Souris

Gavées par une sonde pendant une dizaine de jours, puis soumises à des injections dans l'abdomen et dans la veine, 66 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Certaines, génétiquement modifiées, sont plus sensibles aux infections. Le projet teste une stratégie pour freiner l'activité de cellules immunitaires impliquées dans le rejet chronique de greffe. Les organes sont prélevés après la mise à mort, que le porteur situe comme une étape avant des modèles de transplantation plus complexes.

Objectifs

Après une transplantation d’organe, le système immunitaire du receveur peut reconnaître le greffon comme étranger et l’attaquer. Ce phénomène peut entraîner une dégradation progressive du greffon pouvant conduire à sa perte. Certaines cellules du système immunitaire participent à ce processus en détruisant des cellules du greffon dans certaines situations. Les traitements actuellement disponibles pour limiter ces mécanismes de rejet présentent des limites et peuvent entraîner des effets indésirables importants. De plus, certains mécanismes impliqués dans ce type de rejet ne disposent pas aujourd’hui de stratégie thérapeutique spécifique. Mieux comprendre comment moduler l’activité de ces cellules pourrait contribuer au développement de nouvelles approches visant à limiter le rejet de greffe. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet d’une stratégie expérimentale visant à réduire l’activation de certaines cellules du système immunitaire. L’étude permettra notamment de comparer deux modalités d’administration d’un composé afin d’identifier les conditions permettant d’obtenir l’effet biologique recherché. L’efficacité de cette approche sera évaluée dans un modèle murin permettant d’étudier la capacité de ces cellules à détruire des cellules cibles.

Bénéfices attendus

Le rejet chronique est une cause fréquente de perte de greffon après une transplantation d’organe. Malgré les traitements disponibles, certains mécanismes du système immunitaire impliqués dans ce rejet restent difficiles à contrôler. Ce projet vise à évaluer une stratégie expérimentale permettant de moduler l’activité de certaines cellules du système immunitaire impliquées dans ces phénomènes. L’étude permettra de déterminer si cette approche peut limiter la destruction de cellules cibles dans un modèle murin. Les résultats obtenus permettront de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le rejet de greffe et d’évaluer la pertinence de cette stratégie dans un contexte expérimental. Ces travaux constituent une étape préalable à l’évaluation de cette approche dans des modèles plus complexes de transplantation et pourraient, à plus long terme, contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à améliorer la survie des greffons chez les patients transplantés.

Procédures

Les animaux recevront un traitement administré par voie orale à l’aide d’une sonde de gavage. Cette administration sera réalisée soit quotidiennement, soit tous les deux jours selon les groupes expérimentaux, pendant une durée maximale d’environ dix jours. Une injection dans la cavité abdominale pourra être réalisée dans certains groupes afin de moduler l’activité de certaines cellules du système immunitaire. Une injection intraveineuse de cellules sera réalisée sous anesthésie gazeuse brève afin d’évaluer l’activité de certaines cellules du système immunitaire. Un prélèvement sanguin unique pourra être effectué sous anesthésie gazeuse au cours de l’étude. Chaque animal recevra au maximum une injection intraveineuse, une injection dans la cavité abdominale et un prélèvement sanguin au cours de l’expérimentation. À la fin de l’étude, tous les animaux recevront une injection dans la cavité abdominale d’un anesthésique général avant d’être mis à mort, afin de garantir l’absence de douleur lors des prélèvements finaux. La durée totale de participation d’un animal à l’étude est d’environ 10 à 11 jours.

Impact sur les animaux

L’administration du traitement par voie orale peut entraîner un stress lié à la manipulation ainsi qu’une gêne temporaire. Dans de rares cas, une mauvaise administration peut provoquer une irritation ou une difficulté à avaler. Les différentes injections réalisées au cours de l’étude, ainsi que le prélèvement sanguin, peuvent entraîner une gêne légère et transitoire au niveau du site d’injection, avec un risque faible de saignement ou d’irritation. Ces gestes sont réalisés sous anesthésie afin de limiter la douleur. Le traitement administré n’a pas montré de toxicité importante dans les études précédentes chez la souris. Toutefois, des effets modérés ne peuvent être exclus, tels qu’une baisse temporaire d’activité, une perte de poids ou des modifications du comportement. De manière générale, les effets indésirables attendus sont de faible intensité et de courte durée. Ils correspondent principalement à une gêne liée aux manipulations ou aux injections, pouvant durer de quelques minutes à quelques heures, et plus rarement jusqu’à 24 heures. Certaines souris utilisées dans ce projet présentent une sensibilité accrue aux infections. Elles feront donc l’objet d’une surveillance renforcée afin de détecter rapidement tout signe d’altération de leur état général.

Devenir

À l’issue des procédures expérimentales, les animaux seront mis à mort afin de permettre le prélèvement d’organes nécessaires aux analyses prévues dans le projet.

Remplacement

Des approches alternatives sans recours à l’animal ont été utilisées en amont du projet, notamment des modèles in vitro et à partir de cellules humaines, permettant d’évaluer l’effet d’un traitement sur l’activation de certaines cellules du système immunitaire. Cependant, ces modèles ne permettent pas de reproduire la complexité d’un organisme entier, en particulier les interactions entre les différentes cellules ni les effets liés à l’administration du traitement dans l’ensemble du corps. L’utilisation d’un modèle animal est donc nécessaire afin d’évaluer l’efficacité et la tolérance du traitement dans un contexte physiologique complet.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé à partir d’un calcul statistique préalable afin d’obtenir des résultats fiables tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Le nombre minimal a été fixé à 6 animaux par groupe. Plusieurs mesures sont mises en œuvre afin de réduire le nombre d’animaux : limitation du nombre de groupes au strict nécessaire, mise en place d’une stratégie progressive, avec une seconde procédure réalisée uniquement si la première ne permet pas d’obtenir un effet suffisant, répartition aléatoire des animaux entre les groupes, limitation des répétitions expérimentales au strict nécessaire.

Raffinement

Les animaux seront acclimatés pendant une durée minimale de 7 jours après leur arrivée afin de limiter le stress lié au transport et à leur nouvel environnement. Après chaque administration ou manipulation, une surveillance rapprochée sera réalisée afin de détecter rapidement tout signe de complication ou de détresse. En cas d’altération de l’état général (perte de poids, diminution de l’activité, difficulté d’accès à la nourriture), des mesures de soutien adaptées seront mises en place, telles que la mise à disposition de nourriture au sol, d’eau gélifiée ou d’aliments enrichis faciles d’accès. Certaines souris utilisées dans ce projet présentent une altération du système immunitaire pouvant les rendre plus sensibles aux infections. Elles sont hébergées dans des conditions sanitaires adaptées et feront l’objet d’une surveillance régulière de leur état général. Si un animal présente des signes de douleur, d’inconfort ou d’altération de son état de santé, une surveillance renforcée sera mise en place et, si nécessaire, il sera retiré de l’expérimentation. Des points limites seront définis afin d’éviter toute souffrance inutile. En cas de perte de poids importante, de détresse marquée ou d’altération persistante de l’état général, les animaux seront mis à mort de manière anticipée. Ces mesures permettent d’adapter la prise en charge des animaux en fonction de leur état afin de limiter au maximum la douleur, le stress et les nuisances tout au long de l’étude.

Choix des espèces

La souris est un modèle de référence largement utilisé pour l’étude du système immunitaire et des mécanismes impliqués dans le rejet de greffe. Les processus étudiés chez cette espèce présentent des similarités avec ceux observés chez l’humain. Ce modèle permet de mettre en œuvre des approches expérimentales reproductibles et d’utiliser des souches spécifiques adaptées aux objectifs du projet, notamment pour étudier l’activité de certaines cellules du système immunitaire dans un organisme entier. L’utilisation de la souris permet ainsi de répondre aux objectifs scientifiques du projet dans des conditions maîtrisées, avec un nombre limité d’animaux et un niveau de contrainte modéré. Des animaux adultes âgés de plus de 12 semaines seront utilisés. À ce stade, le système immunitaire est pleinement développé, ce qui est nécessaire pour étudier les mécanismes impliqués dans la destruction de cellules cibles. L’utilisation d’animaux adultes permet également de limiter la variabilité observée chez des animaux plus jeunes et d’améliorer la reproductibilité des résultats. Ce stade de développement est donc le plus adapté pour atteindre les objectifs du projet tout en limitant le nombre d’animaux utilisés.

Les souris qui montrent les premiers signes moteurs, une démarche saccadée, sont mises à mort avant que la paralysie ne les empêche de se nourrir. 312 souris génétiquement modifiées sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chacune reçoit dans le cerveau, par chirurgie sous anesthésie, une inoculation d'agrégats d'alpha-synucléine humaine qui reproduit une forme de maladie de Parkinson ou d'atrophie multisystématisée et conduit à la paralysie. Le porteur indique comparer douze formes de la protéine agrégée pour relier leur structure à la sévérité de la maladie, la mise à mort servant à prélever et analyser le cerveau.

Objectifs

L’alpha-synucléine est la protéine majoritaire dans les lésions du cerveau des patients atteints de maladie de Parkinson ou d’atrophie multisystématisée, où elle se présente sous une forme agrégée. De structures différentes selon les maladies, ces agrégats sont associés à une gravité particulière dans le cas de l’atrophie multisystématisée, rendant les patients rapidement dépendants d’un fauteuil roulant et avec une survie inférieure à 10 ans. Le projet vise à disposer d’échantillons cérébraux de souris modifiées génétiquement, avec des lésions bien identifiées et caractérisées, afin de pouvoir analyser à très haute résolution la structure spatiale de la protéine alpha-synucléine formée lors de l’apparition de la maladie induite par un panel de différents agrégats d’alpha-synucléine inoculés à la souris. Le but est de mieux comprendre les relations entre structures moléculaires de la protéine et sévérité de la maladie.

Bénéfices attendus

Le projet vise à mieux connaître les relations entre les structures moléculaires pathologiques de l’alpha-synucléine agrégée et les maladies associées à cette agrégation, par la description approfondie des lésions et de la structure à l’échelle atomique de la protéine pathologique. Il s‘agit en particulier de mieux comprendre pourquoi l’atrophie multisystématisée présente, parmi les différentes maladies associées à cette même protéine, une gravité particulière aboutissant en quelques années seulement à la mort des patients.

Procédures

Les souris font l’objet d’une inoculation par stéréotaxie dans le cerveau de jeunes souris modifiées génétiquement à l'âge de 6-8 semaines, réalisée sous anesthésie générale et locale chez les 312 animaux prévus dans l’étude. L’intervention chirugicale dure 30 à 45 minutes. Aucun prélèvement n’est réalisé du vivant de l’animal.

Impact sur les animaux

Les animaux font l’objet d’une inoculation réalisée sous anesthésie générale et locale. Ces inoculations peuvent induire de faibles pertes de poids et un faible risque d’infection au site d’incision chez les souris. Réalisées afin de reproduire la maladie humaine, ceci entraîne l’apparition précoce des premiers signes cliniques moteurs qui se manifestent par une démarche saccadée de l’animal. La confirmation de ces premiers signes cliniques détermine la décision de mise à mort des animaux selon une grille de scoring, avant la survenue d’une paralysie du train postérieur qui empêcherait l’animal de se nourrir et boire à volonté.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin du protocole d’expérimentation. En effet, l’expression d’une forme mutée de l’alpha-synucléine humaine chez les souris modifiées génétiquement utilisées dans ce projet conduit irrémédiablement à une paralysie, survenant plus précocément suite à l’inoculation d’alpha-synucléine sous forme agrégée. Leur mise à mort est ainsi réalisée dès l’apparition des premiers signes cliniques, permettant de leur éviter des souffrances ultérieures.

Remplacement

Le projet ne peut être réalisé qu’in vivo, visant à évaluer le délai d’apparition de signes cliniques neurologiques et la pathologie cérébrale, ainsi que la structure de la protéine qui s’accumule dans le cerveau lors de la maladie. Il n’existe pas aujourd’hui de méthode alternative permettant de remplacer l’expérimentation animale.

Réduction

Les 12 groupes expérimentaux, correspondant à 12 formes d’alpha-synucléine agrégée différentes, sont constitués chacun de 26 souris adultes, mâles et femelles. Dans chaque groupe expérimental 14 souris sont prévues afin de disposer du nombre d’animaux nécessaire et suffisant aux travaux de caractérisation fondés sur l’examen de la durée d’incubation, des lésions et des caractéristiques biochimiques de la protéine présente dans le cerveau. Les 12 autres souris sont prévues pour extraire et purifier cette protéine afin d’étudier sa structure spatiale à très haute résolution.

Raffinement

Les inoculations dans le cerveau sont réalisées sous anesthésies générale et locale, après administration d’un antalgique, afin de limiter la douleur. Les animaux sont maintenus sur tapis chauffant pour lutter contre l’hypothermie. Les animaux sont hébergés en cages ventilées par groupes de 5 mâles ou 5 femelles, suivis quotidiennement, et les enrichissements présents dans la cage, comme les cachettes et les éléments de nidification, sont doublés en cas de conflits dans la cage. L’expérience des zootechniciens permet de repérer rapidement les souris qui présentent les premiers signes de déficits moteurs, se traduisant par une démarche saccadée et un déséquilibre, selon une grille de score adaptée à ce modèle de souris. Ceci permet d’éviter que ces troubles évoluent vers une paralysie du train postérieur qui entraînerait des difficultés d’alimentation et un mal-être chez la souris.

Choix des espèces

Le projet prévoit des inoculations dans le cerveau chez des souris âgées de 6-8 semaines, dans lesquelles l’expression d’alpha-synucléine humaine permet les comparaisons des durées de survie et des caractéristiques de la maladie. Seule cette lignée de souris particulière permet aujourd’hui à la fois la reproduction d‘une diversité des pathologies et de leurs sévérités, telle qu’elle existe chez l’homme, et une analyse structurale de la protéine en cause.

Pour étudier une région du tronc cérébral impliquée dans la douleur chronique, 528 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Une partie subit une chirurgie qui induit une douleur neuropathique, une autre des injections provoquant un modèle de fibromyalgie, et une chirurgie stéréotaxique d'environ une heure trente cible des neurones précis. Le résumé insiste sur l'analgésie et le suivi mis en place, tout en décrivant des modèles conçus pour maintenir une hypersensibilité douloureuse. Les tissus cérébraux sont prélevés après la mise à mort, une étape que le porteur juge "indispensable" pour vérifier le ciblage.

Objectifs

La douleur chronique touche des millions de personnes dans le monde et altère profondément la qualité de vie. Elle s'accompagne fréquemment de comorbidités invalidantes tels qu’une fatigue excessive et des troubles de l’humeur (anxiété, dépression) contribuant à une aggravation du tableau clinique. Malgré son impact considérable, les mécanismes cérébraux impliqués dans l'installation et le maintien de ces états douloureux persistants restent insuffisamment compris, et les traitements disponibles demeurent souvent inefficaces. Ce projet s'intéresse à une région du tronc cérébral impliquées dans le traitement des expériences aversives et la régulation de l'humeur via un contrôle inhibiteur sur les circuits dopaminergiques du cerveau. Des travaux récents suggèrent que cette région s'active en réponse à la douleur et que réduire son activité pourrait atténuer certaines réponses douloureuses. Cependant, son rôle dans la douleur chronique reste peu étudié. Afin de mieux comprendre le rôle de cette région, nous avons choisi d'explorer deux grandes formes de douleur chronique aux mécanismes distincts : la douleur neuropathique, causée par une lésion du système nerveux (comme dans certaines douleurs post-traumatiques ou post-chirurgicales), et la fibromyalgie, une maladie caractérisée par une douleur diffuse et persistante sans lésion identifiable, pour laquelle les options thérapeutiques sont aujourd'hui particulièrement limitées. Nous cherchons à déterminer si diminuer l'activité de cette région peut atténuer certaines manifestations de ces douleurs chroniques, telles que l'hypersensibilité à la douleur et les altérations émotionnelles associées. Pour cela, nous utilisons des souris génétiquement modifiées permettant de cibler et de réduire temporairement l'activité des neurones de cette région, puis nous évaluons l'impact de cette manipulation à l'aide de différents tests comportementaux utilisés pour étudier les symptômes liés à la douleur chronique. Ces travaux apporteront des données inédites sur l'implication de cette structure cérébrale dans différentes formes de douleur chronique. Si son implication dans ces processus est confirmée, cette région pourrait représenter une cible thérapeutique nouvelle et prometteuse pour des pathologies encore trop souvent insuffisamment soulagées.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des données causales et spécifiques sur le rôle d'une région du tronc cérébral dans la douleur chronique. En combinant des modèles de douleur neuropathique et de fibromyalgie avec une approche permettant d'agir de façon ciblée sur les neurones de cette région, ces travaux permettront de déterminer si inactiver cette structure contribue à réduire l'hypersensibilité à la douleur, la fatigue et les troubles émotionnels associés. Sur le plan translationnel, si l'implication de cette région est confirmée, elle pourrait représenter une cible thérapeutique nouvelle pour des pathologies encore insuffisamment traitées.

Procédures

Une partie des animaux subira une courte intervention chirurgicale sous anesthésie générale (environ 30 minutes) permettant d'induire un modèle de douleur neuropathique. Une autre partie recevra des injections (durée :

Impact sur les animaux

Les interventions chirurgicales peuvent entraîner une gêne passagère et une légère perte de poids, généralement résorbées en quelques jours. Les animaux bénéficient d'une analgésie adaptée et d'un suivi attentif jusqu'à récupération complète. Les modèles utilisés induisent une hypersensibilité à certaines stimulations, reflétant les symptômes étudiés. Les animaux conservent leur mobilité et leur accès libre à la nourriture et à l'eau. Les manipulations peuvent générer un léger stress, limité par une habituation progressive des animaux à l'expérimentateur et à l'environnement de test avant le début des expériences. Les effets liés aux manipulations et aux chirurgies sont modérés et transitoires. Les phénotypes douloureux induits, bien que persistants par nature, restent d'intensité modérée et font l'objet d'une surveillance quotidienne.

Devenir

À l'issue des expériences, les animaux sont euthanasiés sous anesthésie profonde afin de permettre le prélèvement et l'analyse des tissus cérébraux. Cette étape est indispensable pour vérifier que la région du tronc cérébral ciblée a bien été atteinte lors de la chirurgie stéréotaxique.

Remplacement

Les objectifs de ce projet nécessitent d'étudier simultanément la sensibilité à la douleur, les performances motrices, la fatigue et les comportements émotionnels dans un organisme vivant et vigile. Ces dimensions ne peuvent pas être reproduites par des approches in vitro ou in silico, qui ne permettent pas de rendre compte de l'intégration de ces différentes composantes par un système nerveux central intact. Par ailleurs, la région cérébrale étudiée n'a été identifiée et caractérisée que chez les mammifères, ce qui ne permet pas d'utiliser des organismes non-mammifères. L'utilisation de la souris est en outre indispensable car elle permet, grâce à une lignée transgénique spécifique, de cibler sélectivement les neurones de cette région (ce qui n'est pas réalisable avec d'autres espèces à ce jour).

Réduction

Les expériences sont conçues de façon à utiliser le nombre minimal d'animaux nécessaire. Ce nombre a été calculé au plus juste en s'appuyant sur les données disponibles dans la littérature scientifique et sur des méthodes statistiques reconnues, tout en tenant compte des variations naturelles entre individus. Afin d'éviter toute expérience inutile, une phase préliminaire permet d'identifier les tests et les moments les plus pertinents avant de réaliser les expériences principales, limitant ainsi le nombre total de manipulations. Enfin, les expériences sont réalisées par petites séries successives, avec des bilans réguliers permettant d'arrêter dès que les résultats obtenus sont suffisants (sans nécessairement utiliser le nombre maximal d'animaux prévu.

Raffinement

Les souris sont hébergées en petits groupes dans des cages enrichies, contenant des tunnels, du coton, des bâtonnets à ronger et du matériel de nidification, afin qu'elles puissent se reposer, explorer et exprimer des comportements naturels. Avant toute expérience, les animaux sont habitués progressivement à l'expérimentateur, aux salles et aux dispositifs de test, afin de réduire le stress pouvant être associé à un environnement nouveau ou aux manipulations. Les interventions chirurgicales sont réalisées sous anesthésie et analgésie, et l'état de chaque animal est surveillé attentivement après l'intervention pour vérifier sa bonne récupération. Une alimentation enrichie est mise à disposition durant cette période. Les sessions expérimentales sont courtes et espacées de périodes de repos afin d'éviter la fatigue. Des seuils limites stricts sont appliqués lors des tests impliquant des stimulations afin d'éviter toute exposition excessive. Des points limites sont définis pour chaque procédure afin de garantir le bien-être des animaux : tout animal les atteignant ou présentant des signes de détresse fait l'objet d'une interruption immédiate des expériences et d'une prise en charge vétérinaire. L'état général de chaque animal est surveillé quotidiennement tout au long du projet. Toute nouvelle méthode validée permettant d'améliorer le confort des animaux ou de réduire la douleur sera intégrée au projet dès qu'elle sera disponible.

Choix des espèces

Le protocole requiert des souris génétiquement modifiées permettant de cibler spécifiquement les neurones de la zone étudiée ; cette ressource n’existe pas de façon équivalente dans d’autres espèces utilisables. Les études exigent des systèmes nerveux matures : les animaux seront adultes (en général ≥ 8 semaines en début de procédure, et ≤ 12 mois en fin de procédure), afin d’éviter les effets liés au développement ou au vieillissement.

Soumises à une extraction puis à une réimplantation dentaire sous anesthésie, 40 souris seront toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Après l'intervention, elles peuvent souffrir d'une infection ou d'un saignement du site opératoire et éprouver des difficultés à se nourrir. Le maxillaire est prélevé quatre semaines plus tard, la mise à mort étant nécessaire à ces prélèvements. L'étude porte sur le rôle d'une protéine dans la régénération du ligament qui fixe la dent à l'os.

Objectifs

Le ligament parodontal est un tissu souple qui relie la dent à l’os de la mâchoire. Très fin (environ un quart de millimètre), il agit comme un véritable amortisseur et permet à la dent de résister aux forces exercées lors de la mastication. Grâce à un réseau de fibres et de cellules spécialisées, il joue un rôle essentiel dans le maintien de la dent et dans le renouvellement des tissus environnants, comme l’os et la surface de la racine dentaire. Il s’agit d’un tissu vivant, riche en nerfs et en vaisseaux sanguins, capable de s’adapter en permanence. Avec l’âge, les infections bactériennes ou certaines maladies chroniques inflammatoires, ce ligament s’amincit, se fragilise et perd progressivement ses fonctions. Cela peut conduire au déchaussement des dents. Dans certaines situations cliniques, notamment lors de la pose d’implants dentaires, ce ligament est totalement absent. Si les fibres et les cellules responsables de l’attachement de la dent et du renouvellement des tissus ont déjà été largement étudiées, les vaisseaux sanguins du ligament restent en revanche mal connus. Pourtant, ils sont indispensables à la vitalité du tissu : ils assurent l’apport de nutriments, le bon fonctionnement des nerfs, le renouvellement des cellules et le maintien de la structure du ligament. Il existe des molécules naturellement présentes dans ce tissu, qui jouent un rôle clé dans la formation et le maintien des vaisseaux sanguins. Lorsque ces molécules sont altérées, le ligament perd sa structure et sa capacité à fonctionner correctement. À partir de ces découvertes, nous avons développé une nouvelle molécule capable de stimuler la réparation des vaisseaux et de favoriser la régénération du tissu. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet réparateur de cette molécule sur la régénération du ligament parodontal. Pour cela, nous utiliserons un modèle expérimental chez la souris, basé sur l’extraction puis la réimplantation d’une dent. Les résultats obtenus avec cette nouvelle approche seront comparés à ceux d’un traitement de référence déjà utilisé en dentisterie, ainsi qu’à un support neutre servant de contrôle. Nous analyserons différents paramètres, tels que l’épaisseur du ligament, la dégradation de la racine dentaire ou la fusion anormale entre la dent et l’os. Des analyses microscopiques permettront également de suivre l’évolution du tissu pendant un mois et d’évaluer la qualité de sa régénération.

Bénéfices attendus

L’ambition du projet est d’exploiter des propriétés nouvelles mise en évidence pour une molécule recombinante pour améliorer les performances du ligament parodontal. Cela pourrait permettre une meilleure prise en charge des traumatismes dentaires, le développement d’implants dentaires bio-intégrés, l’optimisation des traitements orthodontiques et le traitement des maladies du ligament parodontal. De plus, le traitement utilisé actuellement est un produit d’origine animale dont le mode d’action est peu connu. Notre molécule recombinante pourrait remplacer ce produit pour réduire l’utilisation de produits d’origine animal.

Procédures

Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale sous anesthésie avec extraction dentaire puis réimplantation avec ou sans la molécule d'intérêt. Cette intervention durera quelques minutes. Les analyses se feront 4 semaines après l'intervention chirurgicale.

Impact sur les animaux

Des douleurs d'intensités légères pourront être ressenties sur une durée limitée (quelques heures) lors des injections et après la chirurgie. Il y a également des risques d'infection ou de saignement du site opératoire au moment de l'extraction. Les souris pourront ensuite avoir des difficultés à se nourrir correctement.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés par du personnel formé afin que les prélèvements du maxillaire en vue des études histologiques prévues puissent être faits.

Remplacement

Ces expériences doivent être réalisées sur un modèle animal, car il n’est pas possible de reproduire en laboratoire toute la complexité d’un tissu vivant. Seules des études menées chez l’animal permettent d’observer des phénomènes essentiels comme la formation des vaisseaux sanguins et la cicatrisation, dans des conditions proches de celles du corps humain. Des tests en laboratoire ont déjà été réalisés pour mettre au point la molécule utilisée et définir la meilleure façon de l’employer. Toutefois, avant toute application chez l’humain, il est indispensable de passer par des études précliniques sur l’animal. Dans le cadre de ce projet, ces travaux seront menés chez le rongeur. Ces études permettent de vérifier si la molécule est efficace, si elle fonctionne correctement dans un organisme vivant et si elle favorise réellement la régénération du ligament qui maintient la dent. Les résultats obtenus chez l’animal constituent une étape clé avant toute évolution vers une application clinique.

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé par un calcul de puissance statistique a priori. Des expérimentations in vitro ont déjà été menées sur cette nouvelle molécule pour déterminer la formulation optimale

Raffinement

Afin de limiter leur stress, une période d’adaptation est prévue pour les habituer progressivement aux déplacements vers la salle de chirurgie. Pendant l’intervention, les animaux seront endormis puis maintenus sous anesthésie de façon adaptée à la chirurgie réalisée dans la bouche. Des traitements contre la douleur seront administrés avant et après l’opération afin d’assurer leur confort. Un gel protecteur sera appliqué sur les yeux pendant l’intervention pour éviter toute sécheresse. À la fin de la chirurgie, une solution hydratante tiède sera administrée afin de prévenir la déshydratation. Le réveil se fera dans des conditions contrôlées, sur un support chauffant, et chaque animal sera placé temporairement dans une cage individuelle pour éviter tout risque lié au contact avec d’autres animaux encore éveillés. Une fois complètement réveillé, l’animal sera replacé dans sa cage habituelle. Après l’intervention, une alimentation molle sera proposée pour faciliter la prise de nourriture et éviter tout déplacement de la dent traitée. Une attention particulière sera également portée à une bonne hydratation. Les animaux seront surveillés quotidiennement pour veiller à ce que les points limites définis ne soient pas atteints. Une procédure précise de décisions sera mise en place par l'expérimentateur en collaboration avec le personnel de l'animalerie.

Choix des espèces

Le projet utilise un modèle murin déjà décrit. La molécule que nous voulons tester a déjà été utilisée dans le modèle de rétine postnatale de souris et s’est avéré fonctionnelle et sans effet délétère dans cette espèce. Les souris utilisées seront âgées de 4 semaines qui correspond à un âge ou le ligament parodontal est bien établi et fonctionnel.

12 700 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, l'un des plus gros effectifs du lot. Chaque animal subit une chirurgie cérébrale sous anesthésie, soit pour injecter une substance et implanter du matériel sur la tête, soit pour opérer des embryons chez des femelles gestantes, soit pour coudre une paupière et priver l'animal de la vue d'un œil. Une partie est ensuite entraînée à des tâches pendant des séances d'enregistrement de l'activité cérébrale. Les organes sont prélevés après la mise à mort, l'effectif de plus de douze mille souris restant sans justification dans le résumé.

Objectifs

Le cerveau est composé de nombreux types de neurones, organisés en réseaux qui remplissent différentes fonctions selon leur emplacement. Certaines zones du cerveau traitent les informations sensorielles de base, comme la vue ou le toucher, tandis que d’autres zones interviennent dans des tâches plus complexes, comme la réflexion ou la prise de décision. Cette organisation influence la façon dont le cerveau apprend et s’adapte, notamment pendant certaines périodes clés du développement. Dans notre projet, nous cherchons à comprendre comment différents types de neurones interagissent dans plusieurs régions du cerveau de la souris, en particulier quand l’animal perçoit son environnement ou réalise des tâches. Pour cela, nous utilisons des souris modifiées génétiquement permettant d’étudier différents types de neurones, et différentes techniques, comme l’injection de substances spécifiques, l’observation de l’activité cérébrale ou la manipulation de certains neurones. Ces méthodes nous permettront de voir comment les réseaux du cerveau changent et influencent le comportement. L’objectif final est de mieux comprendre comment la diversité des neurones et de leurs connexions contribue au fonctionnement du cerveau et à l’apparition de certaines maladies.

Bénéfices attendus

Au niveau scientifique ce projet pourrait permettre d’obtenir des connaissances fondamentales sur les fonctions cérébrales et par conséquent aider à comprendre les mécanismes sous-jacents à certains troubles neurologiques et psychiatriques. A plus long terme ce projet pourrait donc contribuer à identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques pour ces pathologies et par conséquent améliorer la prise en charge des patients.

Procédures

Tous les animaux auront une chirurgie réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptée (une fois, durée 1h maximum). Les chirurgies consisteront soit à injecter une substance au niveau du cerveau pour induire des modifications génétiques puis implanter du matériel sur la tête de l’animal, soit à opérer des femelles gestantes pour réaliser ces mêmes injections chez leurs embryons, soit à induire une déprivation sensorielle par la fermeture d’un œil. Une partie des animaux ayant reçu l’injection participeront ensuite à des expériences d’enregistrement de l’activité cérébrale. Pour cela ils seront entrainés à raison de 3 séances par jour pendant 1 semaine en augmentant progressivement le temps de chaque séance (de quelques minutes à 1h). Ils réaliseront ensuite soit 1 séance unique de 2.5h (procédure 4) soit 1 séance d’enregistrement de 45 minutes par jour, avec 4 séances par semaine, pendant 2 mois maximum (procédure 3). Les animaux faisant la séance unique devront être anesthésiés avant les enregistrements pour mettre en place le dispositif d’enregistrement nécessaire pour enregistrer l’activité cérébrale (une fois, sous anesthésie générale, durée inférieure à 15 minutes). Une autre partie des animaux ayant reçu l’injection participera à 4 tests comportementaux vigiles répartis sur 8 semaines maximum. Le premier test permettra d’évaluer l’attrait de la souris pour la nouveauté (1 session de 10 minutes par jour pendant 4 jours). Le deuxième permettra d’évaluer la peur innée (1 session de 30 minutes maximum). Le troisième permettra d’évaluer les capacités visuelles des animaux (3 sessions de 15 minutes maximum, max 3 jours). Le quatrième permettra d’évaluer la perception de la profondeur et les réponses comportementales liées à la peur des hauteurs, un comportement inné chez les rongeurs (1 sessions de 5 minutes maximum, une fois). Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire. Une partie d’entre eux sera euthanasiée au cours d’une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie adaptée.

Impact sur les animaux

Les chirurgies seront associées à un risque de douleurs post-opératoire. Il existe un risque de légers saignements au cours de la chirurgie. Il est possible que les heures suivant la chirurgie, l'animal présente des signes d'activité spontanée réduite. Les chirurgies réalisées sur les souriceaux impliqueront également un risque de rejet par leur mère. La ligature des paupières générera une gêne et un inconfort pour les animaux en post-opératoire. L’anesthésie générale mise en place pour les chirurgies engendrera un risque d’hypothermie, de sécheresse oculaire et de dépression cardiorespiratoire. L’implantation de matériel sur la tête des animaux pourra générer une gêne et un inconfort dus à l’encombrement spatial qu’il représente. Les tests comportementaux impliqueront un stress pour les animaux en lien avec le changement d’environnement, les tests comportementaux en eux-mêmes et la nécessité d’avoir la tête fixée pour une partie des tests. De manière générale la manipulation des animaux peut engendrer un stress.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés en fin d’expérience soit pour réaliser des prélèvements et analyses post-mortem pour répondre à notre question scientifique, soit parce qu’il ne sera pas possible de les réutiliser en raison des manipulations génétiques déjà réalisées.

Remplacement

Il n’existe pas d’alternative à l’utilisation d’animaux pour ces expériences, car aucun modèle artificiel ne permet de reproduire fidèlement le fonctionnement réel du cerveau. Notre objectif étant de comprendre comment différents types de neurones interagissent dans plusieurs régions du cerveau, il est essentiel d’observer directement ces circuits dans un cerveau intact. Les cellules cultivées en laboratoire ne reflètent pas avec précision la complexité des connexions entre neurones. Il n'existe aucune lignée cellulaire qui récapitule avec précision la physiologie des neurones des animaux, et comme nos expériences étudient les interconnexions entre les neurones qui se produisent dans le cerveau intact il est donc nécessaire d’avoir recours à un animal vivant pour les réaliser. De plus, il n'existe aucun modèle remplaçant l'utilisation d'animaux qui permettrait d'étudier les propriétés du réseau dans le cerveau entier d’un animal vigile.

Réduction

Le nombre total d'animaux impliqués dans ce projet (12 700) est calculé en tenant compte des mesures de réduction. Notre choix des effectifs par groupe est basé sur des études précédentes et est cohérent avec ceux généralement employés dans le domaine. La taille de chaque groupe sera déterminée par l'utilisation de tests statistiques appropriés, y compris le calcul de puissance. La taille réelle de l'échantillon, et donc la signification statistique, dépendra de la variabilité de la lecture biologique. Il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce, avec accès à l’eau et à la nourriture en illimité et un enrichissement environnemental adapté. Ils seront observés quotidiennement, en cas d’anomalie celle-ci sera déclarée à la structure chargée du bien-être animal, au vétérinaire et à l’équipe de recherche pour mettre en place une prise en charge adaptée pour l’animal. Les procédures chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée. La gestion du risque d’hypothermie est assurée par l’utilisation d’un tapis chauffant thermorégulé et de chambres d’induction et de réveil chauffées. Un gel de protection oculaire sera appliqué sur les yeux des animaux anesthésiés pour éviter toute sécheresse oculaire. Le réveil des animaux sera surveillé et un suivi post-opératoire renforcé est réalisé pendant 3 jours, tous les animaux seront examinés quotidiennement. Concernant la chirurgie impliquant des souriceaux nous vérifierons de manière spécifique la bonne reprise en charge des petits par leur mère. Des points limites sont définis et respectés de manière à éviter toute souffrance des animaux. Pendant les 24h minimums suivants la chirurgie les animaux auront accès à de l’eau gélifiée et de la nourriture directement dans le fond de la cage pour faciliter leur récupération. Les animaux impliqués dans les tests comportementaux ou les enregistrements cérébraux post-chirurgie bénéficieront d’une période de récupération de 4 jours minimum avant tout autre geste. Pour les tests comportementaux et sessions d’enregistrements les animaux auront une période d’habituation aux tests et à l’environnement de test. Ils auront également des périodes de repos entre les différents tests comportementaux. L’euthanasie médicamenteuse s’effectuera après une sédation de l’animal pour réduire le stress et la douleur qu’elle pourrait générer.

Choix des espèces

Les propriétés de base des microcircuits neuronaux chez la souris sont similaires à celles d’autres mammifères. Actuellement, seuls les modèles murins nous permettent de visualiser les types de neurones que nous voulons étudier. Le développement du cerveau des souris est très bien caractérisé, ce qui facilite les études anatomiques et fonctionnelles. Les approches expérimentales multiples réalisées chez la souris permettent une analyse complète allant du comportement jusqu’à l’activité d’un seul neurone. Les souris peuvent être génétiquement modifiées facilement (bonne connaissance de leur patrimoine génétique et outils disponibles pour le modifier) révélant ainsi la fonction de gènes spécifiques. Ainsi, dans ce projet nous pourrons utiliser plusieurs lignées de souris génétiquement modifiées nous permettant d’étudier différentes cellules spécifiques et leurs interactions. Une partie des procédures nécessitent des interventions chirurgicales qui ne peuvent être pratiquées que sur des animaux adultes, nous utiliserons donc dans ce cas des animaux de plus de 30 jours, ou de plus de 60 jours pour le cas des femelles devant être gestantes donc sexuellement matures. Nous réaliserons également nos injections pour l’induction de modification génétique sur des embryons ou des souriceaux (3 jours) afin de garantir une large diffusion de la modification dans le cerveau. Cela permet d’assurer une expression uniforme et une couverture optimale des régions cérébrales ciblées pour nos études fonctionnelles et anatomiques.