Souris
Etude de l’efficacité d’une immunothérapie selective et prolongée sur un modèle murin de mélanome
- Recherche fondamentale
- Oncologie
60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules de mélanome en sous-cutané, puis des séances répétées d'imagerie sous anesthésie et, pour dix d'entre elles, une injection d'immunothérapie, afin de comparer une administration intra-tumorale couplée à un hydrogel à une administration systémique. Le porteur reconnaît un développement tumoral rapide, atteignant des "masses importantes" occasionnant une gêne pour l'animal. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne permet d'étudier l'effet d'une thérapie sur le développement de tumeurs, les masses étant prélevées après la mise à mort.
Objectifs
L’avènement de l’immunothérapie dans la prise en charge thérapeutique des cancers a permis, en monothérapie ou de manière combinée, l’amélioration de la survie des patients notamment ceux atteints de mélanome. Cependant, cette thérapie lorsqu’administrée en intra veineux est responsable d’effets secondaires systémiques d’ordre immunologique. Pour pallier ces effets secondaires fréquents et parfois sévères, des équipes ont étudié l’injection de l’immunothérapie intra tumorale direct, déjà utilisée dans des études cliniques avec des résultats prometteurs permettant de réduire le nombre d’injection ainsi que les doses utilisées. D’autre part, les propriétés intéressantes des hydrogels thermosensibles telles que la gélification entre 36 et 38°C ainsi que leur dégradation progressive en font un support de choix pour la délivrance ciblée et progressive de drogues intra tumorales permettant de réduire l’élimination sanguine dans ces tumeurs très vascularisées. L’objectif de notre étude est donc de prouver le bénéfice d’une administration intra tumorale de l’hydrogel chargé de l’immunothérapie dans la survie et la réponse tumorale.
Bénéfices attendus
Démontrer l’efficacité d’une administration ciblée et prolongée d’une immunothérapie par couplage avec un hydrogel. Comparer l’efficacité d’une administration intra-tumorale versus systémique. En effet, une thérapie administrée en intra-tumoral permettrait de s’affranchir des effets secondaires consécutifs à une administration systémique.
Procédures
Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie gazeuses (Isoflurane ou sévoflurane). Les 60 animaux de l'étude auront une implantation sous cutanée de suspension cellulaire tumorale. Les 10 animaux du groupe traité par immunothérapie en IP auront une injection IP de 30µL avec une aiguille de 26G. Les 60 animaux seront imagés (TEP, échographie, scanner) tous les 5 jours post-implantation tumorale ou tous les 3 jours post-traitement. L'échographie nécessite 10 minutes d'acquisition, le scanner 5 min et l'imagerie TEP 30min.
Impact sur les animaux
Développement tumoral rapide, atteignant des masses importantes occasionnant une gêne pour l'animal.
Devenir
L'intégralité des animaux utilisés dans ce projet sera mise à mort. Le prélèvement post-mortem des masses tumorales étant nécessaires pour les analyses immunohistochimiques.
Remplacement
Il n’existe à l’heure actuelle aucun modèle de substitution in vitro ou in silico pour étudier l’impact d’un nouveau médicament / thérapie sur le développement de tumeurs. La souris est un modèle de choix puisqu’elle permet le développement et le suivi de lignées tumorales. L'induction de modèle de mélanome murin chez la souris est une techniques simple et documentée.
Réduction
Sur l’ensemble de ce projet, nous utiliserons au maximum 60 souris âgées d’au moins 7 semaines (jeune adulte). L’imagerie TEP et l’échographie sont des imageries non invasives qui permettent de suivre un même animal de manière longitudinale et contribuant ainsi à hautement réduire le nombre d’animaux. Le choix du nombre d'animaux par groupe tient compte de la possibilité que la croissance tumorale ne soit pas homogène entre les individuts. Le nombre d'animaux par groupe pourra être réévalué à la baisse suite à l'étude préliminaire sur 10 souris. Le nombre de souris nécessaires par groupe a été défini selon notre expérience et non selon une approche statistique. En effet, l'analyse statistique des résultats par comparaison des groupes se fera par tests (ANOVA 2-way, Wilcoxon ou Mann-Whitney) qui nécessitent un minimum de 6 animaux par groupe.
Raffinement
Au cours de l’étude, les souris seront hébergées entre 2 à 5 individus par cages enrichies de dômes, tunnels ou batonnets de bois et copeaux, sur portoir ventilé, dans une pièce avec des cycles de lumière-obscurité de 12h, dont la température et l’hygrométrie sont contrôlées en permanence et avec un accès libre à la nourriture et à l’eau. Le bien-être des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel qualifié ce qui nous permettra d’intervenir rapidement dès le moindre signe de souffrance pour la prendre en charge. Pour limiter au maximum la souffrance et le stress des animaux, l’induction des modèles tumoraux se fera sous anesthésie générale selon des protocoles internes validés et une surveillance accrue des animaux se fera jusqu’à leur réveil. La surveillance de l'aspect et de la taille de la tumeur sera réalisée tous les 2 jours afin de vérifier que les points limites spécifiques du projet ne sont pas atteints. Des antalgiques seront administrés en cas de signes de douleurs. Toutes les imageries se feront également sous anesthésie ; nous privilégierons dans ce cas une anesthésie gazeuse qui permet un endormissement et un réveil rapide. Afin d’éviter la souffrance, tout signe et comportement anormal : difficultés à respirer, souris prostrée ou en retrait, ou une perte de poids supérieure à 20% du poids initial des animaux ; entraineront la fin de l’expérimentation, et leur mise à mort sans délai.
Choix des espèces
Le modèle tumorale de mélanome est validé dans la litterature sur cette espèce Les animaux seront utilisés au stade adulte, à 7 semaines, conformément au modèle décrit dans la littérature. Après réception, les animaux seront hébergéspendant 7 jours avant le début du protocole.
Impact de l’inhibition pharmacologique de CD98hc sur la croissance tumorale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
1 046 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, 736 d'entre elles étant classées en souffrance sévère. Elles reçoivent une greffe de tumeur pulmonaire de patient, puis des injections répétées de molécules testées, avec prélèvements de sang et d'urine, pour voir si ces molécules améliorent la réponse aux immunothérapies. Le porteur indique que la croissance tumorale peut provoquer nécrose, inflammation et troubles de la locomotion, et n'exclut pas une dissémination entraînant difficultés respiratoires, convulsions, ataxie ou décubitus. Il affirme recourir aux cultures en co-culture "aussi souvent que possible" mais les juge trop expérimentales, d'où la validation in vivo.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de déterminer si l’utilisation de nouvelles molécules améliore la réponse des cancers pulmonaires aux immunothérapies. Ce projet va s’articuler de la façon suivante : 1) Tester la pharmacocinétique de ces molécules. 2) Tester la spécificité de ces molécules. 3) Analyser si ces molécules permettent une réduction de la croissance tumorale . 4)Tester si ces molécules améliorent la réponse des tumeurs aux immunothérapies.
Bénéfices attendus
L’adénocarcinome pulmonaire est un cancer très agressif dont l’espérance de vie à 5 ans est d’environ 5%. Ainsi, trouver un traitement est primordial pour soigner ces cancers. La découverte de nouvelles molécules pourraient améliorer la réponse des tumeurs aux immunothérapies. Cette étude in vivo va permettre de valider le potentiel thérapeutique de ces molécules.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions : - 5 prélèvements sanguin (durée de l'intervention: 10 min) - 5 prélèvements urinaire par contention (durée de l'intervention: 0 min) - injection sous-cutanée (1 fois au début de l'expérience- durée de l'intervention: 10 min). Pour chaque intervention les animaux seront anesthésiés afin de diminuer le stress.- Greffe de tumeur de patient (1x au début de l'expérience- durée de l'intervention: 15 min). Les animaux seront anesthésiés afin de diminuer le stress. le rasage (2min) sera realisé lorsque l'animal sera anesthésié. - injection en intrapéritonéal des molécules testées, durée de l'intervention: 2 min- 3x par semaine pendant 4 semaines sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
L'implantation de tumeurs au niveau du flanc de l'animal peut induire : - des problèmes liés à la croissance de la tumeur (nécrose, inflammation de la tumeur), des problèmes de locomotion. - des inflammations aux sites d'injections des molécules testées. De plus, nous ne pouvons exclure qu'une modulation de la densité de la matrice extracellulaire peut induire une dissémination tumorale pouvant entrainer des difficultés respiratoires, des convulsions, une ataxie ou un décubitus. C'est pourquoi nous allons analyser les différents organes en coupes histologiques. Les animaux seront suivis régulièrement à l'aide d'une fiche de score.
Devenir
A la fin de l'étude, nous devons collecter et analyser les tumeurs. Les animaux seront tous euthanasiés en fonction de chaque procédure.
Remplacement
Les cultures organotypiques en co-culture avec les cellules immunitaires seront envisagées aussi souvent que possible. Cependant, ces cultures sont encore très expérimentales et ne récapitulent pas l’hétérogénéité cellulaire des tumeurs, c’est pourquoi nous avons besoin maintenant de valider nos résultats in vivo en ayant recours à des animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été choisi afin d’obtenir des résultats statistiquement significatifs avec le nombre de souris minimum.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe et en milieu enrichi. Ils seront surveillés quotidiennement (comportement, apparence, signes cliniques) par le personnel animalier d'une part, et par les personnes en charge de l'expérimentation d'autre part. Si nécessaire, les animaux seront isolés (un par cage) en cas d’agressivité. Les animaux seront également suivis périodiquement à l’aide d’une fiche d’observation. En cas de signe de souffrance, du paracétamol (Acétaminophène 1,5mg/ml dans l’eau de boisson) sera administré (score compris entre 6 et 8) pendant 48h. Si les symptômes persistent l'animal sera euthanasié. Pour l'administration du paracétamol, les souris seront isolées afin de monitorer la prise effective du paracétamol.
Choix des espèces
Nous souhaitons étudier l'efficacité de nos nouvelles thérapies dans la progression des cancers pulmonaires. Dans cette optique, nous avons choisi d'utiliser comme modèle la souris car il existe un modèle de souris immunodéprimée. En effet, nous avons besoin d'un modèle dont le système immunitaire est déffaillant afin d'éviter le rejet de la transplantation de la tumeur humaine. De plus grâce à l'utilisation de ce modèle très bien decrit dans la litterature, nous pouvons reconstituer le système immunitaire humain afin d'être au plus proche de l'environement tumoral du patient. Enfin, de nombreuses études utilisant des tumeurs dérivées de patients utilisent ce modèle, nous permettant ainsi de comparer nos résultats avec ceux de la littérature. Dans cette étude, nous utiliserons des souris âgées d’au moins 8 semaines (âge adulte). En effet, nous avons besoin d'un système hôte mature pour la greffe (pour éviter toute stimulation qui pourrait être liée au stade de développement de la souris) et jeune afin de supporter la durée de croissance tumorale et de traitement.
Caractérisation d’un modèle murin reproduisant une myopathie liée à une déficience en cavéoline 3 et évaluation de potentielles thérapies.
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses d'une myopathie liée à un déficit en cavéoline 3, elles subissent des tests de force hebdomadaires, des courses forcées jusqu'à épuisement contraintes par de petits chocs électriques, un isolement de douze heures, des prélèvements sanguins par la queue et des examens cardiaques sous anesthésie. Le porteur reconnaît que les nuisances comprennent la contention, la chute dans la litière et l'extension de l'animal par tirement de la queue, tout en indiquant que les souris ne présentent pas de symptômes cliniques sévères. Il affirme qu'évaluer la force musculaire in vivo est "indispensable" pour tester deux thérapies, les souris étant tuées pour prélever leurs muscles.
Objectifs
Les cavéolinopathies sont des maladies rares du muscle associées à de la faiblesse, des crampes et des douleurs musculaires chez les patients. Actuellement, aucun traitement n’existe. Le but de ce projet est d’évaluer le potentiel thérapeutique de deux thérapies, capables d’améliorer les fonctions motrices de souris atteintes d’autres maladies du muscle et présentant des symptômes similaires.
Bénéfices attendus
Ce projet pourra fournir les premières preuves de concept pour soigner des patients atteints d'une maladie rare du muscle. Elle permettra, en outre, de mieux comprendre cette maladie et les acteurs impliqués.
Procédures
Des tests de force non invasifs et durant 1 minute au maximum seront réalisés une fois par semaine entre 7 et 12 semaines. Chacun de ces tests sera réalisé 3 fois par jour avec un temps de repos minimal de 10 mins. Un autre test de fonction motrice consistant à faire courir la souris jusqu'à épuisement sera réalisés entre 1 et 3 fois durant la période de test des animaux et durera au maximum 1h40. L'animal sera également laissé libre dans une cage pendant 12h afin d'étudier ses mouvement spontanés. Des prélèvements de sang seront effectués toutes les deux semaines au maximum et ne dépasseront pas 10% du volume total de l'animal. Durant ces prélèvements, les souris seront maintenues dans un tube pendant moins de 5 mins afin d'avoir accès à leur queue pour la prise de sang. Des tests cardiaques seront réalisés sur des souris anesthésiées au cours de la même expérience, afin de limiter le nombre d'anesthésies. Ces tests dureront au maximum 30 mins. Un test final sera effectué sur souris anesthésiées précédant l’euthanasie des animaux pour mesurer la force musculaire des souris. Ce test dure au maximum une heure. Une biopsie auriculaire durant moins de 2 mins sera effectuée à 3 semaines afin d'identifier les animaux ainsi que leur mutation grâce à l'ADN qui sera extrait de cette biopsie.
Impact sur les animaux
Il est attendu que les animaux n’aient pas de symptômes cliniques sévères. Les nuisances causées par les différents tests sont la contention temporaire de l’animal, la chute de l’animal dans une cage remplie de litière, l’extension de l’animal par tirement progressif de la queue par l’expérimentateur, l’isolement de l’animal dans un cage spéciale pendant 12 h, la contrainte à la course par délivrance de petits chocs électriques et l’anesthésie générale de l’animal.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issu des tests afin de récolter les muscles nécessaires aux analyses moléculaires et d'évaluer à une échelle plus petite les effets potentiellement bénéfiques des thérapies.
Remplacement
Le projet consiste à évaluer l'effet bénéfique de deux thérapies sur le muscle et la fonction cardiaque. Malheureusement, l’utilisation d’un modèle cellulaire ne permet pas d’évaluer les effets sur la contractilité du muscle, ni sur l’ensemble de l’organisme. Evaluer les fonctions motrices et la force musculaire in vivo est indispensable pour déterminer l'efficacité d'un traitement contre des myopathies. Le modèle murin est suffisament proche physiologiquement et structurellement pour étudier la physiopathologie ainsi qu'une potentielle amélioration des symptômes dans le cadre d'une thérapie.
Réduction
La grande majorité des tests étant non invasif, il est possible de réaliser un suivi longitudinal en répétant les expérimentations sur les mêmes animaux au cours du temps. Les tests histologiques et moléculaires seront effectués sur les mêmes animaux après euthanasie. Ces deux points nous permettent de réduire drastiquement le nombre d'animaux. Le nombre d'animaux a été choisi à partir des données présentes dans la littérature, ainsi que de façon à pouvoir détecter une différence statistiquement significative entre les animaux malades, sains et traités.
Raffinement
Les nouveau-nés seront hébergés avec leurs parents jusqu’au sevrage avant d'être hébergés en groupe. Chaque cage sera enrichie avec des nids de chanvre ainsi que du carton, pour permettre aux souris de ronger. Les animaux seront observés quotidiennement et pesés 1 à 2 fois par semaine. Dès lors qu’une perte de poids sera notée, les animaux seront pesés quotidiennement. Si des difficultés de locomotion apparaissent, la nourriture sera placée dans la cage. L’animal sera sorti de la cage à l’aide d’un tube ou les mains du manipulateur disposées en coupe pour réduire leur stress. Lors de l'évaluation des fonctions cardiaques sous anesthésie, une crème ophtalmique sera appliquée pour éviter l’assèchement des cornées et la phase de réveil s’effectuera sous une lampe chauffante dans une cage où l’animal sera seul, puis l’animal sera replacé dans sa cage avec ses congénères. Durant les mesures de force, l'animal sera anesthésié et analgésié afin d'éliminer le stress et la douleur liés à la procédure. Pour chaque anesthésie, la température corporelle de l'animal sera maintenue au moyen d'une plaque et d'une lampe chauffante. Pour chaque expérience de phénotypage, l'animal sera tout d'abord familiarisé avec le matériel pour minimiser autant que possible son stress.
Choix des espèces
Le modèle murin utilisé reproduit les problèmes de dégénérescence de fibres musculaires retrouvés chez les patients. Les souris malades ne présentent cependant pas de symptômes cliniques importants et peuvent vivre aussi longtemps que des souris saines sans être handicapées au quotidien. Dès 8 semaines, on retrouve des défauts de fibres musculaires, et à 12 semaines une forte régénération des fibres. Les tests seront donc réalisés entre 7 et 12 semaines, sur souris adultes.
Evaluation de la tolérance de deux dispositifs (un disque de titane et un implant en silicone) après implantation sous-cutanée chez la souris
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
12 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris reçoit sous anesthésie un implant en silicone au graphène ou un disque de titane en sous-cutané, neuf d'entre elles subissant un prélèvement intracardiaque avant la mise à mort destinée à récupérer l'implant et les tissus. Le porteur affirme que ces matériaux, déjà utilisés en clinique, sont "parfaitement tolérés" et que les animaux ne montrent aucun signe de souffrance après réveil. Il indique que les tests in vitro, jugés "indispensables", ont été réalisés, l'étape sur animaux répondant à une demande réglementaire et au choix de l'industriel commanditaire.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer la tolérance d’un implant en silicone traité avec des nanoparticules de graphène pouvant induire un changement de forme (comparé à un implant en silicone non traité) ou d’un disque de titane nano-texturé après une implantation sous-cutanée chez la souris.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont de pouvoir développer des matériaux innovants permettant d’améliorer des dispositifs médicaux (comme des prothèses, des cathéters…). Les disques de titane ont été modifiés pour posséder une nano-texture augmentant leur énergie de surface afin de modifier l’adsorption de protéines. Ce dispositif aura pour but de fournir en toute sécurité des cellules régénératrices et/ ou des produits biothérapeutiques dont les cibles pourraient être les cellules bêta productrices d’insuline. L’implant en silicone coaté avec des nanoparticules de graphène pouvant changer de forme dans le corps sous l’influence d’un stimulus externe permettra une avancée révolutionnaire dans différents domaines d’application tels que la cicatrisation des plaies à la demande, la fermeture de sphincter, la cicatrisation des tissus mous, le réglage de dispositifs médicaux implantés etc…) tout en s’affranchissant d’une ré-ouverture chirurgicale.
Procédures
La mise en place de l’implant chez la souris sera réalisée sous anesthésie fixe 30 min après une administration d’analgésique. La procédure chirurgicale sera réalisée stérilement et le disque (titane ou silicone) sera inséré. La plaie sera ensuite refermée. La durée de la chirurgie pour chaque animal est évaluée à 10 minutes environ. Le changement de forme induite par le dispositif se fera sous anesthésie fixe et ne durera quelques secondes. 9 souris seront soumises à un prélèvement intracardiaque sous anesthésie fixe avant la mise à mort. Les autres souris (3) seront mises à mort par sans prélèvement intracardiaque.
Impact sur les animaux
S’agissant de matériels étrangers implantés en sous-cutané (sans infection bactérienne), les effets indésirables attendus pourraient principalement être de nature tissulaires (nécrose au site d’implantation, œdème, hématome, altération de la morphologie tissulaire). Les implants en titane et en silicone sont déjà largement utilisés en pratique clinique et sont parfaitement tolérés. L’atteinte tissulaire à type de collection purulente (en cas de contamination bactérienne), d’œdème au niveau du site d’implantation peut être attendue mais les expériences menées par le passé par l’équipe montrent que celles-ci sont extrêmement rares voire inexistantes. Les animaux retrouvent une mobilité immédiatement après leur réveil et ne montrent aucun signe de souffrance. De plus les essais in vitro ne montrent pas de toxicité particulière de ces différents supports. Le changement de forme induite par le dispositif Si traité se fera sous anesthésie fixe et ne dura quelques secondes. Si toutefois, l’animal présente un score clinique entre 5 et 7 une injection de buprénorphine pourra être envisagée pour soulager l’animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’étude afin de récupérer l’implant et le tissu environnant pour une étude histologique et bactérienne
Remplacement
Lors du développement de nouvelles stratégies anti-infectieuses, ou encore dans le domaine de la médecine régénérative, les molécules ou matériaux sont tout d’abord testées selon des méthodes traditionnelles in vitro (mesure de l’activité bactéricide selon différentes normes, de l’inflammation, de changement chimique ou encore de structure). Ces études in vitro sont indispensables à l’avancée des travaux de recherche et développement et ont en effet été réalisés par le commanditaire de l’étude. Les instances règlementaires demandent à ce stade d’évaluer ces nouveaux dispositifs en conditions réelles, c’est-à-dire dans des modèles vivo, afin d’approcher au mieux les conditions de cicatrisation tissulaire.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire à cette étude a été réduit au maximum : 4 souris par groupe pour évaluer la phase de tolérance des différents dispositifs. - Implant Ti - Implant en Si traité Implant en Si non traité
Raffinement
D’une façon générale pour l’ensemble de l’étude, la prise d’anti-inflammatoires est contre indiquée du fait de l’interaction reconnue avec les modulateurs de l’inflammation. De plus, les marqueurs à analyser lors de cette étude sont essentiellement inflammatoires. L’utilisation d’un antalgique, 30 min avant l’anesthésie permettra de diminuer la douleur et une récupération plus rapide de la mobilité des souris. Lors de la mise en place de l’implant, les souris seront anesthésiées. Les animaux seront placés sur un tapis chauffant du début de la chirurgie jusqu’à leurs réveils. La plaie sera observée quotidiennement et désinfectée sur les 3j suivant la chirurgie. Les souris reprennent une activité normale dès leur réveil et ne présentent pas de signes de souffrance particuliers, selon l’expérience de l’équipe. Par ailleurs, il s’agit d’une implantation sans infection donc en aucun cas une infection locale ou systémique ne sont anticipées. Si toutefois, l’animal présente un score clinique entre 5 et 7 une injection de buprénorphine pourra être envisagée pour soulager l’animal. Enfin, un enrichissement du milieu (jouets en plastique, igloos en carton) sera utilisé et une surveillance quotidienne sera réalisée tout au long de l’étude.
Choix des espèces
Les modèles d’implant utilisent le plus souvent le cochon d’Inde ou la souris. Dans notre cas, la demande de l’industriel a porté sur l’utilisation de la souris. Des souris C57Bl6 de 7 semaines de façon à avoir un poids corporel de 23-25g
Programmation gestationnelle des comportements olfactifs suite à un renforcement positif odorant chez la souris
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
1 988 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les femelles gestantes subissent une restriction alimentaire quotidienne et des prélèvements de liquide amniotique et de lait sous anesthésie, et leurs portées sont soumises à des séparations maternelles, des contentions et des tests de locomotion, de choix alimentaire et d'interactions sociales. Le porteur décrit chaque animal comme "un objet d'étude" euthanasié après évaluation, et affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne rendrait compte du développement cérébral étudié. Il avance que ces enrichissements odorants "pourraient améliorer le bien-être des animaux non-humains" en élevage, un bénéfice renvoyé au conditionnel.
Objectifs
La période périnatale permet la transmission au fœtus de signaux chimiques, comme par exemple les odeurs maternelles d’origine alimentaire. Plusieurs études se sont intéressées aux effets d’expériences olfactives précoces sur le comportement humain et animal (principalement rongeurs). Les effets sur la descendance varient selon les études et les individus et sont peu stables dans le temps. Peu d’études restreignent la période d'exposition olfactive à la période prénatale, alors que les expériences olfactives prénatales représentent une méthode non invasive, facile à mettre en oeuvre et prometteuse afin d'orienter différentes dimensions du comportement animal lors de phases critiques sur le plan émotionnel, comme la naissance et le sevrage: favoriser les transitions alimentaires, apaiser les individus dans certaines situations stressantes par le rappel de l’odeur, ou faciliter les interactions sociales. Enfin, les mécanismes reliant émotions et odeurs sont peu connus, ont été surtout étudiés dans des situations de renforcement négatif et sans prise en compte des effets liés au sexe. Une meilleure maitrise du contexte dans lequel l’odeur a été apprise, en particulier dans un contexte positif, pourrait favoriser des effets plus robustes. Notre objectif est de tester si le contexte émotionnel maternel participe à renforcer l’apprentissage du contexte odorant en associant odeur et renforcement sucré chez la mère et en évaluant son effet sur les comportements olfactifs, alimentaires et socio-émotionnels des descendants.
Bénéfices attendus
Ce projet apporte des connaissances fondamentales sur les mécanismes neuronaux par lesquels apprentissage olfactif et émotions sont liés pendant le développement fœtal et comment ce lien module durablement les réponses comportementales des descendants lors du rappel de l’odeur dans l’environnement pendant leur trajectoire de vie. L’utilisation d’enrichissements odorants pertinents sur le plan émotionnel, car associés au contexte fœtal, pourrait améliorer le bien-être animal en favorisant un état émotionnel positif lié au rappel de l’odeur dans des contextes d’élevage. Selon les résultats obtenus sur l’espèce modèle, une transposition à des animaux d’intérêt agronomique est envisageable, animaux pour lesquels des procédures stressantes sont imposées par les systèmes agricoles (rupture du lien mère-petit, piqures, traitements, opérations).
Procédures
Les femelles seront élévées en cage individuelle, soumises à une restriction alimentaire modérée pendant la gestation (5h/jour) et seront pesées pour suivi de gestation (3 fois/semaine) : n=148 femelles vigiles, gestation. Les prélèvements de liquide amniotique / lait seront réalisés sur souris anesthésiées : n=28, 1 fois. Une pesée des portées (équilibrées) couplée à une séparation maternelle sera réalisée: n= 1200 individus, 1 fois, 10-15 min. Certains surnuméraires seront isolés de leurs congénères le temps du test de locomotion (n=240, 1 fois, 3 min). Les autres seront placés à plusieurs en atmosphère enrichie ou pas en odorant (n=240, 1 fois, 90 min) Au sevrage, une procédure de contention sur animaux vigiles et isolés permettra la collecte des fécès émis naturellement (n=240, 1 fois, 20 min). Certains animaux seront aussi gardés en cage individuelle pour les tests de choix alimentaires (n=240, 1 fois, 4 jours) et d’interactions sociales (n=240, environ 2 semaines).
Impact sur les animaux
Les procédures impliquent une restriction alimentaire en temps (5h/j) mais pas en quantité totale. Une vie en cage individuelle est parfois nécessaire pour des mesures individuelles de consommation ou des mesures du comportement maternel (sans influence de congénères). Une injection (ocytocine + anesthésique) est réalisée pour les prélèvements de liquides maternels. Le test de motivation olfactif en post-natal nécessite une séparation à la mère pour motiver sa recherche. Certains tests comportementaux sont réalisés dans des environnements nouveaux (avec habituation dès que possible). Un stress de contention de courte durée est appliqué en condition odorisée ou non ; le but étant de déterminer si l’odeur connue peu apaisée les individus stressés.
Devenir
Chaque animal est un objet d’étude et sera donc euthanasié à l’issue de son évaluation. Les mères doivent avoir déjà élevé une portée et ne peuvent être odorisées qu’une seule fois pour éviter une accumulation de l’odorant dans les tissus pouvant induire un biais aux résultats. Afin d’étudier les comportements post-nataux et mécanismes associés à une exposition restreinte à la gestation, les souriceaux doivent être étudiés à l’état « naif », c’est-à-dire ne pas avoir été exposés à plus d’une procédure utilisant l’odorant. C’est pourquoi chaque animal ne peut pas passer par plusieurs procédures successives et doit être euthanasié après chacune pour identifier les mécanismes mis en jeu dans la ré-exposition à l’odeur à court et long terme.
Remplacement
Seules les approches sur animal vigile permettent de rendre compte de la complexité des mécanismes de contrôle des comportements alimentaires et socio-émotionnels. Aucune préparation in vitro ou modèle in silico ne prend en considération l’intégration à plusieurs niveaux du système nerveux central, de signaux centraux et périphériques, ni le contexte particulier du développement cérébral traité ici qui nécessite des interactions entre la mère et le fœtus.
Réduction
Nous avons choisi de travailler avec les souris CD1 connues pour être prolifiques et maternelles afin de minimiser le nombre de reproducteurs. De notre expérience antérieure sur ce modèle et de la littérature, une grande variabilité de réponses entre individus est constatée, ce qui nous conduit à maximiser le nombre d’individus par groupe et par expérience, afin de garantir l’utilisation de modèles linéaires mixtes comme tests statistiques permettant de tenir compte des effets aléatoires . Les effectifs des descendants ont été prévus pour des puissances statistiques calculées a priori. Pour optimiser le nombre d'animaux utilisés, nous commençons par une expérience pilote afin d’ajuster la durée d’odorisation, puis nous décomposerons l’effectif expérimental en plusieurs séries indépendantes. Les femelles primipares ne produiront qu’une seule portée, et les portées seront réduites à 10 petits pour standardiser au mieux les expériences maternelles. Nous veillerons à valoriser tous les individus surnuméraires, en les utilisant pour les mises au point méthodologiques (neurologie) ou pour le test de comportement motivationnel olfactif à la naissance. Tous les descendants des femelles des 4 groupes maternels seront considérés et valorisés, mâles et femelles. En fonction des données obtenues sur les 2 premières séries, nous procéderons à des répétitions expérimentales jusqu’à atteindre le nombre d’animaux nécessaires par groupe expérimental pour satisfaire les effectifs requis par les tests de puissance statistique. Nous réutilisons tous les descendants de la procédure 2a vers la procédure 3 et suivantes.
Raffinement
Les animaux (femelles gestantes et descendants) seront suivis pendant toutes les phases grâce à des pesées régulières. Leur milieu de vie sera enrichi et toutes les procédures seront précédées par une phase d’habituation ou de transition. Les animaux seront gardés 2 par 2 avant les fécondations et les procédures seront optimisées dans le temps afin de minimiser les temps de séparations mères-petits. Les animaux ne seront placés en cage individuelle que lorsque ce sera nécessaire (odorisation en fin de gestation, mesures individuelles de consommation). Malgré la vie en cage individuelle, les animaux seront plusieurs dans la même pièce en cages plexiglass transparentes ce qui autorise des communications sociales. Les cages seront enrichies avec de la sciure et des cubes en bois, ainsi que du materiau de nidification (« sizzlenest ») pour les femelles gestantes afin qu'elles construisent leur nid. Les restrictions alimentaires (5h en fin de cycle "jour") sont utilisées pour optimiser l’association entre prise alimentaire et récompense sucrée chez les mères et pour homogénéiser la motivation entre les descendants pour les tests de consommation/préférence. L'effet sur les animaux est supposé limité puisque la privation alimentaire survient pendant le cycle "jour" où les animaux ne consomment que 10% de leur ration quotidienne. De plus, d'après la littérature, elle ne devrait pas induire de baisse de consommation quotidienne, ni de perte de poids (les animaux s'adaptant rapidement à ce rythme). Dans les autres procédures, nous laisserons les animaux ad libitum. Afin d’éviter une réaction néophobique à l’aliment odorisé et un stress alimentaire, le nouvel aliment/biberon odorisé est proposé en choix avec l’aliment standard du 11ème au 13ème jour de gestation pour assurer une transition alimentaire visant à réduire le stress. Après la naissance, la litière sera changée progressivement et jamais juste après la naissance et nous profiterons des phases de soins aux animaux pour effectuer des tests de comportement maternel (procédure 2a). Quand le protocole impose une séparation maternelle, les petits d'une même portée sont maintenus ensemble pour réduire le stress, et sous une lampe chauffante, incubateur ou tapis chauffant pour leur confort thermique.
Choix des espèces
L’olfaction est un sens particulièrement développé chez les rongeurs et oriente bon nombre de leurs comportements. L'expérimentation sur la souris est facilitée par un contrôle des conditions d'odorisation, un intervalle intergénérationnel court, une fécondité élevée, les descendants sont manipulables dès la naissance. Les dispositifs comportementaux sont optimisés pour la souris. L'interprétation des résultats sera facilitée par les nombreuses données bibliographiques disponibles sur ses comportements murins qu’ils soient maternels, alimentaires ou sociaux, sa neuro-anatomie et sa physiologie. De plus, les expérimentateurs possèdent une expertise forte relative à l’étude du système olfactif sur plusieurs modèles d’odorisation périnatale dont la souris. Des mères primipares (10-15 semaines d’âge) seront utilisées pour effectuer un cycle de reproduction. Les souriceaux seront utilisés entre l’âge d’un jour et de 8 semaines, ce qui correspond à différentes transitions physiologiques d’importance (naissance, sevrage, et prépuberté), mais avant la maturité sexuelle pour éviter des biais liés au démarrage du cycle hormonal connu pour influencer les performances olfactives.
Impact d’un double agoniste des récepteurs aux incrétines sur le métabolisme glucido-lipidique chez la souris obèse.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
100 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 70 tuées à l'issue et 30 réutilisées. Rendues obèses par un régime gras, elles reçoivent des injections quotidiennes pendant 28 jours et des prélèvements de sang répétés par incision de la veine de la queue, pour étudier une molécule antidiabétique déjà commercialisée aux États-Unis. Le porteur indique que le régime gras peut altérer les capacités motrices et induire un état dépressif et anxieux. Il affirme qu'aucun modèle cellulaire ne peut remplacer totalement le recours à l'animal vivant.
Objectifs
Afin d’améliorer l’hyperglycémie chez le diabétique de type II, plusieurs approches médicamenteuses sont possibles. Parmi elles, la famille des incrétino-mimétiques représente une stratégie répandue. Les incrétino-mimétiques sont des molécules synthétiques de structures proches de molécules naturellement produites par l’intestin : les incrétines. Ces incrétines sont aux nombre de deux (GLP1 et GIP) et sont des hormones peptidiques qui potentialisent l'effet du glucose sur la sécrétion d'insuline en se fixant sur leur répecteurs propres (GLP1r et GIPr). A l’heure actuelle, les incrétino-mimétiques sont nombreux mais ne ciblent que l’un ou l’autre des récepteurs. La molécule T qui sera étudiée est la première molécule capable de cibler les deux récepteurs à la fois, lui conférant ainsi un potentiel thérapeutique élevé en comparaison des molécules présentes sur le marché. Cette molécule T est brevetée par un laboratoire pharmaceutique international et est déjà sur le marché américain. Elle est en passe d’obtenir une autorisation de mise sur le marché européen. De nombreuses études ont montré que les incrétino-mimétiques, en plus d’améliorer le contrôle glycémique, sont capables d’améliorer de nombreux paramètres lipidiques souvent perturbés chez le diabétique type II (stéatose, dyslipdémie). Le but de ce projet est d’identifier comment T améliore le métabolisme glucido-lipidique et en particulier quels sont les mécanismes d’action sur la production de lipoprotéines par le foie et leur captage par le tissu adipeux.
Bénéfices attendus
La prise en charge et le traitement du diabète de type II et de ses complications est un enjeu de santé publique de plus en plus prégnant. Les stratégies médicamenteuses bien que multiples voient leurs limites dans le fait qu’elles ne ciblent généralement qu’un récepteur et donc qu’un point précis du métabolisme, limitant ainsi les effets. Les études préliminaires sur les effets de la molécule T semblent montrer une efficacité accrue de la molécule en raison de sa capacité à cibler simultanément les deux récepteurs aux incrétines que sont GLP1r et GIPr. L’intérêt d’un tel ciblage est que l’activation des deux récepteurs entraîne des effets différents et complémentaires. Là où deux molécules étaient nécessaires, avec la molécule T une seule serait suffisante. De plus, d’un point de vue pharmacocinétique, les études montrent qu’une prise hebdomadaire est suffisante pour permettre d’avoir les effets escomptés. En résumé, le développement et la compréhension du mécanisme de la molécule T devrait permettre de contrôler plus efficacement le diabète de type II et d’apporter un confort au patient par l’administration d’une prise hebdomadaire unique de la molécule.
Procédures
Pour chaque test de glycémie ou mesure biochimique, une petite incision à la veine caudale sera réalisée après avoir appliqué un anesthésique local et la quantité de sang total prélevée à un moment donné sera d’environ de 2 ou 25 μL afin de pouvoir réaliser une mesure à l’aide du glucomètre ou d’un kit dosage respectivement. Cette procédure prendra 5 secondes dans le cas d’un prélèvement de 2 µl, et maximum 30 secondes dans le cas d’un prélèvement de 25 µl. Il correspond à 7 prélèvements dans le cas d’un OGTT, 1 d’un seul dans le cadre d’un dosage biochimique. Ce type de prélèvement à lieu a J-4, J-2, J+2 J+24 et J+26 et le temps de mesure est de 2h, sauf pour le test de tolérance aux lipides pour qui, il est de 8h. Pendant les 28 jours de traitements, les drogues seront administrées par voie intrapéritonéale
Impact sur les animaux
En plus d’une altération des paramètres métaboliques, un régime gras de longue durée peut entrainer une prise de poids importante et altérer les capacités motrices de l’animal au point de le rendre incapable d’accéder à la nourriture et la boisson. Le régime gras peut également altérer la santé mentale des animaux et créer un état dépressif et de l’anxiété. En ce qui concerne les traitements et prélèvements, le personnel maitrise très bien les gestes techniques nécessaire au bon déroulement du prélèvement de sang caudal servant à la mesure de la glycémie ainsi que la mise en œuvre des injections intrapéritonéales. Tous les animaux de l’étude seront suivis par un personnel compétent selon les modalités mise en place par la structure chargée du Bien-être Animal du Centre de zootechnie..
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux analyses post-mortem et déterminer les mécanismes d’actions mis en jeux.
Remplacement
L’obésité et le diabète de type 2 est une pathologie multifactorielle entraînant une élévation incontrôlée du glucose sanguin ayant des conséquences dramatiques sur de nombreux tissus et organes. Afin d’étudier les conséquences métaboliques et les pathologies associées, il est indispensable de travailler sur l’organisme vivant en entier ce qui justifie ainsi la nécessité de réaliser des expérimentations in vivo. Ainsi, aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux. Par ailleurs l’utilisation de modèles cellulaires in vitro (explants) issus des animaux obèse diabétiques nous permettra de mieux comprendre l’impact des traitements sur les différents organes
Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé sur la base de projets similaires précédemment réalises. Grâce à notre expérience du travail sur les molécules antidiabétiques, nous avons pu au cours des projets réduire le nombre d’animaux par groupe en optimisant les temps et doses de traitement. En effet, il ne nous est plus nécessaire de réaliser des effets doses, ni de multiplier les temps de traitements, pour un large spectre de molécule, dont le Tirzépatide. De plus, l’utilisation des animaux a été réfléchie afin qu’un maximum de données soient obtenues avec un minimum de douleurs et de stress pour les animaux. Ainsi des tests in-vivo et des prélèvements d’organes seront réalisé chez les mêmes animaux. Pour ces raisons, avec une seule dose et un seul temps de traitement, nous avons réduit le nombre d’animaux pour mener à bien ce projet et obtenir un puissance statistique suffisante. En ce qui concerne le travail in vitro nous avons essayé d’optimiser le nombre pour permettre de travailler sur l’ensemble des tissus d’intérêts aux différentes doses et temps escomptés. Notre expérience dans ces techniques in vitro nous permet de rationaliser ce nombre pour ne pas multiplier les conditions expérimentales. La significativité statistique entre plusieurs groupes sera déterminée par une analyse de variance suivie d’un test de Tukey-Kramer. Dans le cas où un test non paramétrique serait nécessaire, nous utiliserons le test non paramétrique de Mann-Withney..
Raffinement
Par expérience, nous appliquerons des conditions optimales à l’obtention du modèle en permettant de maintenir le bien-être nécessaire. Les animaux auront libre accès à un biberon d’eau et des objets d’enrichissement de milieu seront placés dans les cages. Afin d’éviter le stress de l’isolement, les animaux seront plusieurs par cage (5 à 10). De plus, les animaux auront à disposition dans les cages des objets permettant l’enrichissement nécessaire. Pour ce qui est de l’anesthésie, nous utiliserons l’isoflurane qui permet une anesthésie efficace permettant la mise à mort de l’animal par dislocation cervicale, sans risque de stress pour la souris. Nous veillerons aussi au points limites du projet engendré par le diabète de type II qui consiste principalement en une déshydratation, en veillant à réhydrater ces derniers en cas de besoin.
Choix des espèces
L’étude d’une pathologie a pour but d’en comprendre les mécanismes afin d’établir des stratégies thérapeutiques applicables à l’Homme. C’est pourquoi, le choix des modèles est important. Ainsi, il apparait logique de choisir un modèle de vertébré dont la physiologie et la physiopathologie sont le plus proche possible de celles de l’Homme. C’est le cas pour la souris. Leur métabolisme au sens large présente de nombreuses similarités avec celui de l’Homme. De plus, cette espèce animale fait partie des espèces les plus étudiées avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisés. Les animaux utilisés seront des jeunes males de 4 semaines. L’utilisation d’animaux jeunes se justifient par le fait qu’à cet âge, l’efficacité du régime est optimale car ils sont en pleine croissance. Ceci permet donc de limiter le temps de régime et donc le stress et les nuisances engendrées. Par conséquent, les traitements pharmacologiques qui auront lieu par la suite seront réalisés sur ces mêmes souris devenus adultes (20 semaines)
Utilisation des lymphocytes T γδ Vδ2neg comme thérapie cellulaire pour le traitement des glioblastomes.
- Recherche appliquée
- Cancers
Implantées au cerveau de cellules de glioblastome issues de patients, sous anesthésie, puis suivies par imagerie deux fois par semaine pendant 28 jours, 864 souris immunodéficientes, dépourvues de lymphocytes, sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. À partir du septième jour, elles reçoivent deux ou trois fois des lymphocytes T humains, par chirurgie dans la tumeur ou dans un ventricule cérébral, ou par voie intraveineuse, chaque méthode étant d'abord appliquée à 108 souris. La méthode jugée la plus favorable est ensuite appliquée à 540 souris de plus. Le porteur attend des douleurs postopératoires, une cicatrisation difficile, de l'agressivité, une prostration, une fonte musculaire et une tête penchée. Toutes sont tuées à l'issue pour l'analyse de leur cerveau.
Objectifs
Les glioblastomes sont les tumeurs du cerveau les plus fréquentes, affectant 3 personnes sur 100 000. Elles sont caractérisées par leur grande agressivité, et leur résistance aux traitements actuellement utilisés en clinique conduit à une survie inférieure à 15 mois chez la moitié des patients atteints. La mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques est donc primordiale. Les immunothérapies, basées sur l’exploitation du système immunitaire du patient, sont extrêmement prometteuses dans le traitement des glioblastomes, et contribuent au développement actuel de nouvelles thérapies. Dans ce projet, nous nous intéressons a une sous-population spécifique de cellules immunitaires, appelés lymphocytes T γδ Vδ2 négatifs, qui a déjà montré son potentiel pour le traitement de différents cancers, mais n’a pas été exploitée jusqu’ à présent pour le traitement des glioblastomes. Nous avons effectué de nombreuses expériences préliminaires in-vitro montrant que ces lymphocytes T sont capables d’éliminer des cellules cancéreuses provenant de tumeurs cérébrales de patients. Néanmoins, pour compléter ces études in-vitro, il nous faut valider et approfondir les résultats, notamment en déterminant si les lymphocytes T γδ Vδ2 négatifs sont capables d’infiltrer et d’éliminer durablement les tumeurs de cerveau dans un organisme vivant (in-vivo), et ce en utilisant des modèles animaux. L’objectif de cette étude est donc de mettre en évidence les propriétés anti-glioblastome de ces lymphocytes T γδ in-vivo, pour permettre ensuite leur utilisation en essais cliniques.
Bénéfices attendus
A court terme, ce projet permettra d’améliorer la connaissance fondamentale des propriétés anti-tumorales de cette sous-population de cellules immunitaires, les lymphocytes T γδ Vδ2 négatifs. Il nous permettra notamment de mieux comprendre comment ces cellules peuvent atteindre la tumeur, la reconnaitre spécifiquement, et l’éliminer. D’autre part, ce projet constituera la première évaluation de l’efficacité de cette thérapie cellulaire chez des organismes vivants. Cette évaluation préliminaire est nécessaire avant tout développement d’essai clinique chez les patients atteints de glioblastome. Ainsi, si les résultats obtenus dans ce modèle sont satisfaisants, on s’attend à des bénéfices sur le long terme en essais cliniques et plus généralement pour la prise en charge des patients atteints de glioblastomes. Améliorer la survie de ces patients est actuellement un enjeu de santé public majeur.
Procédures
La totalité des animaux de ce projet (864 souris) seront soumis à une procédure chirurgicale unique d’implantation intracrânienne de cellules de glioblastome. Cette chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale plus locale, sur une durée de dix minutes par souris. Suite à cette chirurgie, la taille des tumeurs sera suivie par une méthode d’imagerie non invasive, qui dure 20 minutes environ, et sera réalisée 2 fois par semaine, entre le jour 0 et le jour 28 d’expérimentation (post-implantation). Suite à l’implantation de cellules de glioblastome, les animaux seront injectés 2 à 3 fois par la thérapie cellulaire de lymphocytes T (aux jours 7 puis 14 puis après implantation). Cette injection sera faite selon trois procédures différentes. Les deux premières seront des procédures chirurgicales d’implantation intracrânienne de lymphocytes T, soit au niveau de la tumeur, soit au niveau du ventricule, réalisées sous anesthésie générale plus locale, sur une durée de 25 minutes par souris. La troisième procédure d’injection sera intraveineuse. Ces trois méthodes d’injection de lymphocytes T concerneront chacune 108 souris dans un premier temps (324 souris au total). Puis, dans un second temps, la méthode associée au meilleur bénéfice pour les souris sera sélectionnée, et concernera alors 540 souris supplémentaires.
Impact sur les animaux
Suite à l'implantation dans le cerveau des souris de cellules de glioblastome puis de lymphocytes T, les effets indésirables suivants peuvent être attendus : des douleurs post-opératoires, des points sautés suite à la chirurgie, une cicatrisation difficile, un comportement anormal (dont agressivité, perte de masse musculaire, comportement névrotique, prostration), ou encore un penchement de la tête. Par ailleurs, sur la durée totale des expérimentations, une perte de poids des animaux peut être attendue.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, toutes les souris concernées par ce projet (864 animaux) devront être euthanasiées pour permettre l'analyse de leur cerveau et ainsi l'étude des lymphocytes T injectés et du bénéfice apporté par cette thérapie sur la progression de la tumeur et la survie des souris.
Remplacement
La capacité des lymphocytes T utilisés ici à éliminer des cellules tumorales de glioblastomes issues de différents patients a déjà été démontrée in vitro, posant ainsi de solides bases pour cette étude in vivo. L’utilisation de ce modèle animal répondra uniquement aux questions ne pouvant être élucidées in vitro, notamment en déterminant si les lymphocytes T peuvent migrer jusqu’à la tumeur, l’infiltrer, éliminer les cellules tumorales et améliorer significativement la survie des souris.
Réduction
Grâce à des analyses bioinformatiques et statistiques, nous utiliserons le minimum nécessaire d’animaux pour être statistiquement significatifs et scientifiquement irréprochables. Par ailleurs, un suivi longitudinal de la croissance des tumeurs sera effectué par imagerie, ce qui permettra de réduire le nombre de souris par groupe expérimental. Enfin, nous utiliserons toutes les femelles et tous les mâles issus de croisements, ce qui réduit de 50% l’utilisation des animaux.
Raffinement
Afin de respecter la notion de raffinement, et éliminer ou réduire toute douleur, souffrance, angoisse, ou tout dommage durable susceptible d’être infligé aux animaux, leur bien-être sera pris en compte quotidiennement de leur naissance à leur mort et évalué par le personnel zootechnique expérimenté. Notamment, afin de réduire les douleurs liées aux chirurgies d'implantation de tumeurs et aux procédures de transfert de lymphocytes T, des protocoles analgésiques et antalgiques seront mis en place. Un suivi quotidien des animaux permettra aussi de prévenir leur affaiblissement et de prendre une décision rapide quant à leur sacrifice. Enfin, le suivi non invasif de la croissance des tumeurs par imagerie participera à maximiser le bien-être animal.
Choix des espèces
Un modèle de souris (Mus musculus) immunodéficientes est utilisé. Leur système immunitaire ne possède pas de lymphocytes. Ce modèle présente un double intérêt pour ce projet : -Les tumeurs de glioblastomes issues de patients s’y développent de manière très reproductible, permettant de réduire le nombre d’animaux utilisés. Ce modèle est très pertinent d’un point de vue préclinique, car les tumeurs y reconstituent les caractéristiques complexes observées chez les patients humains. - Ce modèle immunodéficient permet le transfert de lymphocytes T humains sans que ceux-ci ne soient rejetés par le système immunitaire de la souris receveuse. Nous utiliserons des souris âgées de 7 à 9 semaines, qui permettent une croissance tumorale optimale en s’affranchissant de l’affaiblissement d’individus plus âgés.
Rôle de TRPV3 et de l’innervation sensorielle dans le défaut de thermorégulation au cours du vieillissement chez la souris 1/2
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont exposées, sous anesthésie ou à l'état vigile, à une chaleur croissante de 33 à 44 degrés mimant une canicule, avec une contention en tube que le porteur reconnaît stressante, pour étudier la thermorégulation de la peau au cours du vieillissement. La mise à mort se fait par dislocation cervicale pour des prélèvements terminaux. Le porteur qualifie les techniques d'indolores et proches de celles utilisées chez l'humain, tout en classant les procédures en gravité modérée.
Objectifs
Ce projet est un projet de recherche fondamentale sur la thermorégulation vasculaire de la peau. Avec le réchauffement climatique et le vieillissement de la population, les vagues de chaleur vont avoir un effet critique grandissant sur notre système de santé. En effet, la population âgée est particulièrement vulnérable aux épisodes caniculaires dû à une altération de la thermorégulation conduisant à une incapacité à dissiper la chaleur et pouvant entraîner de graves complications voire un décès. Bien que ces défauts soient rapportés au cours du vieillissement depuis longtemps, les mécanismes qui sous-tendent ces défauts fonctionnels ne sont pas encore connus, ce qui limite fortement les approches thérapeutiques envisageables pour les personnes âgées. Les thermorécepteurs TRPV3 exprimés dans la peau sont mis en jeu dans les processus de sensation de température et dans la thermorégulation vasculaire cutanée. Ce projet vise à caractériser le rôle de TRPV3 et des nerfs sensoriels de l’épiderme (couche superficielle de la peau) dans les mécanismes neurovasculaires cutanés de la thermorégulation au cours du vieillissement, en utilisant des lignées de souris génétiquement modifiées permettant de bloquer la fonction de TRPV3 ou ayant un défaut d’innervation cutanée.
Bénéfices attendus
La compréhension des mécanismes de la thermorégulation au cours du vieillissement permettra, à terme, de proposer des pistes de traitement adaptées aux défauts de thermorégulation qui peuvent affecter la population âgée.
Procédures
Les lignées de souris nécessaires pour ce projet sont déjà disponibles et présentent à l’âge adulte jeune un défaut de réponse vasculaire au chauffage local mais ne présentent pas de trouble susceptible d'affecter leur bien-être dans les conditions d’hébergement standard. Les souris seront anesthésiées (durée environ 45 minutes) afin d’effectuer des mesures non invasives pour caractériser la fonction barrière et leur capacité vasculaire cutanée lors d’une exposition à un chauffage local ou un chauffage global mimant un épisode de canicule. Une exposition à une chaleur croissante (33 à 44°C ; +1°C/minute) sera également envisagée chez des souris vigiles afin de mesurer leur capacité à maintenir leur température interne stable dans ces conditions thermiques mimant une canicule. Les techniques utilisées sont indolores ; elles sont également utilisées chez l’homme. Afin d’étudier le rôle de TRPV3 et des nerfs sensoriels de la peau au cours du vieillissement nous étudierons des souris d’âge différents (jeunes, matures et âgées).
Impact sur les animaux
Toutes les techniques envisagées sont non invasives et utilisées dans les études cliniques. Aucune douleur n’est attendue. Pour les mesures sur souris vigiles, l’utilisation de tubes de contention peut générer un stress qui sera minimisé grâce à une habituation préalable. Pour cela, les souris seront placées dans un tube de contention pendant 10 minutes, deux jours différents dans les 7 jours précédents. 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 des pattes ne représente pas de nuisances particulières d’après notre expérience. L’exposition à un chauffage globale de la souris va déclencher des mécanismes de thermorégulation périphériques et centraux, induire une sudation afin de préserver une température interne le plus stable possible. Notre étude précédente a montré que les souris exposées à un chauffage passif de 33 à 44°C à raison de +1°C/min induisait une augmentation de la température rectale d’environ 3°C (en vigile et sous anesthésie). Afin de limiter les effets indésirables, l’exposition à la chaleur sera immédiatement arrêtée si l’augmentation de la température rectale atteint +4°C (en vigile ou sous anesthésie). Les souris ne présentent 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 par dislocation cervicale. Cette étude vise à comprendre le rôle de TRPV3 et de l’innervation épidermique dans le défaut de thermorégulation au cours du vieillissement. Pour cela plusieurs prélèvements terminaux doivent être réalisés, en particulier pour analyser l'effet du vieillissement sur la réactivité vasculaire (mesures ex vivo sur vaisseaux isolés) et l'expression de TRPV3 dans la peau.
Remplacement
Ce projet nécessite l'utilisation d'animaux car il est actuellement impossible de reproduire la réactivité vasculaire cutanée en réponse au chauffage qui repose sur une interaction fonctionnelle des systèmes nerveux et vasculaires.
Réduction
Le nombre total de souris prévues pour ce projet est de 360. Ce nombre maximal inclut la possibilité de reproduire les expériences en cas d'imprévu, donc il est très vraisemblable que le nombre réel d'animaux utilisé sera inférieur à ce nombre maximal. 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.
Raffinement
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 hebdomadaire). Les points limites sont clairement définis, afin de détecter précocement tout signe de souffrance.
Choix des espèces
Les modèles murins, bien que présentant certaines limites par rapport à la physiologie humaine, restent largement utilisés pour étudier l’intégrité fonctionnelle de la peau. Cette espèce possède une physiologie vasculaire proche de celle de l'Homme et permet d'étudier la fonction vasculaire par les même approches (laser Doppler, iontophorèse), tout en complétant l'analyse jusqu'aux étages cellulaire et moléculaire. De plus, ce projet inclut des expériences utilisant des modèles animaux modifiés génétiquement disponibles uniquement chez la souris. Nous utiliserons des souris âgées minimum de 10 semaines lorsque leur système sensoriel et vasculaire est développé. Afin d’étudier le rôle de TRPV3 et de l’innervation épidermique au cours du vieillissement, les souris seront utilisées à 3 âges différents (18 mois).
Etude pharmacologique de composés administrés chez la souris, effets sur la qualité osseuse.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
1 500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des administrations orales et des injections répétées de composés, subissent des prélèvements de sang et d'urine, dont un recueil par pression sur la vessie, avant une autopsie et le prélèvement des os, pour rechercher une toxicité osseuse de médicaments. Le porteur indique qu'une réaction inflammatoire peut apparaître en cas de toxicité. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne reproduit le remodelage de l'os et qualifie l'usage d'animaux d'"indispensable".
Objectifs
L’objectif du présent projet est d’évaluer les atteintes osseuses potentielles qui pourraient survenir lors de traitements thérapeutiques. En effet, des études de pharmacovigilance ont montré que la fragilisation osseuse peut être induite par des médicaments, par carence ou pertes en calcium, phosphate et vitamine D, ou réduction de la minéralisation / densité minérale de l’os. La classe thérapeutique la plus fréquemment en cause est celle des corticoïdes mais d’autres médicaments sont aussi suspectés comme les antirétroviraux, des antiacides, des médicaments antiépileptiques, des antithrombotiques mais aussi des antidépresseurs, des neuroleptiques, et médicaments utilisés par exemple dans le traitement du cancer du sein. A noter aussi qu’un risque d’ostéoporose est évoqué pour les statines, et retrouvé significatif à forte dose. D’autre part, si le risque d’effets indésirables osseux est plus ou moins bien documenté les mécanismes mis en jeu ne sont pas encore connus avec précision. Il devient donc essentiel et indispensable dans le développement de nouveaux médicaments et tout particulièrement pour les classes thérapeutiques citées ci-dessus, de vérifier l’absence d’effets secondaires délétères pouvant intervenir sur l’os afin de ne pas dégrader la qualité de vie des patients. C’est donc, dans ce contexte que s’inscrit ce projet et cette demande de renouvellement afin d’évaluer sur l’animal les effets secondaires potentiels de composés thérapeutiques actuellement en développement chez nos clients. Les études permettront de définir les types de lésions osseuses qui pourraient être observées, et d’améliorer les schémas thérapeutiques d’administration des composés évalués afin de réduire et/ou abolir les effets délétères, voire même de stopper le développement de certains composés.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet se mesurent sur plusieurs niveaux : - Court terme : chaque protocole inclus dans ce projet, permettra à son échelle d’informer sur la potentielle toxicité osseuse des composés étudiés. - Long terme : ce projet permettra d’obtenir des informations sur l’évaluation, la détection, le contrôle ou les modifications des conditions physiologiques osseuses chez les animaux après application du composé. De plus, ce projet doit permettre d’établir des plans de prévention, prophylaxie (ensemble des mesures à prendre pour prévenir les maladies), et diagnostic robustes indispensables à la prise en charge et au suivi de maladies, chez l'homme et/ou les animaux.
Procédures
Les administrations orales de composés seront réalisées sur animaux vigiles (moins de 5 minutes par administration). Les fréquences d’administration (au maximum 2 fois par jour) dépendent de la prophylaxie des composés testés. Les injections de composés en parentéral (sous cutanée ou intramusculaire ou intrapéritonéale : dans le cadrant caudal droit de l'abdomen ventral) seront réalisées sur animaux vigiles ou anesthésiés (moins de 5 minutes par injection). Les fréquences d’injection (au maximum 2 fois par jour) dépendent de la prophylaxie des composés testés. Les prélèvements sanguins seront effectués sur animaux vigiles ou anesthésiés (moins de 5 minutes par prélèvement). Un traitement analgésique sera systématiquement appliqué aux animaux. Si un prélèvement à l’aorte abdominale est effectué, il ne se fera qu’en point final sous anesthésie avant sacrifice de l’animal. Les urines pourront être prélevées en cours de protocole sur animaux vigiles, en pressant sur la vessie des animaux (moins de 5 minutes par prélèvement) ou en point final, sur animaux euthanasiés. Elles peuvent être également collectées suite au placement des animaux en cage métabolique pendant 24h au maximum où l’urine libérée par l’animal pendant ce laps de temps sera collectée.
Impact sur les animaux
Une possible réaction inflammatoire pourra apparaître au cours du temps en cas de toxicité osseuse (due à l’administration du traitement thérapeutique). Pour prévenir ce cas de figure, les animaux sont suivis de près et des grilles d’évaluation clinique ainsi que les conduites à tenir en cas de l’observation de ces signes ont été prévus.
Devenir
A l’issue de chaque procédure tous les animaux seront humainement euthanasiés et autopsiés minutieusement. Les organes d'intérêts, dont les pièces osseuses, seront prélevés. Les prélèvements sanguins et urinaires seront utilisés pour doser le composé et/ou évaluer sa toxicité et/ou évaluer les modifications induites par son administration. Les organes seront également utilisés pour doser les composés et / ou réaliser des analyses histopathologiques et d’imagerie.
Remplacement
De manière systématique, les composés que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro mais le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer de potentielles interactions avec l’organisme. En effet, les tests in vitro actuels permettent de prévoir le devenir des agents thérapeutiques testés, mais ne renseignent pas sur leurs effets sur l’ensemble des organes/tissus d’un organisme. Aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité. De plus, le tissu osseux est un tissu en perpétuel remodelage avec une activité de résorption et de formation osseuse. Cet équilibre repose sur des mécanismes de régulations systémiques et locaux grâce à une communication étroite entre les différentes cellules osseuses afin de maintenir les différentes constantes du tissu entre les limites des valeurs normales. Ce mécanisme complexe ne peut être mimé par un modèle simple de culture in vitro. Il n'existe donc pas de méthode alternative à l'expérimentation animale pour évaluer l’apparition de lésions osseuses. L'utilisation d'animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs de ce projet
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’avoir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. Etant donné la variabilité probable des réponses aux principes actifs et en accord avec l’article R.214-105 du Code rural et de la pêche maritime, 10 animaux par groupe au maximum sont prévus afin d’assurer un nombre minimum d’animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le bien-être animal. Ce nombre d’animaux a été déterminé par approche statistique (calcul de puissance), sur nos données historiques et l’utilisation de chaque animal a été optimisée (analyses et recueil de données longitudinales, études pilotes…) tout en limitant les contraintes au maximum. Cet effectif sera revu à la baisse dans le cas où le traitement évalué est connu, et après analyse des résultats d’études précliniques préliminaires d’efficacité, afin de donner des résultats reproductibles et similaires d’un animal à l’autre. Pour chacune des procédures, des tests statistiques seront réalisés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes sociaux dans des locaux adaptés permettant leur maintien dans un environnement adéquat, n'induisant pas de stress. Nous mettrons en place des mesures spécifiques et adaptées aux douleurs éventuelles occasionnées par les différents traitements pour éviter toute souffrance inutile et prolongée : les conditions d’hébergement seront optimisées (litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilité d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente), nous utiliserons un anesthésique lors des prélèvements sanguins en submandibulaire. Un suivi quotidien des animaux sera effectué et un suivi approfondi avec prise de poids et observations sur des caractéristiques spécifiques (gonflement, locomotion, sensibilité mécanique, ...) sera effectué deux ou trois fois par semaine. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs des points limites (repérés le plus précocement possible grâce à un suivi quotidien et à l’appui des grilles du bien-être animal adaptées) sera euthanasié. Nous maintiendrons les animaux le minimum de temps dans une situation d’inconfort et de douleur (lors du traitement expérimental et lors des prises de mesures). Dans la mesure du possible, la prise de mesures sera effectuée dès l’apparition de la première phase de douleur aigüe de manière quotidienne et seulement deux fois par semaine dans les phases de douleurs chroniques
Choix des espèces
La souris a été choisie pour ce projet car cette espèce mammifère (à l’identique du rat) présente des caractéristiques physiopathologiques et réponses tissulaires notamment en termes de remodelage osseux, proches de celles observables chez l'homme. La souris, étant fréquemment utilisé à des fins de recherche, l’étude des effets de composés chez cet animal de laboratoire, permet de transposer assez facilement les résultats à l'homme, par simples approches/méthodes statistiques. Par ailleurs, un volume suffisant de liquides biologiques peut-être récupéré et analysé. Enfin, les données obtenues chez ce rongeur permettent de calculer facilement les doses administrables à l’homme prévues dans le cadre des premiers essais cliniques nécessaires au développement de nouveaux médicaments. Sous le couvert de la réglementation française, le stade de développement des animaux sera défini avant chaque protocole et dépendra de l'indication thérapeutique dans laquelle les différents composés seront utilisés.
Caractérisation et ciblage thérapeutique d’une population cellulaire impliquée dans la récidive tumorale prostatique après castration chez la souris.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles urogénitaux
466 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une ablation des testicules, puis des injections intrapéritonéales quotidiennes et des gavages pendant 28 jours, pour tester deux molécules contre la récidive du cancer de la prostate après castration. Le porteur indique que le gavage comporte un risque de perforation de l'oesophage et de détresse respiratoire, et que les injections répétées peuvent irriter la zone d'injection. Il affirme qu'aucun système in vitro ne reproduit les stades du développement tumoral et que la validation chez la souris est "nécessaire".
Objectifs
Le cancer de la prostate est le cancer le plus diagnostiqué chez les hommes en France et le second en termes de mortalité par cancer. Pour les cancers de la prostate invasifs sa seule thérapeutique proposée est la castration chimique (déprivation en androgène) qui est, dans un premier temps efficace, mais dans 100% des cas la tumeur récidive en étant agressive (métastases). Dès lors, il n’existe aucun traitement efficace conduisant inéluctablement au décès du patient. Une équipe de recherche a identifié des cellules potentiellement initiatrices de cette récidive tumorale dans la prostate chez la souris, Dans un modèle de souris génétiquement modifié développant un cancer de la prostate résistant à la castration, le contingent de ces cellules est fortement amplifié. Ces cellules alors ont pu être isolées et caractérisées, ce qui a permis d’une part de montrer que cette population était constituée de plusieurs sous populations et de déterminer deux cibles thérapeutiques théoriques exprimées par ces cellules de la sous population la plus agressive. En utilisant deux drogues, chacune agissant sur une des deux cibles, nous montrons que ces drogues sont très efficaces pour tuer ces cellules et que leur effet est additif dans un modèle de culture de ces cellules en 3D, et ce en présence et en absence d’androgènes. Ces cellules ont aussi été identifiées chez l’Homme. Sur une lignée cellulaire humaine de ce type de cellules issue d’une tumeur prostatique de patient, nous avons montrés la même efficacité de ces drogues. L’objectif de ce projet est, chez le modèle de souris génétiquement modifié qui développe des tumeurs prostatiques résistantes à la castration : - d’une part de caractériser finement les sous populations cellulaires identifiées et ce, notamment post-castration, - d’autre part d’évaluer/confirmer l’impact thérapeutique de ces deux composés chimiques sur le développement et la récidive tumorale directement. Ces deux drogues seront administrer seule ou en combinaison chez la souris castrée ou non.
Bénéfices attendus
Pour améliorer la survie des patients développant des cancers de la prostate résistant à la castration, il est nécessaire de comprendre les mécanismes à l’origine de la récidive tumorale et notamment d’identifier les cellules à son origine, afin de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les études préliminaires in silico et in vitro ont permis d’identifier une nouvelle population cellulaire présentant toutes les propriétés théoriques recherchées. Des résultats et des tests fonctionnels in vitro de sur ces cellules ont permis de déterminer deux cibles potentielles majeures dont l’inhibition pourrait affecter la survie de ces cellules. Ce projet permettra de mieux caractériser ces cellules afin de comprendre l’évolution de leurs sous-populations au cours de divers traitements, dont la castration, et de confirmer l’efficacité de l’utilisation d’inhibiteurs spécifiques, seul ou en combinaison pour empêcher ou ralentir la récidive tumorale. Les tests seront basés sur le traitement d’un modèle murin développant des formes de cancer de la prostate résistant à la castration.
Procédures
Les interventions subies par les animaux seront : - 1- Des chirurgies (ablations de testicules) de 15 min sous anesthésie gazeuse et sous analgésique (injection sous cutanée 30 min avant l’intervention puis à J+1 et à J+2 si nécessaire). - 2- Des traitements en injections (de moins d’une minute) intra péritonéal de drogues quotidiennement pendant 28 jours. - 3- Des traitements en gavage (de moins d’une minute) bi-hebdomadaires pendant 28 jours. Chaque animal subira une combinaison de ces interventions: dans un cas, l’ensemble des souris, sera soumis à l’intervention 1. Dans un deuxième cas les animaux seront soumis aux interventions selon leur groupe : - 108 souris subiront une chirurgie de castration (intervention 1) puis les animaux recevront des traitements comme suit : • 36 souris seront soumises à l’intervention 2 uniquement ; • 36 souris seront soumises à l’intervention 3 uniquement ; • 36 souris seront soumises aux interventions 2 et 3. - 108 autres souris recevront des traitements comme suit : • 36 souris seront soumises à l’intervention 2 uniquement ; • 36 souris seront soumises à l’intervention 3 uniquement ; • 36 souris seront soumises aux interventions 2 et 3.
Impact sur les animaux
L’ablation des testicules est un acte non douloureux car réalisé sous anesthésie et analgésie mais il peut occasionner une hypothermie, une déshydratation et l’asséchement des yeux. Suite à la chirurgie, les animaux peuvent souffrir et la plaie chirurgicale peut présenter des signes d’inflammation ou d’infection. Les anesthésies lors des chirurgies sont un stress. L’administration par gavage comporte un risque de perforation de l’œsophage ainsi qu’un risque d’arrivée de la solution dans les poumons, entrainant des signes de détresse respiratoire. Les injections intra péritonéales répétées peuvent induire une irritation et/ou une douleur au niveau de la zone d’injection.
Devenir
Chaque animal intégré sera mis à mort : - soit parce qu’il atteint avant la fin un score supérieur ou égale à 3 de la grille d’évaluation indiquant une souffrance nécessitant sa mise à mort. - soit parce qu’il est un animal d’intérêt ou contrôle pour lequel il est nécessaire à la fin de prélever la prostate afin d’évaluer l’efficacité du traitement testé.
Remplacement
Nous avons dans un premier temps mené l’étude par différentes approches pour aborder ces questions, incluant, des études de prédiction par analyse bio-informatiques de données transcriptomiques, des cultures cellulaires 2D et 3D in vitro, selon le principe de Remplacement. Pour remplir nos objectifs, nous sommes contraints d’utiliser des modèles murins, car aucun système in vitro et aucun modèle d’organismes plus simples ne permet de reproduire les différents stades du développement tumoral prostatique et de sa récidive post-castration.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est une estimation permettant de couvrir les diverses études que nous réaliserons sur 5 ans. Il est important de noter qu’une souris permettra de réaliser plusieurs études in vitro par différentes méthodes de biologie cellulaire ou moléculaires. La multiplicité des tests réalisés grâce à une souris permet de réduire drastiquement le nombre d’animaux utilisé au cours de nos études. Une validation in vivo de l’efficacité des inhibiteurs testé in vitro est cependant nécessaire après validation sur divers modèles cellulaires. Selon le principe de Réduction, le nombre d'animaux utilisé in vivo pour valider ces données est calculé pour permettre d’obtenir la puissance statistique nécessaire à l’obtention de conclusions biologiquement pertinentes. En revanche, des animaux pourraient être écartés de l’étude, il est donc nécessaire de prévoir un effectif légèrement supérieur à celui calculé dans cette section. C’est pour cette raison que nous avons fixé un nombre final de 18 animaux par condition, tenant compte de tous ces paramètres.
Raffinement
Pour s’assurer du bien-être des souris tout au long de leur vie, elles bénéficieront de coton, de maisonnettes, de tunnels et de bâtonnets de bois à ronger afin de les occuper et afin qu’elles puissent se construire un nid. Les souris seront surveillées quotidiennement par les membres qualifiés de l'animalerie. A la suite des chirurgies, la personne en charge du protocole les observera tous les jours (pendant une semaine) et une fois par semaine par la suite. A leur entrée en traitement, elles seront pesées tous jours pendant les 28 jours. Afin de réduire la douleur associée à la castration, la chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale. Un analgésique sera administré en pré- et post-opératoire. A la suite de la chirurgie la souris sera réveillée au chaud et surveillée pendant les heures qui suivent et la bonne cicatrisation sera observée tous les jours durant la semaine qui suit l’opération par la personne en charge du protocole. Des points limites spécifiques ont été définis. Tout animal en souffrance sans possibilité de le soulager sera mis à mort. Si, pour des raisons de protocole (mise à mort de certains congénères ayant atteint un point limite), une souris devait se retrouver seule dans une cage, l’enrichissement sera augmenté.
Choix des espèces
La souris est préférée comme espèce car elle permet l’étude d’animaux génétiquement modifiés particulièrement informatifs pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. De plus, de nombreux outils d’analyses ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale. Enfin, les modèles animaux créent le lien indispensable entre les tests in vitro et les études cliniques. Les animaux seront pour une première partie castrés entre 3 et 13 mois afin de regarder l’effet de l’orchidectomie sur des populations cellulaires, avant et après avoir laissé les structures tumorales se développer. Après la castration, les animaux seront mis à mort après un lapse de temps pouvant aller de 5 jours à 6 mois maximum (si la castration s’est faite entre 3 à 7 mois d’âge). Les animaux dans une deuxième partie subiront à partir de 6 mois une orchidectomie, afin d’attendre la mise en place du développement tumoral avant de les castrer. Ils seront ensuite traités à 8 mois. S’ils ne subissent pas d’orchidectomie, mais reçoivent uniquement le traitement, les animaux seront traités à partir de 8 mois afin de comparer l’efficacité du traitement entre le groupe de souris non castrées et le groupe de souris castrées.
Fonction et régulation des macrophages des îlots pancréatiques chez la souris, en physiologie et lors d’une obésité.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
2 730 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont soumises à un régime gras jusqu'à atteindre 45 grammes, reçoivent des injections d'un agent neutralisant les macrophages, subissent des jeûnes, un gavage et des prélèvements de sang dont un prélèvement rétro-orbital, pour étudier le rôle des macrophages des îlots du pancréas dans l'obésité. Le porteur justifie des groupes de 60 souris par le faible nombre de macrophages récupérables par animal. Il indique avoir tenté l'étude in vitro sur îlots humains et de souris sans succès, et conclut qu'il est impossible de s'affranchir d'un organisme entier.
Objectifs
Les îlots de Langerhans sont des micro-organes dans le pancréas et sont indispensables à la régulation du glucose dans l’organisme. Lors d’une obésité induite par un régime riche en graisses, des cellules spécifiques des îlots doivent compenser la résistance à l’insuline qui s’installe avec la prise de poids en augmentant leur nombre ainsi que la quantité d’insuline qu’elles produisent. De la même façon d’autres cellules de l’îlot produisent des quantités anormales de glucagon. Le système immunitaire inné, et en particulier les macrophages, joue un rôle important dans la régulation du métabolisme. Des macrophages sont également retrouvés dans les îlots pancréatiques. Des premières études ont montré que l’absence de macrophages peut compromettre le nombre et le bon fonctionnement des cellules de l’îlot indispensables à la régulation du glucose dans l’organisme (via la production d’insuline ou de glucagon). Les mécanismes impliqués dans ce phénomène restent flous. De même, une différence dans la quantité de macrophage dans les îlots en fonction du sexe a été constatée mais reste inexplorée. Les mécanismes cellulaires et moléculaires permettant la régulation des macrophages vers un caractère pro-inflammatoire ou au contraire anti-inflammatoire des îlots ne sont pas connus à ce jour. Une sur-activation des macrophages dans les îlots pourraient influencer les cellules productrices d’insuline et pourraient promouvoir l’apparition d’un diabète. Nos travaux préliminaires ont permis d’identifier deux voies potentielles capables de réguler localement le caractère pro ou anti-inflammatoire des macrophages. Les objectifs principaux de ce projet sont donc de définir le rôle des macrophages dans la régulation des cellules présentes dans les îlots, y compris dans le cas d’une obésité, et de confirmer le rôle des voies précédemment identifiées.
Bénéfices attendus
Il est aujourd’hui admis que les macrophages jouent un rôle primordial dans la régulation métabolique notamment dans le tissu adipeux et le foie. Les macrophages résidant dans les îlots pancréatiques n’ont eux été décrits que tardivement et les contraintes liées à leurs techniques d’analyse font qu’ils restent encore largement ignorés. En effet, les macrophages représentent seulement 1% des cellules totales des îlots ce qui ne représente qu’environ 1200 macrophages par souris. Cela limite donc le type et le nombre d’expériences pouvant être effectuées sur les échantillons de chaque souris, or nous avons besoin des données provenant de trois grandes techniques, qui une fois combinées, nous permettrons de répondre à nos hypothèses. Malgré ces obstacles, notre laboratoire a acquis l’expertise nécessaire pour travailler sur ce tissu complexe. Ce projet représente donc une étape majeure dans la compréhension des macrophages résidant dans les îlots pancréatiques et de leur influence sur le métabolisme du glucose. Nous porterons notre attention sur le développement de l’obésité induite par un régime riche en graisses qui est une condition où les îlots sont très sollicités et sur l’impact du sexe qui n’a pas été étudié jusqu’ici. Notre projet s’attaque donc à déchiffrer les voies cellulaires et moléculaires encore inconnues qui seraient capables de garder les macrophages de l’îlot sous contrôle. Comprendre ces mécanismes pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques qui permettraient de prévenir et/ou traiter l’inflammation pathologique observée lors de l’apparition d’un diabète. Selon les résultats obtenus, ces voies pourraient être testées dans de nouveaux modèles de souris diabétiques de type 2 ou de type 1 (auto-immun) dans un futur projet.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents types d'alimentation (régime standard ou régime riche en graisses) sur une durée d'une ou douze semaines. Les animaux peuvent également recevoir une ou quatre injections (fonction de la durée du régime) d'un agent permettant de neutraliser les macrophages spécifiquement dans les îlots pancréatiques (quelques secondes par injection). Des prélèvements sanguins seront effectués en fin de procédure de façon à contrôler la glycémie ou la sécrétion d'insuline (prélèvement répétés de petits volumes de quelques secondes: 6 prélèvements répartis sur 2h) pour nous permettre de déterminer si la souris contrôle correctement son métabolisme glucidique. Ces tests nécessitent une mise à jeun de 16h ainsi qu’un gavage (10 secondes) pour la glycémie et une mise à jeun de 6h ainsi qu’une injection d’insuline (quelques secondes) pour la sensibilité à l’insuline. En fin de protocole, afin de doser différents marqueurs, nous réaliserons un prélèvement dans une poche à proximité de l'œil présente chez les souris. Ce prélèvement (quelques secondes) nécessite une anesthésie gazeuse (2 à 3 minutes) et un anesthésique local sera apposé à la fin du prélèvement.
Impact sur les animaux
Aucun effet néfaste n’est connu pour les différents traitements d’agent neutralisant et les différents modèles de souris transgéniques. - Injection intrapéritonéale (IP) : douleur légère due à la piqure, le volume ou la solution injectée ne créeront pas d’effet dommageable sur l’animale. - Régime riche en graisse (HFD) : Pas d’effet dommageable pour les animaux suivis sur 1 semaine de traitement, les animaux suivis sur 12 semaines vont prendre du poids au fur et à mesure des semaines (jusqu’à 45 grammes) et devenir un peu moins actifs. En fin de protocole : - Mise à jeun : Les animaux n’auront plus accès à la nourriture, ils pourront subir une gêne due à la sensation de faim. - Gavage : contention soutenue pour quelques secondes afin d’introduire correctement la sonde dans l’œsophage et jusqu’à l’estomac. Le volume et la solution administrés ne provoquerons pas d’effet dommageable sur l’animal. Il n’y a pas de risque d’irritation de l’œsophage car le geste n’est effectué qu’une seule fois. - Microcoupure à la queue : douleur modérée au moment de la réalisation de la coupure. - Prélèvement rétro-orbital : gêne/douleur modérée au point de prélèvement. L’animal sera anesthésié au moment du prélèvement et recevra en complément un anesthésique local pour son réveil. L’animal ne subira donc aucun traumatisme dû au geste ou à la contention, la douleur éventuelle au point de prélèvement sera amoindrie après le réveil.
Devenir
L'ensemble des animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de récupérer tous les prélèvements nécessaires pour mettre en œuvre les trois grandes techniques qui nous sont indispensables à la compréhension des mécanismes que nous souhaitons explorer dans ce projet.
Remplacement
Afin de comprendre le rôle des macrophages des îlots en physiologie et dans le développement d’une obésité, nous avons choisi d’utiliser la stratégie de neutralisation des macrophages au niveau des îlots. Des études préliminaires nous ont permis d’orienter nos études sur seulement deux voies qui pourraient s’avérer jouer un rôle majeur dans les mécanismes du métabolisme du glucose et le rôle que pourraient y jouer les macrophages. Nous avons tenté de réaliser cette étude in vitro à partir d’échantillons humains. Malheureusement nous n’avons que rarement la possibilité d’étudier des îlots pancréatiques humains. De plus, ces îlots proviennent de donneurs cadavériques aux caractéristiques variables et passent plusieurs jours en culture avant réception, ce qui peut influencer le nombre, les caractéristiques ou la viabilité des cellules les îlots et leurs macrophages. Nous avons également tenté des réaliser cette étude in vitro à partir d’îlots de souris, la neutralisation des macrophages s’est révélée insuffisante. Ainsi, les modèles animaux vivants nous permettent d’étudier les îlots pancréatiques dans des conditions reproductibles et d’investiguer précisément le modèle de développement de l’obésité. De plus, les îlots pancréatiques répondent à la prise de poids et au dialogue entre les différents organes métaboliques, il est donc impossible de s’affranchir d’un organisme dans son ensemble.
Réduction
Pour chaque condition expérimentale, des groupes de 60 souris seront créés. Cela prend en compte la mortalité naturelle (10%) et surtout les limites techniques associées à l’isolement des îlots et à l’étude des macrophages des îlots, nous avons donc besoin de partir avec 20 animaux pour chacune des trois grandes techniques que nous souhaitons mettre en place (20x3=60). Comme décrit précédemment, de par le faible nombre d’îlots/macrophages que nous obtenons par animal (environ 200 îlots/souris), nous ne pouvons cumuler les différentes analyses à partir des échantillons d’une seule souris et nous devons donc prévoir un groupe (n=20) pour chaque type d’analyse. Ainsi, le nombre de souris utilisées reflète le nombre d’îlots/macrophages nécessaire pour le succès de notre projet. - Expression génique (100 îlots/condition) couplée aux tests fonctionnels (80 à 120 îlots/condition selon le test) - Cytométrie en flux (> 150 îlots/condition) - Histologie sur pancréas total (1 pancréas/souris) Pour répondre à nos questions de recherche, il est important de combiner ces différentes techniques qui apportent des informations complémentaires. Cependant, afin de réduire le nombre d’animaux dans l’étude, nous avons développé des protocoles permettant l'évaluation de la tolérance au glucose et l’évaluation de la sensibilité à l’insuline sur un même animal avec une période de récupération entre chaque test. De plus, les souris seront utilisées pour plusieurs projets du laboratoire avec l’analyse d’autres organes tels que le tissu adipeux et le foie notamment.
Raffinement
Les animaux sont hébergés sur des portoirs ventilés et ont un accès libre et illimité à l'eau et la nourriture. Les conditions de température et d'humidité sont contrôlées et monitorées tous les jours pour qu'elles soient optimales pour les souris. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour (8h-20h), les souris étant des animaux nocturnes une période importante d'obscurité est indispensable à leur bien-être. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (5 par cage maximum) et l'isolement est évité au maximum, en effet la souris est un animal grégaire, la vie en groupe est un facteur important pour son bien-être. Si, pour des raisons de protocole, une souris devait se retrouver seule dans une cage, l’enrichissement sera augmenté. Pour s’assurer du confort des souris, elles bénéficieront de coton et de «maison» afin de les occuper et qu’elles puissent se construire un « nid ». Les souris seront sous surveillance quotidienne de la part de l'équipe professionnelle de zootechnie. Aucun effet néfaste n'est connu après l'injection des agents neutralisants ou sur les lignées transgéniques. Les souris sous régime riche en graisse vont prendre du poids et devenir un peu moins actives. Nous avons tout de même tenu à mettre en place, en plus de la surveillance journalière de la part des animaliers, un suivi hebdomadaire de la part de l'équipe scientifique avec prise en compte des critères (poids, aspects visuels et comportementaux) informatifs sur l'état de bien-être des animaux. Si, à l'aide de ces critères, un animal est jugé en mal-être, il sera sorti du protocole expérimental.
Choix des espèces
La souris est le modèle de référence dans l'étude de l'obésité et du diabète, en effet les gènes impliqués dans l’obésité et le diabète (dont les gènes de l'inflammation chronique) jusqu’à présent identifiés sont très proches chez la souris et chez l’Homme. De plus la souris est un modèle permettant l'obtention relativement rapide du nombre d'individus suffisant et que nous sommes en capacité d'héberger dans des conditions (surface, température, luminosité) nécessaires à son bien-être. La souris est également un modèle pour lequel il existe beaucoup d’outils disponibles : modification du génome pour créer les meilleurs modèles d'études possible, méthodes d'analyses des tissus prélevés, etc. L'ensemble de ces critères font de la souris le modèle optimal pour répondre aux questions du présent projet. Nous avons choisi de commencer les études sur des souris qui ont entre 8 et 10 semaines. Cela correspond à la maturité sexuelle (stabilisation hormonale) et équivaut à l'entrée dans l'âge adulte chez l'Homme.
Imagerie de l’activation vasculaire dans les modèles de neuroinflammation
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
100 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une injection déclenchant une maladie proche de la sclérose en plaques, responsable d'une paralysie de la queue et des membres postérieurs, avant une imagerie de l'inflammation cérébrale. Le porteur indique suivre la douleur par une grille et un "grimace scale", et retirer les animaux perdant plus de 15 % de leur poids. Il affirme qu'aucune méthode sans animaux vivants n'apporterait le même niveau d'information et qu'il n'existe pas de modèle fiable sur des espèces jugées moins sensibles.
Objectifs
L’imagerie médicale est couramment utilisée en clinique dans le diagnostic et le suivi des patients atteints de pathologies cérébrales. L'objectif de ce projet est d'utiliser un nouveau type d'imagerie médicale afin de détecter de manière précise l'inflammation cérébrale. Notre laboratoire est spécialisé dans l’étude de l’inflammation du cerveau. Cettenouvelle technique d'imagerie consiste en l’injection intraveineuse d'un agent de contraste spécifique de la protéine vasculaire étudiée. Ici, les protéines étudiées sont celles impliquées dans l’infiltration des cellules immunitaires à travers la paroi des vaisseaux sanguins.
Bénéfices attendus
L'inflamamtion du cerveau est présente dans de nombreuse pathologies, comme la sclérose en plaques, les accidents vasculaires cérébraux et la maladie d'Alzheimer. Le développement de l'imagerie de l'inflammation cérébrale permettrait une meilleure prise en charge des patients atteints de ces différentes maladies.
Procédures
Les animaux seront soumis à deux types d'interventions: (1) Induction d'un modèle de sclérose en plaques. (2) Imagerie de l'inflammation cérébrale.
Impact sur les animaux
L’induction du modèle de slcérose en plaques s’effectue via l’injection d’un cocktail induisant l’apparition d’une réaction auto-immune, responsable à terme d'une paralysie de la queue et des membres postérieurs. Un score clinique neurologique sera effectué tous les jours (dès le 1er jour jusqu’au jour de l’euthanasie) afin d’évaluer la douleur et l’atteinte neurologique des souris. Les animaux seront également pesés tous les jours pour surveillance du poids et retrait de l’étude si une perte de plus de 15% est observée par rapport au poids initial. Les mesures pour réduire au maximum toute forme d’inconfort et de douleur sont également le suivi basé sur le "grimace scale", une couverture analgésique suffisante en période pre et post induction, l'hébergement en petits groupes sociaux stables avec un enrichissement minimum (un carré de coton, dôme en carton, paillettes). Les animaux seront maintenus dans des conditions optimales d’hébergement, dans un environnement stabilisé en température, hygrométrie, luminosité, et durée du cycle de lumière.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort afin de réaliser des analyses de microscopie.
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. En effet, la souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans la l'inflammation cérébrale, grâce à différents modèles bien caractérisés comme celui de la sclérose en plaques utilisée dans ce projet. L’anatomie du système nerveux murin et la physiologie de la souris sont également bien connues et sont proches de celles de l’homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables de l'inflammation rencontrée chez les patients. Enfin, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différentes de l’homme.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Le nombre d’animaux utilisé est déterminé en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, nos travaux précédemment publiés et la littérature. L’utilisation d’outils d’imagerie non invasive permettent de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés durant chaque procédure. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux, tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. Le bien-être des animaux sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les weekends et jours fériés et cela pendant toute la durée du projet. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles. Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et l’accès à l’eau et à la nourriture sera à volonté. Une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux. Tout sera mis en oeuvre pour réduire l’angoisse, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. Les souris seront pesées et acclimatées pendant une heure dans la pièce expérimentale. Un suivi strict et rapproché des animaux, une évaluation de la douleur basée sur le grimace scale, une couverture analgésique suffisante en période pré et post induction et un accès facilité à la nourriture seront mis en place. Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés jusqu’à la mise à mort de l’animal.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des neurosciences vasculaires. L’anatomie et la physiologie de la circulation cérébrale sanguine de la souris sont bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. Les propriétés tissulaires desvaisseaux cérébraux sont identiques chez l’homme et la souris. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier l'efficacité de l'imagerie dans la détection de l'activation vasculaire dans les modèles d'inflamamtion cérébrale. Le stade de développement des animaux est de 2 à 3 mois. Il est classiquement décrit que le modèle de sclérose en plaques ne peut-être induit que dans cette fenêtre de temps, qui correspond à la pathologie humaine qui touche de jeunes adultes.