Souris
Etude du vieillissement du système immunitaire induit par un régime riche en graisses dans des modèles murins.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
560 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont soumises à un régime riche en graisses pendant un à quatre mois, à des antibiotiques dans l'eau de boisson et, pour certaines, à une ablation chirurgicale des organes génitaux, afin d'étudier le vieillissement du système immunitaire lié à l'obésité. Le porteur indique que les souris grossissent et deviennent moins actives, et que la chirurgie provoque des douleurs à l'incision. Il affirme que les interactions du système immunitaire ne peuvent être reproduites in vitro, ce qui l'oblige selon lui à recourir à l'animal.
Objectifs
L’obésité, maladie de plus en plus présente dans le monde, est devenue un enjeu majeur de santé publique. Elle est à l’origine de nombreuses complications telles que des maladies inflammatoires chroniques. L’obésité est également associée à des anomalies de la flore intestinale et à une diminution de la fonction du système immunitaire. Ces mêmes phénomènes ont également pu être observés au cours du vieillissement chez la souris. En effet, une inflammation chronique et une modification de la flore intestinale conduisent à une altération de la fonction d’une population de cellules composant le système immunitaire (les lymphocytes T) et donc à son vieillissement. Nous posons donc l’hypothèse que l’inflammation chronique et les modifications de la flore intestinale observées dans l’obésité pourraient induire un vieillissement accéléré du système immunitaire. Notre objectif est, dans un premier temps, d’étudier l’impact d’une obésité induite par un régime riche en graisses sur le vieillissement du système immunitaire. Dans un second temps, nous évaluerons le rôle de l’inflammation, de la flore intestinale mais aussi des hormones sexuelles sur le vieillissement du système immunitaire dans le contexte d’une obésité induite par un régime riche en graisses.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l’immunodéficience observée dans l’obésité. Ces travaux pourraient ainsi ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour les personnes obèses. Nous porterons également notre attention sur l’impact du sexe qui n’a pas été étudié jusqu’ici.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents types d’aliments (régime contrôle ou régime riche en graisses) sur une durée de 1 à 4 mois. Certains animaux seront également soumis à un traitement antibiotique dans l’eau de boisson sur une durée de 2 mois maximum. Enfin, d’autres animaux subiront une ablation des organes génitaux par chirurgie avant d’être mis sous régime contrôle ou riche en graisses.
Impact sur les animaux
Les animaux placés sous régime riche en graisses vont prendre du poids tout au long des semaines et vont devenir moins actifs. Le traitement aux antibiotiques peut donner un goût à l’eau de boisson. Les souris sont susceptibles de moins boire en début de traitement. La chirurgie d’ablation des organes génitaux pourra entrainer des douleurs au niveau de l’incision.
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort afin de récupérer tous les prélèvements nécessaires à l’étude du vieillissement du système immunitaire.
Remplacement
Le système immunitaire est composé de nombreuses cellules qui interagissent entre elles. L’effet d’un régime riche en graisses sur les cellules qui le composent est le résultat d’interactions complexes qui ne peuvent pas être reproduites in vitro nous obligeant ainsi à utiliser l’expérimentation animale.
Réduction
Des lots d’un nombre réduit d’animaux seront utilisés pour anticiper la validité statistique des données obtenues. De plus, des expériences préliminaires nous permettront de réduire le nombre d'animaux utilisés en déterminant le temps de mise sous régime le mieux adapté.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en portoirs ventilés et auront un accès ad libitum à l’eau et à la nourriture. Ils seront au maximum 5 par cage. Le milieu sera enrichi à l’aide de coton de nidification et de maisons en cartons. Le régime riche en graisses n’induit pas de souffrance chez les animaux. Les souris vont prendre du poids et devenir un peu moins actives. Elles seront sous surveillance quotidienne de la part de l’équipe professionnelle de zootechnie et un suivi hebdomadaire de la part de l’équipe scientifique sera mis en place en prenant en compte les critères établis dans la grille de score. Si, au vu des critères, un animal est en mal-être, il sera mis à mort.
Choix des espèces
La souris est le modèle de référence dans l’étude du système immunitaire. En effet, de nombreuses voies de régulation sont conservées entre souris et homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. Enfin, la disponibilité de données bibliographiques importantes sur la physiopathologie de la souris est un atout important dans l'analyse et l'interprétation de nos travaux de recherche sur ce modèle animal. Les souris utilisées auront entre 8 et 12 semaines au début de la mise sous régime gras car à cet âge le système immunitaire est mature.
Caractérisation de modèles tumoraux murins et évaluation de produits antitumoraux.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
2 040 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections de cellules tumorales, parfois après une irradiation du corps entier, puis des produits anticancéreux par diverses voies et des séances d'imagerie sous anesthésie, avant leur mise à mort pour prélever organes et tumeurs. Le porteur reconnaît que les tumeurs et les métastases peuvent provoquer une perte de poids traduisant une souffrance de l'animal. Il décrit un modèle de service destiné à des sponsors et conclut que la phase in vivo reste "indispensable", aucun modèle ne reproduisant selon lui un organisme greffé.
Objectifs
Ce projet comporte plusieurs objectifs : 1) Caractériser des modèles murins tumoraux en évaluant le développement de différentes lignées cellulaires tumorales injectées chez la souris en sous-cutanée, par voie intraveineuse ou en intrapéritonéale. Ces lignées cellulaires pourront être rendues bioluminescentes ou fluorescentes afin de suivre leur évolution par imagerie optique. 2) Evaluer l’efficacité et la biodistribution de différents produits anti-cancéreux (qui peuvent être fluorescents) au niveau de la tumeur ou de différents organes dans les modèles murins tumoraux déjà développés ou développés au cours de ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à développer des modèles tumoraux murins qui permettront d’étudier l’efficacité et la biodistribution de produits anti-cancéreux innovants et ainsi contribuer à de nouvelles études cliniques voire à la mise sur le marché de nouveaux traitements anti-cancéreux.
Procédures
Les souris recevront une injection de cellules tumorales soit par voie sous-cutanée (sur le ou les flancs de l’animal) après une anesthésie volatile ou fixe, soit par voie intrapéritonéale ou intraveineuse sur animal vigile. Les souris vigiles pourront être irradiées par des rayons X sur le corps entier, dans les 24 heures qui précèdent l’injection des cellules tumorales humaines afin de faciliter la prise de greffe. La dose utilisée est une dose minimale pour avoir la meilleure prise tumorale sans effet délétère à long terme (dose validée en interne depuis plusieurs années). L’injection des produits anti-cancéreux se fera sur animal anesthésié pour les injections intratumorales ou péritumorales et sur animal vigile pour les injections intrapéritonéale, intraveineuse ou per os. Le ou les produits anti-cancéreux seront administrés par injection intratumorale ou en péritumoral, par voie orale, intrapéritonéale, intraveineuse (bolus ou injection lente) . Des acquisitions d’imagerie pourront être réalisées afin de suivre l’évolution de la tumeur mais également la biodistribution des produits anti-cancéreux injectés. Pour cela, les animaux seront anesthésiés. Des prélèvements sanguins pourront être réalisés au cours des études sur animal anesthésié . Dans le cas de prélèvements sanguins avec réveil, un fluide de remplacement pourra être injecté pour éviter la déshydratation. Des prélèvements sanguins terminaux, comme le prélèvement intracardiaque, pourront être réalisés mais ces actes doivent se faire sous anesthésie pour une procédure sans réveil. Des prélèvements d’organes pourront être réalisés après euthanasie des animaux pour différentes analyses. Tous les organes pourront être prélevés et pesés, ainsi que la tumeur et la carcasse.
Impact sur les animaux
Avant chaque nouvelle étude, lorsqu’un nouveau produit à tester va être utilisé, une fiche dans laquelle les caractéristiques des éléments d’essai (dont la toxicité, si le produit a déjà été injecté in vivo et les effets indésirables déjà observés tels qu’une perte de poids, des inflammations légères et locales, …) sont renseignées par le sponsor. Néanmoins, la manipulation régulière des animaux pour différents actes (administration des cellules tumorales, administration de produits anti-cancéreux, pesées, observations cliniques, prélèvements de sang, acquisitions d’imagerie) est susceptible d’induire un stress sur les animaux. Les animaux pourront présenter des réactions différentes selon les produits testés et selon les voies d’administration, pouvant entrainer l’apparition de signes cliniques (risque de déshydratation et pertes de poids liées aux éventuelles anesthésies). L’injection de cellules tumorales par voie intraveineuse ou intrapéritonéale peut induire la formation d’une tumeur et/ou potentiellement de métastases ce qui peut engendrer une perte de poids démontrant une souffrance de l’animal. L’injection par voie sous-cutanée de cellules tumorales possède un risque faible de nuisance pour l’animal puisque la tumeur sera mieux visible et régulièrement mesurée. Les injections sur animaux vigiles ou anesthésiés ainsi que les acquisitions d’imagerie sur animaux anesthésiés peuvent engendrer un stress lié à la manipulation ou lié à l’anesthésie. Les prélèvements sanguins peuvent induire un stress produit par l’anesthésie ainsi qu’un risque de déshydratation. L’irradiation ne provoque pas d’effet indésirable important. En effet, l’irradiation qui pourrait être réalisée serait faite à une dose minimale sans effet délétère à long terme.
Devenir
L’ensemble des animaux utilisés pour ce projet seront euthanasiés à la fin de chaque étude pour pouvoir réaliser des prélèvements d’organes mais aussi parce que ce sont des modèles tumoraux (animaux présentant une pathologie, ne pouvant pas être réutilisés ou adoptés).
Remplacement
Des tests in vitro sur les lignées cellulaires tumorales en culture pourront être réalisées en amont de la phase in vivo afin de valider l’efficacité des traitements anti-cancéreux sur les cellules tumorales cibles. Cependant, la phase in vivo est à ce jour indispensable car il n’existe pas de modèle de remplacement permettant de mimer de manière fiable un organisme vivant ayant été greffé avec des cellules tumorales. De plus, l’utilisation de souris greffées avec des cellules tumorales humaines ou murines est un modèle de référence pour l’évaluation de l’efficacité et de la biodistribution de traitements anti-cancéreux.
Réduction
Pour obtenir des résultats statistiquement exploitables permettant de conclure sur une réelle efficacité du traitement testé, des groupes de 6 animaux seront utilisés. Une approche statistique est prévue. Le cours à l’imagerie médicale (bioluminescence ou fluorescence) dans ce projet permet de suivre directement au cours du temps le développement des tumeurs et/ou de suivre l’évolution de produits anticancéreux dans l’organisme. Ces techniques ne nécessitent pas de mise à mort d’animaux au cours de l’étude puisque les mêmes animaux sont suivis au cours du temps. Cela a pour avantage de réduire l’impact de la variabilité individuelle mais aussi de diminuer le nombre d’animaux nécessaire par étude.
Raffinement
Une période d’acclimatation de minimum 6 jours sera respectée. Les animaux seront hébergés en groupe tout au long du projet avec des enrichissements appropriés à leur besoins. Les injections de cellules tumorales et/ou de produits anti-cancéreux, les acquisitions d’imagerie et l’euthanasie seront réalisées sous anesthésie. Tout au long du projet, l’état général de l’animal sera surveillé quotidiennement et l’évaluation de l’état clinique des animaux réalisée régulièrement. Des pesées régulières seront également réalisées afin de suivre les éventuelles pertes de poids. Des mesures de soutien nécessaires en fonction des signes cliniques observés (injection de fluides ou d’analgésiques, isolement, réchauffement, etc.) seront mise en œuvre, si possible. Tout observation clinique anormale nécessitant un examen plus spécifique et/ou régulier seront réalisés. Le vétérinaire sera consulté pour réaliser un examen clinique complet si nécessaire. De plus, si besoin, le vétérinaire pourra prescrire un traitement approprié compatible avec le projet. Une analgésie pourra être mise en place si une forme de douleur ou de souffrance est observée. L’utilisation d’un analgésique sera discutée entre le directeur d’étude, le sponsor et le vétérinaire afin de s’assurer que son utilisation (produit, délai, fréquence) soulage l’animal sans impacter l’étude en cours. Dans le cas de prélèvements sanguins avec réveil, un fluide de remplacement pourra être injecté pour éviter la déshydratation. Des points limites ont été définis. La décision de mise à mort pourra être évaluée au cas par cas, en concertation avec le responsable de l’étude en cours et/ou par le vétérinaire si besoin en cas de dégradation générale de l’animal sans atteinte des points limites pour éviter toutes souffrances supplémentaires. Dans ce projet, le recours à l’imagerie médicale (bioluminescence ou fluorescence) présente l’avantage d’être non invasive mais nécessite une anesthésie.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car c’est un modèle standard polyvalent qui est régulièrement utilisé dans les modèles d’oncologie. De plus, l’utilisation de souris greffées avec des tumeurs humaines ou murines est un modèle de référence pour l’évaluation de l’efficacité de traitement anti-cancéreux. Les animaux seront utilisés au stade de jeune adulte âgés de 5 à 9 semaines au début de l’étude. Ce stage de développement est celui habituellement utilisé pour ce type d’étude.
Traitement anti-fibrosant et mécanismes mis en jeu dans l’amélioration des maladies du foie chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour développer une fibrose du foie, elles reçoivent des injections intrapéritonéales puis des gavages quotidiens pendant quatorze jours, avant d'être anesthésiées et vidées de leur sang pour analyse des tissus. Le porteur décrit des nuisances limitées à un stress, une perte de poids ou une déshydratation, sans détailler davantage les effets du modèle de fibrose. Il affirme que le recours à l'animal est "indispensable" pour étudier ces molécules de façon intégrée, la communication entre organes ne pouvant selon lui être reproduite in vitro.
Objectifs
Les maladies métaboliques du foie représentent plusieurs syndromes qui vont de la simple stéatose hépatique à la stéatose hépatique inflammatoire et peuvent évoluer vers la fibrose, la cirrhose et le cancer hépatocellulaire. Nous nous intéressons aux mécanismes impliqués dans le développement de ces maladies hépatiques. L’objectif du projet est de tester des molécules à potentielles thérapeutiques pouvant reverser ces pathologies. Cette étude sera réalisée sur un modèle de souris invalidé de manière inductible pour notre gène d'intéret spécifiquement dans le foie. Ces souris développent une fibrose spontanée sans phénotype dommageable.
Bénéfices attendus
Ce projet s'inscrit dans l'urgence clinique de trouver des traitements thérapeutiques contre les maladies du foie, puisqu’aucun traitement n'a été cliniquement approuvé à l'heure actuelle. Ainsi, cette étude permettra de tester des molécules pharmacologiques intéressantes et de comprendre à partir de quel stade de développement de la maladie ces molécules peuvent avoir un effet positif. Nous étudierons également les mécanismes mis en jeu dans l’amélioration du phénotype.
Procédures
Il y aura une identification permettant aussi le génotypage des animaux ( durée 15 secondes). Les animaux auront des injections par voie intrapéritonéale (durée 15 secondes) pendant 3 jours de suite. Ensuite, les animaux auront des gavages oraux quotidiennement pendant 14 jours. Cet acte dure 1 minute/souris. Enfin ils auront une injection par voie intrapéritonéale d'un mélange anésthésique. L'injection se fait en 15 secondes. Une fois endormie, nous prélèverons le sang par exsanguination, cet acte prend 45 secondes.
Impact sur les animaux
Nous réaliserons des injections par voies intrapéritonéale ensuite les souris seront gavées quotidiennement pendant 14 jours. Un stress de l'animal peut être observé avec éventuellement une perte de poids ou une deshydration.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin d'analyser des paramètres biochimiques et moléculaires.
Remplacement
Les molécules pharmacologiques ont déjà été testées in vitro cependant l’utilisation d'un modèle animal est indispensable pour étudier les effets de ces molécules de manière intégrée puisque ces molécules agissent sur différents organes, la communication entre les organes est indispensable. Par ailleurs, l'identification et la validation de cibles thérapeutiques par des traitements pharmacologiques nécessite l'utilisation d'un modèle in vivo mimant le plus fidèlement la pathologie humaine. La réalisation d'explorations fonctionnelles sur animal vigile ne peut donc pas être subsituée par des approches entièrement in vitro.
Réduction
Nous nous assurons d'utiliser le nombre d'animaux nécessaires afin de vérifier nos résultats et les valider sans que cela conduise à des répétitions inutiles. Pour cela, nous faisons en sorte, dans la mesure du possible d'exploiter au maximum nos animaux pour ne pas avoir recours à d'autres groupes expérimentaux. Un nombre minimum de souris sera inclus dans chaque groupe mais toutefois suffisant pour assurer la reproductibilité de l’expérience et appliquer des tests statistiques entre les différentes conditions. Notre expertise chez la souris et un nombre minimum de 10 animaux par groupe est requis pour avoir des données statistiquement analysables.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont stabulés en portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température et d'hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont hébergés par 4 à 6 et l'isolement est évité. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft ou maisons en carton. Le suivi de ces animaux sera suivi quotidiennement par le personnel de l’animalerie. Le traitement pouvant induire une variation de poids, nous suivrons le poids des souris par une pesée hebdomadaire et un suivi sur fichier excel. De plus, des points limites ont été définis, s'ils sont atteints, une mise à mort anticipée sera réalisée.
Choix des espèces
L’espèce souris Mus musculus a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier la physiologie des mammifères dans une population homogène d’animaux (même fond génétique). De plus, la souris représente un modèle de choix pour l'étude des dysfonctionnements métaboliques car de nombreuses voies de régulation métabolique sont conservées entre souris et homme, permettant une extrapolation des résultats obtenus. De plus,l'utilisation de modèles de souris transgéniques permet une étude approfondie des méladies hépatiques et de tester de nouvelles pistes thérapeutiques. Enfin, la disponibilité de données bibliographiques importantes sur la physiopathologie de la souris est un atout important dans l'analyse et l'interprétation de nos travaux de recherche sur ce modèle animal. Nous utiliserons des souris adultes entre 8 semaines et 18 semaines. A ce stade développement, toutes les voies métaboliques hépatiques et les voies de l'inflammation sont mises en place.
Validation des effets de deux analogues d’un facteur de croissance sur les muscles de la souris saine.
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système musculosquelettique
129 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent chaque jour, pendant dix à trente jours, des bactéries dans le creux de la joue ou des injections sous la peau, avant un prélèvement sanguin terminal sous anesthésie, pour vérifier si des analogues d'un facteur de croissance augmentent la taille des muscles. Le porteur rappelle que le facteur d'origine favorise le développement de tumeurs du foie et affirme que ses analogues en seraient dépourvus. Il conclut qu'aucune alternative non animale ne peut répondre à cette question et prévoit d'arrêter le projet si les analogues n'agissent pas sur des cellules en culture.
Objectifs
Le facteur X est un facteur de croissance décrit pour son rôle dans le métabolisme et reconnu pour son abilité à lutter contre la sarcopénie. La sarcopénie est une perte progressive de la masse et de la force musculaire liée au vieillissement et/ou à la maladie. C’est un facteur de risque pour la santé des sujets atteints puisque le degré de la sarcopénie est lié à la mortalité. Il n’existe actuellement aucun traitement efficace contre la sarcopénie. Dans ce contexte, le facteur X apparaît comme une solution prometteuse. Cependant, deux inconvénients sont liés à son utilisation. Premièrement, sur le long terme, il favorise le développement de tumeurs du foie. Deuxièment, il requiert d’être administré par injections. Ces deux inconvénients altèrent son potentiel comme outil thérapeutique. Récemment, des équipes ont développé des analogues de ce facteur X. Ces analogues ne sont plus capables de favoriser le développement des tumeurs mais conservent les propriétés de régulation du métabolisme. Un des objectifs de ce projet est donc de montrer que ces analogues ont également conservé la capacité à lutter contre la sarcopénie en augmentant la taille des muscles chez la souris. L’autre objectif du projet est de développer une méthode innovante d’administration des analogues du facteur X afin d’éviter les injections. Pour cela, des bactéries probiotiques (bactéries non pathogènes) contenant la séquence d’ADN du facteur X ou de ses analogues seront préparées puis données par voie orale aux souris afin que les cellules de leur intestin produisent elles-mêmes le facteur X et ses analogues. En résumé, les objectifs de ce projet sont (1) de montrer que l’ingestion de bactéries probiotiques contenant les séquences ADN est bien suivie de la production du facteur X et de ses analogues par l’intestin de la souris et (2) que les analogues une fois produits sont ensuite bien capables d’augmenter la taille des muscles comme cela est le cas lorsque le facteur X est injecté.
Bénéfices attendus
Plusieurs bénéfices pourront être tirés de ce projet. Premièrement, aucune équipe à ce jour n’a vérifié que les analogues possédaient toujours la capacité d’augmenter la taille des muscles. Les résultats permettront donc de faire progresser la connaissance. De plus, s’il est mis en évidence que les analogues sont capables d’augmenter la taille des muscles cela permettra de faire émerger deux nouvelles molécules candidates pour la prise en charge de la sarcopénie, avancée non négligeable puisqu’il n’existe à l’heure actuelle aucune solution thérapeutique. Enfin, les résultats pourront également permettre de valider une nouvelle approche d’administration des analogues du facteur X via les bactéries probiotiques, méthode moins invasive et bien plus physiologique que les injections.
Procédures
54 souris recevront des bactéries dans le creux de la joue : souris vigiles, une seule administration dans le creux de la joue par jour pendant 10, 20 ou 30 jours selon les groupes. La durée de l’administration (contention comprise) est de 30 secondes maximum par animal. 15 souris recevront des injections sous la peau du facteur X : souris vigiles, une seule injection par jour, pendant 10, 20 ou 30 jours. La durée de l’injection (contention comprise) est de 20 secondes maximum par animal. 60 souris recevront des bactéries par administration dans le creux de la joue : souris vigiles, une seule administration par jour pendant 10, 20 ou 30 jours. La durée de l’administration (contention comprise) est de 30 secondes maximum par animal. A l’issue des procédures, toutes les souris (maximum 129 au total) seront profondément anesthésiées par une injection dans l’abdomen (une fois 15 secondes contention comprise par animal) pour effectuer un dernier prélèvement sanguin (20 secondes). Les souris anesthésiées seront mises à mort immédiatement après le prélèvement sanguin (2 secondes).
Impact sur les animaux
Ce projet devrait entraîner des nuisances légères à modérées sur les animaux. Une contention quotidienne des animaux sera nécessaire pour réaliser l’administration des bactéries dans le creux de la joue. Cela peut générer un léger stress chez l’animal le temps de la manipulation. Pour les animaux recevant le facteur par injection, une contention quotidienne sera nécessaire pour réaliser l’injection au niveau du flanc sous la peau. La contention peut générer un léger stress chez l’animal le temps de la manipulation. Les injections répétées quotidiennement sur plusieurs jours peuvent conduire à une légère douleur au niveau des sites d’injection. Il est important de noter qu’au cours de protocoles similaires réalisés avec le facteur X, il n’a pas été observé de comportements anormaux traduisant une souffrance, une douleur ou une anxiété des animaux. Aucun effet néfaste des formes analogues du facteur X n’est attendu. De plus, les effets pro-tumoraux du facteur se déploient à l’issue de traitements bien plus longs que 30 jours. Aucun phénotype dommageable n’est donc attendu.
Devenir
Les 129 animaux de ce projet seront mis à mort à l’issue du prélèvement sanguin terminal afin de collecter les tissus et répondre aux questions scientifiques.
Remplacement
Le but de ce projet est d’étudier la capacité des probiotiques données par voie orale à transmettre les séquences ADN aux cellules de l’intestin des souris, puis la capacité de ces cellules à produire le facteur X et ses analogues, et enfin la capacité de ces molécules à agir sur les muscles. Il s’agit d’une problématique scientifique complexe impliquant une cascade d’évènements et la communication entre plusieurs organes. Aucune alternative non animale n’est disponible pour répondre à une telle problématique. Ainsi ce projet requiert l’utilisation d’animaux vivants. Cependant, il est important de mentionner que les analogues sont testés en amont sur des cellules en culture afin de valider leurs propriétés. En toute cohérence avec les règles d’éthique animale, si l’un des analogues ne montrait aucune efficacité sur les cellules, il ne serait pas testé dans le modèle animal. Si aucun des deux analogues ne montrent des effets positifs sur les cellules en culture alors aucune étude animale ne sera réalisée, le projet sera stoppé.
Réduction
Le nombre de souris a été calculé au plus juste pour offrir la puissance statistique maximum. Il est basé sur des études précédentes chez des souris injectées avec le facteur X. Un effectif de 5 animaux/groupe (sauf dans les groupes contrôles où 3 animaux suffisent) est suffisant pour mesurer la production du facteur X et des analogues. Si tous les analogues sont testés (fonction des données recueillies sur les cellules) cette procédure utilisera au maximum 54 animaux. Ensuite, pour observer une différence significative dans la taille des muscles, compte tenu de la variabilité et de la fragilité des muscles prélevés, il faut compter 15 souris/groupe. Si tous les analogues sont testés (fonction des données recueillies sur les cellules) cette procédure utilisera au maximum 75 animaux. Ainsi, le nombre d’animaux s’élèvera à 129 au maximum. Un maximum de tissus seront récoltés lors de la mise à mort des animaux puis stockés. Ces tissus seront disponibles pour répondre à d’autres questions qui pourront émerger suite l’analyse des muslces ou pourront être partager avec d’autres équipes. Cela permettra de ne pas répéter inutilement l’expérience.
Raffinement
Afin de limiter les nuisances, les animaux seront surveillés tous les jours par la personne qui réalisera les injections et les administrations de bactéries. Les animaux seront pesés tous les 5 jours pour surveiller leur croissance. Les bactéries seront administrées dans le creux de la joue et non par gavage pour limiter tout stress ou blessures qui pourraient être liés aux gavages. Les injections seront réalisées en alternant les sites afin d’éviter tout inconfort ou douleur au niveau du point d’injection. Les volumes d’injection et de solution de bactéries ont été réduits au maximum. Les animaux seront profondément anesthésiés avant le prélèvement sanguin terminal. Les gestes techniques seront réalisés par une personne expérimentée (toujours la même) afin de limiter la durée des gestes et le stress de l’animal. Des points limites suffisamment précis, prédictifs et précoces ont été définis afin de mettre à mort tout animal le nécessitant. Lors de précédents protocoles utilisant ce facteur X ou l’administration dans le creux de la joue de bactéries, aucun mal-être n’a été observé.
Choix des espèces
La souris, bien que présentant certaines limites par rapport à la physiologie humaine, reste un bon modèle pour étudier les effets des facteurs de croissance sur les muscles. Cette espèce possède une physiologie proche de celle de l’Homme et permet d’étudier la production du facteur X (et de ses analogues) par les cellules de l’intestin ainsi que leurs effets sur la taille des muscles. Des souris âgées de 4 semaines seront utilisées. A cet âge là, les muscles sont en pleine croissance et les effets du facteur X sur leur taille sont importants, plus robustes et plus faciles à mettre en évidence que chez la souris adulte.
Etude de la fonction électrique cardiaque d’un modèle murin de desminopathie
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
136 souris vont être utilisées, tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, une partie étant opérée sans réveil. Porteuses d'une mutation de la desmine, elles subissent une biopsie de la queue au sevrage, des électrocardiogrammes et échographies sous anesthésie, et pour vingt d'entre elles un cathétérisme intracardiaque par ponction de la veine jugulaire, afin d'étudier des troubles du rythme cardiaque. Le porteur indique que le cathétérisme peut léser une valve du cœur et provoquer une insuffisance à long terme, ce qui justifie leur mise à mort, leur cœur étant ensuite prélevé. Il ajoute que les souris surnuméraires de génotype sauvage seront mises à disposition d'autres équipes.
Objectifs
Les objectifs du projet sont de déterminer si les souris porteuses de la mutation p.R405W sur le gène de la desmine, un filament intermédiaire des cellules myocardiques, présentent des anomalies de la conduction de l'influx électrique cardiaque, voire des arythmies ventriculaires. Les patients porteurs de la mutation équivalent p.R406W présentent en effet des blocs de conduction auriculo-ventriculaire et /ou des tachycardies ventriculaires sévères responsables de morts subites. De façon surprenante, bien que les souris KI p.R405W-Desmine aient été explorées sur le plan structural et contratile cardiaque, par échographie notamment, elles n'ont pas été explorées sur le plan électrocardiographique.
Bénéfices attendus
Cette étude devrait permettre d'identifier des anomalies de l'activité électrique cardiaque, en particulier de la conduction de l'influx électrique cardiaque, secondaires à la désorganisation du cytosquelette induite par la mutation p.R405W de la desmine (p.R406W chez l'humain).
Procédures
Au cours de l'élevage des animaux, au moment de leur sevrage, les petits seront identifiés par une bague numérotée au niveau d'une oreille puis biopsiés au niveau de la queue (1 mm) afin de déterminer leur statut génétique. Cette double intervention, d'une durée inférieure à 5 min, sera réalisée sous anesthésie générale. Dans une première étape d'exploration fonctionnelle cardiaque, 40 souris seront soumises à un enregistrement de l'électrocardiogramme (durée de 15 min) suivi 2 jours plus tard d'un examen échocardiographique (15-20 min) qui seront réalisés à l'âge de 10 semaines, puis de 30 semaines (total de 2 ECG et 2 échographies), réalisés sous anesthésie générale. Dans une seconde étape, 20 autres souris seront soumises à une exploration électrophysiologique par cathétérisme intracardiaque, d'une durée de 15-30 min, réalisée sous anesthésie générale et analgésie.
Impact sur les animaux
En ce qui concerne l'élevage, il n’y a pas de nuisance prévue. Néanmoins il est possible d’observer des cas de cannibalisme des parents sur leur petits ou agressivité dans le couple. Dans ce cas, les animaux sont isolés avec un enrichissement adapté et peuvent être exclus de la reproduction. De plus, des cas de dystocies peuvent être observées chez les femelles qui doivent alors être euthanasiées. En ce qui concerne le phénotype des souris mutées, celles-ci se développent normalement et ne montrent pas de signes notables de souffrance. L'enregistrement de l'ECG et l'échographie ne sont pas des techniques générant de la douleur mais ces examens seront cependant réalisés sous anesthésie générale pour éviter tout stress des souris et les maintenir en position stable. Pour les mêmes raisons, l'exploration électrophysiologique par cathétérisme intracardiaque sera également réalisée sous anesthésie générale. Cette procédure entraine une douleur au niveau du point de ponction cutanée pour cathétériser la veine jugulaire ; celle-ci sera prévenue par une analgésie locale.
Devenir
Les souris seront mises à mort à la fin de leur seconde échocardiographie, à l'âge de 30 semaines, afin de prélever leur coeur pour des examens histologiques et moléculaires. A l'issue de l'exploration fonctionnelle par cathétérisme intracardiaque, les souris seront mises à mort parce que cette procédure peut avoir des conséquences néfastes sur la souris à long terme (perturbations du retour veineux depuis la tête de l'animal et lésion possible de la valve tricuspide pouvant induire une insuffisance cardiaque droite). La mise à mort des souris permet en outre de prélever le coeur pour des études moléculaires. En ce qui concerne l'élevage, les souris utilisées pour former les couples de reproducteurs seront euthanasiées à la fin de leur utilisation. Les souris de génotype sauvage surnuméraires issues des portées seront mises à disposition des autres équipes de l'établissement.
Remplacement
Cette étude fait suite à des études in vitro réalisées avec des cardiomyocytes différenciés à partir de cellules souches pluripotentes induites d'une patiente porteuse de la mutation p.R406W de la desmine et de cellules contrôles qui ont permis d'identifier des anomalies de l'activité électrique cellulaire et leurs mécanismes moléculaires. Cependant, les arythmies cardiaques sont des maladies complexes résultant des interactions entre les cardiomyocytes (30-40% des cellules cardiaques), dont l'activité électrique est altérée, les autres cellules cardiaques (fibroblastes, cellules endothéliales, neurones intracardiaques et cellules du système immunitaire) et le système nerveux autonome. Ce niveau d'intégration ne peut être obtenu que sur un modèle animal.
Réduction
Le projet est organisé en deux étapes successives. La seconde étape ne sera réalisée que si la première démontre que les souris KI préentent des anomalies de l'ECG susceptibles de favoriser la survenue d'arythmies cardiaques. Le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum tout en conciliant une puissance statistique suffisante à une interprétation la plus juste des données obtenues. Leur taille a été déterminée statistiquement sur la base de notre expérience antérieure.
Raffinement
Lors de la mise en accouplement, l’alimentation des mères est enrichie. Pour enrichir le nid, du Nestlet (coton) est ajouté en plus de 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 bagage et biopsie sont réalisés sous anesthésie générale. Après sevrage, les souris sont hébergées en cages ventilées enrichies de tunnels ou de cabanes pour se camoufler et/ou de frisottis pour fabriquer des nids. Les animaux sont surveillés quotidiennement. Lors des examens électrocardiographiques et échographiques, ainsi que lors de la mise à mort, les animaux sont sous anesthésie générale. L'exploration fonctionnelle par cathétérisme intracardiaque est réalisée sous anesthésie générale et analgésie. Lors des anesthésies, la température corporelle est maintenue à l'aide d'un tapis chauffant rétrocontrôlé par une sonde rectale. A l'issue des procédures nécessitant une anesthésie, les souris sont placées dans des cages placées sur des tapis chauffants et surveillées de façon accrue jusqu'à leur réveil complet. Afin d’éviter toute douleur ou souffrance des souris, des signes cliniques (avec score de gravité) ont été définis pour chaque procédure et définissent les points limites au-delà desquels l’expérimentation est arrêtée et l’animal euthanasié.
Choix des espèces
La souris est l’espèce la plus utilisée en recherche, notamment pour étudier les mécanismes de pathologies génétiques. De plus, notre équipe possède une expertise avec ce modèle sur l’ensemble des procédures nécessaires au projet (ECG, échocardiographie, cathétérisme intracardiaque). Enfin, plus spécifiquement dans le cadre de ce projet, le modèle existe déjà et a été utilisé pour étudier les conséquences de la mutation de la desmine sur la fonction musculaire squelletique, ainsi que sur la fonction contractile cardiaque mais pas sur la fonction électrique, bien que les patients porteurs présentent des troubles du rythme cardiaque. Cette étude sera réalisée sur des animaux mâles et femelles âgés de 10 et 30 semaines.
Evaluation des combinaisons de vecteurs oncolytiques en combinaison avec des substances à activité anti-tumorale dans des modèles orthotopiques murins.
- Recherche appliquée
- Cancers
3 696 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une chirurgie d'implantation d'une tumeur, l'administration de virus oncolytiques et de chimiothérapies ou d'anticorps jusqu'à cinq fois par semaine pendant trois semaines, jusqu'à huit prélèvements sanguins et autant de séances d'imagerie sous anesthésie, pour tester des combinaisons antitumorales sur cinq modèles de cancer. Le porteur indique que les injections répétées, la chirurgie et l'anesthésie peuvent provoquer douleur, perte de poids, ulcérations et parfois la mort de l'animal. Les retombées pour les patients, une meilleure prise en charge et un allongement de la survie, sont renvoyées au conditionnel et au long terme, tandis qu'il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit ces réponses et conclut à la nécessité de la souris.
Objectifs
Selon l'OMS pas moins de 15 millions de décès sont dus au cancer dans le monde chaque année soit presque 1 décès toutes les 2 secondes. Bien qu'il y ait eu de grands progrès dans la mise au point de médicaments contre le cancer, la recherche pour la mise au point de médicaments plus performants permettant de prolonger la durée de vie des patients atteints de cancer reste plus que jamais une urgence. L’objectif de notre projet est d’évaluer l’activité anti-tumorale de nos virus oncolytiques chez la souris. Les virus oncolytiques étudiés auront été modifiés et sélectionnés pour leurs propriétés anti-tumorales vis-à-vis des tumeurs dans des tests cellulaires adaptés. Les cancers du pancréas, de la vessie, de l’ovaire et les métastases hépatiques d’origine colique font partie des cancers majeurs en France. Le but du projet est d’évaluer sur cinq modèles orthotopiques murins de cancer l’activité anti-tumorale combinée de substances anti tumorales (chimiothérapies ou anticorps) et de virus oncolytiques exprimant différents gènes thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Les progrès scientifiques de ces dernières années sur la compréhension de la croissance tumorale ont permis d’ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques dans la lutte contre le cancer. La mise au point de ces nouveaux médicaments n’est possible qu’en passant par des modèles animaux adaptés. Les bénéfices portent sur la mise au point des traitements plus efficaces dans le cas de cancers chez l’homme. A court du terme, ces bénéfices porteront sur l’amélioration de la prise en charge des patients atteints de cancer et à long terme sur l’allongement de la survie des patients.
Procédures
Dans ce projet les animaux seront soumis aux interventions suivantes : Procédures chirurgicales sous anesthésie et analgésie pour induction d’un modèle de cancer adapté pour l’étude (durée d’environ 30 à 40 minutes), Administration du ou des candidats médicaments sur animal vigile ou anesthésié (5 fois maximum par semaine pendant 3 semaines, durée de quelques secondes) avec un mimimum de 3 heures entre chaque substance. Prélèvements de sang effectués au maximum 8 fois et espacés d'une semaine (durée 2 minutes maximum). La technique d’imagerie de fera sous anesthésie gazeuse (maximum 8 fois espacées de 3 jours minimum, durée d’environ 10 à 15 min).
Impact sur les animaux
Malgré toute l’attention portée aux évaluations in vitro, nous ne pouvons pas exclure la survenue d’effet secondaire des médicaments. Ils peuvent survenir sous la forme d’une perte de poids, des troubles gastro-intestinaux ou des troubles du comportement. Les injections répétées peuvent être une source de stress et de douleur pour l’animal. De même, les injections répétées peuvent parfois engendrer une induration ou très rarement une ulcération au niveau des sites d’injection. De plus, l’acte chirurgical peut induire une hémorragie et le recourt aux anesthésies peut poser des problèmes cardio-respiratoires et entrainer la mort de l’animal. Enfin, les micro-prélèvements de sang sont réalisés dans la veine caudale latérale, à l’extrémité de la queue, sur les animaux vigiles et non contraints. Ces prélèvements (maximum 8 espacés d'une semaine), d’une durée de 1 à 2 min, provoquent une douleur transitoire et peuvent être stressants pour quelques animaux qui sont libres de manifester leur impatience ou inconfort. De plus, même si cela n’a jamais été observé, et en dépit des précautions prises, il reste possible qu’une inflammation locale apparaisse ou qu’une nécrose des tissus et/ou une infection se développent.
Devenir
Toutes les souris de ce projet seront mises à mort soit après atteinte d’un point limite, soit à la fin de l’étude pour le prélèvement de tissus. En raison des modèles et de l’utilisation de virus oncolytiques, ces animaux ne peuvent être réutilisés, replacés ou adoptés.
Remplacement
L’étude de l’activité anti-tumorale d’un virus candidat médicament nécessite l’utilisation d’un modèle intégré faisant intervenir la pharmacocinétique et la biodistribution des chimiothérapies et des virus. Il n’existe pas de modèle in vitro tenant compte des réponses vis à vis des virus oncolytiques et des chimiothérapies dans différents tissus et tumeurs solides. Le modèle immuno compétent nous permettra, par la suite, de tester l’efficacité du virus dans des modèles où le système immunitaire n’est pas altéré. Le modèle immunodéficient permet de tester l’efficacité du virus sur les tumeurs humaines.
Réduction
La réalisation de ces procédures par un technicien rompu à ces manipulations, et la standardisation du protocole garantissent une bonne reproductibilité et permet de réduire le nombre d’animaux. Le nombre d’animaux par groupe est choisi selon des contraintes statistiques et des tests statistiques seront utilisés sur les données obtenues. L’expérience pourra être répétée afin de valider les résultats obtenus. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, cette expérience de validation se concentrera uniquement sur les virus dont la réponse est statistiquement différente du groupe contrôle. Cette deuxième expérience, avec des effectifs adaptés, sera conçue en concertation avec notre service biostatistique. Il est prévu l’utilisation de 3696 souris pour l’évaluation dans 5 modèles orthotopiques, avec 6 virus et 2 substances à activité anti-tumorale par procédure.
Raffinement
Seuls les virus oncolytiques +/- substances à activité anti-tumorale présentant le meilleur rapport efficacité/non toxicité in vitro seront étudiés in vivo. Seuls les virus ne risquant pas d’induire une souffrance chez l’animal seront testés dans ce projet. Durant l’étude in vivo, nous portons une attention particulière au bien-être de l’animal. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux afin de réduire le stress et un enrichissement (coton ou papier kraft) du milieu est prévu dans chaque cage avec eau et nourriture ad libitum. Nous veillons à limiter l’angoisse et la souffrance des animaux, en surveillant l’apparition d'éventuels effets secondaires occasionnés par les traitements et en appliquant le cas échéant des critères d’interruption de l’expérimentation en fonction de l’aspect clinique des animaux. Des points limites ont été établis pour permettre de soustraire l’animal à la souffrance. Lors de la chirurgie, les animaux seront sous anesthésies locale et générale et sous analgésie. L’analgésie sera poursuivie 24h après la chirurgie.
Choix des espèces
La souris est un modèle de référence en oncologie, avec de multiples modèles expérimentaux disponibles. De nombreux outils permettant de caractériser les réponses immunitaires sont disponibles dans cette espèce. Des souris immuno compétentes et immuno déficientes seront utilisées. Animaux âgés entre 6 et 9 semaines lors de l’injection des cellules tumorales (avec un âge plus avancé il y a un risque de prise tumorale moins homogène).
Modulation du niveau de BIN1 par croisement génétique dans le traitement des myopathies centronucléaires liées au gène SPEG
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Porteuses d'un modèle de myopathie centronucléaire, elles présentent une faiblesse musculaire et cardiaque et subissent des tests de force et de coordination (suspension, agrippement, rotarod), des mesures de contraction musculaire sous anesthésie et des échographies cardiaques. Le porteur indique que la maladie réduit la taille et le poids des animaux dès six semaines et que le phénotype cardiaque deviendrait sévère s'ils étaient maintenus en vie. Il présente la souris comme la "seule espèce" assez proche de l'humain pour ces expériences.
Objectifs
Les myopathies centronucléaires (CNM) sont une classe de maladies génétiques qui détériorent la fonction des muscles squelettiques et handicapent fortement la qualité de vie des patients qui en sont atteints. Aucune thérapie n’est à ce jour disponible. Récemment dans la littérature, il a été décrit que le gène X, présent au niveau du muscle et du coeur et codant pour une protéine X jouant un rôle clé dans la contraction musculaire, a été identifié comme étant responsable de certains cas de myopathies centronucléaires. Il a été montré également qu’une diminution de la quantité de la protéine Y améliore les signes cliniques musculaires chez la souris ayant un déficit en protéine X (X-déficiente). Cependant, l’amélioration de l’espérance de vie et des signes cliniques cardiaques restent limitée chez ces souris. L’objectif du projet consiste à valider une preuve de concept selon laquelle une augmentation de l'expression d’une autre protéine, protéine Z, pourrait restaurer les signes cliniques cardiaques de la souris Xdéficiente. Cette stratégie de thérapie où la surexpression d’une protéine peut compenser les effets négatifs liés à une mutation d’une autre protéine a déjà montré son efficacité dans la littérature. Pour vérifier notre hypothèse, nous souhaitons réaliser des croisements génétiques de souris afin d'obtenir des souris déficientes en protéine X et surexprimant la protéine Z humaine. Si une amélioration des signes musculaires et cardiaques ainsi qu’une augmentation de l’espérance de vie sont observées, la mise en place d’une thérapie génique sera conduite par la suite dans le modèle de souris X-déficiente.
Bénéfices attendus
Dans l’hypothèse où notre stratégie thérapeutique s’avèrerait efficace sur le phénotype de notre animal modèle, cette étude serait une preuve de concept thérapeutique pour traiter les myopathies centronucléaires liées au gène X
Procédures
Concernant les tests liés au phénotype musculaire : - Test de suspension : Mesure de la force du corps. -Test d’agrippement : Mesure de la force des pattes -Test de performance Rotarod : Mesure de la coordination motrice, l'équilibre, l'endurance et la résistance à la fatigue. -Mesure des propriétés contractiles musculaires in situ (AURORA): Les souris seront totalement anesthésiées pour qu'il n'y ait pas de réponse à la stimulation tactile (injection intrapéritonéale, deux injections) pendant maximum 1 heure. Concernant les tests liés au phénotype cardiaque: Les animaux seront soumis à une anesthésie sans intervention chirurgicale d'une durée de 20 minutes pour réaliser l'échographie et l'électrocardiogramme.
Impact sur les animaux
Selon les travaux issus de la littérature, les souris X-déficientes présentent une faiblesse musculaire et cardiaque aux âges étudiés. Dans cette étude, un nouveau modèle de souris X-déficiente sera étudié et des tests seront effectués pour confirmer le même profil observé dans la littérature. Les nuisances ou effets indésirables attendus causés par le retrait de la protéine X dans le modèle de souris X-déficiente sont les suivants : - Les animaux Xdéficientes vont avoir une diminution de la motilité à 6 semaines de vie ainsi qu'une diminution de la contractilité musculaire à 13 semaines de vie à cause de la faiblesse musculaire dû à une perte de fonction de la protéine X. Au niveau cardiaque, à 6 semaines, elles vont développer une anomalie cardiaque qui va entraîner comme conséquence une diminution de la fonction cardiaque. Une diminution de la taille de la souris ainsi que du poids seront observées dès la sixième semaine. Les nuisances ou effets indésirables causés par les différents tests sont les suivants : -Pour le test de suspension et le test d'agrippement, la souris peut subir un léger stress. -Pour l’électrocardiographie, les souris peuvent avoir une bradycardie liée à l'anesthésie. La température sera contrôlée par une sonde rectale sur la plateforme de l'échographie tout au long de l'expérience. -Pour l'échographie, le thorax des souris sera rasé, et des électrodes seront insérées en sous cutané pendant l'électrocardiogramme, ce qui peut également entraîner un stress de courte durée -La mesure des propriétés contractiles musculaires est également réalisée sous anesthésie, pouvant provoquer une sécheresse oculaire au réveil. Concernant le perçage d'oreille des animaux à partir du 14ème jour après la naissance pour leur identification couplée au génotypage, ces animaux peuvent ressentir une douleur de courte durée.
Devenir
Les animaux sont mis à mort sous anesthésie à la fin des deux procédures expérimentales pour plusieurs raisons : Notre projet nécessite la collection d’organes pour compléter l’analyse au niveau histologique et moléculaire. Le phénotype cardiaque étudié est progressive et deviendrait potentiellement sévère si les souris étaient maintenues en vie.
Remplacement
Le modèle murin étant physiologiquement et structurellement assez proche de l’Homme, il nous permettra d’étudier d’une part la physiopathologie et d’autre part de mieux comprendre une activité essentielle de la protéine défectueuse dans cette myopathie. De plus, une étude exclusivement réalisée sur des cellules ne pourrait pas se suffire à elle-même car les effets sur l’ensemble de l’organisme et l’évaluation de la force musculaire seraient impossible à évaluer. Une étude sur culture de cellules mutantes ne peut être envisagée car le phénotype musulaire pathologique ne se développerait pas et la caractérisation du modèle serait alors impossible.
Réduction
Plusieurs procédures expérimentales seront réalisées avec un test maximum par jour. Le nombre d’animaux sera réduit au maximum pour obtenir une puissance statistique suffisante. Le nombre de géniteurs sera réduit en créant des cages d’accouplements avec deux femelles pour un mâle. Un nombre minimum de souris sera également utilisé pour évaluer les dommages liés à cette lignée, à savoir 20 souris par groupe (mâles et femelles sauvages, mâles et femelles porteuses de la mutation). Les résultats obtenus des deux cohortes (souris sauvages et souris Xdéfcientes) seront utilisés pour deux procédures, ce qui permet une réduction du nombre de souris.
Raffinement
Un certain nombre de procédures seront mises en place afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Si des difficultés de locomotion apparaissent, de la nourriture en gel sera placée dans la cage afin de soulager l’animal dans ses déplacements. Les cages d’accouplements seront constituées de deux femelles par cage facilitant l’élevage des petits. Le bien-être des animaux sera contrôlé quotidiennement afin de détecter au plus tôt les premiers signes de souffrance comme l’apathie, la prostration, l’abaissement des paupières et l’apparition d’une cyphose. Pour le nouveau-né, la souffrance sera évaluée visuellement : capacité à se retourner, couleur de la peau, capacité à se mouvoir. À partir du sevrage, une perte de poids de 20% en une semaine conduira à l’arrêt du protocole. En cas de douleur intense, un analgésique pourra être administré et l’étude sera prématurément stoppée.
Choix des espèces
Afin d’évaluer et de mieux comprendre les mécanismes cellulaires induits par une mutation du gène X, nous avons besoin de réaliser des expériences physiologiques in vivo. De plus, cette nouvelle lignée mutante nous permettra de mieux comprendre un des rôles clé dans la maladie musculaire. Les symptômes de faiblesse musculaire et cardiaque liés à cette mutation apparaissent relativement tôt c'est à dire vers 6 semaines et d’autre part, nous souhaitons suivre l 'évolution de cette maladie. Les tests pour évaluer les signes musculaires et cardiaques ne peuvent pas ête réalisées sur d 'autres espèces évolutivement plus éloignées de l'Homme car la structure du muscle y serait trop différente. La souris est la seule espèce physiologiquement et structurellement assez proche de l’Homme dans laquelle nous pouvons réaliser ces expériences.
Étude pilote sur la cinétique de la toxine diphtérique dans des modèles de souris déficientes en SUMO.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent du tamoxifène par gavage puis une injection de toxine diphtérique destinée à détruire les cellules de leur épithélium intestinal, pour étudier la régénération de la paroi de l'intestin. Le porteur décrit une simple étude pilote visant à établir la dose de toxine, en amont d'un projet ultérieur. Il affirme que l'infection provoque une colite modérée et transitoire et qu'aucune alternative non animale n'est possible pour ce processus.
Objectifs
Il s'agit d'une étude pilote visant à évaluer les effets de la toxine diphtérique chez les animaux sauvages par rapport aux animaux déficients en molécule SUMO (Small Ubiquitin-like MOdifier), vise à déterminer l'importance de la sumoylation dans le processus de régénération de l'épithélium intestinal après une lésion induite. Dans un contexte pathologique où des lésions mal réparées de l’épithélium conduisent à des maladies intestinales chroniques, telles que la maladie de Crohn ou la rectocolite hémorragique, ce projet participera également dans le futur à contribuer à l’avancée des recherches pour l’élaboration de nouveaux traitements.
Bénéfices attendus
Grâce à cette étude pilote, nous allons déterminer la cinétique de la toxine diphtérique dans le modèle de souris déficient en SUMO (Small Ubiquitin-like MOdifier). Cela nous permettra de réaliser un projet ultérieur, dans lequel nous administrerons de la toxine diphtérique à ce modèle pour générer une lésion intestinale, ce qui nous permettra de déterminer le rôle de SUMO dans la régénération intestinale. En effet, on sait que ces maladies sont dues à des lésions de la paroi intestinale qui ne sont pas réparées efficacement et qui conduisent ainsi à une inflammation chronique de l’intestin. Mais les mécanismes exacts à l’origine de ces maladies sont encore mal compris et les traitements actuels, qui soignent uniquement les symptômes, ne permettent pas de guérir réellement les patients. Ce modèle murin offre ainsi une bonne opportunité pour explorer les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la maladie puisqu’il permet d’induire une lésion ponctuelle et ciblée dans l’intestin, qui entraînera la mort des cellules épithéliales associée à une inflammation marquée et d’ainsi reproduire chez la souris un phénotype proche de la maladie.
Procédures
Les animaux seront soumis à une administration orale de tamoxifène par gavage (20s), trois frois ; une tous les 5 jours puis il y aura une seule injection intrapéritonéale de toxine diphtérique à J17 (5s).
Impact sur les animaux
Le projet soumis est basé sur l'étude de la régénération intestinale à la suite d’une lésion induite par injection de toxine diphtérique, qui entraîne l'élimination de tous les types de cellules épithéliales de l’intestin. Les effets attendus seront ceux provoqués par la perte de l'épithélium intestinal. Comme aucun autre type cellulaire n'est affecté par la toxine, nous n’attendons ainsi que des effets indésirables de nature modérée. Il est possible que les animaux puissent néanmoins souffrir d'une légère colite, dérivée de la perte transitoire de la capacité d'absorption de l’intestin. Cependant, l'épithélium intestinal a la capacité de se régénérer complètement en seulement 3 jours à la suite d’une blessure, de telle sorte que les animaux ne subiront pas d'effets indésirables sur une durée prolongée. De plus, comme aucun effet secondaire n’est induit par le tamoxifène ou son véhicule et que les animaux seront maintenus en expérience seulement une semaine au maximum après l’administration de toxine diphtérique, nous n’attendons pas de perte de poids des animaux ni d’effets secondaires additionnels durant cette courte période. Le stress lié au gavage/contention, douleur au point de piqure.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de cette procédure afin de récupérer les organes pour étudier les effets de la toxine diphtérique en fonction des doses sur l’animal. Dans le but de déterminer pour l’avenir, la dose idéale à utiliser afin d’étudier les processus de régénération musculaire sans induire de souffrance aux souris.
Remplacement
Il n'existe pas et il ne peut y avoir d'alternatives non animales dans l'étude du processus de régénération de l'épithélium intestinal, car il s'agit d'un processus auquel participent une multitude d'organes et de types de cellules, ainsi que le microbiote lui-même, présent à l'intérieur de l'intestin lumen, qui joue un rôle clé. Pour cette étude, des animaux vivants sont nécessaires car le maintien de l'ensemble du microenvironnement intestinal est essentiel, afin d'établir le rôle de chaque élément dans le dit processus.
Réduction
Les animaux auront le même fond génétique pour limiter les variations entre les lignées. - Le plus grand nombre d'analyses possible sera effectué sur chaque animal, afin d'éviter d'en utiliser inutilement. - Chaque expérience sera réalisée 3 fois, à des jours différents, pour assurer la reproductibilité des expériences. Cependant, si les deux premières expériences génèrent des résultats identiques, la troisième ne sera pas effectuée. - Les analyses statistiques seront effectuées en prenant en compte la structure des données (cages et répétition principalement) en utilisant es modèles à effets mixtes. Les animaux témoins seront comparés aux animaux de laboratoire expérimentaux par groupes de 10 (5 mâles + 5 femelles), ce qui permettra de mettre en évidence les effets attendus avec suffisamment de puissance. - La deuxième répétition d'une expérience ne sera réalisée que si les effets néfastes sur l'animal sont minimes. En cas de découverte d'effets secondaires sévères au cours d’une expérience, le traitement sera interrompu. Les animaux ne peuvent pas être réutilisés car ils seront mis à mort au cours du processus.
Raffinement
En ce qui concerne le futur projet, cette procédure nous permettra d'effectuer un affinage important puisque, grâce à cette étude pilote, nous connaîtrons la cinétique de la toxine diphtérique dans notre modèle, et nous établirons les temps d'étude et le dosage, de sorte que dans le projet sur l'étude du rôle de SUMO (Small Ubiquitin-like MOdifier), dans la régénération intestinale, les animaux auront les conditions optimales impliquant moins de souffrance, sans effets secondaires attendus. En ce qui concerne cette procédure : - Les animaux seront gardés dans un nombre maximum de 5 par cage. - Les injections et gavages seront administrés par une personne formée et compétente dans ce type de techniques. - Un criblage de différentes doses de toxine diphtérique sera effectué afin d'établir une dose minimale de toxine qui ne cause ni douleur ni stress aux animaux. - L'état de santé des animaux sera contrôlé 2 fois par jour tous les jours pendant toute la durée de l'expérience. Des points limites seront mis en place, basés sur une observation clinique de l’animal, des seuils d’intervention et des interventions adaptées (utilisation d’analgésique, mise à mort).
Choix des espèces
La souris de laboratoire Mus musculus est l’espèce indispensable dans la réalisation de ce projet. Il s'agit tout d’abord d'un mammifère, dont le système digestif est essentiellement composé des mêmes structures et des mêmes types de cellules que ceux de l’Homme. L’étude de la régénération intestinale dans cette espèce est donc tout appropriée. De plus, la création de lignées génétiquement modifiées est un processus établi et relativement facile à mettre en place. Elle génère ainsi des modèles spécifiques pour étudier par exemple des types cellulaires donnés, ici cellules épithéliales intestinales et cellules souches, nous permettant ainsi de répondre à plusieurs questions. Les souris sont également faciles à entretenir et à manipuler et se reproduisent relativement rapidement. Toutes ces caractéristiques font de la souris de laboratoire un modèle idéal pour nos besoins. De jeunes souris adultes (entre 8 et 12 semaines) seront utilisées car il est nécessaire que le développement et la maturation de l'animal soient terminés, afin qu'il n'interfère en aucune façon dans l'obtention de résultats, ainsi qu'ils soient pas trop âgé, de sorte que, de la même manière, le processus de vieillissement ne le fasse pas.
Caractérisation du phénotype osseux d’un modèle murin d’une maladie rare osseuse
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles portent un modèle d'une maladie osseuse rare et subissent des radiographies sous anesthésie tous les quinze jours, jusqu'à sept injections intrapéritonéales, un séjour en cage métabolique et une ponction cardiaque terminale. Le projet vise à décrire l'apparition de la maladie pour définir une fenêtre thérapeutique. Le porteur minimise les nuisances, évoquant une simple "gêne très passagère", et présente la création de ce modèle murin comme nécessaire faute de pouvoir suivre la maladie chez les patients.
Objectifs
L’ostéopathie striée avec sclérose crânienne (OSSC) est une maladie osseuse génétique caractérisée par une augmentation de la formation osseuse par suractivation des ostéoblastes, cellules fabriquant le tissu osseux. Cette activation incontrôlée des ostéoblastes est due à une suractivation de la voie Wnt dans les ostéoblastes. Les patients présentent du fait de la formation osseuse exagérée, des compressions de structures vasculaires et nerveuses, notamment au niveau du crâne, de la mâchoire ou encore du rachis. Il n’existe à l’heure actuelle aucun traitement à proposer aux patients, qui subissent des interventions chirurgicales à répétition pour lever ces compressions. Un modèle murin de la pathologie a été généré. Cependant, seuls les animaux à 6 semaines ont été caractérisés. L’objectif de ce projet est d’analyser le phénotype osseux de ces animaux afin de définir une fenêtre d’intervention thérapeutique. Pour cela, les animaux seront suivis de 4 à 12 semaines.
Bénéfices attendus
Le suivi du développement de l’ostéosclérose n’est pas possible chez les patients puisque lorsque les patients sont diagnostiqués l’ostéosclérose est déjà établie. La description de cette apparition est la première étape qui permettra de définir une fenêtre thérapeutique afin de tester des médicaments candidats, préalable indispensable avant de pouvoir proposer un traitement aux patients qui pour le moment n’en ont pas.
Procédures
Le phénotype osseux des souris est exploré par un examen radiographique tous les 15 jours qui nécessite une anesthésie et qui dure 5 minutes, un seul recueil d’urines en cage métabolique (durée maximale 2h) pour l’analyse des marqueurs osseux urinaires, l’injection de 2 fluorochromes pour analyser la formation dynamique de l’os (2 minutes par injection) et enfin, le prélèvement sanguin intracardiaque pour l’analyse des marqueurs osseux sanguins.
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis au maximum à 7 injections intrapéritonéales (anesthésies et injections de fluorochromes), 2h de cage métabolique et à une ponction cardiaque terminale. Aucun autre dommage que d’être manipulé pour pratiquer les injections, lesquelles peuvent éventuellement provoquer une gêne très passagère qui ne nécessite pas de médication.
Devenir
Les animaux concernés par cette procédure sont mis à mort pour réaliser des prélèvements post-mortem des os et des caecum qui permettront de caractériser le phénotype osseux et de définir une fenêtre de traitement.
Remplacement
L'OSSC est caractérisée par une augmentation de la densité osseuse ou sclérose. La culture de cellules mutées in vitro a déjà fourni des informations sur les voies de signalisation impliquées dans le développement de cette pathologie mais toutes ces études préalables in vitro sont menées sur des cellules de patients. Or, ces derniers ne peuvent être diagnostiqués que quand l’ostéosclérose est déjà installée. C’est pourquoi un modèle de souris où le gène responsable est invalidé a été généré. Ce modèle nous permettra de décrire la mise en place de l’ostéosclérose et de définir une fenêtre thérapeutique.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est optimisé pour obtenir des résultats statistiques. Leur nombre (120) a été restreint au minimum indispensable de façon à obtenir des données nécessaires à l’établissement de la cinétique d’apparition de l'ostéoslcérose de l'OSSC. L’analyse initiale du modèle à 6 semaines permet d’estimer la puissance statistique de nos analyses et l’échantillonnage nécessaire pour caractériser les effets biologiques souhaités.
Raffinement
Les mesures de densité minérale osseuse, seront effectuées tous les 15 jours sous anesthésie avec analgésie. Le temps de radiographie sera d’environ 5 minutes par animal et il sera surveillé jusqu’à son réveil. Le personnel de l’animalerie et les expérimentateurs assureront une surveillance quotidienne. Nous ne prévoyons pas de complications pour les animaux aux différents temps de la procédure qui se résument à 7 injections intrapéritonéales , 2h maximum d’isolement en cage métabolique. Cependant, dans l’éventualité d’apparitions de points limites, une surveillance plus fréquente et un apport de nourriture gélifiée seront mis en place. Les animaux seront hébergés sous conditions standards.
Choix des espèces
L'OSSC est caractérisée par une augmentation de la densité osseuse ou sclérose. La culture de cellules mutées in vitro a déjà fourni des informations sur les voies de signalisation impliquées dans le développement de cette pathologie. Cependant, la définition d’une fenêtre thérapeutique nécessite au préalable la caractérisation du phénotype osseux. Il a été nécessaire pour mettre en oeuvre ce projet de générer un modèle murin répondant aux besoins de notre étude, ce qui n’a jamais été fait pour le moment. A 6 semaines, les souris mutées ont une augmentation de la masse osseuse, comme précédemment décrit. Nous voulons caractériser l’évolution du phénotype osseux entre 4 et 12 semaines afin de définir une fenêtre d’intervention thérapeutique. L’etude commencera à 4 semaines correspondant au sevrage des animaux et qui correspond à un stade plus précoce que ce qui a été décrit dans la littérature et 12 semaines où le phénotype ne devrait plus s’accentuer ; les animaux étant adultes.
Etude de l’efficacité de médicaments candidats dans des modèles précliniques de cholestases génétiques
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
608 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent deux injections de virus sous anesthésie puis des médicaments candidats par voie orale ou intrapéritonéale, avant le prélèvement de leur sang, de leur bile et de leur foie. Le projet teste des molécules censées éviter ou retarder la transplantation hépatique dans des maladies rares du foie de l'enfant. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas de méthode alternative" pour tester in vivo l'efficacité de ces médicaments candidats.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de valider à un stade préclinique l'efficacité de médicaments candidats à améliorer la condition d'animaux mimant des maladies hépatiques humaines rares et sévères appelées Cholestases Intrahépatiques Familiales Progressives de type 2 et 3 (PFIC2/3 en anglais). Les molécules candidates qui seront testées chez les animaux auront été sélectionnées au préalable sur la base de tests effectués sur des cultures cellulaires. Afin de mettre en évidence l'efficacité des molécules testées, la composition de la bile d'animaux traités avec ces molécules sera comparée à celle d'animaux contrôles non traités. Ainsi, la molécule la plus pertinente sera considérée comme un médicament candidat, alternative à la transplantation hépatique, procédure lourde et compliquée par le manque de greffons, requise pour la majorité des patients atteints de PFIC2/3.
Bénéfices attendus
La majorité des patients atteints de maladies hépatiques rares et sévères telles que les PFIC (Progressive Familial Intrahepatic Cholestasis) ont besoin d'une transplantation hépatique avant l'âge adulte, du fait de la faible efficacité des traitements actuellement proposés. Ce projet est une étude préclinique qui vise à évaluer l'efficacité de médicaments candidats à améliorer les paramètres hépatiques d'animaux mimant ces pathologies humaines. Si l'efficacité de ces nouvelles molécules est confirmée, leur transfert vers le patient sera envisagé afin d'éviter, ou au moins de retarder, la transplantation hépatique pour ces malades.
Procédures
Les seules nuisances que les animaux devraient subire sont liées à des injections. Les souris subiront deux injections de virus à intervalle de 7 ou 14 jours sous anesthésie générale, chaque intervention (anesthésie + injection) ne devant pas dépasser une durée de 10 minutes. Les médicaments candidats seront administrées soit par voie orale (30 secondes maximum par animal), soit par injection intrapéritonéale après anesthésie locale (20 minutes maximum par intervention). L'administration des médicaments candidats se fera pendant trois jours avec au maximum deux traitements par jour. Suite à ces traitements, les animaux seront euthanasiés afin de prélever les échantillons biologiques.
Impact sur les animaux
L'injection des particules virales et des molécules candidates ne devraient pas engendrer d'effets indésirables notables, sur la base de la littérature existante et de nos données obtenues au préalable dans nos modèles cellulaires. Suite à ces injections, les animaux seront suivis afin d'identifier une éventuelle détresse telle que la peur, le stress ou la douleur. Si de tels effets indésirables sont observés, une attention particulière sera apportée afin de limiter au mieux ces nuisances, comme par exemple en modifiant l'environnement et/ou l'enrichissement dont les animaux bénéficieront.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure. Dans ce projet, le recours à l'euthanasie est indispensable dans le but de prélever et d’étudier les fluides (sang, bile) et tissus (foie) impliqués dans les maladies que nous cherchons à traiter.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet d'étude préclinique, il n’existe pas de méthode alternative pour remplacer l'expérimentation animale, notre objectif étant de tester in vivo l'efficacité de médicaments candidats.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est le minimum requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables. Le nombre d’animaux a été évalué à 8 pour chaque groupe, sur la base de nos analyses statistiques préalables. ce qui permettra d'obtenir des résultats suffisamment fiables pour ne pas avoir à effectuer de nouvelles expériences. Par ailleurs, les conditions expérimentales testées ont été réduites au maximum afin d'utiliser le moins d'animaux possible sur l'ensemble de ce projet.
Raffinement
Les animaux seront anesthésiés pour les injections ainsi que pour la procédure finale (prélèvement et euthanasie). L’environnement sera enrichi, la nourriture et l’eau seront disponibles à volonté. Si l’animal atteint un niveau de souffrance important, il sera tout d'abord soulagé par l’administration d’un analgésique ; et si les symptômes persistent ou sont trop sévères, l'animal sera euthanasié. Les animaux seront examinés quotidiennement par du personnel qualifié. Les souris seront accueillies dans une animalerie au statut sanitaire strict et prises en charge par du personnel formé et qualifié.
Choix des espèces
L'utilisation de modèles animaux, en particulier les souris, est très référencée dans la littérature scientifique pour la validation préclinique de médicaments candidats. Leur petite taille permet d'héberger un grand bombre d'animaux dans l'espace confiné d'une animalerie, permettant ainsi l'analyse de nombreuses conditions expérimentales tout en maintenant une importante puissance statistique. De plus, la littérature scientifique rapporte des approches similaires à ce projet dans le cadre de la thérapie génique (injection de virus), soulignant ainsi la pertinence du modèle choisi dans le cadre de notre projet. Les souris utilisées seront de jeunes adultes de 6 à 8 semaines pouvant supporter au mieux la procédure. Les souris seront euthanasiés au plus tard à l'âge de 12 semaines.
Rôle de l’activité électrique dans la maladie de Charcot
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
511 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés, la plupart tuées à l'issue et vingt-sept gardées en vie pour la reproduction. Porteuses d'un modèle de maladie de Charcot, elles reçoivent une injection de vecteur viral dans le cerveau ou la moelle et subissent deux tests moteurs mesurant force et coordination. Le porteur indique que les animaux perdent du poids et de la mobilité, et sont mis à mort avant la paralysie totale des membres. Il affirme que le modèle murin reproduit les traits de la maladie et qu'une approche sur cellules souches humaines est "à ce jour impossible".
Objectifs
La maladie de Charcot ou sclérose latérale amyotrophique est une maladie neurodégénérative rare caractérisée par la dégénérescence des motoneurones de la moelle épinière qui innervent les muscles. La perte des motoneurones conduit à la paralysie des membres, puis au décès par détresse respiratoire. Au cours de la progression de la maladie, les premiers motoneurones touchés sont ceux impliqués dans l’effort intense (motoneurones vulnérables) alors que les posturaux résistent à la maladie (motoneurones résistants). Un des enjeux majeurs est de comprendre les mécanismes responsables de la perte sélective des motoneurones. Pour aborder cette question, nous avons séquencé l’ARN des motoneurones impliqués dans la posture et de ceux impliqués dans l’effort bref et intense. A partir des banques d’ARN, nous avons sélectionné un gène dont l’expression est spécifique des motoneurones impliqués dans les efforts musculaires intenses. Ce gène contribue au transfert d’information entre neurones et neurones-muscles : la neurotransmission Sa délétion chez la souris n’induit pas de phénotype locomoteur. La souris modèle de la maladie de Charcot utilisée dans le projet est très bien caractérisée et reproduit les traits cliniques de la pathologie. L’effet de la perte du gène candidat sera évalué sur la progression de la maladie. Ce projet a une pertinence médicale directe en abordant la question de la vulnérabilité et la résistance dans les maladies des motoneurones.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre d’explorer de nouvelles pistes thérapeutiques en ciblant les acteurs responsables de la vulnérabilité des motoneurones vis-à-vis de la maliadie de Charcot. Notamment, réduire spécifiquement l’excitabilité des motoneurones est une approche qui permettrait de prolonger et/ou d’améliorer la qualité de vie des patients.
Procédures
Afin de suivre l’évolution des capacités motrices des souris atteintes de la maladie de Charcot, les animaux seront suivis par des tests comportementaux simples, non invasifs, ne nécessitant pas de déprivation de nourriture. Deux tests comportementaux moteurs seront ici utilisés pour définir les capacités motrices et les propriétés de coordination motrice. Chaque test prend moins de 5 min par souris. Notre étudions l’expression de gènes candidats participant au processus de dysfonctionnement des neurones moteurs. A cette fin, une préparation des tissus est nécessaire avant de procéder à la biopsie. Nous procédons donc à une perfusion intra-cardiaque sur des animaux anesthésiés ayant reçu une dose léthale d’anesthésique/analgésique chimique. Cette procédure prend moins de 5 min par animal. Les souriceaux recevront une seule injection de vecteur viral en intracerébroventriculaire et les souris agées de 30 jours recevront une seule injection virale en intrathécal.
Impact sur les animaux
Le modèle rongeur de la maladie de Charcot que nous utilisons récapitule les principaux traits de la pathologie humaine et a fait l’objet de nombreuses études nous permettant de connaître très précisément leur tableau clinique. Les nuisances attendues sont une perte de poids, une mobilité réduite .Les animaux sont euthanasiés avant la paralysie totale des membres (quand le temps de retourment de l'animal mis sur le dos est supérieur à 15 secondes) et donc avant la détresse respiratoire (qui n'a jamais été observée dans le modèle rongeur).
Devenir
27 animaux seront en utilisation continue pour la reproduction. Tous les autres seront euthanasiés pour répondre à deux nécessités du projet : 1) prélever des tissus afin d’étudier des paramètres histologiques. 2) l’autre nécessité est liée à la pathologie elle-même, qui est fatale chez l’homme et également dans le modèle murin de la maladie de Charcot utilisé ici, et rentre dans le cadre de l’étude de l’approche thérapeutique sur l’espérance de vie des souris qui auront reçu ou non le traitement.
Remplacement
Le modèle murin de la maladie de Charcot mime l’ensemble des traits cliniques, électrophysiologiques et histopathologiques de la maladie humaine et la validation fonctionnelle et le protocole thérapeutique pré-clinique que nous proposons requiert une expérimentation sur les modèles animaux de la maladie. De même notre stratégie ciblée sur les sous population de motoneurones spinaux est à ce jour impossible sur des cellules souches humaines pluripotentes induites, car ce modèle in vitro ne permet pas de reproduire la diversité fonctionelle électrique et synaptique des populations de motoneurones de la moelle épinière.
Réduction
Le nombre de souris est déterminé en suivant scrupuleusement les recommandations internationales et les études qui définissent les tailles optimales des cohortes d’animaux. Nous suivons donc un traitement statistique qui permet de réduire le nombre d’animaux et limiter les faux-positifs. Pour les cohortes de suivi de la progression de la maladie : N= 24 souris par condition (12 males et 12 femelles). Pour les analyses histopathologiques, N = 8 souris par condition (4 males et 4 femelles) .
Raffinement
Une connaissance extensive du modèle murin de la maladie de Charcot permet de connaître et donc anticiper les différentes étapes de la maladie et donc de normaliser le suivi des animaux. Une surveillance régulière est mise en place et assurée par les expérimentateurs et nous travaillons étroitement avec la structure du bien-être animal. L’enrichissement du milieu avec des copeaux dans les litières, igloo, PVC et du coton vierge pour faire un nid végétal contribue à fournir un environnement non stressant propice au repos. Les points limites sont définis par le suivi régulier du poids des souris et leur capacité à effectuer une tache motrice reflexe simple. Un arbre décisionnel spécifique est défini et suivi par les expérimentateurs associés au projet. De plus une surveillance visuelle quotidienne est effectuée par les zootechniciens. Toute anomalie indépendante de la pathologie comme des signes d’angoisse, de détresse ou de douleur est signalée afin d’apporter une réponse rapide et adaptée. Une grille d’évaluation définie par la structure du bien-être animal nous permet de suivre les animaux ainsi identifiés et de prendre rapidement des mesures adaptées.
Choix des espèces
La lignée de souris transgénique modèle de la maladie de Charcot qui est utilisée dans ce projet récapitule la progression rapide de la pathologie, ce qui est le plus souvent observée en clinique. De plus ce modèle reproduit les traits cliniques, électrophysiologiques et histopathologiques spécifiques de la maladie, à savoir la perte précoce des motoneurones impliqués dans les efforts musculaires intenses. Nous avons identifié un gène marqueur des motoneurones vulnérables dans la maladie de Charcot et qui pourrait intervenir dans les fonctions d’effort musculaire. Nous allons induire la perte de fonction de ce gène chez la souris modèle de la maladie de Charcot et suivre l’effet sur la progression de la maladie. Les cohortes utilisées pour l’analyse de la progression de la maladie sont suivies à différentes étapes de la maladie (non symptomatique, début de la maladie et symtomatique) jusqu’au point limite défini pour ce modèle de la maladie de Charcot (environ 4.5 mois pour des animaux sans traitement).
Décrypter le vieillissement intestinal accéléré dans un modèle murin de Progéria ou syndrome de Hutchinson-Gilford
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
790 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à sévères. Elles portent un modèle de progéria, une maladie de vieillissement accéléré, et subissent biopsie de la queue, gavages et prélèvements sanguins sous anesthésie pour l'étude du vieillissement intestinal. Le porteur indique que les animaux transgéniques présentent un vieillissement accéléré, la gravité sévère concernant 750 des 790 souris. Il décrit le recours au modèle animal comme "essentiel", tout en signalant avoir développé des "mini-colons" in vitro pour en limiter le nombre.
Objectifs
Le syndrome de Hutchinson-Gilford (HGPS) également appelé progeria est une maladie génétique pédiatrique conduisant à un vieillissement accéléré. Les enfants atteints présentent des retards de croissance, des malformations cutanées et osseuses et des anomalies cardiovasculaires, réduisant fortement leur espérance de vie. Cette maladie conduit à la production d'une protéine toxique appelée progerine difficilement détectable dans les tissus. La progérine est responsable d'un vieillissement cellulaire précoce et accéléré notamment au niveau des cellules souches. L’impact de la maladie sur le vieillissement intestinal n’a à ce jour jamais été caractérisé. Notre projet vise à caractériser lce viellissement dans un modèle de souris transgénique reproduisant la maladie et à l’élaboration d’un modèle murin facilitant la détection de la progérine dans les tissus.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra d'explorer les perturbations profondes qui se produisent dans le tissu intestinal chez les enfants atteints de cette maladie génétique. Nous allons également créer un tout nouveau modèle tissu- et cellule-spécifique pour étudier les effets du vieillissement dans le contexte de la maladie progerique. Cette avancée pourrait nous permettre de développer des thérapies innovantes, et ainsi leur offrir la possibilité d'accroitre leur espérance de vie.
Procédures
Le génotypage des souris se fera par une biopsie caudale en quelque secondes. Nous évaluerons la qualité de la permeabilité de la barrière par l'administration par gavage d'un composé non toxique de quelques minutes. Le gavage sera réalisé chez le même animal à la phase précoce, intermédiaire et tardive de la maladie progérique. Le prelevement sanguin pour detecter le composant se fera sous anesthésie générale brève de quelques minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux porteurs de la maladie progérique vont présenter une viellissement accéléré. Le genotypage des souris nécessite une biopsie caudale dont la douleur est prévenue par l'application d'anesthésique cutané. Le gavage intestinal est une source de stress et nécessite une expertise afin d'éviter des fausses routes. Le prélèvement sanguin peut générer douleur et stress qui seront prévenus par une brève anesthésie générale .
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure du projet pour des analyses post-mortem des tissus. Cette analyse permettra de déterminer l’impact de la maladie sur l’homéostasie du tissu intestinal.
Remplacement
L'étude de la physiopathologie du tissu intestinal, en renouvellement permanent, et en particulier dans un syndrome de veillissement accéléré, ne peut pas être réalisée en dehors du contexte d'un organisme complet, à l'issue d'un processus de développement et de viellissement caractéristique des mammiféres. Le modèle animal est donc essentiel à la compréhension de cette maladie.
Réduction
Nous utiliserons un nombre maximum de 360 animaux porteurs de la maladie progérique. Les animaux non utilisés pour cette caractérisation seront sinon éliminés avant l'apparition des premiers signes cliniques de vieillissement. Nous avons réduit le nombre d’animaux nécessaires à cette étude en développant un modèle de « mini-colons » in vitro dans tous les cas où cela semble possible. Ces mini-colons sont produits à partir de cellules souches intestinales prélevées après la mise à mort des animaux et pourront être utilisé pour des traitements in vitro. Enfin, la production de souris hétérozygotes portant la mutation de cette maladie et présentant un phénotype de vieillissement plus modéré sera privilégiée si les résultats scientifiques démontrent sa pertinence par rapport à la maladie humaine.
Raffinement
Nous garantirons la protection du bien-être des animaux porteurs du transgène, par la mise en place de mesures de raffinement spécifiques et adaptées : alimentation ramolie au sol, protection des nouveaux-nés contre l’hypothermie, points limites spécifiques basés sur le système de score reconnu pour ce modèle (pelage, démarche, activité, poids). Une surveillance quotidiennement par les zootechniciens et l'enrichissement de leur environnement seront assurés.
Choix des espèces
La souris est un modèle de choix reproduisant cette maladie pédiatrique et permettra d'identifier, grâce à l'expression de rapporteurs conditionnels, les types cellulaires produisant la protéine toxique progérine au sein des tissus. Les animaux étudiés dans ce projet sont tous adultes car la protéine toxique progerine responsable du vieillissement accéléré ne s'exprime pas dans les stades précoces de vie.