réduits afin de déterminer les conditions (i) de transposition du modèle du rat à la souris et (ii) d’utilisation optimales. Dans un second temps, lorsque la transposition à la souris et les conditions d'utilisation optimales auront été déterminées, les procédures seront réalisées sur un plus grand nombre d’animaux avec seulement les conditions sélectionnées dans la première étape. Afin de raffiner le modèle, des mesures seront mises en place afin de maximiser le confort des animaux par exemple avec la mise en place de scores et de points limites comprenant des critères morphologiques (aspect, comportement) et physiologiques (température, fréquence respiratoire), l’administration d‘un antidouleur en début de procédure et toutes les 6 heures post-chirurgie est prévue et la réinjection d’une dose supplémentaire peut être considérée en cas de signe de douleur. De plus, nous associerons une infiltration d’un anesthésiant local (lidocaïne 0,5%, maximum de 0,03mL) au niveau de la zone incisée. Tout au long de l’étude, les animaux seront hébergés par 3 dans des cages avec enrichissement, sur portoirs ventilés et avec accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Un respect strict des cycles jour/nuit sera observé. Après chirurgie, afin d’éviter au maximum le stress, les animaux seront replacés avec leurs congénères opérés le même jour. Tout au long des procédures, les animaux seront sous une couverture anesthésique (mélange O2/sévoflurane – induction : 8% à 1L/min ; maintien : 3% à 0,5L/min). Nous proscrirons l’usage d’anti-inflammatoires non stéroïdiens du fait de leur impact sur l’inflammation, voit majeure dans la physiopathologie du choc septique. La liste des points limites est présentée en annexe. Ces points seront adaptés avec la phase de mise au point. Un score sera établi et des décisions seront prises en fonction de ce score afin de limiter la douleur de l’animal. Si nous observons que notre score n’est pas totalement adapté lors des premières expériences, nous modulerons la rigidité de ce dernier toujours dans le but de réduire au maximum la souffrance animale. Les gestes réalisés au cours de ce projet sont des gestes simples et maîtrisés par l’équipe chez le rat (cathétérisation artérielle, ligatures du caecum).
Choix des espèces
Ce modèle est, historiquement et actuellement, l’un des plus utilisé et des mieux décrit. Sa proximité avec la symptomatologie du choc septique chez l’Homme, sa facilité de mise en place en fait un modèle efficace pour cribler et valider l’efficacité des traitements. Les souris utilisées sont des souris C57BL/6J de 10-12 semaines, âge standard pour ces manipulations. La taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés. 10-12 semaines. C’est un âge standard pour ce genre de manipulations. De plus la taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés.