Souris
Etude des conséquences à long terme de l’isolement social dès la période adolescente chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
554 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger, modéré et sévère, 494 tuées à l'issue et 60 gardées pour réutilisation. Isolées en cage individuelle du sevrage à l'âge adulte, elles subissent une batterie de tests comportementaux, un test de nage, des chocs électriques de faible intensité et un stress de contention, pour étudier les conséquences de l'isolement social sur l'anxiété et la mémoire. Le porteur indique que les souris isolées devraient développer les troubles comportementaux qui font l'objet de l'étude et renonce à tout enrichissement pour ne pas biaiser les résultats. Sur le remplacement, il affirme que ces comportements ne peuvent s'étudier que chez l'animal vivant.
Objectifs
Il est aujourd'hui largement documenté que l'isolement social durant la période adolescente constitue un facteur de risque au développement de troubles anxieux et mnésiques, et de déficit des interactions sociales à l'âge adulte. Ainsi, des études portant sur des enfants élevés dans des institutions où de la négligence et une absence d'interactions et de stimulations sociales ont été rapportées ont montré que la privation est corrélée à des altérations du fonctionnement neuronal et à d'importants troubles comportementaux. Néanmoins la compréhension des mécanismes impliqués reste très parcellaire en raison de la nature observatoire et corrélationelle des études épidémiologiques disponibles à ce jour. Sur la base de ces observations, notre projet a pour objectif de mettre en place un modèle murin d'isolement social durant l'adolescence, d'en analyser les conséquences comportementales à long terme, et de relier les potentiels dysfonctionnements comportementaux à une altération du développement de l'hippocampe, une structure clé pour la gestion des états émotionnels, des capacités cognitives et pour la mise en place des interactions sociales. Deux groupes expérimentaux seront crées: un groupe "Social" dans lequel les souris seront élevées en groupe social stable; un groupe "Isolement" dans lequel les souris seront hebergées individuellement à partir du sevrage (P21) et ce jusqu'à la fin de l'expérience à l'âge adulte. Les animaux seront soumis à l'âge adulte à une batterie de tests visant à caractériser leur niveau d'anxiété générale ainsi que leur capacité d'interaction avec leurs congénères et leur capacités mnésiques. L'impact des différents traitement sur le développement de l'hipppocampe sera également analysé.
Bénéfices attendus
Ces expériences fourniront des informations uniques sur les facteurs à l'origine de l'émergence des troubles anxieux et sociaux ainsi que sur les processus neuronaux impliqués. Elles permettront à moyen terme d'identifier des marqueurs biologiques précoces prédictifs d'une vulnérabilité comportementale ultérieure. La transposition à l'humain, à plus long terme, permettra la prise en charge des individus à risque.
Procédures
Procédure 1: hébergement en cage individuelle durant la gestation . Procédure 2: hébergement en cage individuelle du sevrage à la mise à mort à l'âge adulte; tests comportementaux (4 tests de 30 min max par jour). Procédure 3: hébergement en cage individuelle du sevrage à la mise à mort à l'âge adulte; tests comportementaux de 30 min max par jour. Procédure 4: hébergement en cage individuelle du sevrage à la mise à mort à l'âge adulte; tests comportementaux de 10 min max par jour. Procédure 5: hébergement en cage individuelle du sevrage à la mise à mort à l'âge adulte; test comportemental de 30 min; stress de contention de 30 min; prélèvements de sang (3 prélèvement à 30 min et 90 min d'intervalles pour un volume de 50µl par prélèvement).
Impact sur les animaux
Les femelles gestantes seront isolées afin de dater précisément la mise bas. Les animaux des groupes "isolé" seront hébergés en cages individuelles avec peu de contacts sensoriels avec leurs congénères. Nous nous attendons à ce qu'ils développent des troubles comportementaux qui font l'objet même de l'étude. Toutes les souris (hormis les mères) recevront 3 injections intrapéritonéales à 24h d'intervalle. Ces injections et le composé injecté sont sans effets nuisibles pour l'animal. Un groupe de souris sera soumis a des tests comportementaux basés sur leur propension naturelle à explorer de nouveaux environnements / congénères. Ces tests sont non invasifs et sans nuisances pour l'animal. Un second groupe sera soumis à deux tests légèrement aversifs. Dans le premier, les souris doivent nager pour trouver un refuge. Les sessions durent moins d'1 minute et sont sans impact sur le metabolisme ou le comportement ultérieur des animaux. Dans le second, les animaux recoivent des chocs électriques de faible intensité et durée (1seconde) qui engendrent une légère douleur et un inconfort immédiat mais est sans impact sur leur comportement ultérieur. Enfin, un dernier groupe de souris sera soumis à un stress aigü de 30 min (stress de contention) . Nous nous attendons à une activation de l'axe hormonal du stress qui fait l'objet de l'étude.
Devenir
Les femelles utilisées pour la reproduction (procedure 1) et les 60 souris démonstratrices utilisées en procédure 2 et 3 seront gardées en vue d'une réutilisation dans le même établissement utilisateur. Toutes les autres souris seront mises à mort pour collecte des cerveaux en vue des analyses ultérieures.
Remplacement
L’objectif du projet est de caractériser et de valider un protocole de stress précoce dans un modèle murin et d’étudier les conséquences de ce stress sur le développement de troubles anxieux, mnésiques, et d'interaction sociale à l’âge adulte. Par essence, l'expression de tels comportements ne peut s'envisager que chez l'animal in vivo et il n'est pas possible a l'heure actuelle d'envisager le remplacement de ce modèle par des approches in vitro ou in silico.
Réduction
Nous prévoyons d’utiliser le nombre minimal de souris nécessaire pour obtenir des analyses statistiques fiables et cohérentes. Pour les études comportementales, un effectif de 12 animaux par groupe est nécessaire. Afin de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés, et les tests comportementaux envisagés étant non invasifs, nous effectuerons tous les tests sur les mêmes animaux. Pour le test de paradigme social à trois chambres, nous utiliserons comme souris étrangères les animaux reproducteurs ayant Cre-. Ces animaux Cre- sont issus des mêmes accouplements que ceux mis en place pour générer les animaux Cre+. Enfin mâles et femelles seront utilisés.
Raffinement
Afin de ne pas interférer avec les conséquences de l'isolement social, aucune mesure de surenrichissement ne sera mise en place par ce qu'elle pourrait biasier les résultats. Néanmoins, des points limites stricts et spécifiques seront mis en place et un soin particulier sera accordé à l'observation des animaux au travers de la surveillance quotidienne effectuée par le personnel zootechnique mais aussi par l'évaluation de critères de bien être: pesée des souris a chaque changement de cage (une fois tous les 15 jours), observation de l'état du poil,
Choix des espèces
La neurogenèse dans le GD de l'hippocampe, qui est notre candidat mécanistique pour expliquer les effets de l'isolement social, a été étudiée principalement chez le rongeur. De plus, le modèle utilisé dans ce projet est la souris car 1) ce projet fait suite à des premières études réalisées chez la souris; 2) il s'insère dans un projet plus général faisant appel à des lignées transgéniques développées chez la souris (lignées GR-flox, Ascl1-flox...). Enfin le modèle d’étude employé doit permettre de reproduire un système biologique fonctionnel et complexe, dont les mécanismes ontogénétiques sont comparables à ceux qui régissent le développement des mêmes fonctions chez l’humain. Dans ce cadre, le modèle rongeur constitue un outil incontournable. Nous avons opté pour l'utilisation de souris dans un souci d'homogénéité de l'ensemble de nos expériences, ce qui permet une réduction du nombre d'animaux utilisés. Les animaux seront utilisés à partir du sevrage (21 jours de vie) et jusqu'à l'âge adulte puisque notre modèle a pour objectif d'étudier l'impact à long terme de l'isolement social durant les périodes juvéniles et adolescentes.
Test de l’efficacité de traitements dans des modèles expérimentaux de colite
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
Rats : 1296
4 464 animaux non-humains, 3 168 souris et 1 296 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une colite est provoquée par voie intra-rectale sous anesthésie ou par l'eau de boisson, puis les molécules à tester sont administrées par gavage, pour cribler des candidats médicaments anti-inflammatoires. Le porteur indique que l'induction de la maladie provoque une diarrhée sévère, une perte de poids et un prolapsus rectal, la mise à mort intervenant notamment au-delà de 20 % de perte de poids. Sur le remplacement, il affirme que ce modèle d'organisme entier est "indispensable" et qu'aucun modèle cellulaire ne reproduit les procédures.
Objectifs
Le projet se focalise sur l’étude des maladies inflammatoires de l’intestin : la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique qui sont des maladies inflammatoires du côlon causées par plusieurs facteurs génétiques et environnementaux. Leurs caractéristiques incluent des douleurs abdominales, des diarrhées et la détérioration de l'état général du patient (fatigue chronique et perte de poids). L’inflammation de l'intestin résulte d'une réponse immunitaire inappropriée de l'épithélium aux bactéries présentes dans la flore intestinale. La colite expérimentale peut être induite par l’administration dans l’eau de boisson ou l’administration intrarectale de différents composés; ces deux modèles sont simples et offrent un degré élevé d'uniformité et de reproductibilité de la plupart des lésions dans le côlon distal. Ces modèles sont souvent utilisés pour induire une forme de colite chez la souris ou chez le rat qui imite les caractéristiques cliniques et histologiques des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. Ce projet d’étude préclinique se concentre sur le potentiel de traitements de maladies inflammatoires de l'intestin. Les molécules anti- inflammatoires que nous testons font partie de programmes de recherche impliquant des étapes de validation de l’efficacité in vitro sur des modèles d’inflammation (par exemple, screening dans des lignées de macrophages) et des étapes de validation de l’efficacité in vivo nécessitant des études modèle et espèce indépendantes. Préalablement aux études in vivo, des études de toxicité aiguë et répétée seront réalisées si besoin pour déterminer la dose de traitement à administrer. Différentes espèces de souris et de rats pourront être utilisées en fonction des sous-familles de molécules anti-inflammatoires étudiées et des connaissances décrites dans la littérature.
Bénéfices attendus
Ce projet en général se focalise sur l’étude et la validation, dans un contexte physiopathologique pertinent, de l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques ou de molécules déjà approuvées pour une autre indication pouvant avoir un effet dans la colite. Les retombées attendues incluent le screening in vivo de molécules efficaces, l’étude si besoin de leur mécanisme d’action et l’évaluation des meilleurs candidats avant une éventuelle utilisation en clinique chez l’homme. Ainsi, nos études permettront de trouver potentiellement des médicaments dont les effets seraient supérieurs aux molécules de référence déjà existantes.
Procédures
Pour le modèle induit par administration intra-rectale, les animaux seront pris en contention pour administrer le mélange anesthésiant afin de réaliser la procédure sur animal endormi. Pour toutes les procédures, les animaux seront pris en contention pour administrer le traitement à tester. Le mode d’administration et la périodicité du traitement dépendra de la formulation de celui-ci, mais la voie préférentielle sera l’administration intra-gastrique (gavage). A la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort selon les méthodes réglementaires.
Impact sur les animaux
Du fait de l’induction de la maladie, l’animal va développer une diarrhée sévère, une perte de poids et un prolapsus rectal. Nous n’attendons pas de nuisance liée à l’administration des traitements (doses non toxiques).
Devenir
Euthanasie : le colon sera prélevé, mesuré et pesé et conservé pour réaliser des analyses histologiques.
Remplacement
Notre projet se focalise sur deux modèles expérimentaux de colite nécessitant l’utilisation d’un modèle animal. Ce système est indispensable pour reproduire la physiologie du système digestif d’un organisme entier. Il n'existe pas de modèle cellulaire reproduisant nos procédures expérimentales.
Réduction
Pour nos expérimentations, nous avons prévu le nombre nécessaire et suffisant d’animaux, pour garder une puissance statistique dans le traitement des résultats et pour avoir le nombre de contrôles internes suffisant, afin de pouvoir conclure sur la toxicité du traitement. L’analyse statistique pour comparer les groupes sera à l’aide d’un test non paramétrique.
Raffinement
La procédure avec administration intra-rectale se fera sous anesthésie générale afin de bien maîtriser le geste et de supprimer la douleur provoquée par l’intervention. De nombreux paramètres seront enregistrés quotidiennement, au niveau physique et comportemental. Les animaux trouvés dans des conditions moribondes et les animaux montrant une douleur sévère et montrant des signes de détresse (dyspnée, convulsions, plégie…) seront mis à mort immédiatement. Les points limites sont définis selon les Directives de l’OCDE (document ENV/JM/MONO(2000)7) et incluent notamment : une perte de poids supérieure ou égale à 20% par rapport au poids initial, une hypothermie, une absence prolongée de réponse volontaire à un stimulus externe comme le bruit, des problèmes ambulatoires empêchant l’animal d’accéder à la nourriture ou à l’eau/anorexie prolongée, difficulté à respirer, automutilation, blessure ou ulcération de la peau etc. La consistance des fèces sera mesurée tous les 2 jours. Si l’animal présente de fortes souffrances avant la fin de la procédure, il sera euthanasié après concertation avec le référent du comité bien-être des animaux. Nous avons mis en place un tableau de suivi qui permet de définir les points limites adaptés. Si le score total d’un animal, toutes catégories confondues, au cours de l’étude est >7 ou bien si le score dans une seule catégorie est 3, l’animal est euthanasié pour raisons éthiques.
Choix des espèces
La souris et le rat sont les animaux appropriés pour ce modèle. L’utilisation des souris et des rats est reconnue pour ces modèles. Ils développent plusieurs symptômes typiques de la colite, décrits dans la littérature et présentés dans la partie « Nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux ». Pour comprendre l’efficacité potentielle des médicaments testés, il est nécessaire d’utiliser plusieurs modèles avec différents mécanismes d’induction de la colite. De plus, le choix de l’espèce et de la souche conditionne la sévérité de la maladie induite. Les animaux seront âgés de 7-10 semaines. A partir de ce stade, les animaux sont parfaitement formés et matures sexuellement.
Etude du lien entre mécanique cardiaque et biologie dans un modèle d’insuffisance cardiaque chez la souris (2/2)
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent une ligature chirurgicale de l'artère coronaire sous anesthésie pour provoquer un infarctus, suivie d'échocardiographies et de prélèvements sanguins, afin d'étudier le remodelage du ventricule gauche après un infarctus. Le porteur indique que la ligature peut être douloureuse et que la dysfonction cardiaque peut entraîner une perte de poids, une baisse d'activité et une défaillance multiviscérale pouvant conduire au décès. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in vitro ne rend compte de ces interactions et que le recours à l'animal est "indispensable".
Objectifs
L’objectif est d’étudier le rôle et la signalisation des contraintes mécaniques dans l’adaptation du muscle cardiaque post-infarctus. Après un infarctus du myocarde, la zone morte se retrouve « étirée » par les fibres musculaires voisines viables qui tentent de maintenir une pompe cardiaque efficace. Ce signal mécanique atypique, traduit par des récepteurs cellulaires, va permettre la réexpression des molécules impliquées dans le développement cardiaque, et permettre ainsi une réparation tissulaire adaptée. Nos travaux préliminaires sur les cœurs explantés de patients greffés pour défaillance cardiaque d’origine ischémique (absence d'oxygénation) semblent confirmer un lien entre la réaction des cellules microvasculaires du cœur aux déformations mécaniques et la nature de cicatrice. Le modèle expérimental d’infarctus par ligature coronaire chez la souris nous permet d’établir une corrélation entre observations histologiques, stress mécanique et fonction cardiaque mesurée par échographie, à la fois en cas d’évolution favorable et néfaste. Nous pouvons ainsi coupler le comportement mécanique des parois cardiaques par imagerie non invasive sur un animal vivant, avec une analyse biologie et moléculaire à l’échelle cellulaire, afin de prédire la survenue d’une insuffisance cardiaque et l’impact de certaines thérapeutiques.
Bénéfices attendus
La compréhension des processus biologiques impliqués dans le remodelage du ventricule gauche après infarctus permettra de prédire, par méthode non invasive, l’apparition d’une dysfonction myocardique en se basant sur l'analyse des contraintes mécaniques autour de la zone de l'infarctus. Nous pourrons alors envisager les options thérapeutiques adaptées pour prévenir ou contrôler la progression de l’insuffisance cardiaque causée par un infarctus.
Procédures
Tous les animaux subiront une échocardiographie de départ sous anesthésie générale (10 minutes) pour évaluer la fonction cardiaque initiale. Un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (10 secondes) sera effectué, afin de suivre l'évolution des niveaux circulants de biomarqueurs. Enfin, une ligature de l'artère coronaire chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie avec ventilation mécanique (30 minutes), afin d'induire un infarctus. Un premier groupe sera euthanasié après nouvelle échocardiographie (sous anesthésie générale) et prélèvement sanguin à J7, un deuxième groupe sera réévalué par échocardiographie (sous anesthésie générale) et prélèvement sanguin à J7 et J28 puis euthanasié.
Impact sur les animaux
La procédure de ligature coronaire chirurgicale peut être douloureuse pour l’animal. La dysfonction cardiaque résultant de l’infarctus peut entraîner dans les jours suivants une perte de poids, une réduction de l’activité ou de la mobilité, un stress, un comportement anormal, une défaillance multiviscérale pouvant conduire au décès. Il existe un risque minime mais possible d’irritation/inflammation de la suture.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés afin d'étudier sur les coeurs la corrélation histologique et moléculaire avec l'analyse mécanique par échographie. Le cœur des animaux sera prélevé pour analyses tissulaires afin d'approfondir les connaissances dans ce domaine.
Remplacement
Aucun modèle in vitro ne permet de rendre compte de la complexité des interactions entre le sang et les tissus, ainsi que les interactions cellulaires et moléculaires impliquées dans l'adaptation ventriculaire post-infarctus. Le recours à un modèle animal est indispensable pour valider in vivo les hypothèses soulevées chez l’homme. De plus, l’étude de la fonction cardiaque nécessite un cœur battant et donc l’utilisation d’animaux vivants. Néanmoins, lorsque celà est possible, nous utiliserons des cellules cardiaques issues du myocarde afin de valider certaines de nos hypothèses in vitro.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux, nous nous sommes basés sur des études préalablement publiées dans la littérature ainsi que sur les travaux antérieurs réalisés au sein du laboratoire afin de calculer le nombre minimum nécessaire mais suffisant d’animaux à utiliser pour valider notre hypothèse.
Raffinement
Afin de minimiser le stress des animaux, ceux-ci seront placés en groupe avec des éléments d’enrichissements comme des bâtons à ronger, des éléments permettant la nidification ainsi qu’un accès illimité à la nourriture et l’eau de boisson. Les animaux seront surveillés visuellement quotidiennement. La mise en place de nourriture humidifiée dans la cage, l'hydratation et l'application d'un gel hydratant au niveau des yeux pourront être effectués. Un anti-douleur est administré avant et après l’intervention, et au décours à la demande. Le suivi de la fonction cardiaque par échographie, technique non invasive et indolore, est réalisé sous anesthésie gazeuse. Parallèlement, un suivi clinique des animaux sera effectué quotidiennement jusqu'à J7, puis tous les 2 jours. Nous mettrons pour cela en place une grille de score (comme en clinique) pour suivre l'évolution des animaux. Les critères sont les suivants: perte de poids, apparence, conscience, activité physique, réponse à un stimulus, yeux, respiration. L'apparition de signes importants de douleurs ne pouvant être traités par l'analgésie aura pour conséquence l'euthanasie des animaux.
Choix des espèces
Le modèle d’ischémie myocardique (blocage mécanique de la vascularisation du myocarde) par ligature coronaire chez la souris est un modèle très largement utilisé pour étudier les mécanismes de l’infarctus ainsi que pour tester différentes approches pharmacologiques. L’utilisation de la souris nous permet de cibler les molécules d’intérêt et de détailler les mécanismes étudiés grâce à la disponibilité de souris génétiquement modifiées et d’un large choix de réactifs adaptés. Souris adultes (environ 10-12 semaines). Nous travaillons avec des animaux jeunes mais au développement mature afin d’éviter l’impact du vieillissement
Etude et visualisation de la réponse immunitaire au cours de la croissance tumorale et durant l’immunothérapie dans un modèle de tumeur solide.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
2 248 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur sous la peau ou dans le côlon, certaines une chirurgie d'imagerie sous anesthésie sans réveil, pour analyser la réponse immunitaire et le mode d'action d'immunothérapies anticancéreuses. Le porteur indique attendre peu d'effets de la tumeur sous-cutanée et fixe la mise à mort au dépassement d'un volume tumoral limite. Les bénéfices avancés pour les patients sont renvoyés au moyen et long terme, tandis que les souris reçoivent d'emblée des cellules tumorales et ne peuvent être ni réutilisées ni adoptées.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de s’appuyer sur l’imagerie d’animaux entiers afin (1) d’analyser l’organisation de la réponse immunitaire anti-tumorale et (2) d’identifier le mode d'action des traitements cancéreux ainsi que de leurs répercussions sur l’organisme. Pour cela nous tenterons d'identifier le rôle de chacune des populations cellulaires retrouvées au sein d'une tumeur (ex. les neutrophiles, les macrophages et les lymphocytes T). Nous tenterons d'évaluer leur contribution directe ou indirecte sur l’efficacité de l’immunothérapie. Enfin, nous souhaitons mettre en lumière les limitations de ces thérapies afin d’apporter de nouvelles hypothèses de travail pour l’amélioration des traitements. En résumé, ce projet permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur l’utilisation des immunothérapies dans les cancers primaires de la peau et du colon pour ainsi contribuer, au moyen/long terme, à l’amélioration de la prise en charge des patients en clinique.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche permettra d’apporter des connaissances essentielles sur le mode d’action d’immunothérapies actuellement utilisées en clinique ou en cours de développement pour le traitement des cancers solides (ex : cancer du sein, de la peau, du colon, lymphome de la peau etc) et pour lesquelles une majorité des patients rechutent ou ne répondent pas. Comprendre les raisons pour lesquelles ces immunothérapies guérissent seulement une petite fraction des patients est alors primordial afin d’en générer des nouvelles de plus grande efficacité ou d’identifier les patients à même de répondre positivement au traitement. A court terme, ce projet offrira des pistes de travail pour générer des immunothérapies capables de contourner les limitations que nous aurons identifiées et donc avec une meilleure efficacité. Ainsi, nos travaux offriront au long terme de nouvelles thérapies pour traiter la majorité des patients atteint de cancer solide et améliorer leur espérance de vie.
Procédures
La greffe de la tumeur consistera à une injection de quelques secondes au début de l’expérience. Les animaux seront ensuite manipulés quotidiennement pour mesurer la pousse de la tumeur. Certains animaux subiront une intervention chirurgicale de 30minutes pour effectuer de l’imagerie et seront ensuite maintenus endormis pendant 2 à 3h mais cette procédure sera sans reveil.
Impact sur les animaux
Notre projet propose d’étudier les immunothérapies anti-tumorales et nécessite donc la greffe de tumeur aux souris en sous-cutanée au niveau du flanc et aussi au niveau du colon. Le bien-être de chacune des souris sera contrôlé fréquemment. Notre connaissance précédente suggère que les souris rencontrent peu d’effets indésirables causés par la pousse tumorale sous-cutanée. La localisation (le flanc) de la tumeur ne semble pas impacter leur mobilité, elles ne perdent pas de poids, leur pelage reste soyeux et leur comportement demeure inchangé. L’injection des thérapies que nous proposons d’étudier dans ce projet pourra ne pas causer d’effets indésirables ou avoir un effet à court terme (24-72h) par exemple sur la température corporelle de l’animal liée à l’élimination des cellules tumorales. Des mesures pour soulager l’inconfort des animaux seront mises en place et sont décrites plus loin dans ce protocole.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés car ils auront reçu initialement des cellules tumorales.
Remplacement
De nombreuses expériences seront validées au préalable in vitro à l’aide des lignées cellulaires pour remplacer les animaux. Ces expériences pourront être effectuées dans des cultures cellulaires 2D ou des organoïdes (Structures 3D mimant les certains aspects des tumeurs solides in vivo) et nous permettront de déterminer des doses ou la cinétique sur laquelle nous souhaiterions étudier le mode d’action de la thérapie in vivo. Différentes doses seront utilisées in vitro afin de déterminer la dose optimale de la thérapie. Ces travaux nous permettront de réduire le nombre d’animaux que nous utiliserons par la suite pour identifier le mode d’action de la thérapie in vivo. Une telle approche permettra de réduire de façon significative le nombre d’animaux dont nous aurons besoin pour notre recherche. Néanmoins, les tests in vitro ne permettent pas de récapituler la complexité des réponses immunitaires ayant lieues in vivo. C’est la raison pour laquelle nous avons recours aux animaux afin de décortiquer le mécanisme d’action de certaines thérapies.
Réduction
L'utilisation de l'imagerie sur l'animal vivant permet de réduire le nombre d'animaux utilisés car l'observation en temps réel permet d'acquérir plusieurs données à partir d’un un même animal, en observant les cellules immunitaires avant traitement, puis dans les heures qui suivent l'administration des traitements. Dès que possible, les expériences de cytométrie et de dosage protéiques (ou d’imagerie multiplex) seront effectuées sur les même animaux afin de limiter leur utilisation. D'après notre expertise issue des projets précédents et notre collaboration avec le département de statistiques, nous avons déterminé́ le nombre d'animaux par groupe qui nous permettront d'utiliser les tests statistiques robustes. Selon les procédures, les paramètres évalués seront variables, cela entraine des nombres de groupes variables que nous avons optimisés et réduits au maximum pour obtenir des résultats significatifs tout en prenant en compte la variabilité de la croissance tumorale. Les animaux ne pourront pas être réutilisés car ils seront porteurs de cancer et auront reçu un traitement anti-tumoral.
Raffinement
Pour épargner toute douleur, les animaux seront suivis fréquemment et des points limites (poil ébouriffé, prostration, taille de la tumeur) sont établis pour raffiner les procédures et soulager les animaux à l’aide d’analgésique ou de les mettre à mort si la souffrance persiste. Pour la pousse de tumeur sous-cutanée, la tumeur sera mesurée 3 fois par semaine afin de contrôler la pousse tumorale et de mettre à mort l’animal si le volume de la tumeur atteint 1500mm2. Ce volume est calculé selon la formule longueur x largeur x hauteur. La hauteur est difficile à mesurer et une approximation en est faite. On considère la hauteur comme étant la longueur divisée par deux. La formule finale est donc : Longueur x largeur x (largeur/2). Cette limite est idéale pour limiter l’impact de la tumeur sur le bien-être de l’animal qui n’aura aucune difficulté à bouger ou à s’alimenter. Après l’administration de l’immunothérapie, la température corporelle de l’animal sera mesurée afin de s’assurer d’une bonne tolérance au traitement. Concernant l’intervention chirurgicale pour la greffe de tumeur au niveau du colon, l’animal sera administré en amont de l’opération avec une dose d’antalgique afin de minimiser la douleur et sera anesthésié sur plaque thermo contrôlée pour limiter la perte de chaleur corporelle. La cage sera supplémentée avec du dietget et la litière pourra être remplacée par une litière en cellulose en post-chirurgie.
Choix des espèces
Le système immunitaire de la souris est très proche du système immunitaire humain. Les souris sont l’espèce la plus appropriée pour nous éclairer sur les mécanismes d’action des immunothérapies pour le traitement des cancers chez l’humain. Par ailleurs, l’imagerie intravitale en temps réel peut être réalisée relativement facilement sur des souris. Tous les animaux utilisés dans ce projet de recherche seront adultes (>5 semaines). Notre étude s’effectue sur un système immunitaire adulte afin de se rapprocher au mieux de la clinique et des patients porteurs de ces cancers.
Impact du tissu adipeux viscéral dans le remodelage cardiaque induit par une surcharge en pression
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
100 souris mâles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent une constriction de l'aorte et une lipectomie sous anesthésie, des échocardiographies et des tests de tolérance au glucose ou à l'insuline, pour étudier le dialogue entre le tissu adipeux et un cœur soumis à une surcharge de pression. Le porteur indique que la chirurgie peut provoquer des douleurs et des troubles de cicatrisation, que l'injection d'insuline peut entraîner une hypoglycémie sévère, et il prévoit une perte d'environ 20 % des souris liée à la chirurgie. Sur le remplacement, il affirme que la complexité du cœur, "organe entier", est impossible à reproduire in vitro.
Objectifs
•L'objectif principal est d’étudier les mécanismes impliqués dans le dialogue entre le tissu gras et le cœur en ciblant le rôle des cellules immunitaires. •Nos données précédentes ont montré qu’une augmentation de la pression dans le cœur induite par constriction de l'aorte (TAC), altère la fonction et la structure du cœur mais également celle du tissu gras. Il en résulte l’activation de diverses voies de signalisation entre cœur et tissu gras. Ce dialogue entre les deux organes entraine une inflammation venant aggraver les altérations cardiaques. • Afin de mieux comprendre cela, nous proposons d’étudier les cellules impliquées et de caractériser les modifications qui se déroulent au moment de l’inflammation cardiaque.
Bénéfices attendus
Cette étude vise à découvrir de nouvelles voies impliquées dans l’inflammation cardiaque, permettant le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques
Procédures
Échocardiographie : d’une durée de 3-4 minutes sur animaux vigiles. Ce test est effectué en début et fin d’expérimentation. Injections : d’une durée de 30 secondes par souris sur animaux vigiles. Cette procédure est réalisée avant et après chaque opération et avant la dissection. Test de tolérance à l’insuline (TTI) et test de tolérance au glucose (TTG): comprends une injection de 30 secondes par animale puis prélèvement pour la mesure de glycémie (30 secondes) pour une durée totale de 150 minutes. La constriction aortique (TAC) : La constriction sera effectuée sur animaux anesthésiés puis des sutures seront faites dans une durée totale de 15 minutes par souris. La lipectomie : Cette opération sera effectuée sur animaux anesthésiés puis des sutures seront faites pour une durée totale de 10 minutes par souris
Impact sur les animaux
La chirurgie peut entrainer des douleurs qui se manifestent par des signes de comportement anormal (lordose, tremblements, prostration, difficulté pour boire et s’alimenter et difficultés de locomotion). La chirurgie peut également entrainer des problèmes de cicatrisation (gonflement, déhiscence et retard de cicatrisation) qui seront surveillés et signalés au responsable de l’animalerie afin d’obtenir un conseil et traitement du vétérinaire (crème cicatrisante…). Lors de la réalisation du test métabolique de tolérance à l’insuline, l’injection d’insuline peut entraîner une hypoglycémie sévère. La lipectomie peut entrainer dans de rares cas une perte de poids qui sera donc contrôlée en pesant les souris chaque jour la première semaine et en comparant aux autres animaux de la litière. La TAC est effectuée par des chirurgiens de l’équipe. Le taux de survie post-chirurgie étant de 80%, nous nous attendons à une légère perte de souris qui a été prévue dans le calcul du nombre de souris.
Devenir
Pour l’ensemble de ce projet, les animaux seront mise à mort par un personnel parfaitement formé à cette technique avant le prélèvement des organes.
Remplacement
L’évaluation de l’action combinée de la TAC en présence ou non de lipectomie sur les mécanismes conduisant à l’aggravation du remodelage cardiaque nécessite l’analyse de la fonction cardiaque (organe entier) dont la complexité est impossible à reproduire in vitro. Pour cela, nous utilisons le modèle expérimental de la souris. Dans les cas des études in vitro, nous privilégions l’utilisation de lignées cellulaires au lieu des lignées primaires afin de diminuer le nombre d’animaux utilisés.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires à notre étude a été calculé pour nous assurer de l’obtention de résultats concluants permettant de répondre clairement aux questions posées. En effet, nos procédures expérimentales optimisent le nombre de souris utilisées tout en assurant la reproductibilité et la robustesse des observations. Précédemment au laboratoire nous avons établi la caractérisation de nos modèles murins à l’aide de ce protocole, ce qui nécessite ici moins de contrôles. De plus, nous essayons de regrouper les protocoles similaires afin d’utiliser les mêmes souris pour plusieurs analyses par notre équipe et nos collaborateurs au sein de notre institut de recherche pour les études du muscle squelettique, du cœur et du tissu adipeux. Nous prévoyons des prélèvements pour histologie, culture cellulaire, etc… sur le même animal.
Raffinement
Des points limites ont été définis pour chaque procédure. La lipectomie sera réalisée sous anesthésie. Les animaux recevront également un analgésique post-opératoire administrée en fin de l’intervention. La TAC sera effectuée également par des chirurgiens de l’équipe. Les souris seront anesthésiées puis positionnées sur un coussin chauffant. Le premier jour suivant l’opération, les souris recevront un analgésique en sous-cutanée. Pour les tests métaboliques, la moitié des animaux seront soumis à un test de tolérance au glucose et l’autre moitié à un test de tolérance à l’insuline, ce qui implique moins de prélèvements par animal, en début et fin de procédure. Tout signe de perte de poids, de souffrance, prostration, déshydratation des animaux conduira à l’interruption de la procédure. Les animaux seront maintenus en groupes sociaux leur permettant d’exprimer leurs besoins avec leurs congénères et les cages sont enrichies avec une maison en plastique et du papier kraft pour leur permettre de nicher. Un examen clinique des animaux sera effectué quotidiennement ou toutes les semaines selon le plan des procédures. De plus, les procédures que nous utilisons ont été optimisées et standardisées, ce qui permet d’en limiter la répétition.
Choix des espèces
La pathologie cardiaque est bien caractérisée chez les mammifères avec des méthodes d’analyse facilement accessibles. Par ailleurs, l’évaluation de l’action de la surcharge en pression sur les mécanismes conduisant au développement d’événements cardiovasculaires impliquant le tissu adipeux, nécessite l’analyse de la fonction cardiaque (organe entier) dont la complexité est impossible à reproduire in vitro. Le modèle expérimental choisi est donc la souris. Ce modèle murin présente l’avantage, à travers une constriction aortique (TAC), de récapituler les différentes altérations du cœur observées pendant l’augmentation de la pression : altérations fonctionnelles (contractilité, relaxation) et structurelles (fibrose et hypertrophie) qui est un modèle pathologique expérimental bien établi et reproductible chez les souris. Nous étudierons des souris mâles sauvages, jeunes adultes de 5 mois. Cet âge de souris correspond à l’âge adulte chez l’Homme ce qui permet d’étudier l’augmentation de pression à l’âge adulte et non pas à l’âge jeune ou âgé. Également, dans la littérature c’est un âge couramment utilisé pour ce même type d’étude comportant des souris opérées de TAC.
Analyse des dysfonctionnements périnataux des réseaux moteurs chez la souris SOD1-KCC2-T906A/T1007A, un modèle de la maladie SLA exprimant une activité KCC2 génétiquement augmentée
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
4 220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Issues du croisement de deux lignées génétiquement modifiées, elles sont pesées puis soumises à des tests d'agrippement et de rotarod, le porteur prévoyant de les laisser atteindre les points limites pour évaluer un éventuel gain de survie dans un modèle de sclérose latérale amyotrophique. Il indique que l'atteinte de ces points limites peut occasionner des effets indésirables et une difficulté à se nourrir en fin de vie. Sur le remplacement, il décrit des modèles in vitro qu'il juge seulement "complémentaires" de l'approche in vivo.
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique (SLA) ou maladie de Charcot est une maladie caractérisée par une dégénérescence des neurones commandant les muscles. La SLA survient pendant la vie adulte et conduit à une paralysie fatale. Aucun traitement n'est disponible pour cette maladie. La plupart des études se sont focalisées sur les périodes symptomatiques ou pré-symptomatiques et non sur les mécanismes initiaux conduisant fort probablement à la survenue de la SLA. La présente DAP est basée sur nos récents travaux montrant que la transmission synaptique inhibitrice est réduite aux stades périnataux au niveau des neurones moteur de la moelle épinière de souris modèle de la maladie SLA. Notre projet est donc basé sur l’hypothèse que les premières dérégulations liées à la SLA débutent dès le développement du système nerveux central et sont accompagnées de mécanismes de compensation. L'effondrement tardif de ces mécanismes de compensation conduirait à l'apparition des symptômes de la SLA. Nos travaux montrent un déficit dans la transmission synaptique inhibitrice à des stades précoces de développement. Nous proposons donc d’augmenter la transmission synaptique inhibitrice chez la souris en utilisant une approche génétique et nous émettons l’hypothèse que cette augmentation aura des répercussions positives sur le développement de la maladie chez la souris adulte.
Bénéfices attendus
Le présent projet a pour but de mettre en évidence un défaut d'inhibition chez une souris modèle de la maladie sclérose latérale amyotrophique (SLA). Cette démonstration pourra être bénéfique aux patients SLA qui pourraient être traités par des molécules agissant sur l'inhibition synaptique.
Procédures
Aucune procédure chirurgicale n'est prévue dans le présent projet. Les souris seront pesées de manière hebdomadaire, soumises au test d'agrippement (grip-test) et au test du rotarod (locomotion sur un cylindre mobile). La survie des souris sera également évaluée. Enfin, certaines souris seront euthanasiées afin de collecter les tissus nerveux (moelle épinière).
Impact sur les animaux
Notre projet prévoit de laisser les souris atteindre les points limites afin d'évaluer l'éventuelle amélioration de leur durée de vie après croisement avec des souris ayant un niveau d'inhibition accru. L'atteinte des points limites, bien que ces derniers soient controlés, peut occasionner des effets indésirables sur les animaux. Certaines souris seront enthanasiées en vue de prélever des tissus nerveux pour étude immunohistochimique à posteriori. Là encore, bien que réduits au maximum par des injections de produits anesthésiants, des effets indésirables sur les animaux sont à considérer.
Devenir
Les souris modèle de sclérose latérale amyotrophique ayant atteint les points limites et les animaux contrôles du même âge seront euthanasiés afin de prélever des tissus nerveux et réaliser à postériori des analyses immunohistochimiques.
Remplacement
Les souris utilisées dans notre projet sont des souris transgéniques modèles murins de la maladie sclérose latérale amyotrophique (SLA) et des souris génétiquement modifiées afin d'augmenter le niveau d'inhibition au sein du système nerveux. Les deux souris seront croisées pour obtenir des animaux doublement génétiquement modifiés. Des animaux contrôles de la même lignée (et même portée) seront utilisés. Les modèles murins de la maladie SLA sont les animaux les plus utilisés pour tenter de comprendre les mécanismes de développement de cette maladie neurodégénérative touchant les neurones moteurs. Des modèles in vitro ont été développés pour l'étude du dysfonctionnement des motoneurones issus de patients SLA mais ces modèles restent complémentaires aux approches in vivo. Il est donc logique que le modèle murin de la SLA soit utilisé dans le cadre de la présente DAP.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, notre projet basé sur des méthodes variées permet d'utiliser au maximum tous les embryons et animaux néonataux disponibles issus d'une portée. Concernant les expériences réalisées chez l'adulte, un nombre minimum d'animaux est programmé en accord avec les tests statistiques qui seront réalisés à posteriori.
Raffinement
Les souris sont élevées avec un enrichissement. Des points limites sont établis afin de réduire au maximum la souffrance des animaux liée à leur difficulté à se nourrir en fin de vie.
Choix des espèces
La souris modèle de la maladie sclérose latérale amyotrophique (SLA) que nous utilisons reproduit les symptômes de la maladie de manière fiable et reproductive. L'autre souris présente un taux d’inhibition accru. Ces deux souris seront croisées afin d'obtenir des souris SLA ayant un niveau plus élevé d'inhibition (souris présentant une double modification génétique). Ces souris et leur contrôles non génétiquement modifiés seront testées chez des mâles puis femelles, au niveau comportemental à l'âge de 8 semaines jusqu'à l'âge de 20 semaines environ (= âge moyen de fin de vie de nos souris modèles de SLA).
Etude in vivo de l’impact de gènes de virulence de Mycobacterium bovis sur la physiopathologie de la tuberculose chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système respiratoire
Infectées par voie intranasale sous anesthésie avec des souches mutantes de Mycobacterium bovis, l'agent de la tuberculose bovine, les souris reçoivent aussi une puce télémétrique et subissent une prise de sang chaque semaine. 264 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour le prélèvement de leurs organes, afin de préciser le rôle de trois gènes de virulence de la bactérie. Le porteur part de groupes de 24 souris pour en garder 6 au dernier jour, les autres étant mises à mort au fil du protocole quand elles atteignent les points limites, en général entre J21 et J35, avec perte de poids rapide et prostration. Il annonce une mise à mort "dès l'apparition des premiers signes de souffrance comme définis par le point limite", sans chiffrer ce seuil.
Objectifs
La tuberculose bovine est une pathologie majeure en santé animale. L'espèce mycobactérienne adaptée aux animaux, Mycobacterium bovis (Mb), est le principal agent pathogène responsable de la tuberculose bovine en Europe et au Royaume-Uni. C'est un pathogène zoonotique multi-hôtes capable d'infecter les ruminants (bovins, caprins, ovins), la faune sauvage et l'homme. Les programmes de surveillance et d’éradication, basés sur des campagnes de tests et l'abattage systématiques des bovins réactifs, n'ont pas permis d'éradiquer la tuberculose bovine (bTB). La bTB représente donc un risque direct pour les économies agricoles, la santé animale et humaine et la biodiversité dans les pays touchés. Il existe une hétérogénéité dans la réponse immunitaire de l'hôte à l'infection par Mb, ce qui influence directement le risque de transmission par les bovins infectés et la faune sauvage. Une meilleure compréhension des interactions hôte-pathogènes lors des infections à Mb est essentielle pour développer de nouvelles approches visant à éradiquer la tuberculose bovine. Le projet a pour objectif de comprendre comment Mb interagit avec le système immunitaire de l’hôte et comment cette bactérie module la progression et la transmission de la maladie. Pour cela, nous souhaitons identifier les gènes de Mb essentiel pour sa persistance et sa dissémination. Pour cela nous souhaitons i) Comparer la virulence de mutants de Mb (ii) Suivre la réponse immunitaire et le développement du granulome en réponse aux différents mutants.
Bénéfices attendus
Avec ce projet, nous mettrons au point pour la première fois la vidéosurveillance d’animaux infectés en isolateur pour raffiner nos points limites (détection plus précoce de comportements). La validation du matériel, son installation, et de la méthode d’analyse permettra de proposer ce suivi pour nos prochains projets. Les résultats permettront de caractériser le rôle de 3 gènes de virulence pour la physiopathologie et la dissémination de Mb. Enfin, nous nous attacherons à une description exhaustive des réponses immunitaires chez les animaux infectés par les différentes souches.
Procédures
Pose de la puce d’identification et télémétrique : 1 fois et 1min/animal. Anesthésie par administration médicamenteuse par voie intrapéritonéale + infection par voie intranasale : 1 fois et 15 min/animal. Prise de sang : 1 fois par semaine et 3 min/animal/prélèvement. Pesée : bi hebdomadaire et 1min/pesée/animal. Les prises de sang peuvent engendrer un hématome et la contention peut engendrer du stress pour l’animal.
Impact sur les animaux
Une légère douleur localisée et un léger mal-être pendant quelques secondes après l’injection de la puce d’identification pourraient être observés. Nous savons par expérience que les souris sont sensibles aux infections mycobactériennes. Ces animaux sont plus susceptibles d'atteindre les points limites lors d'infections avec la souche M.bovis de référence. Nous pourrons observer une perte de poids assez rapide associée à une prostration des animaux. Afin d'assurer un bon suivi de ces animaux, une grille d'évaluation de bien-être des animaux a été mise en place basée sur une observation quotidienne et une pesée bi-hebdomadaire.
Devenir
L'ensemble des animaux du projet seront euthanasiés à la fin du protocole afin de permettre le prélèvement post mortem des organes (poumons, foie, rate, cerveau, ganglion médiastinal) et fluides biologiques (sang, urine et fèces). Ces prélèvements nous permettront d'effectuer l'ensemble des analyses souhaitées comme l'analyse de charge bactérienne, des lésions, du recrutement cellulaire ou de la sécrétion de médiateurs biochimiques.
Remplacement
A ce jour, aucun système in vitro ne permet de reproduire la complexité du tissu pulmonaire et les processus complexes de recrutement des cellules immunitaires. Le modèle murin constitue un modèle expérimental pertinent.
Réduction
Pour limiter le nombre d’animaux, un test statistique de calcul de la puissance ou de l'effectif nécessaire en utilisant un test de comparaison de deux échantillons indépendants a été réalisé. Pour les données mesurées que ce soit le recrutement cellulaire, cytokines secrétées, nous obtenons une puissance de test pour un effectif de 6 animaux de 87% pour un test statisitique. Pour obtenir un groupe de 6 souris au dernier jour du protocole, nous savons qu’il nous faut partir d’un groupe de 24 animaux. En effet, tous les animaux ne réagissent pas pareil à l’infection, certains la contrôlent en formant des granulomes pulmonaires matures (25% des animaux), et les autres doivent être sacrifiés au fur et à mesure du protocole car ils atteignent les points limites (entre J21 et J35 classiquement). Chez ces animaux sensibles, des lésions désorganisées sont observables dans le poumon. En résumé, nos protocoles comprennent 24 souris, nous analysons les réponses immunitaires de deux groupes : les animaux résistants (5-6 souris) et sensibles (18-19 souris). Nous utilisons des souris consanguines dont la variabilité génétique est très faible. Nous utilisons des tests statistiques non paramétriques spécialement conçus pour comparer des groupes de petits effectifs. Un maximum d’analyses sera effectué sur chaque animal (cellules immunitaires, cytokines, expression des gènes, histologie, évaluation de la charge du pathogène).
Raffinement
Les animaux seront élevés en communauté dans des cages enrichies avec du papier essuie tout, tunnel carton. Des visites des animaliers seront quotidiennes et la vidéosurveillance sera mise en place pour mieux suivre les souris. Les animaux seront 6 par cage de 530 cm2. Nous réduisons, et limitons au maximum l'inconfort, la douleur, pouvant être subie par les animaux. les animaux seront habitués en amont à la cellule d’expérimentation, une semaine avant le début de l’expérimentation Pour cela les animaux sont anesthésiés lors des infections et leur état général est suivi tout le long de l’expérimentation (poids, prostration…). Ainsi les animaux sont euthanasiés dès l’apparition des premiers signes de souffrance comme définis par le point limite. Après chaque prise de sang, une récompense positive alimentaire de type bouchée fruités ou rondelle de banane séchée ou popcorn sera réalisée.
Choix des espèces
Les modèles in vitro ne permettent pas de modéliser la complexité de la réponse immunitaire d'un organisme entier. De plus, les modèles murins d'infections mycobactériennes sont très bien établis et permettent de mimer la physiopathologie observée chez l'homme et le bovin. De plus le modèle murin permet une manipulation en animalerie A3 et nous avons à notre disposition de nombreux outils pour cette espèce. Le modèle murin nous offre la possibilité d’utiliser des souris génétiquement modifiées pour les voies de signalisation ou cytokines impliquées dans les réactions immunitaires. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 6 semaines (sexe indifférent). Pour ce projet, il nous faut des animaux ayant un système mature compétent pour cela il nous faut des animaux adultes mais pas trop âgées. De plus nous utilisons un modèle validé par la communauté scientifique.
Évaluation des effets des ondes électromagnétiques 5G sur la peau saine et fragilisée par le vieillissement chez la souris
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
288 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Placées dans un dispositif générant des ondes 5G, elles subissent des dépilations et des anesthésies générales répétées pour des mesures cutanées, dont une exposition de la patte à une chaleur montant jusqu'à 44 degrés, afin d'évaluer l'effet des ondes de 3,5 et 26 GHz sur la peau saine et vieillissante. Le porteur qualifie les techniques de non invasives et indolores, la principale nuisance étant le risque de détresse respiratoire lié à la répétition des anesthésies. Il situe l'étude dans un contexte où "les enjeux commerciaux et financiers de la 5G sont importants" et où les autorités "souhaitent une mise en œuvre rapide".
Objectifs
La téléphonie mobile est en perpétuelle évolution pour répondre à une demande croissante des usagers. La cinquième génération (5G) d’infrastructures de communication est en phase de déploiement en France malgré un certain nombre de questions auxquelles la communauté scientifique tarde à apporter des réponses. Alors que la bande de 26 GHz couvrira les besoins de communication pour les objets connectés, ou des « hot spots » à très haut débit (arrêt de bus, quai de métro …), c’est la bande de fréquence autour de 3,5 GHz qui assurera la couverture en téléphonie mobile 5G (contre 2,6 GHz pour la 4G). L’effet sur les systèmes biologiques de ces fréquences de 3,5 GHz reste très mal connu et il n’est pas possible d’extrapoler de façon rigoureuse les résultats d’études scientifiques menées dans d’autres gammes de fréquence. L’augmentation de fréquence lors du passage de la téléphonie 4G à la 5G pourrait en théorie moduler d’éventuels effets biologiques. En effet, si la pénétration de l’onde dans les tissus est d’autant plus superficielle que sa fréquence est élevée, la puissance associée à l’onde augmente avec sa fréquence. Il est donc nécessaire d’évaluer précisément les conséquences biologiques d’une augmentation de fréquence sur les tissus exposés. Il est nécessaire d’étudier les effets des ondes électromagnétiques (OEMs) sur la peau, premier organe touché par les stress environnementaux et dont la fonction barrière est essentielle au maintien de l’intégrité de l’organisme. De plus, pour les fréquences à partir de quelques GHz, l’énergie des OEMs est presque entièrement absorbée dans les premières couches cutanées, notamment dans l’épiderme, et pénètre très peu en profondeur. Les données ne sont pas non plus suffisantes pour conclure à l’existence ou non d’effets sanitaires dans la bande de 26 GHz, aucune donnée d’exposition n’étant disponible à ce jour car les applications de type objets connectés sont encore à l’état de projet. L’objectif de ce projet est d’étudier les conséquences sur la peau d’une exposition chronique aux OEMs de 3,5 GHz, associée à une exposition ponctuelle aux OEMs de 26 GHz afin de mimer la situation que pourront rencontrer les populations utilisant la téléphonie mobile 5G dans leur vie quotidienne ainsi que, plus ponctuellement, des objets connectés dans leur vie professionnelle ou des stationnements sous la couverture de « hot spots ».
Bénéfices attendus
L’objectif de cette étude est d’évaluer l’impact de l’exposition aux OEMs 5G dans la population générale, y compris chez des personnes dont la peau est fragilisée par le vieillissement, ce qui représente une part importante et croissante de la population française. Les enjeux commerciaux et financiers de la 5G sont importants et les autorités souhaitent une mise en œuvre rapide pour offrir des débits bien supérieurs à ceux actuellement disponibles avec le réseau 4G. Dans un contexte général de grande défiance des populations vis-à-vis des nouvelles technologies et d’inquiétude concernant leur potentiel impact sur la santé, l’attente de la société est forte envers les experts. Nous devons donc répondre à l’attente des populations en évaluant de façon rigoureuse et avec des modèles pertinents les effets biologiques de ces nouvelles fréquences. Il est donc d’un grand intérêt à la fois scientifique et de santé publique d’étudier les effets des OEMs, en particulier dans la gamme de fréquences de la 5G.
Procédures
Après une période d’acclimatation d’une semaine minimum dans une cage standard avec un enrichissement adapté à leurs besoins, les souris seront hébergées en groupe à l’intérieur d’un dispositif capable de générer des ondes de type 5G. Une période d’habituation à leur nouvel environnement (dispositif éteint sans ondes) sera ajustée à l’âge des souris (1 semaine minimum). Pour étudier les effets des ondes sur la peau, une dépilation de la partie basse du dos sera réalisée sous anesthésie générale induite par un gaz (1 à 3 min) 1 à 3 jours précédant les mesures fonctionnelles nécessitant une nouvelle anesthésie générale (anesthésie par injection pour une durée de 30 à 45 min). Afin de limiter le nombre d’animaux, ces 2 anesthésies consécutives seront répétées une deuxième fois pour dépiler à nouveau la zone si besoin et réaliser une 2ème série de mesures en respectant un minimum de 3 semaines entre les deux séries de mesures. L’anesthésie générale par injection (30-45 min) permettra de prélever du microbiote cutané en frottant un écouvillon sur les faces interne et externe des 2 oreilles (moins de 1 min/oreille) puis de réaliser séquentiellement des mesures non invasives pour évaluer la fonction barrière (moins de 1 min), les propriétés viscoélastiques (moins de 1 min), la perfusion sanguine (moins de 2 min) et la capacité des vaisseaux à se dilater en réponse à l’application locale d’une drogue vasodilatatrice (20 à 30 min) de la peau au niveau du dos. En même temps que la mesure vasculaire au niveau dos, une autre mesure vasculaire sera réalisée lors d’une exposition à une chaleur croissante (33 à 44°C ; +1°C/minute) au niveau d’un coussinet arrière pour évaluer les capacités de thermorégulation. Toutes les techniques utilisées sont indolores ; elles sont également utilisées chez l’homme. Afin de comparer l’effet des OEMs de type 5G sur la peau saine ou fragilisée par le vieillissement chronologique, nous étudierons des souris à l’âge jeune (15 mois). La principale nuisance est liée à la répétition d’anesthésies générales, qui pourrait augmenter le risque de détresse respiratoire au réveil. Pour cela, chaque souris aura au maximum 2 séries qui nécessitent 1 anesthésie à l'isoflurane (dépilation environ 2 min) et 1 au thiopental (mesures fonctionnelles 45 min au maximum). Les deux anesthésies au thiopental seront espacées au minimum de 3 semaines.
Impact sur les animaux
Toutes les techniques envisagées sont non invasives et utilisées dans les études cliniques. Aucune douleur n’est attendue. Sous anesthésie générale, l’exposition à un chauffage local (augmentation de la température de la peau de 33 à 44°C à +1°C/min) sur 1 coussinet (patte arrière) ne représente pas de nuisances particulières d’après notre expérience. Les souris prévues dans cette étude ne sont pas des souris transgéniques (pas de phénotype dommageable). Au cours du vieillissement, les souris peuvent perdre du poids et baisser leur température interne. Ces deux paramètres seront suivis au minimum 1 fois par semaine pour les souris âgées de 15 mois et plus.
Devenir
Mise à mort. En effet, plusieurs prélèvements terminaux seront réalisés à différentes durées d’exposition pour permettre des analyses tissulaires et moléculaires approfondies.
Remplacement
L'objectif de ce projet étant d'étudier les effets des OEMs sur plusieurs aspects fonctionnels de la peau (fonction barrière, fonction vasculaire, propriétés viscoélastiques), il est nécessaire de travailler sur un organisme entier, car il est actuellement impossible de reproduire l’intégrité fonctionnelle dans un modèle de peau in vitro, en particulier la réactivité vasculaire cutanée qui repose sur une interaction fonctionnelle des systèmes nerveux et vasculaires.
Réduction
Le nombre total de souris prévues pour ce projet est de 288 afin d'étudier 16 souris à 3 types d'expositions, des 2 sexes, à 3 âges différents. Ce nombre maximal inclut la possibilité d’étudier un âge intermédiaire. L’étude débutera en comparant les effets des OEMs entre les souris âgées et les souris jeunes. En absence de différences, les souris d’âge intermédiaire ne seront pas utilisées. Afin de réduire le nombre d’animaux, 5 mesures (4 sur le dos et 1 sur une patte arrière) seront réalisées au cours d’une seule anesthésie et 2 séries de mesures par souris. Nous prévoyons de valoriser au maximum les animaux utilisés, en constituant des banques de matériel biologique qui pourront être utilisées pour répondre à d'autres questions sur ces mêmes modèles. Nous avons prévu d’utiliser des tests statistiques adaptés aux petits groupes pour évaluer les différences intra- ou inter-individuelles pour toutes les mesures. Nos expériences précédentes nous ont amené à conclure que 8 mesures au minimum étaient nécessaires pour chaque phase étudiée.
Raffinement
Une période d’habituation à leur changement d’environnement lié au dispositif qui va générer les ondes 5G sera respectée et adaptée en fonction de l’âge des souris (1 sem pour les souris jeunes, 2 sem pour les souris matures, et 3 sem pour les souris âgées). Les souris seront suivies avec un soin particulier, elles seront observées 3 fois par semaine au minimum et pesées une fois par mois avant 15 mois puis plus régulièrement pour les animaux vieillissants (pesée et mesure de la température rectale hebdomadaires). Les points limites sont clairement définis, afin de détecter précocement tout signe de souffrance. Toutes les interventions et les mesures sur la peau seront réalisées sous anesthésie générale.
Choix des espèces
La souris, bien que présentant certaines limites par rapport à la physiologie humaine, reste largement utilisée pour étudier l’intégrité fonctionnelle de la peau. Cette espèce possède en effet une physiologie cutanée proche de celle de l'Homme et permet d'étudier la fonction vasculaire par les mêmes approches techniques (laser Doppler, iontophorèse) ainsi que les autres explorations cutanées (propriétés viscoélastiques, perte insensible en eau, perfusion sanguine, microbiote), tout en complétant l'analyse jusqu'aux étages cellulaire et moléculaire. Nous utiliserons des souris âgées minimum de 10 semaines lorsque leur système sensoriel et vasculaire est développé. Afin d’étudier l’impact des OEMs sur la peau saine ou fragilisée par le vieillissement chronologique, les souris seront utilisées à 3 âges différents : à l’âge jeune (15 mois). La durée maximale de la procédure sera de 20 semaines, et l’âge des souris les plus âgées ne dépassera pas 22 mois en fin de procédure.
Implications du facteur von Willebrand (VWF) dans les dommages tissulaires liés aux maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, vingt-six sous anesthésie sans réveil et les autres dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un composé colitogène dans l'eau de boisson pendant quinze jours puis un gavage, pour étudier le rôle du facteur von Willebrand dans un modèle de maladie inflammatoire chronique de l'intestin. Le porteur indique que le traitement peut provoquer une perte de poids, des postures anormales, des vocalisations et des hémorragies rectales. Sur le remplacement, il affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" in vitro pour induire cette colite.
Objectifs
Les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI), maladie de Crohn et rectocolite hémorragique (RCH), affectent plus de 2 millions de personnes en Europe et leurs causes restent inconnues. Malgré la présence de saignements dans l’intestin, le risque de formation d’un caillot sanguin est augmenté chez les patients atteints de MICI. En dépit d’années de recherches intensives les implications cellulaires et moléculaires responsables de l’état procoagulant restent mal définies. Les MICI sont associées à une augmentation des taux circulants d’une protéine de l’hémostase (le facteur von Willebrand (VWF)). Ainsi, Ce projet a pour objectif d’étudier le rôle du facteur Willebrand dans un modèle murin de MICI.
Bénéfices attendus
Ce travail répondra aux questions suivantes : 1) La coagulation sanguine est elle importante pour limiter les altérations tissulaires (en particulier du tissus colique) au cours des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin? 2) La préservation de la perméabilité intestinale au cours des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin fait-elle appel au processus de coagulation ? De manière plus générale, ce projet permettra d’évaluer si la modulation du processus de coagulation pourrait présenter un intérêt thérapeutique chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin.
Procédures
Les animaux seront soumis à un traitement colitogène dans le but de mimer une maladie inflammatoire chronique de l’intestin telle que la maladie de Crohn ou la rectocolite hémorragique. Une partie des animaux sera soumis à un gavage de FITC-Dextran pour évaluer la perméabilité intestinale. Le nombre d'interventions sera de 2 au maximum avec administration de substance colitigène dans l'eau de boisson pendant 15 jours (3 fois 5 jours) et 1 gavage avec la substance fluorescente (FITC-dextran), qui dure quelques secondes.
Impact sur les animaux
Le traitement colitogène est susceptible de provoquer une souffrance de l’animal mais il s'agit ici d'un modèle chronique qui est moins sévère que le traitement en aigu. Il est toutefois possible que les souris présentent une perte de de poids, des postures anormales, des vocalisation, une réduction de la mobilité, un mauvais état du pelage ou encore des hémorragies rectales.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélever les tissus qui seront analysé par la suite.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative in vitro pour étudier les mécanismes des maladies inflammatoire chroniques de l’intestin et induire des colites en particulier dans le cadre de l’étude de la fonction d’un facteur hémostatique.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux, plusieurs types de mesures seront effectuées sur un même animal. De plus, sur la base des résultats issus des expérimentations précédemment menées, il nous a été possible d’évaluer la force de l’effet à 0.4. En conséquence, sur la base d’un plan expérimental à 4 groupes relevant d’une Anova à 2 facteurs (facteur « génotype » et facteur « induction d’une colite »), pour une puissance statistique requise de 0.8 et un seuil de significativité établi à 0.05, il nous a été possible de déterminer les effectifs minimums requis par groupe via une simulation par le logiciel G-Power, laquelle nous a fourni un effectif minimum de n = 13.
Raffinement
Les procédures utilisées se feront dans le cadre adapté d'un hébergement agréé, respectant au maximum le bien-être des animaux avec un enrichissement du milieu (morceaux de bois à ronger, filaments de papier kraft pour faire un nid), en limitant la souffrance par le respect des méthodes anesthésiques. L’ensemble des expériences seront effectuées par une personne habilitée à expérimenter sur animaux. En fin de protocole, les animaux seront mis à mort et des organes prélevés pour permettre des analyses biologiques. L'utilisation de médicaments analgésiques sera mise en place en cas de signes de mal-être des animaux. De plus, des points limtes stricts et spécifiques au projet seront appliqués.
Choix des espèces
Le choix de l’espèce souris se justifie par l’existence de modèles transgéniques pour notre protéine d'intérêt et de modèles bien établis de colite 8 à 12 semaines : adulte, poids d’au moins 20 g
Étude de l’effet du blocage du métabolisme des acides gras par traitement curatif dans un modèle murin d’asthme chronique allergique
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
144 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent jusqu'à vingt-trois instillations intranasales d'allergène sous anesthésie et deux injections intra-péritonéales, avant des mesures respiratoires par trachéotomie, pour tester si le blocage d'une enzyme du métabolisme des acides gras réduit le remodelage bronchique dans un modèle d'asthme chronique. Le porteur indique que la sensibilisation peut provoquer une inflammation des voies respiratoires et une dyspnée. Sur le remplacement, il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit l'évolution du remodelage bronchique et conclut au recours à la souris.
Objectifs
L’asthme est une maladie très fréquente des voies respiratoires qui touche 300 millions de personnes dans le monde. Le terme « d’asthme sévère » s’applique aux patients présentant un asthme dont le contrôle est impossible malgré des traitements inhalés à fortes doses. Un des besoins non couvert dans l’asthme sévère est la prévention efficace des exacerbations. Ces exacerbations sont des épisodes caractérisés par une majoration des symptômes d'essoufflement, de toux, de respiration sifflante ou d'oppression thoracique et par une diminution de la fonction respiratoire. L'asthme est caractérisé par une hyperréactivité, une inflammation et un remodelage bronchique. Le remodelage bronchique est un changement structurel qui comprend entre autres l’augmentation de la taille du muscle lisse bronchique. La taille du muscle lisse bronchique est une valeur très importante, car son augmentation est associée à une fonction respiratoire dégradée et à un taux d’exacerbation plus élevé. L’objectif de ce travail est d’étudier si le blocage du métabolisme des acides gras par un fragment d’anticorps contre une des molécules de cette chaine métabolique à un moment où tous les signes de l’asthme sont bien développés peut réduire les symptômes de la maladie dans le modèle murin de l’asthme chronique allergique.
Bénéfices attendus
Ce projet montrera si le blocage d’une des molécules qui jouent le rôle important de régulation du métabolisme énergétique dans les muscles lisses bronchiques permet de diminuer les symptômes d’asthme et notamment de remodelage du muscle lisse bronchique chez les animaux de laboratoire. Les données ainsi obtenues ouvriront la voie pour la nouvelle thérapie de cette pathologie respiratoire.
Procédures
Les animaux seront soumis aux vingt-trois (maximum) instillations intranasales sous anesthésie gazeuse (durée jusqu’à 2 minutes) et les deux injections intra-péritonéales de l’allergène (2 injections). Les mesures de paramètres respiratoires d’une durée de 10 minutes seront faites par la méthode de trachéotomie sur les animaux anesthésiés dans la procédure sans réveil.
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir un léger stress suite aux contentions pour l’injection/l’instillation des allergènes et un bref placement dans une boîte en plexiglass. Les souris ressentiront une légère douleur des piqûres pendant l’injection. L’anesthésie sous isoflurane induit également un léger stress. La sensibilisation aux allergènes induit des symptômes asthmatiques chez l’animal : l’inflammation des voies respiratoires et éventuel remodelage bronchique. Ces symptômes peuvent survenir après l’instillation de l’allergène et éventuellement provoquer une dyspnée (un essoufflement).
Devenir
L’objectif de ce projet est d’estimer l’efficacité de traitement contre le remodelage bronchique dans l’asthme. Suite au développement des symptômes d’asthme, les animaux recevront le traitement et les paramètres respiratoires seront réalisés. Puis les animaux seront mis à mort et les organes seront prélevés et analysés au laboratoire.
Remplacement
En raison de la complexité de la communication intercellulaire menant à la maladie, il n’existe pas de modèle in vitro qui permet d’estimer l’évolution du remodelage bronchique dans l’asthme. Grace au modèle animale, nous testerons les hypothèses apparues après nos résultats in-vitro sur les lignées cellulaires. Il est bien que l'asthme bronchique chez l’homme est une maladie multifactorielle, où les facteurs génétiques, l'âge, les conditions environnementales, l'ontogenèse et l'anamnèse de la maladie jouent un rôle important. Le contrôle de ces facteurs dans nos expériences avec des souris de laboratoire nous permettra de révéler l'effet physiologique réel du blocage du métabolisme des acides gras sur le développement des symptômes de la maladie. L’utilisation du modèle murin d’asthme chronique allergique dans nos études nous donnera une meilleure compréhension des phénomènes et à terme de proposer des traitements plus efficaces pour la prise en charge des personnes asthmatiques.
Réduction
Se souciant de réduire le nombre des animaux en expérimentation, comme pour chaque test statistique, nous avons défini le nombre de souris par groupe pour obtenir des résultats significatifs, et nous réaliserons de multiples études ex vivo sur différents organes et selon différentes techniques. Nous allons comparer les organes des groupes de souris asthmatiques avec ceux des animaux témoins qui recevront ou non le traitement pouvant diminuer les symptômes d’asthme. Chez une partie des souris de chaque groupe, les paramètres du système respiratoire seront mesurés par pléthysmographie invasive. Comme il a été déjà démontré par nos travaux précédents, les groupes de souris doivent être composés de 10 souris minimum afin de mettre en évidence une différence significative sur les différents paramètres analysés grâce à la pléthysmographie invasive notamment la résistance bronchique dont la variabilité est importante. Dans la deuxième partie des souris de chaque groupe, nous étudierons les processus inflammatoires dans le lavage broncho-alvéolaire (BAL). Dans ce but, nous avons besoin 6 souris dans chaque groupe. Le nombre de souris à inclure a été réduit au maximum selon les tests statistiques définis.
Raffinement
Afin de diminuer la souffrance et l’angoisse des animaux, des dispositifs sont prévus (anesthésie pour les instillations), raffinement des conditions d’hébergement (hébergement en groupe sociaux, frisottis et bâtonnets), vérification par la structure en charge du bien-être des animaux et nous avons soigneusement décrit des points limites en relation avec notre protocole (critères de perte de poids, comportement anormal ou difficulté respiratoire). La dyspnée éventuelle induite par les instillations intranasales peut être traitée par la nébulisation pendant 15 s d’un broncho-dilatateur d’action rapide.
Choix des espèces
La souris est une espèce classiquement utilisée pour l’étude de la réactivité des voies aériennes normales et pathologiques. De plus, le laboratoire utilise cette espèce depuis plusieurs années, et dispose donc dans cette espèce, de nombreuses données sur lesquelles s’appuie la présente étude. Les animaux utilisés sont des femelles. La majorité des études sur l’asthme est menée sur les souris femelles. L’utilisation des femelles permet de rapprocher le modèle murin de la maladie humaine car la sévérité de l’asthme est plus fréquente chez la femme que chez l’homme. Les animaux utilisés pour commencer le protocole sont des jeunes souris âgés de 5 à 10 semaines. La plupart des études scientifiques dans le domaine pneumologique sont réalisées sur les animaux de cet âge.
Mise en oeuvre des études pharmacocinétiques/pharmacodynamies chez les rongeurs
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 1500
Cochons d'Inde : 100
2 000 souris, 1 500 rats et 100 cochons d'Inde vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit un composé à tester puis subit jusqu'à neuf prélèvements de sang en vingt-quatre heures et des séjours en cage à métabolisme en isolement, certains portant un dispositif chirurgical pour recueillir la bile, pour mesurer le devenir de molécules candidates. Le porteur reconnaît un stress lié à la contention et à l'isolement ainsi que des douleurs et des lésions internes possibles aux sites de prélèvement. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne reproduit la diffusion d'un produit dans l'organisme entier, ce qui rendrait le recours à l'animal "indispensable".
Objectifs
L'objectif de ce projet est de pouvoir conduire différents protocoles dans lesquels différents éléments d'essai seront testés (classe thérapeutique anti inflammatoire, anti cancéreux, antibiotique, neurologie principalement) ainsi que l'évaluation des excipients et des produits exploratoires. Suite à ces différentes études, l'objectif est de pouvoir identifier de nouveaux éléments qui pourront pas la suite peut être donner lieu à de nouveaux médicaments. Il peut s'agir de conduire des études de PK simple: suivre les paramètres de l'élément testé dans les matrices plasma/serum principalement. Il peut s'agir de conduire des études PK/PD: suivre les paramètres de l'éléments testés dans les matrices plasma/serum principalement mais également de suivre les effets de ces éléments test en suivant certains paramètres biologiques. Il peut s'agir de conduire des études pour mettre en avant les phases Administration, Distribution, Métabolisme et Elimination. Dans ce cas les éléments test peuvent être suivis dans les urines, fécès, bile ...
Bénéfices attendus
L'intéret de ce projet est de pouvoir mener différentes études en testants différents éléments d'essai sur des rongeurs. Cela permettra d'identifier les composés intéressants qui pourront peut être déboucher sur de nouveaux médicaments humain ou vétérinaires. Les différents protocoles entrant dans le scope de ce projet (études PK, études PK/PD, études ADME) seront primordiaux pour avoir des données sur les paramètres phamacocinétiques et pharmacodynamiques des éléments testés pour pouvoir déterminer les relations dose/effet.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents types d'intervention - Premièrement l'administration de l'élément test. Cela sera fait sur animal vigile par un personnel formé pour éviter tout stress à l'animal -Puis des prélèvements de sang seront réalisés. En fonction de l'espèce animale les volumes et le nombre pourront varier. Pour les rats et les cobayes, 9 prélèvements maximum sur 24h, volume prélevé environ 60 μL Pour les souris, 9 prélèvements maximum sur 24h , volume prélevé environ 30 μL. La durée d'un prélèvement est inférieur à la minute. Les animaux pourront être placés en cage à métabolisme pour des recueils d'excrétas si demandés. La durée de l'hébergement dans ces cages à métabolisme sera réduite au maximum. Jusqu'à 7 jours maximum pour le recueil d'urine ou de fecès et jusqu'a 72h maximum pour le recueil de bile. Les animaux auront un contact visuel et auditif entre eux.
Impact sur les animaux
Suite aux différentes administrations et durant les prélèvements sanguins, les animaux peuvent ressentir du stress, de la peur à la contention. Les prélèvements sanguins seront réalisés à différents sites de prélèvements, mais il peut y avoir de la douleur, des lésions internes. Lors des recueils de bile, de fécès ou d'urine, les animaux seront hébergés en cage à métabolisme. Cela signifie un hébergement individuel. Cela peut également occasionner du stress pour l'animal. Si l'animal a subit une chirurgie pour un recueil de bile, ou une administration duodénale cela necessite que l'animal porte un dispositif particulier qui peut influer sur sa liberté de mouvements. Tous ces gestes seront réalisés par un personnel expérimenté pour éviter au maximum toutes ces nuisances
Devenir
A la fin de cette procédure tous les animaux seront mis à mort. Cela sera pratiqué par un personnel expérimenté conformément à la réglementation en vigueur.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne permettant actuellement de reproduire la diffusion d’un produit dans le sang des animaux ni d'évaluer les effets d'une molécule sur un ou plusieurs paramètres pharmacodynamiques au niveau de l'organisme entier, il est indispensable de recourir à l’animal entier.
Réduction
Pour ce projet, il est envisagé d'utiliser environ 1500 rats, 2000 souris, 100 cobayes sur 5 ans. Ce sont des chiffres approximatifs pour une durée de 5 ans. Le nombre d'animaux inclus dans chaque étude entrant dans le scope de ce projet sera réduit au minimum pour avoir des résultats interprétables. Par exemple en utilisant la technique du micro sampling ( prélèvement de 30 µL de sang par animal) ou en utilisant des animaux cathétérisés cela permettra de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés car 9 points de pK pourront être réalisés sur le même animal.
Raffinement
Une attention particulière sera portée à l'enrichissement du milieu. Animaux hébergés en groupe autant que possible avec présence d'enrichissement au maximum au niveau des hébergements ( présence de buchettes, cachettes, tunnels ...) Les animaux seront observés quotidiennement pour une prise en charge rapide. Pour préserver les sites de prélèvement au maximum, un point de compression sera réalisé aprés chaque prélèvement avec la possibilité d'appliquer de la glace afin d'éviter la formation d'hématome. Les sites seront alterner autant que possible et le nombre de prélèvement de sang par site sera réduit au minimum.
Choix des espèces
Le rat et la souris sont les espèces majoritairement utilisées dans ces études. Ces espèces sont bien décrites et caractérisées dans la littérature et leur utilisation est conseillée (OCDE) pour les essais de produits pharmaceutiques. Le cobaye est minoritairement utilisé mais peut permettre d'identifier des métabolites absents chez les deux précédentes espèces, par exemple. Nouveau nés, jeunes, adultes. Le stade de développement sera justifié pour chaque étude. Cela dépendra de la cible concernée pour le produit testé.
Caractérisation de gènes contribuant à l’action thérapeutique de cellules des défenses immunitaires, utilisées en immunothérapie chez l’Homme, dans des modèles murins de Myélome Multiple (cancer du sang
- Recherche appliquée
- Cancers
794 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent par voie intraveineuse des cellules de myélome puis des lymphocytes T modifiés, avec jusqu'à douze séances d'imagerie et des prélèvements de sang, pour comprendre les rechutes d'une immunothérapie. Le porteur indique que le cancer peut provoquer une perte de mobilité puis une paralysie des pattes arrière et une perte de poids, l'euthanasie intervenant avant ces signes quand l'imagerie le permet. Il affirme que l'évaluation à long terme de ces cellules rend "indispensable" le recours à un "organisme vivant entier".
Objectifs
Le myélome multiple (MM) est caractérisé par le développement incontrôlé (prolifération) d'un type particulier de cellules sanguines de la famille des globules blancs appelées plasmocytes. Ces plasmocytes, cellules productrices d’anticorps, s’accumulent dans la moelle osseuse. Les traitements actuels du MM reposent sur la chimiothérapie et la greffe de moelle osseuse. Bien que ces traitements aient amélioré la survie des malades, certains patients répondent mal aux traitements conventionnels. Une nouvelle stratégie thérapeutique, ayant déjà fait ses preuves dans le traitement d'autres cancers du sang, vise à forcer les défenses immunitaires à reconnaitre et à détruire les cellules cancéreuses. Ainsi il est possible de modifier génétiquement une population de cellules du système immunitaire (les lymphocytes T) afin qu'ils reconnaissent spécifiquement les cellules tumorales et les éliminent. Le but ultime étant d'améliorer la prise en charge des patients résistants aux traitements classiques. Les plasmocytes tumoraux ont à leur surface des molécules qui vont être reconnues par les lymphocytes T modifiés entrainant l’élimination des cellules cancéreuses avec des taux de réponse de l’ordre de 80% chez des malades ayant reçu différentes stratégies de traitement. Cependant des rechutes surviennent encore et la survie reste au mieux de l’ordre de 2 ans. Dans notre projet, nous cherchons à mettre en évidence les mécanismes liés à ces rechutes et parmi eux le défaut de persistance des cellules thérapeutiques (lymphocyte T modifié) in vivo.
Bénéfices attendus
Cette étude va apporter des informations importantes pour la thérapie du MM où actuellement il n’y a pas de thérapie curative. En effet le défaut de persistance des cellules thérapeutiques est une des causes de rechute chez les patients atteint de cancer soigné avec l’immunothérapie, approche thérapeutique qui agit sur le système immunitaire d’un patient pour lutter contre sa maladie. La découverte de gènes influençant la persistance et l’efficacité des cellules thérapeutiques ciblant spécifiquement des molécules à la surface des cellules tumorales du MM pourraient ouvrir des portes pour le traitement d’autres cancers où l’immunothérapie est utilisée ou dans les études de nouvelle stratégie immuno-thérapeutique qui sont actuellement en phase de test préclinique ou clinique.
Procédures
Les modèles murins de MM consistent en l’injection par voie intraveineuse de cellules tumorales de MM humain ou murin à des souris éveillées (durée 1 min). Après 14 jours, notre stratégie thérapeutique sera injectée (par voie intraveineuse sur souris éveillées ; durée 1 min). Le développement de la tumeur et l'efficacité de nos cellules thérapeutiques seront suivis par imagerie in vivo sous anesthésie générale et ce une fois par semaine pendant toute la durée de l'étude (durée de la session : 10 min). Dans le cas où la prolifération des cellules cancéreuses serait rapide, nous Pourrions faire deux acquisitions d'imagerie par semaine. Sur toute la durée du protocole, chaque souris aura eu au maximum 12 séances d'imagerie. Nous réaliserons également des prélèvements de sang hebdomadaire (au niveau de la veine de la joue, sur souris éveillée; durée 30s; 5 prélèvements au maximum) afin de détecter les cellules tumorales circulantes. Ce type de suivi ne concernera qu'un petit nombre de souris pour lesquelles les cellules tumorales utilisées ne peuvent pas d'être détectées par imagerie.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pouvant être observés sont liés au développement du cancer du sang. Dans le modèle de MM humain, les cellules tumorales se multiplient dans la moelle osseuse. Ceci entraine fréquemment, quand le traitement n’est pas efficace, l’apparition d’une perte de mobilité qui dans la plupart des cas est suivi par une paralysie des pattes inférieures, s’accompagnant d’une perte de poids. Il est à noter que des tumeurs au niveau du crane sont également des évènements susceptibles d’être attendus sur ce modèle, néanmoins ces tumeurs apparaissent à long terme à environ 2 mois post injection des cellules tumorales. Dans le modèle de MM murin, les cellules tumorales s’accumulent au niveau de la rate, pouvant générer une douleur abdominale. Les souris pourront donc ressentir un stress lié à leur manipulation (anesthésie/imagerie répétée), des douleurs liées au développement de la maladie. Etant donné que les lignées utilisées n'ont pas de système immunitaire pour se défendre contre les microbes, un environnement non adapté (absence de barrière sanitaire) pourrait entraîner une mortalité précoce.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure. Nous analyserons à partir de la moelle osseuse et de la rate prélevées en post-mortem, les cellules thérapeutiques présentes afin d’identifier les gènes responsables de leur persistance sur le long terme.
Remplacement
Nous avons réalisé le maximum d'expériences in vitro afin de valider l'efficacité de nos cellules thérapeutiques. Cependant ces tests ne nous permettent pas d'évaluer à long terme ces cellules thérapeutiques. L’utilisation d’un organisme vivant entier est donc indispensable afin de reproduire les conditions observables chez l’Homme dans le cadre de leur utilisation en thérapie. De plus, il est nécessaire de vérifier ces résultats dans un modèle in vivo, car celui-ci intègre la plupart des caractéristiques de ces pathologies humaines telles que l’hétérogénéité des cellules tumorales, l’existence de tissus sains, la présence de barrières limitant l'efficacité des traitements
Réduction
Nous avons réduit le nombre de souris utilisés au minimum nécessaire et suffisant pour valider scientifiquement notre étude du point de vue de l’analyse statistique. Plusieurs groupes de souris seront analysés simultanément permettant de n’avoir qu’un seul groupe d’animaux « contrôle ». L’utilisation de l’imagerie in vivo permet également de réduire le nombre d’animaux utilisé grâce à l’analyse d’une même souris sur toute la durée de l’expérience.
Raffinement
Afin de réduire au minimum la douleur et la souffrance qui pourraient être ressenties par les souris, nous prévoyons la mise en place de différentes procédures. Tout d'abord, les souris sont hébergées dans une animalerie avec un statut sanitaire contrôlé, un enrichissement sera mis en place (papier kraft pour la fabrication de nid, buchette en bois à ronger). Un suivi visuel quotidien (par les animaliers et/ou les expérimentateurs) des animaux est réalisé. Nous veillerons, par ailleurs, à réduire au minimum l’intensité et la durée des souffrances ressenties par les animaux, en utilisant une grille d'évaluation prenant en compte l'apparence physique, le poids et le comportement des animaux. Ce suivi clinique sera réalisé une fois par semaine. De plus la mesure hebdomadaire voire bi-hebdomadaire par imagerie in vivo, nous permettra d'évaluer la propagation tumorale et euthanasier les animaux si celle si devient trop invasive et avant que les signes cliniques n’apparaissent (paralysie par exemple).
Choix des espèces
L’espèce animale choisie dans ce projet est la souris. Cette espèce présente l’avantage d’être un petit mammifère dont le comportement est bien connu et proche de l’humain. Ainsi, l’évaluation du bien-être et de la douleur liée à l’expérimentation peut être effectuée aisément (perte de poids, posture, aspect du poil, comportement agressif, isolement) permettant une prise en charge rapide et adapté. De plus, les modèles de MM humains et murins sont bien décrits dans la littérature scientifique. Les souris utilisées dans ce projet sont des animaux adultes de 2 à 3 mois au début de la procédure (injection des cellules tumorales) qui est l’âge de référence utilisé dans de nombreux modèle expérimentaux sur souris adultes.