Souris

636 souris vont être utilisées, toutes tuées au soixantième jour ou plus tôt si elles atteignent un point limite, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit sous la peau du flanc une greffe de cellules tumorales, trois injections de virus et deux prises de sang d'une vingtaine de minutes, et la tumeur qui grossit peut entraîner perte de poids, mobilité réduite et défaut de toilettage. Les vésicules étudiées, libérées par des cellules infectées par un virus thérapeutique, "pourraient devenir des vaccins très efficaces", écrit le porteur, qui en espère à terme un candidat médicament pour "soigner certaines tumeurs chez l'Homme". La mise à mort anticipée dépend de signes observés trois fois par semaine : posture, toilettage, vocalisations, aspect des tumeurs. Aucun seuil chiffré de taille tumorale ni de perte de poids n'est donné.

Objectifs

Les vésicules extracellulaires (EVs) circulent dans l’organisme et agissent comme des messagers entre les cellules. Elles suscitent un intérêt croissant lié à leur capacité à transférer du contenu biologique entre cellules. En effet, les EVs ouvrent la porte à de nouveaux concepts et opportunités tant biologiques que thérapeutiques. Les cellules cancéreuses sont particulièrement de bonnes productrices d’EVs. Elles peuvent favoriser la croissance tumorale ou jouer un rôle dans l'inhibition de la croissance tumorale. Ainsi, les EVs ont un double rôle dans la régulation du cancer. Les données actuelles montrent que l'immunothérapie basée sur l’utilisation d’EVs est une approche prometteuse dans le cadre du cancer, suggérant que les EVs pourraient devenir des vaccins très efficaces. Ainsi, des études récentes avec un virus candidat dans le cadre de la thérapie contre le cancer ont montré l'apparition d'EVs contenant des protéines codées par ce virus thérapeutique. Le but de ce projet est donc d’analyser l'effet des EVs libérées par des cellules infectées par des candidats viraux et leur utilisation potentielle dans la thérapie anticancéreuse. Ce projet vise ainsi à mettre en évidence l'effet des EVs sur des lignées de tumeur greffées dans un modèle de Souris. Les effets seront suivis sur la croissance tumorale mais aussi sur les facteurs circulant au niveau sanguin. Les données générées nous permettront d'améliorer notre compréhension des mécanismes d'action dans un organisme complexe et d’envisager le développement de ce candidat en déterminant sa chronologie d'action et son efficacité en fonction de la vitesse de croissance tumorale.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à améliorer notre compréhension des effets d'un candidat médicament sur une lignée tumorale. Nous pourrons ainsi comprendre sa capacité d'action et l'impact sur des lignée tumorales déjà installées. Cette connaissance nous permettra de mettre en place un candidat médicament permettant de soigner certaines tumeurs chez l'Homme.

Procédures

Les animaux subiront une greffe de cellules tumorales par injection sous-cutanée, durée 1 minute. Par la suite, des injections de virus seront pratiquées (3 fois), durée moins d’une minute. Deux prélèvements sanguins seront aussi effectués chacun durant environ 20 minutes.

Impact sur les animaux

Dans ce projet, nous anticipons l'apparition de tumeurs sous-cutanées, qui pourra déclencher une éventuelle perte de poids, une mobilité réduite, un mauvais toilettage. Ce protocole aura une durée maximale de 60 jours.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à J60 ou à l'atteinte d'un point limite. Ils ne sont pas réutilisables du fait de la présence de cellules tumorales et de candidats médicaments dans leur organisme.

Remplacement

L'étude de l'effet thérapeutique de candidats médicaments sur des processus complexes tels que l'oncologie ne peut se faire sans l'utilisation de modèles animaux. En effet, il n'existe pas actuellement de modèle non animaux permettant de récapituler l'ensemble des mécanismes physiologiques complexe à l'oeuvre dans la mise en place de tumeurs ou la réponse immunologique associée.

Réduction

Ce projet a été mise en place en réduisant autant que possible la taille des groupes expérimentaux. Ainsi, pour l'étude pilote 6 animaux par condition seront utilisés. De plus, nos connaissance des modèles tumoraux sous-cutanés chez la Souris nous permet de dimensionner les groupes à 15 animaux par condition pour la deuxième étude. Cet effectif nous permettra de disposer de conclusions statistiquement relevantes. Nous mesurerons les tailles de tumeurs et le poids de manière répétées. Nous analyserons ces données par analyse de variance à deux paramètres (avec ou sans EVs/ concentration de celulles) en mesures répétées.

Raffinement

Les animaux seront placés dans les conditions optimales d'hébergement avec la présence d'un enrichissement (Maisonnettes en carton ou de kraft). Nous injecterons les cellules tumorales sur le flanc. Ensuite l'apparition de tumeurs et leurs croissances seront mesurées trois fois par semaine afin de suivre la progression ainsi que l'effet possible du candidat médicament sur celle-ci. Nous suivrons à chaque pesée (trois par semaine) l'état général des animaux, le toilettage, la posture, la présence de vocalisation, les sites d'injection et l'aspect des tumeurs. Tous ces items nous permettront de décider de l'atteinte de points limites le cas échéant pouvant entrainer la mise à mort de l'animal pour éviter toute souffrance.

Choix des espèces

Le modèle Souris constitue un bon modèle pour l'étude de modèle tumoraux. En effet, il s'agit de mammifère au système immunitaire assez proche de l'Homme pour disposer d'une apporche translationnelle valide. Nous analyserons des animaux agés de 8 semaines au moment de l'injection. A cet age, le système immunitaire est suffisamment développé.

84 souris subissent jusqu'à trois séances d'IRM de trois heures sous anesthésie, avec quatre prises de sang par séance dans l'une des procédures, et une partie d'entre elles reçoit pendant six semaines un régime riche en graisses. Elles sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré et toutes tuées à l'issue pour le prélèvement du cerveau, d'autres organes comme le tube digestif pouvant aussi être prélevés. Le but est de mesurer l'effet de l'inflammation cérébrale liée à ce régime sur l'activité et la connectivité du cerveau, en lien avec le comportement alimentaire. Le titre annonce une exposition à une "inflammation aigüe", et le résumé ne dit pas comment elle est provoquée, ni ce que contient la procédure 2, qui n'est pas décrite.

Objectifs

L'un des plus grands défis dans un environnement obésogène tel que nos sociétés modernes est la gestion du poids à long terme, la plupart des tentatives de perte de poids se soldant par une reprise de poids ultérieure (effet "yo-yo"). Le système nerveux central joue un rôle clé dans le maintien de la balance énergétique en régulant les apports (comportement alimentaire, incluant les dimensions homéostatiques et hédoniques) et les dépenses énergétiques. La plupart des études se sont intéressées à la régulation homéostatique du comportement alimentaire. De nombreuses études ont ainsi montré chez la souris mais aussi chez l’Homme qu’une exposition chronique à un aliment riche en lipides (connue pour conduire à terme à une surchage pondéral voire une obésité) conduit à des modifications neuro-anatomiques, une neuro-inflammation, et ce particulièrement au niveau de l’hypothalamus. Malgré l'accumulation de preuves révélant les interactions entre les régulations homéostatiques et non-homéostatiques du comportement alimentaire, des données manquent sur l’effet d’une exposition chronique à une alimentation hypercalorique sur les réseaux cérébraux sous-jacents. De plus peu de données existent concernant l’effet de la neuro-inflammation induite par un régime riche en lipides sur l’activité cérébrale.

Bénéfices attendus

Les données issues de ce projet contribueront à une meilleure compréhension de l’effet de la neuro-inflammation induite par le régime hyperlipidique sur l’activité cérébrale et la connectivité fonctionnelle et éclaireront sur les mécanismes cérébraux qui sous-tendent les modifications du comportement alimentaire (y compris dans l’addiction à la nourriture, le « binge eating » ou l’anorexie). De plus, l’approche par imagerie dans le modèle animal est non seulement une méthode non-invasive mais également une approche facilement transférable à l’Homme.

Procédures

Les souris seront soumises à des anesthésies pour l'acquisition par IRM. Une session d'acquisition durera au maximum 3h et une souris réalisera au maximum 3 sessions d'acquisition. Dans la procédure 1, des prises de sang seront effectuées pour mesurer la glycémie. Elles dureront quelques secondes et seront au nombre de 4 par session d'acquisition IRM pour chaque animal. Dans la procédure 3, une partie des souris sera exposée à un régime hyperlipidique pendant 6 semaines.

Impact sur les animaux

La prise chronique sur des temps longs (>8 semaines) d’un aliment HFD conduit à une prise de poids, des perturbations métaboliques et des modifications de l’activité locomotrice et potentiellement de l’humeur. La période d’exposition au HFD de 6 semaines dans notre projet perturbera le métabolisme des animaux (hyperlipidémie, résistance à l’insuline) mais n’altérera pas drastiquement, à ce stade, la qualité de vie des animaux. Les nuisances liées à l'IRM étant de nature sonores, des protections auditives en mousse seront positionnées dans le conduit auditif des animaux afin d'éviter une dégradation de leur audition.

Devenir

A l'issue des procédures les animaux seront mis à mort selon la réglementation en vigueur. Le contrôle de l'intensité de l'inflammation par des approches de biologie moléculaire nécessite le prélèvement du cerveau et donc l'euthanasie des animaux. D'autres organes pourront être prélevés pour des analyses tissulaires post-mortem complémentaires (par ex: tractus digestif). Un entraînement et le raffinement des gestes techniques employés seront réalisés en amont des prélèvements décrits précédemment.

Remplacement

Cette étude de mesure de la neuroinflammation, de l’activité cérébrale et la de connectivité fonctionnelle entre des structures cérébrales ne peut être réalisée in vitro ni modélisée in silico. En effet, le nombre, la complexité des structures cérébrales mises en jeu, leur activité et leurs interactions dans un contexte intégré ne permet pas de réaliser cette étude sur des modèles cellulaires qui sont insuffisamment représentatifs à l'heure actuelle. De plus, dans la perspective de pouvoir transposer les données générées dans cette étude à l'Homme, l'utilisation d'animaux présentant une bonne analogie fonctionnelle ainsi qu'une bonne homologie anatomique, physiologique et génétique avec l'Homme est requise. Dans cette étude, les travaux seront menés sur la souris.

Réduction

Le nombre d’animaux prévu a été déterminé grâce à des données publiées générées par les responsables du projet. Le nombre d’animaux prévu permet d’effectuer des analyses statistiques qui permettront de déterminer la pertinence de poursuite ou non de la méthode mise au point. Plus précisément, pour les différents paramètres d'imagerie considérés, des tests statistiques permettant une analyse temporelle et/ou de l'effet de traitements entre plusieurs groupes et/ou de l'effet sexe des animaux lors de mesures répétées en utilisant des tests paramétriques ou non paramétriques selon la distribution des données. Grâce à l'utilisation d'un suivi longitudinal (mesures répétées chez un même animal), le nombre total d'animaux inclus dans l'étude est réduit.

Raffinement

Les procédures expérimentales prévues sont non-invasives. Les prélèvements pour l’analyse histologique sont post-mortem. Le suivi du poids et une observation clinique quotidienne des souris permettront d’évaluer les points limites. La durée d’exposition à l’aliment HFD permet de limiter les conséquences négatives sur l’animal.

Choix des espèces

Le modèle souris est largement utilisé pour les recherches sur le comportement alimentaire, notamment dans l’obésité en raison de ses réponses reproductibles permettant une robustesse des résultats générés. L’abondance des données dans la littérature sur les mécanismes de régulation de la prise alimentaire dans cette espèce permet d’autre part le raffinement des méthodes (outils analytiques disponibles évitant la mise au point de certaines méthodes sur des animaux supplémentaires). Enfin, nous disposons déjà de données préliminaires sur ce modèle animal. Nous avons décidé de travailler sur individus « jeune adulte » âgées de 7-8 semaines pour éviter les effets liés au développement d’une part et au vieillissement d’autre part.

10 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent l'ablation des ovaires avec pose d'un implant d'œstradiol, puis une injection de colchicine directement dans le cerveau, pour identifier les neurones impliqués dans le déclenchement de l'ovulation. Le porteur indique que la colchicine peut provoquer diarrhée et douleurs abdominales, les souris étant mises à mort vingt-quatre à vingt-sept heures après l'injection, avant l'apparition de ces effets, pour prélever leur cerveau. Il affirme que la reproduction "ne peut s'observer" que sur un organisme entier et renonce à toute analyse statistique, l'objectif déclaré étant de pouvoir publier des données descriptives.

Objectifs

Les mammifères présentent soit une ovulation spontanée soit une ovulation induite. L’ovulation dépend de la sécrétion de deux hormones la gonadolibérine ou GnRH et l’hormone lutéinisante ou LH. Les mécanismes permettant la sécrétion de la GnRH et de la LH sont encore mal connus. Chez les espèces à ovulation induite, un facteur de croissance (βNGF) semble être une molécule clé dans le déclenchement de l’ovulation, rôle qui semble tenu dans les espèces à ovulation spontanée par un autre neurotransmetteur, la kisspeptine. Nos données suggèrent l’implication du facteur de croissance aussi pour induire l’ovulation chez les espèces à ovulation spontanée via une action sur la sécrétion de la kisspeptine. Nous souhaitons établir si cette action est directe ou indirecte. Cette information est essentielle pour pouvoir publier nos données. Nous envisageons de réaliser des marquages multiples pour détecter la kisspeptine et le récepteur du facteur de croissance. Les données obtenues permettront de déterminer si le récepteur est exprimé ou non sur les cellules à kisspeptine. Dans le cas où il n’y aurait pas de co-localisation entre la kisspeptine et le récepteur, nous établirons la possibilité d’une action indirecte via des neurones à catécholamines. Nous allons donc utiliser des souris femelles et des marquages multiples pour vérifier ces hypothèses.

Bénéfices attendus

La réalisation de ce projet nous permettra de comprendre si les mécanismes qui déclenche l’ovulation après la stimulation avec le βNGF comportent une stimulation directe des neurones à kisspeptine ou nécessitent d’un interneurone. Cette information nous permettra de vérifier si du point vu évolutive les mécanismes d’induction de l’ovulation sont conservés entre ovulations induites et spontanées. Ceci représente une information très importante pour la compréhension de l’évolution des modalités d’ovulation chez les mammifères.

Procédures

Les animaux seront soumis a des procédures chirururgicales pour enlever les ovaires et positionner un implant sous-cutanée d'oestradiol. Cette procedure durera environ 15 minutes. Entre 7 et 10 jours plus tard les animaux seront soumis à une deuxième intervention pour réaliser une injection intracerebroventriculaire de colchicine. Cette procédure aussi aura une durée d'environ 15 minutes.

Impact sur les animaux

L’ovariectomie avec implant d’oestradiol est une technique largement utilisée dans les recherches en neuroendocrinologie de la reproduction et des douleurs peropératoires au site d’opération et de suture sont envisagées. Toute neurochirurgie peut entrainer des diminutions de la température corporelle et des hémorragies, ainsi qu'une douleur localisée en post-opératoire au niveau du site d'incision de la peau du crâne. Les effets indirects peuvent découler de la chirurgie (trouble comportemental, baisse d'activité locomotrice) et du produit injecté (diarrhée). Les effets directs sont de courte durée (de quelques heures à quelques jours). Les effets indirects peuvent survenir après quelques heures mais se poursuivre sur plusieurs jours. L’administration de colchicine sera effectuée par injection intracerebroventriculaire. L'injection de colchicine peut induire des effets indésirables tel que la diarrhée, des douleurs abdominales, des troubles du système nerveux. L’euthanasie des animaux sera effectuée dans les 24-27 heures après l’injection de colchicine et donc préalablement à la manifestation de ces effets.

Devenir

Dans la première partie de l'expérience toutes les souris (10) seront soumis aux chirugies indiquées dans le protocole détaillé. Par la suite toutes les souris (10) seront euthanasiées pour prélever le cerveau et rélaiser l'immunocytochimie.

Remplacement

La fonction de reproduction étant une fonction intégrée (sous influence de facteurs environnementaux et hormonaux endogènes) contrôlée par l'hypothalamus, elle ne peut s'observer que sur des organes entiers provenant d’un organisme vivant. Nous ne pouvons donc pas remplacer l’utilisation d’animaux pour notre expérience.

Réduction

Notre étude ce base sur l'analyse des données descriptives : coexistence ou non de marquage et éventuelle pourcentage de cellules marques par rapport à l’ensemble de la population. Nous n’avons donc pas besoin de réaliser des analyses statistiques pour cette expérience. Le choix du nombre d’individus par lot s'appuie sur les données de la littérature et notre expérience antérieure. Les souris utilisées seront ovariectomisées. Les ovaires produisent les hormones stéroïdes qui rétroagissent au niveau cérébral pour moduler le cycle ovarien. Ces hormones présentent des fluctuations endogènes de leurs taux au cours du cycle, l'ovariectomie (suivie d'un traitement substitutif : implant d’estradiol) va permettre de standardiser les taux endogènes circulants et donc de réduire l'effectif d'animaux à inclure dans l’expérimentation. Pour établir le nombre d’animaux à utiliser nous avons prix en considération le fait que les animaux seront soumis à deux chirurgies, à une perfusion intracardiaque et aux aléas de la coupe après congélation. Nous estimons que pour pouvoir obtenir 6-7 échantillons exploitables de la région d’intérêt, nombre que nous permettra d’avoir des données solides, nous devons partir d’un groupe de 10 animaux. L’utilisation d’un nombre moindre d’animaux pourrait être suffisant, mais vu le risque d’avoir à répéter l’expérience, suite aux aléas liés aux différentes manipulations, et donc augmenter ultérieurement le nombre de souris, ce choix nous semble le plus pertinent pour réduire aux minimum le nombre de souris utilisées.

Raffinement

Les souris seront hébergées par trois ou cinq par cage en présence d'objets en carton (boites à œufs, frisottis en papier). Une semaine d' habituation à la manipulation par l'expérimentateur est prévue pour réduire le stress lors des différentes manipulations prévues par le protocole. Les souris seront anesthésiées lors des chirurgies et recevront un traitement antalgique consécutivement à la neurochirurgie. Les yeux de l'animal seront protégés au moyen d'une pommade ophtalmique pendant la neurochirurgie.

Choix des espèces

La souris est l’espèce de référence utilisée en routine par de nombreux laboratoires est aussi l'espèce sur la quelle nous avons obtenu les résultats d'induction de l'ovulation avec le beta-NGF. Pour étudier l'ovulation nous avons besoin de souris femelles adultes.

84 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées, elles reçoivent par chirurgie stéréotaxique une inoculation cérébrale de trois formes d'alpha-synucléine agrégée, dont des extraits de cerveau de patient, pour comparer la maladie induite dans un modèle de Parkinson. Le porteur indique que l'inoculation conduit à une démarche saccadée et une perte d'équilibre, et que les souris sont mises à mort dès ces premiers signes pour éviter une paralysie du train postérieur. Il affirme que le projet "ne peut être réalisé qu'in vivo" et qu'aucune méthode alternative n'existe aujourd'hui.

Objectifs

Le but du projet est de comparer les caractéristiques de la maladie induite par trois formes d’alpha-synucléine de structures différentes au cours de passages successifs par inoculations dans un modèle de souris modifiées génétiquement. L’alpha-synucléine est la protéine majoritaire dans les lésions des maladies humaines associées (maladie de Parkinson et démence à corps de Lewy, atrophie multisystématisée), au sein desquelles elle se présente sous une forme agrégée. L’étude implique la caractérisation biochimique de l’alpha-synucléine agrégée, ainsi que la localisation et l’étude morphologique des dépôts de cette protéine dans le cerveau des souris.

Bénéfices attendus

Le projet vise à mieux connaître les relations entre les structures moléculaires de l’alpha-synucléine agrégée et les maladies associées à cette agrégation, par la description approfondie des lésions et des caractéristiques moléculaires observées lors de la maladie chez les souris.

Procédures

Les souris font l’objet d’une inoculation par stéréotaxie dans le cerveau de jeunes souris modifiées génétiquement (6-8 semaines) réalisée sous anesthésie générale et locale chez les 84 animaux prévus dans l’étude. L’intervention chirugicale dure 30 à 45 minutes.

Impact sur les animaux

L’inoculation d’extraits cérébraux des souris malades contenant l’alpha-synucléine agrégée, de trois origines distinctes (fibre synthétique, cerveau de souris modifiée génétiquement malade, cerveau de patient humain), est réalisée afin de mesurer le délai d’apparition des premiers signes cliniques moteurs, premier élément de caractérisation dans ce type d’étude. Ceux-ci se manifestent par une démarche saccadée de l’animal et une perte d’équilibre. La confirmation de ces anomalies de locomotion détermine la décision de mise à mort des animaux, avant la survenue d’une paralysie du train postérieur.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin du protocole d’expérimentation. En effet, l’inoculation d’alpha-synucléine altérée chez les souris modifiées génétiquement utilisées dans ce projet conduirait irrémédiablement à leur mort suite à la progression d’une paralysie. Leur mise à mort est ainsi réalisée dès l’apparition des premiers symptômes, permettant de leur éviter des souffrances ultérieures.

Remplacement

Le projet ne peut être réalisé qu’in vivo, visant à évaluer le délai d’apparition de signes cliniques neurologiques et à décrire l’extension et les caractéristiques des lésions du cerveau, ainsi que les altérations biochimiques de l’alpha-synucléine. Il n’existe pas aujourd’hui de méthode alternative permettant de remplacer l’expérimentation animale.

Réduction

Les lots expérimentaux sont constitués chacun de 14 souris adultes, mâles et femelles. Cet effectif permet de disposer du nombre d’animaux nécessaire et suffisant aux travaux de caractérisation fondés sur l’examen de la durée d’incubation de la maladie par un test Log-Rank, permettant de mesurer une différence de survie de l’ordre de 20-25%, de la distribution des différents types d’immunomarquages cellulaires et de la caractérisation biochimique de l’alpha-synucléine pathologique. Un lot de 14 souris permet de disposer d’au moins 6 souris, pour les analyses biochimiques et d’au moins 6 souris pour les analyses des lésions du cerveau, prélevés lorsque la maladie apparaît chez la souris. Ces effectifs permettent de déterminer par un test unilatéral si la moyenne des valeurs observées dans une situation est égale ou différente de la moyenne observée dans une autre condition. Les autres prélèvements (yeux, intestin, pancréas, sang) contribuent aux travaux menés au laboratoire sur les marqueurs périphériques de la maladie dans ce modèle de souris.

Raffinement

Pour les inoculations par voie stéréotaxique, l’anesthésie de la peau est réalisée afin de limiter la douleur du scalp. Ceci est réalisé dans le contexte d’un animal par ailleurs soumis à une anesthésie générale par la xylazine/kétamine dont le temps d’action est estimé à 4-5 h, permettant aussi de limiter la douleur post-opératoire. L’analgésie est prolongée par une injection sous-cutanée de buprenorphine. Les animaux sont maintenus en groupe et dans un environnement enrichi (igloos, nestlets ou sizzles) pendant toute la durée de l’expérimentation. Les souris sont suivies quotidiennement et de façon individuelle lorsque la maladie apparaît dans le lot expérimental. La maladie se manifeste d'abord par des signes de démarche saccadée et des troubles de l’équilibre dont la manifestation constitue le stade auquel les animaux sont mis à mort. La connaissance des zootechniciens concernant la symptomatologie et son évolution permet ainsi d’éviter que ces troubles évoluent vers une paralysie du train postérieur qui entraînerait des difficultés d’alimentation et un mal-être chez la souris. Une fiche individuelle de suivi pour chaque souris est renseignée, consignant les signes cliniques observés et justifiant la mise à mort de l’animal.

Choix des espèces

Le projet prévoit des inoculations dans le cerveau chez des souris, dans lesquelles l’expression de l’alpha-synucléine humaine mutée A53T permet les comparaisons des durées de survie et de la neuropathologie, en particulier suite à l’inoculation d’AMS. Les souris adultes, âgées de 6 à 8 semaines, permettent l’inoculation des extraits cérébraux dans une région précise du cerveau, et celles-ci qui sont ensuite entretenues et surveillées cliniquement jusqu’à l’apparition de la maladie caractéristique de cette lignée de souris, lors de laquelle elles sont mises à mort sous anesthésie générale par ponction ou perfusion intra-cardiaque sans réveil.

672 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie est soumise à un régime riche en graisse pendant treize à seize semaines pour développer obésité, diabète et athérosclérose, avec implantation d'une sonde de télémétrie, mesures de pression artérielle, injections et induction d'une fibrillation cardiaque. Le porteur indique que le régime réduit la mobilité des souris et que la chirurgie et les manipulations génèrent du stress, les animaux étant mis à mort pour prélever leurs tissus. Il affirme qu'il n'existe "aucun moyen de remplacer" de telles études portant sur l'ensemble de l'organisme.

Objectifs

L’obésité est associée avec une inflammation chronique de faible intensité impliquée dans le développement des facteurs de risque du diabète de type 2. La consommation d’un régime riche en graisse s’associe en effet à une inflammation précoce d’une partie du cerveau, l’hypothalamus, contrôlant la dépense énergétique, suggérant son rôle critique dans le développement de l’obésité et de ses conséquences. Cependant, les mécanismes impliqués dans l’initiation de l’inflammation hypothalamique ne sont pas totalement connus. Dans ce projet, en utilisant une nouvelle stratégie ciblant spécifiquement les cellules hypothalamiques, nous cherchons à diminuer l’inflammation associée à la prise d’un régime riche en graisse utilisant différents modèles de souris avec prédisposition à l’inflammation et au diabète. L’expérimentation animale prévue dans ce projet permettra d’obtenir des données pour améliorer les altérations métaboliques et cardiovasculaires associées à l’obésité ainsi que favoriser le développement de thérapies plus effectives.

Bénéfices attendus

Démontrer l'implication de la protéine NLRP3 dans le processus inflammatoire associé au développement de l’obésité et du diabète au niveau hypothalamique. En plus, la confirmation de l’implication de NLRP3 dans la dérégulation hypothalamique de la prise de poids et les dépenses d’énergie impliquerait sa validation en tant que nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de l’obésité.

Procédures

Six interventions : - Régime riche en graisse : 13 (procédure 1) ou 16 semaines (procédure 2) – Implantation sous-cutanée : 1 implantation/animal, durée 20 minutes (procédure 2) - Mesure pression artérielle : 6 mesures (6 jours, procédure 1) et 12 mesures (28 jours, procédure 2), durée : 10 minutes/mesure - Prélèvement de sang : 6 prélèvements d’une goutte de sang par souris à la fin du régime (procédure 1), durée de chaque prélèvement < 5 minutes. - Injections intraveineuses : 2 ou 12 injections (une injection tous les 3 jours pendant les dernières 7 jours dans la procédure 1 ou 4 semaines dans la procédure 2), durée de chaque injection < 5 minutes. - Induction d’une fibrillation atriale : une fois (procédure 2), durée 20 minutes/animal.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les souris seront les suivants : 1) Prise de poids liée à un régime enrichi en graisse ; 2) Développement de maladies liées à cette alimentation spécifique : obésité, diabète de type 2, athérosclérose ; 3) Mobilité réduite dans des cages à cause de la prise de poids ; 4) Stress liée à la chirurgie après l’implantation de la sonde de télémétrie ; 5) Stress lié aux manipulations (échographie, prise de la pression artérielle sur animal éveillé, pris de la température au niveau rectal, prise de sang de la queue, injection de vésicules extracellulaires). Les 3 premiers effets concerneront 288 souris sur 672, qui seront nourris avec le régime riche en graisse. L’effet 4 concerne 168 souris puis l’effet 5 concerne l’ensemble des souris.

Devenir

A la fin du protocole, des prélèvements de tissus seront effectués sur les animaux mis à mort. Il est nécessaire d'analyser chaque tissu pour évaluer les effets du régime riche en graisse.

Remplacement

Il n’existe aucun moyen de remplacer de telles études qui englobent l’ensemble de l’organisme dans sa réponse physiopathologique, et seule l’expérimentation animale permet un suivi complet des altérations métaboliques et cardiovasculaires associées à l’obésité et au diabète, comme la formation de la plaque d’athérome depuis ses phases les plus précoces.

Réduction

Nous avons réduit le nombre de souris à celui requis pour obtenir une validation statistique des résultats. Le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental a été déterminé pour chaque expérience en fonction des données de la littérature, de notre expérience avec ces modèles maitrisés au laboratoire depuis plusieurs années et à l’aide du logiciel statistiques avec un écart-type de 20%, un risque alpha=5% et une puissance beta=95%, il est nécessaire d’inclure 12 animaux par groupe. Également, afin de réduire le nombre d’animaux, nous utiliserions un même animal pour plusieurs mesures.

Raffinement

Le bien-être des animaux sera donc évalué de façon hebdomadaire en observant leur comportement. Les indices pouvant suggérer une douleur au moyen du score de grimace (rétrécissement des orbites oculaires et yeux mi-clos, renflement du nez, renflement des joues, positionnement des oreilles vers l'arrière, changement de position des vibrisses) seront surveillés. En plus, plusieurs paramètres seront évalués (évolution du poids, suivi des plaies, apparence physique, comportement, réponses comportementales aux stimuli) sur la base d’attribution de scores. La grille de scoring des points limites est montrée dans chaque procédure. De plus, comme les animaux vont prendre du poids et pour favoriser leur sociabilisation, nous mettrons au maximum 4 animaux par cage. Cependant, dans certains cas, il est possible d’avoir un animal mâle isolé. Dans la cage, les animaux auront à disposition des cabanes pour se cacher, grimper et faciliter leur accès à la nourriture. De même, ils auront à disposition des bâtonnets de peuplier afin de leur permettre de ronger quelque chose de dur puisque le régime riche en graisse rend les croquettes moins dures que leur nourriture habituelle. Les souris diabétiques étant polyphagiques, polydispisques et polyuriques, elles seront placées avec une litière abondante et absorbante. La fréquence du changement de litière sera augmentée en fonction des besoins des animaux.

Choix des espèces

Ce projet vise à analyser les mécanismes moléculaires impliqués dans la favorisation de l'inflammation au niveau hypothalamique responsables des altérations métaboliques et cardiovasculaires associées à l'obésité et au diabète. À cette fin, nous avons choisi d'utiliser l'espèce Mus musculus modèles de souris sauvage C57BL/6, en tant que contrôle, et des souris transgéniques knock-out pour plusieurs protéines ainsi que des souris présentant une mutation spontanée du récepteur de la leptine, les souris db/db. L’étude comparative de l’effet du régime riche en graisse dans ces modèles de souris permettra de relier directement le processus inflammatoire avec le développement de l’obésité et le diabète. L'utilisation de ces modèles animaux est une condition nécessaire à l'avancement de la recherche à la suite d’études déjà réalisées in vitro dans le laboratoire avec des échantillons de patients et différents types de cellules. Les souris seront utilisées à l’âge de 6-8 semaines, pour lequel les animaux sont considérés comme adultes et peuvent être nourris avec un régime riche en graisse sans risque de compromettre leur développement.

1 280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Issues d'une lignée qui devient aveugle par dégénérescence de la rétine, elles sont exposées à une lumière bleue jusqu'à huit heures par jour pendant une à quatre semaines et soumises à un test de préférence entre compartiment éclairé et compartiment sombre, pour étudier la photophobie. Le porteur indique que les souris adoptent un comportement de fuite face à la lumière bleue, et qu'elles sont mises à mort pour prélever la rétine et des structures cérébrales. Il affirme qu'aucune alternative in vitro ni in silico ne peut reproduire la complexité des circuits neuronaux en jeu.

Objectifs

Les rétinopathies pigmentaires affectent environ 1,5 million de personnes dans le monde et se traduisent par une diminution progressive de la vue aboutissant à la cécité. Les patients perdent les bâtonnets puis les cônes dans un second temps avec l’apparition fréquente d’une photophobie. L’exposition chronique à la lumière artificielle de type LEDs pourrait jouer un rôle délétère dans l'épidémiologie et l'évolution des symptômes de la photophobie. Les cellules ganglionnaires rétiniennes photosensibles (ipRGCs) seraient capables de transmettre l’information douleureuse avec le complexe trigéminé via le peptide lié au gène de la calcitonine (CGRP). Bien que la découverte des cellules ganglionnaires rétiniennes semble aider à la compréhension de la photophobie, les mécanismes physiopathologiques de la photophobie liée à la rétinopathie pigmentaire restent encore de nos jours largement méconnus. Nous proposons donc dans ce projet d’élucider par quels mécanismes ce peptide lié au gène de la calcitonine et les cellules ganglionnaires rétiniennes photosensibles participeraient à la photophobie associée à une rétinopathie pigmentaire. Ainsi, nous proposons de combiner des études anatomiques et comportementales d’exposition des souris mâles à diverses bandes spectrales afin mieux comprendre ces mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans la photophobie liée à une dégénérescence rétinienne et d’évaluer la participation du peptide lié au gène de la calcitonine et des cellules ganglionnaires rétiniennes. Ces résultats pourraient conduire au développement de nouvelles évaluations d’étude de la prise en charge thérapeutique de la photophobie.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour but d’élucider par quels mécanismes le peptide lié au gène de la calcitonie et des cellules ganglionnaires rétiniennes participerait à la photophobie associée à une dégénérescence de la rétine. Pour ce faire nous disposerons d’un modèle murin qui développe naturellement une cécité par la perte progressive des cellules dela rétine, que l’on comparera à un modèle sain. Nous souhaitons montrer que ces animaux pathologiques présentent 1/un comportement aversif lorsqu’ils sont exposés à une lumière bleue. 2/ Quel(s) rôle(s) le peptide lié au gène de la calcitonie et les cellules ganglionnaires rétiniennes joue dans la réponse à l’exposition à une lumière bleue et 3/ mettre en évidence comment le le peptide lié au gène de la calcitonine et les cellules ganglionnaires rétiniennes modulent des marqueurs d’activation et souffrance neuronales ainsi que des marqueurs d’inflammation chez la souris aveugle. En retraçant les différentes voies impliquées dans la photophobie depuis la rétine jusqu’au cerveau, nous espérons ainsi pouvoir non seulement mieux comprendre et décrire ce phénomène pathologique mais également identifier de potentiels marqueurs/voies à visée thérapeutique pour la prise en charge de la photophobie.

Procédures

Dans le cadre de ce projet les animaux développant la pathologie de dégénérescence rétinienne ou leur contrôle seront exposés à différentes conditions de lumière (jaune ou bleu) durant des périodes de 8h/jour durant 7 jours (exposition aigue) ou 28 jours (exposition chronique). Certains groupes seront injectés avec différentes molécules/agents par injection intra-péritonéale sur animal vigile : 3 fois pour les groupes « exposition aiguë » (J5 à J7) ou 3 x 3 jours pour les groupes « exposition chronique » (de J5 à J7, de J12 à J14, de J19 à J21) Les animaux seront ensuite euthanasiés pour réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses.

Impact sur les animaux

Exposition à la lumière bleue : Les souris pathologique et sauvage devront être exposées individuellement à la source lumineuse afin d’éviter toute interaction avec leur congénaires. Elles adoptent un comportement d’isolation/fuite face à la lumière bleue. L’injection des antagonistes et anesthésiques sera réalisée en intraperitoénale et l’analgésique en sous cutannée, cela induira une douleur mineure au niveau du site d’injection.

Devenir

Les animaux seront analgésiés et anesthésiés puis euthanasiés en fin d’expérimentation comportementale afin de récolter les différents tissus qui serviront aux études neuroanatomiques et de biologie moléculaire.

Remplacement

À l’heure actuelle, ce projet nécessite l’utilisation d’animaux car aucune alternative in vitro ne peut 1) mimer la pathologie de dégénérescence rétinienne et la photophobie qui lui est liée. 2) la complexité et l’intéraction des circuits neuronaux mis en jeu (rétine, ganglions trigéminés et système nerveux central) ne peuvent être étudiées et remplacées par un modèle in vitro. Bien que les questions soulevées par ce projet visent à mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques de la photophobie chez l’Homme, il est d’abord nécessaire d’élucider ces points clés à l’aide d’un modèle experimental realisé sur les rongeurs (souris). De plus, une veille bibliographique réalisée confirme qu’à l’heure actuelle, aucun model in silico n’existe pour répondre à ces questions.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, notre étude étude sera longitudinale et utilisera plusieurs structures (rétine, ganglions trigéminés, tronc cérébrale, hypothalamus) de chaque animal soit les 1280 animaux compris dans cette étude. Nous avons également estimé la taille des échantillons permettant une analyse statistique efficace grâce aux données des résultats obtenus dans une étude précédente. Le nombre d’animaux sera gardé le plus petit possible tenant compte de 1/ la variabilité préssentie des résultats expérimentaux et 2/ de la nécessité de valider statistiquement les résultats obtenus afin de les publier dans des journaux scientifiques. Pour chaque étude et test réalisés, nous comparerons statistiquement les lots de souris de taille raisonable entre eux.

Raffinement

Afin de réduire le stress et l’anxiété, les animaux seront reçus une semaine avant le début des expérimentations. L’hébergement des animaux est effectué en confinement adapté à la stabulation de lignés de souris. Les conditions d’hébergement ont été optimisées pour réduire le stress des animaux : enrichissement dans les cages (maison, tube en carton) et maintien des animaux en groupe de 5 congénères afin d’éviter le stress de l’isolement. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. La température de la zone d’hébergement est maintenue à 21°C et suit un cycle d’éclairage non inversé (12h /12h). Les animaux seront observés et manipulés quotidiennement afin de minimiser le stress et la douleur, qui seront évalués à l’aide de points limites validés en concertation avec les responsables de l’animalerie. Toute observation anormale sera notée et nous suivrons l’échelle décisionnelle que nous avons définie, nous permettant de modifier la procédure en cours en procédant à l’euthanasie de l’animal. Pour les sessions d’illuminations, afin de minimiser le stress et la variabilité lors du test de boite illuminée/noir les animaux suivront une session d’habituation au test durant 5 jours avant le début de l’exposition à la lumière bleue ou jaune. L’animal aura libre accès à l’ensemble du complexe dans une période de 5 minutes, c’est-à-dire les deux compartiments (illuminé ou sombre) et le couloir central reliant les deux compartiements. Dans sa globalité le projet ne présente pas de gestes très invasifs, seulement une injection en i.p pour l’administration des traitements (antagonistes) et l’analgésie/anesthésie en sous cutanné avec une douleur minime ressentie au site d’injection. Enfin les points limites suivant seront suivis de près afin de déterminer l’état général de l’animal et des traitements/mesures à appliquer : Apparence physique, comportement, changement du poids corporel.

Choix des espèces

La souche Rd1 est un choix privilégié car ces souris développent naturellement une cécité par la perte progressive de leurs photorécepteurs, ce qui fait de cette souche un modèle parfait pour mimer la pathologie de rétinodégénérescence avec photophobie induite. La souche Rd1 étant naturellement mutante, nous somme contraint de la comparer à une souche sauvage comme les souris C57BL/6. De plus, le développement de modèles précliniques chez la souris est hautement reconnu et utilisé en routine pour la recherche portant sur la douleur oculaire. La souris de laboratoire est l'animal de choix car (1) elle possède les structures oculaires et cérébrales adéquates, (2) nous avons accès à tous les outils génétiques requis. Les deux souches de souris seront utilisées aux stades de développement à 30 et 90 jours car les souris pathologiques Rd1 sont complètement aveugles à 90 jours et nous souhaitons voir l’effet du vieillissement dans la réponse aux traitements effectués.

1 785 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur de prostate sous la peau puis des injections répétées pendant quatre à six semaines, pour tester des nanoformulations à base de carbone ciblant le métabolisme des cellules cancéreuses. Le porteur indique que la greffe peut provoquer une douleur au site d'incision, une infection et une inflammation, et que toutes les souris sont mises à mort pour collecter des tissus. Il affirme qu'aucune méthode de remplacement "pertinente" n'existe et qualifie la xénogreffe d'"indispensable", les retombées cliniques étant renvoyées au potentiel.

Objectifs

Le cancer de la prostate (CaP) représente 1 276 000 nouveaux cas et 360 000 décès dans le monde par an (57 000 cas, 9 000 décès en France). Il est dépisté par mesure du PSA (Antigène Spécifique de la Prostate) et toucher rectal. Aux stades localisés, des traitements curatifs existent : la chirurgie, la radiothérapie et la Curiethérapie, et des ultrasons. Au stade métastatique, l’hormonothérapie est le traitement de 1ère ligne, avec cependant une problématique de taille, l’échappement hormonal, qui fait que le cancer reprend son développement. Il s’agit d’un cancer complexe et hétérogène pour un même patient et entre les patients, et impliquant de multiples processus moléculaires permettant aux cellules tumorales d’échapper à la mort, rendant les traitements difficiles. Pour améliorer la survie des patients de nouvelles avancées sont nécessaires, tant pour le diagnostic que pour le traitement de la maladie. Dans ce projet ciblé sur le cancer de la prostate, nous allons développer des molécules chimiques innovantes qui permettent de combiner de la chimiothérapie et de la thérapie génique qui permet d’éteindre un gène d’intérêt important pour le développement tumoral.

Bénéfices attendus

Notre projet va optimiser au niveau préclinique l’utilisation de nanoformulations à base de carbone pour un double ciblage cellulaire du métabolisme. Les retombées de notre projet ont des implications potentielles très importantes pour la clinique. Nos résultats permettront ainsi d’ouvrir de nouvelles perspectives pour le traitement du cancer de la prostate. Du fait que les patients deviennent résistants aux thérapies anti-tumorales classiques dans ce cancer, il y a un besoin urgent de découvrir, de développer et valoriser de nouvelles alternatives thérapeutiques pour une meilleure prise en charge des patients aux stades avancés de la maladie. Récemment, de nouvelles opportunités ont émanées de laboratoires de recherche travaillant sur des composés ciblant le métabolisme cellulaire et l’apport en oxygène des cellules tumorales. Nos résultats antérieurs supportent largement notre hypothèse et valident le rationnel de ce projet. Ainsi, nous pourrons apporter de nouveaux outils pour cibler le métabolisme des cellules cancéreuses grâce à ces propriétés uniques des nanoformulations à base de carbone.

Procédures

Les animaux recevront un implant tumoral sous-cutané au cours d’une intervention chirurgicale sous anesthésie générale. La chirurgie durera 5 minutes. Le volume tumoral sera suivi par mesure hebdomadaire à l’aide d’un pied à coulisse électronique. Ils recevront des injections sous anesthésie générale répétées sur 4 à 6 semaines, à raison de 2 injections par semaine durant environ 15 secondes.

Impact sur les animaux

Comme il s’agit de greffer des petits morceaux de tissus tumoraux, il est possible qu’il y ait une douleur au site d’incision, et une infection au point de suture. Une inflammation au site d’injection est aussi possible.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à la fin des expérimentations afin de collecter un maximum de tissus afin de procéder à des analyses complémentaires et soulager les douleurs éventuelles.

Remplacement

Le cancer de la prostate, comme beaucoup de cancer, se caractérise par une grande variabilité cytogénétique entre les individus et hétérogénéité au sein même de la tumeur. La réalisation d'études précliniques fiables nécessite l'utilisation de modèles reproduisant fidèlement ces caractéristiques des tumeurs humaines. Or, les modèles d'étude se basant sur les lignées cancéreuses clonales ne reflètent pas l'hétérogénéité de la tumeur in situ. De même, pour les systèmes de culture 3D en cours de développement qui ne permettent pas encore d’obtenir des résultats projetables à l’homme. Par conséquent, aucune méthode de remplacement pertinente n'existe à ce jour. Il est donc indispensable d’utiliser le modèle de xénogreffe de tumeur de patients, seul capable de reproduire les caractéristiques de la pathologie humaine.

Réduction

Nous avons réduit au maximum le nombre d’animaux utilisés pour les différentes étapes du projet, notamment en réduisant le nombre de réimplantation lors de la stabilisation des modèles de xénogreffe et en réalisant des études pilotes pour valider les voies d’administration des traitements. Le nombre d’animaux a été calculé statistiquement (calcul de puissance) afin d’être réduit à son minimum tout en permettant d’atteindre les objectifs du projet. Dès que les objectifs seront atteints, ou en absence d’effet des traitements, aucun animal supplémentaire ne sera inclus permettant de réduire encore les effectifs.

Raffinement

Le raffinement sera assuré par un enrichissement des cages pour le confort des animaux (des bâtons à ronger pour limiter les querelles ; des carrés de coton pour une nidification ; des igloos, permettant le jeu et le repos). Les souris seront nourries et hébergées en groupe ; elles ne seront séparées qu'en cas de comportement agressif avec induction de plaies. Nous diminuerons la douleur et l'angoisse liées à la xénogreffe en opérant sous anesthésie générale, avec une anesthésie locale au site d’implantation, et en appliquant une analgésie péri- et post-opératoire. Les animaux seront maintenus au chaud sur un tapis chauffant pendant la phase de réveil, phase pendant laquelle les animaux seront surveillés en continu. De plus, nous avons établi des points limite qui mettront fin à l’expérimentation en cas de souffrance et d’inconfort des animaux.

Choix des espèces

Les pathologies cancéreuses en général se caractérisent par une grande variabilité cytogénétique (variation de l’ADN des cellules tumorales) entre les individus et sont généralement hétérogènes au sein même de la tumeur. Or, jusqu'à présent, les modèles d'étude en oncologie se basent sur les lignées cancéreuses clonales qui ne reflètent pas l'hétérogénéité de la tumeur in situ. Par ailleurs, les modèles expérimentaux in vitro ne prennent pas en compte le rôle du microenvironnement dans le développement tumoral. Ainsi, malgré le développement de cultures 3D dont la mise en place reste difficile, les modèles animaux s'avèrent donc indispensables pour la recherche translationnelle en oncologie. Le modèle expérimental décrit dans ce projet nécessite l'utilisation d'animaux immuno-déprimés pour permettre la greffe d'un tissu étranger. Les greffes seront réalisées sur des souris jeunes âgées de 5 à 6 semaines afin d’avoir un système immunitaire encore très peu mature, permettant d’assurer une prise de greffe optimale.