Souris
Etude d’une nouvelle technique d’imagerie à résonance magnétique (IRM) visant à détecter les changements de myéline dans un modèle murin de sclérose en plaques. EU1/2
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour valider une nouvelle technique d'IRM mesurant la myéline, 18 souris femelles vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles reçoivent de la cuprizone dans leur nourriture pour détruire la myéline, ce qui peut provoquer des troubles de la coordination, des troubles de la mémoire et des comportements anxieux ou dépressifs. Le porteur décrit ensuite une "phase de guérison" une fois le produit arrêté, alors que toutes les souris sont tuées en fin de protocole pour vérifier les images sur leur cerveau. La reconstitution de la myéline mise en avant sert à valider un outil d'imagerie, et non à soigner les souris qui l'ont subie.
Objectifs
De nombreuses maladies du cerveau et de la moelle épinière s’accompagnent d’une atteinte de la myéline, une structure agissant comme une couche isolante autour des neurones, permettant aux messages du cerveau de circuler plus vite et efficacement. Parmi ces maladies, nous retrouvons la sclérose en plaques (SEP), dont l'incidence est en augmentation depuis plusieurs années. Ainsi, pour mieux traiter ces patients, il est nécessaire de disposer d'outils en pratique clinique permettant de quantifier cette atteinte, et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) permet cela de façon non-invasive. Néanmoins, les techniques d’IRM actuellement utilisées en pratique clinique ne permettent pas de voir directement la myéline mais seulement les dégâts infligés au cerveau lors de l’atteinte de cette myéline. Depuis plusieurs années, des techniques d’IRM sont développées pour essayer de mesurer directement l’atteinte de la myéline, et il en existe aujourd’hui une qui est considérée comme la référence. Néanmoins, cette technique est complexe et nécessite une longue durée d’acquisition, rendant son utilisation en pratique clinique impossible en l’état. Nous avons donc développé une nouvelle technique d’IRM ciblant la myéline, plus simple dans sa mise en œuvre. Ce projet vise à tester cette nouvelle méthode d’imagerie, en la comparant à la technique de référence, à l’aide d’un modèle murin imitant la sclérose en plaques humaine : le modèle cuprizone. Le projet se déroule dans 2 établissements utilisateurs différents.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'établir une nouvelle méthode d'IRM fiable, non invasive et applicable en conditions cliniques pour quantifier la myéline in vivo, ce qui fait actuellement défaut pour le suivi des patients atteints de SEP. Cette nouvelle approche sera aussi utile dans le cadre d’autres pathologies neurodégénératives, comme la maladie d’Alzheimer. Ceci est d'autant plus important que le développement de thérapies innovantes visant à favoriser la remyélinisation (c’est-à-dire visant la réparation de la myéline atteinte, et donc la protection des neurones), devient une priorité depuis quelques années.
Procédures
Le traitement par cuprizone sera administré per os, directement incorporé au sein de la nourriture habituelle des souris, à la concentration de 0,2%. Les animaux bénéficieront de 2 à 4 sessions d’anesthésie générale gazeuse, afin de permettre leur immobilité et de réduire leur stress lors des examens par IRM. Chaque session aura une durée maximale de 2 heures.
Impact sur les animaux
L’administration du traitement par cuprizone peut entraîner chez la souris des troubles moteurs légers, à savoir principalement des troubles de la coordination et locomotion. Elle peut aussi entraîner des troubles comportementaux liés à des problèmes de mémoire et d’apprentissage, pouvant être à l’origine de comportements anxieux ou dépressifs. La cuprizone peut également avoir des effets physiologiques généraux avec une perte de poids et une baisse de l’activité. Toutefois, dès que l'on arrête de donner le produit à la 6ème semaine, le cerveau cesse d'être attaqué. Cela marque le début d'une phase de guérison où l'animal retrouve progressivement sa forme et son comportement normal. Par ailleurs, il peut y avoir un stress lié aux transports des souris entre les animaleries et la plateforme d'imagerie.
Devenir
A la fin de la procédure, toutes les souris seront mises à mort afin de prélever et analyser leur cerveau. Cette étape est indispensable pour vérifier que les images obtenues en IRM reflètent bien la réalité biologique observée dans le cerveau.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants est obligatoire pour valider la robustesse de nouveaux paramètres IRM dans des conditions biologiques réelles. Ces validations constituent une étape incontournable avant toute transposition en clinique. A ce jour, malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de la biologie computationnelle, aucune alternative non animale ne permet de reproduire de manière fiable la complexité des mécanismes de démyélinisation et de remyélinisation in vivo.
Réduction
Le nombre de 18 souris est nécessaire et suffisant pour analyser la perte de myéline induite par le traitement à la cuprizone, la reconstitution de la myéline tout en considérant les variabilités inter-individus, aux 3 points temporels de notre étude. Le suivi longitudinal permet de réduire la variabilité inter-individuelle et le nombre total d’animaux utilisés, tout en évaluant la nouvelle technique IRM.
Raffinement
Des mesures de raffinement seront prises au cours du suivi afin de réduire le stress engendré par les examens IRM répétés,les transports et les contentions multiples et les troubles induits par l'ingestion du médicament pour induire une démyélinisation . Ces mesures seront réalisées sous anesthésie générale, afin que l’animal ne bouge pas et permettra de diminuer le stress induit par le bruit des machines. L’hypothermie, induite par le passage dans la machine IRM sera prévenue par un maintien d’une température stable pendant toute la durée de l’anesthésie. Des points limites seront appliqués, conduisant selon la situation, à l’arrêt de la procédure et/ou à la mise à mort humanitaire conformément aux procédures en vigueur.
Choix des espèces
Le modèle cuprizone est le modèle de choix pour l'étude des changements du contenu en myéline dans le cerveau de souris. Il s’agira de souris femelles adultes ayant un développement cérébral achevé (âgées de 6 à 8 semaines) car la sclérose en plaques est une maladie du jeune adulte, touchant de façon prédominante les femmes.
Photosensibilité et dérégulation immunitaire
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Une partie des souris utilisées porte une modification génétique qui leur fait développer un lupus, les autres reçoivent une huile minérale qui déclenche la même maladie huit semaines plus tard. 2140 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue. Elles sont tondues puis exposées à des UVB sous anesthésie, ce qui provoque des rougeurs, une inflammation et, à force de répétition, des lésions de la peau. Le projet cherche à relier la sensibilité au soleil des patients lupiques à une molécule produite par certaines cellules immunitaires.
Objectifs
Le lupus érythémateux systémique (LES) est une maladie auto-immune (où le système immunitaire attaque le corps lui-même) qui touche principalement les femmes jeunes. Les traitements actuels ont de lourds effets secondaires et ne sont pas forcément efficaces pour tous les patients. Chez 30 à 50% des patients lupiques, les reins peuvent être touchés, ce qui peut mener à la nécessité d’une dialyse ou d’une greffe de rein. La moitié des patients sont aussi très sensibles au soleil (photosensibilité): les rayons UVB peuvent aggraver la maladie notamment au niveau des reins. Le lupus est une maladie complexe et implique des cellules qui font partie des défenses naturelles du corps. Par exemple, les basophiles, généralement connus pour leur rôle dans les allergies, participent à l’aggravation du lupus. Une substance appelée prostaglandine D2 (PGD2) joue un rôle important en activant ces cellules lors des poussées de la maladie. Un autre type de cellule, les mastocytes de la peau, sont aussi connus pour être impliqués dans les réactions allergiques et pour produire beaucoup de PGD2 après une exposition au soleil, mais leur rôle dans le lupus n’est pas connu. Le but de notre projet est de comprendre si la sensibilité au soleil chez les patients lupiques est liée à la PGD2 produite par les mastocytes de la peau lorsqu’ils sont exposés aux UVB. Cette PGD2 des mastocytes pourrait ensuite activer les basophiles et déclencher une poussée de la maladie. Pour vérifier cette hypothèse, nous allons utiliser des souris lupiques avec ou sans mastocytes, ou dont les mastocytes ne peuvent pas produire de PGD2, puis nous les exposerons aux UVB. L’objectif final est de mieux comprendre la photosensibilité dans le lupus, afin de mieux diagnostiquer la maladie et de développer de nouvelles façons de la traiter.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet se situent à deux niveaux. Le premier niveau concerne les connaissances scientifiques car le projet permettra d’accroître la compréhension des mécanismes du lien entre exposition au soleil et développement de l’auto-immunité. Les cellules et molécules impliquées dans cette induction auto-immune seront ainsi identifiées. Le deuxième niveau concerne la santé humaine. En effet, la compréhension de ces mécanismes et l’identification des marqueurs quantifiables associés à cette photosensibilité dans le lupus permettront de pouvoir identifier les patients à risques et de prévenir ou limiter les atteintes rénales graves du lupus..
Procédures
Un génotype (gène absent dans une des lignées de souris) dit dommageable est utilisé dans le présent projet. Ces souris développent une pathologie autoimmune (lupus) légère (pas de maladie grave) mais cependant quantifiable (détection de marqueurs inflammatoires spécifiques). Différentes lignées de souris modifiées génétiquement seront utilisées. Toutes les souris seront euthanasiées et analysées avant de développer une forme grave de la maladie. Des animaux seront injectés en intrapéritonéal avec une huile minérale pro-inflammatoire, ce qui entraînera 8 semaines plus tard une pathologie lupique également légère (pas de maladie grave) mais quantifiable (détection de marqueurs inflammatoires spécifiques). Les animaux utilisés dans ce projet seront soumis à 4 types d’interventions : des contentions (attrapés et immobilisés dans une main) (souris vigiles), des injections dans la peau (« intradermiques ») et/ou dans le ventre (« intrapéritonéales ») (moins de 30 secondes par injection) (souris vigiles), des prélèvements d’un petit volume de sang (moins de 30 secondes) sous anesthésie générale (2 à 3 minutes), et des expositions à des doses contrôlées d’UVB avec un appareil de photothérapie (moins d’une minute), également sous anesthésie générale. Des animaux pourront recevoir jusqu’à 8 piqûres intradermiques et 8 piqûres intrapéritonéales. Pour certains animaux, l’exposition aux UVB sera répétée jusqu’à 3 fois tous les 3 jours pendant une semaine. Certains animaux seront prélevés deux fois d’un petit volume de sang avec une semaine entre les deux prélèvements.
Impact sur les animaux
Une des lignées de souris utilisées développe une pathologie autoimmune (lupus) légère (pas de maladie grave) mais cependant quantifiable (détection de marqueurs inflammatoires spécifiques). D’autres animaux seront injectés en intrapéritonéal avec une huile minérale pro-inflammatoire, ce qui entraînera 8 semaines plus tard une pathologie lupique également légère (pas de maladie grave) mais quantifiable (détection de marqueurs inflammatoires spécifiques). Dans certains cas peu fréquents, l’huile minérale pro-inflammatoire peut induire une détresse respiratoire. Des animaux seront tondus sur le dos 48 heures avant la première exposition aux UVB avec une tondeuse adaptée, ce qui pourra entraîner un stress sur 2-3 minutes. L’exposition aux UVB n’entraînera pas de brûlure mais une rougeur et une inflammation légère de la peau des souris tondues. La répétition des expositions peut induire des lésions cutanées non sévères. Les injections intrapéritonéales induiront un stress et une douleur brève de piqûre. Les contentions des animaux induiront un stress bref.
Devenir
Les expérimentations du projet sur les lots de souris dureront au minimum 72 heures et au maximum 16 semaines. Tous les animaux sont euthanasiés à la fin des expérimentations et en cas d’atteinte de points limites, et leurs organes prélevés et analysés.
Remplacement
Les études des maladies de systèmes (impactant différents organes) et de leurs traitements (validés ou expérimentaux) nécessitent de pouvoir tester les hypothèses sur des organismes entiers vivants avant de pouvoir passer chez l’humain. La localisation et l’activation des cellules d’intérêt au cours du développement des maladies étudiées ne peuvent être observées que dans des organismes entiers. Les études en milieu artificiel ne permettent pas de reproduire la complexité des organismes, ni des maladies étudiées, ni de la séquence UVB/autoimmunité à l’échelle d’un organisme. Malheureusement, aucune des technologies actuelles ne peut se substituer aux modèles animaux dans ce domaine. Nous ne pouvons donc pas utiliser d’autre approche que l’expérimentation animale pour ces études visant à améliorer la prise en charge des patients.
Réduction
Expérimentalement, le modèle d‘exposition aux UVB dans le contexte lupique a déjà été réalisé précédemment au sein de notre laboratoire et permet donc de réduire ici au strict minimum le nombre de souris nécessaires. Les nombres de souris par groupe ont été calculés pour tenir compte de la variabilité entre les souris dans la réponse aux UVB et au développement des paramètres lupiques. Cela nous donnera une puissance statistique suffisante pour pouvoir conclure scientifiquement sur les paramètres analysés. Des prélèvements post-mortem seront conservés pour répondre à d’éventuelles questions ultérieures afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires au projet. Enfin, dans le but de démontrer la reproductibilité de nos résultats, chaque procédure ne sera répétée qu’une fois uniquement si lors de la première série d’expérience une tendance nette mais avec des statistiques ne permettant pas de conclure scientifiquement sont obtenues. Cette éventuelle répétition nous permettra de confirmer ou d’invalider scientifiquement les premiers résultats.
Raffinement
Avant et pendant les procédures, les animaux sont hébergés dans des conditions optimales pour atténuer tout stress, jamais isolés, toujours avec des accessoires d’enrichissements (cotons pour nidifier, jouets type maisonnette pour pouvoir se cacher) et sont observés quotidiennement. Les procédures sont réalisées dans le but de limiter au maximum les nuisances induites aux animaux. La surveillance des animaux injectés avec une huile pro-inflammatoire sera renforcée entre la deuxième et la troisième semaine après injection, ce qui correspond au moment où les souris sont fragilisées et sensibles au stress. Une grille de score a été établie afin de suivre l’état général de ces animaux et d’identifier ceux nécessitant une intervention rapide d’interruption des procédures. Les animaux n’ayant pas un score nul (mais inférieur au point limite) se verront apportés une attention particulière. Passée la période où les animaux injectés avec une huile pro-inflammatoire sont plus fragiles (fin semaine 1 à fin semaine 2), ni douleur chronique, ni souffrance permanente, ni environnement angoissant ne sont attendus dans les procédures du présent projet. Si le point limite était malgré tout atteint, les souris seraient euthanasiées sans attendre la fin de la procédure. L’évaluation des points limites au cours d’une des procédures sera réalisée à l’aide d’une grille d’évaluation déjà validée et prenant en compte : l’évolution du poids de la souris, son comportement, son apparence et ses difficultés éventuelles à respirer. L’expérience acquise avec les expositions aux UVB nous a montré que dans les conditions utilisées dans le présent projet, aucune brûlure ou lésion cutanée n’est induite. Cependant, une grille de score de dermatite a été établie pour pouvoir vérifier cela pour tous les animaux avant chaque exposition aux UVB. En plus de la surveillance quotidienne des animaux, les évaluations « cliniques » seront réalisées une à trois fois par semaine.
Choix des espèces
Notre projet s’inscrit dans l’objectif de définir des mécanismes pathologiques d’intérêt pour la santé humaine afin de pouvoir améliorer la prise en charge des patients. Les procédures et les souris utilisées dans le présent projet nous permettront d’atteindre cet objectif. L’espèce utilisée (souris domestique) est le seul modèle de mammifères disposant des lignées modifiées génétiquement pertinentes pour les objectifs scientifiques de notre projet et dont la biologie se rapproche suffisamment de la biologie humaine pour que son étude puisse y être transférée. De plus les outils d’analyse disponibles et l’expertise acquise des modèles utilisés ici justifient l’utilisation de ce modèle. Les animaux entrant en procédure auront tous un âge supérieur ou égal à 10 semaines (stade adulte). Ce stade adulte correspond au stade de la population de patients concernés par la présente investigation.
Effet d’un inhibiteur de nécrose programmée dans l’insuffisance hépatique aiguë sur fond chronique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Nourries six semaines avec un régime gras pour abîmer leur foie, puis injectées au paracétamol pour déclencher une défaillance hépatique aiguë, 340 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. L'atteinte peut réduire l'activité et la mobilité des animaux dans les heures suivant l'injection, avant le prélèvement de leurs organes. Le protocole teste une molécule censée protéger les cellules du foie. Le bénéfice avancé pour les patients, éviter une greffe, reste renvoyé à un éventuel développement clinique.
Objectifs
L’insuffisance hépatique aiguë sur chronique (IHAC) correspond à une dégradation brutale de la fonction du foie chez des patients atteints d’une maladie chronique du foie. Ce syndrome est associé à un pronostic sévère, avec une mortalité pouvant atteindre 58%. À ce jour, la transplantation hépatique constitue le seul traitement curatif. L’IHAC représente donc un enjeu majeur de santé publique et souligne la nécessité de développer de nouvelles approches thérapeutiques. Dans ce contexte, le paracétamol, bien que largement utilisé et généralement considéré comme sûr aux doses thérapeutiques, peut déclencher une décompensation hépatique. Chez les patients atteints d’une maladie hépatique chronique, cette toxicité pourrait survenir à des doses plus faibles en raison d’une capacité de détoxification hépatique altérée. La mort des cellules du foie joue un rôle important dans cette pathologie. Dans une étude précédente utilisant un modèle murin d’intoxication aiguë au paracétamol, nous avons montré l’effet protecteur d’une molécule ciblant deux voies de mort cellulaire. L’objectif de ce projet est d’évaluer le potentiel thérapeutique de cette molécule dans un modèle murin d’hépatite aiguë induite par le paracétamol survenant sur un foie atteint d’une maladie chronique induite par un régime alimentaire riche en lipides, chez des souris mâles.
Bénéfices attendus
L’objectif du présent projet est d’évaluer le potentiel thérapeutique d’une molécule dans un modèle de pathologie hépatique chronique aggravée par une hépatite aiguë induite par le paracétamol. Cette étape constitue une phase préalable au développement clinique de cette molécule. Si son efficacité est confirmée, cette approche pourrait contribuer à améliorer la survie sans recours à la transplantation hépatique et à en réduire l’indication, répondant ainsi à un besoin médical croissant dans un contexte d’augmentation des maladies métaboliques du foie.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes procédures expérimentales incluant un régime alimentaire, des prélèvements sanguins, des injections et une euthanasie sur une durée pouvant aller jusqu’à 7 semaines. Afin d’induire une pathologie hépatique chronique, des groupes de souris seront nourris avec un régime alimentaire spécifique pendant 6 semaines. Durant cette période, les animaux feront l’objet d’un suivi régulier comprenant des pesées et des observations cliniques. Afin de suivre l’évolution de la pathologie, un prélèvement sanguin intermédiaire sera réalisé chez l’ensemble des animaux environ 72 heures avant la fin de cette période. Ce prélèvement sera effectué sous anesthésie générale et la durée de la procédure, incluant l’induction et le réveil, sera inférieure à 5 minutes. Dans certaines procédures, les animaux recevront une injection unique des traitements expérimentaux ou de leur diluant, réalisée sous anesthésie générale en moins de 5 minutes. Une partie des animaux recevra une injection de paracétamol afin d’induire une atteinte hépatique aiguë. Cette injection est réalisée rapidement et ne dure que quelques secondes. Selon les groupes expérimentaux, les animaux seront ensuite suivis pendant des durées variables. Avant l’euthanasie, tous les animaux feront l’objet d’un prélèvement sanguin terminal sur animal vigile, de courte durée, afin de permettre l’analyse des paramètres biologiques. Les animaux seront ensuite euthanasiés pour permettre l’analyse des tissus.
Impact sur les animaux
La MASH est généralement associée à une absence de douleur manifeste aux stades considérés. Au démarrage du protocole expérimental, un léger désagrément transitoire peut être ressenti par l’animal en lien avec le manque d’appétence pour le régime alimentaire hyperlipidique. Les animaux auront accès à l’eau et à la nourriture à volonté, à l’exception de la nuit précédant l’injection de paracétamol, durant laquelle la nourriture est retirée, ce qui peut engendrer un léger stress sans conséquences notables. L’induction de l’IHAC par le paracétamol peut provoquer un certain inconfort chez les animaux sans être associé à une douleur intense. Une diminution de l’activité et une réduction de la mobilité des souris peuvent être observées dans les heures suivant l’injection. L’anesthésie sous isoflurane peut entraîner un stress transitoire à l’induction, une dépression respiratoire légère, une hypothermie, ainsi qu’une récupération parfois ralentie.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour permettre le prélèvement de plusieurs organes nécessaires à l’analyse de différents paramètres cliniques indispensables à l’évaluation du stade d’avancement de la maladie et de l’efficacité de nos molécules thérapeutiques.
Remplacement
Dans le contexte du développement des pathologies hépatiques telles que la MASH, les alternatives in vitro ou in silico ne permettent pas, à ce jour, de reproduire la complexité physiopathologique de la maladie. En effet, la MASH résulte d’interactions dynamiques entre plusieurs organes (foie, tissu adipeux, intestin, pancréas), d’une grande hétérogénéité cellulaire au sein du microenvironnement hépatique, ainsi que de l’influence du microbiote intrahépatique. Les modèles cellulaires ou organoïdes actuellement disponibles ne permettent pas de reconstituer de manière fiable ces communications inter-organes et intercellulaires, ni de reproduire l’évolution spatiotemporelle des lésions observées in vivo. Le présent projet vise à évaluer l’effet protecteur d’un inhibiteur de nécrose programmée dans un contexte d’insuffisance hépatique aiguë induite par le paracétamol sur un foie déjà atteint de MASH. Ce contexte pathologique implique l’activation coordonnée de multiples cascades cellulaires, inflammatoires et métaboliques, dont l’intégration et la dynamique ne peuvent être intégralement modélisées par les systèmes in vitro disponibles à l’heure actuelle. Enfin, la réalisation de cette étude préclinique in vivo constitue une étape indispensable avant tout développement clinique chez l’humain, conformément aux exigences réglementaires et éthiques en vigueur. Ainsi, malgré l’examen attentif des méthodes alternatives disponibles, aucun remplacement complet de l’expérimentation animale n’est actuellement possible pour répondre aux objectifs scientifiques du projet.
Réduction
Dans ce projet, le nombre d’animaux sera strictement limité au minimum nécessaire pour obtenir des résultats fiables. La taille des groupes expérimentaux a été déterminée à partir de données issues d’études précédentes et d’estimations statistiques, en tenant compte de la variabilité attendue des mesures et de la différence minimale considérée comme biologiquement pertinente pour le critère principal étudié (les enzymes hépatiques ALT). Des méthodes expérimentales et analytiques visant à limiter les biais seront utilisées, notamment la répartition aléatoire des animaux dans les différents groupes expérimentaux. Sur cette base, le nombre minimal d’animaux requis est estimé à 10 par groupe. Les données issues d’expérimentations murines antérieures menées dans un modèle d’hépatite aiguë induite par le paracétamol confirment la pertinence de cette taille d’échantillon, compte tenu de l’importante variabilité interindividuelle associée à ce modèle. Par ailleurs, la conception du projet inclut une phase préalable de mise au point du modèle d’insuffisance hépatique aiguë sur fond chronique (IHAC) et d’ajustement de la dose de paracétamol nécessaire à son induction, réalisée sur un nombre limité d’animaux. Cette étape permettra également d’évaluer l’impact potentiel du diluant des molécules sur le développement de la pathologie, afin de garantir la robustesse et la reproductibilité du modèle avant l’étude des traitements.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes (par fratrie) avec un enrichissement adapté (matériaux de nidification et cachettes) permettant l’expression des comportements naturels. En cas d’isolement d’un individu lié à de l’agressivité de dominance, un enrichissement supplémentaire sera ajouté. Une période d’acclimatation d’au moins une semaine et une habituation progressive aux manipulations (contention douce) permettront de réduire le stress. Les manipulations expérimentales seront limitées au strict nécessaire et, dans la mesure du possible, regroupées afin de réduire la fréquence des contentions. Une surveillance clinique sera réalisée à l’aide d’une grille d’évaluation standardisée associée à un suivi du poids de manière hebdomadaire en phase chronique et quotidienne en phase aiguë. Une attention particulière sera portée durant la phase aiguë, notamment dans les heures suivant l’injection de paracétamol, avec une augmentation de la fréquence des observations si nécessaire. L’anesthésie sous l’isoflurane sera utilisée pour les procédures concernées, avec une attention particulière portée au maintien de la température corporelle et à la phase de réveil, afin de limiter les effets indésirables tels que l’hypothermie. Un anesthésique locorégional sera appliqué lors des prélèvements ou de certaines injections réalisées dans des zones sensibles. Des points limites précoces et spécifiques aux modèles utilisés sont définis, incluant notamment une perte de poids excessive, une altération marquée de l’état général, des troubles du comportement ou des signes cliniques sévères. Leur atteinte entraînera l’arrêt de la procédure et la mise en œuvre de mesures appropriées, incluant si nécessaire une euthanasie conformément à la réglementation en vigueur.
Choix des espèces
L’utilisation de souris est particulièrement pertinente, car cette lignée constitue un modèle robuste et largement validé pour l’étude de nombreuses pathologies hépatiques et métaboliques. Leur physiologie permet de reproduire, sur des temps expérimentaux raccourcis, des processus pathologiques comparables à ceux observés chez l’Homme. Ce modèle permet d’étudier l’évolution de la maladie et les mécanismes impliqués, comme la mort des cellules, l’inflammation et la réparation du foie. Les souris sont également bien adaptées pour tester de nouvelles molécules et évaluer leur potentiel thérapeutique. Les souris seront incluses dans les protocoles expérimentaux à l’âge adulte, afin de disposer d’une fonction hépatique pleinement mature et fonctionnelle. Ce choix est essentiel pour garantir la validité physiopathologique du modèle, les réponses hépatiques aux agressions toxiques et inflammatoires dépendant étroitement de l’âge. Par ailleurs, l’insuffisance hépatique aiguë sur un foie préalablement altéré par une hépatite chronique de type MASH concerne majoritairement la population adulte, l’âge constituant un facteur de risque majeur dans le développement et la progression de cette pathologie. Seules des souris mâles seront utilisées, conformément aux données scientifiques indiquant une résistance relative des femelles à la MASH et à l’induction d’une hépatite aiguë par le paracétamol. De plus, la prévalence de l’IHAC est plus élevée chez les hommes. Ce choix permet ainsi de maximiser la probabilité de détecter un effet biologique pertinent tout en évitant l’utilisation d’un nombre excessif d’animaux.
Mise au point d’un modèle murin afin d’étudier le rôle de protéines sécrétées dans la fibrose et le développement de tumeur au niveau pulmonaire, via l’utilisation de l’intubation intratrachéale
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
L'objet du projet tient à la maîtrise d'un geste technique, l'intubation dans la trachée, en vue de futures études sur la fibrose et le cancer du poumon. 130 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance sans réveil pour une partie et léger pour les autres. Chaque animal est anesthésié puis intubé une seule fois, pour environ dix minutes. Aucune connaissance nouvelle sur une maladie n'est attendue de ce protocole, seulement l'entraînement d'une équipe à un geste qu'elle réutilisera ensuite.
Objectifs
Lors du processus inflammatoire de nombreuses molécules sont libérées dans le milieu extracellulaire. Cela va induire notamment un environnement favorable à la fibrose pulmonaire et au Cancer. De nouvelles molécules ont été identifiées et pour valider leur impact sur la fibrose et le cancer pulmonaire il faut alors pouvoir disposer d'un modèle animal et d'une technique de délivrance de ces molécules dans les poumons. Pour cela il faut maitriser le geste technique qu' est l’intubation sur souris anesthésiées. C'est l'objectif de ce protocole.
Bénéfices attendus
Le but de ce projet est de maitriser un geste technique qui sera primordial pour le développement de beaucoup de projets en lien avec la fibrose et le cancer pulmonaire. C’est une technique qui permet de délivrer spécifiquement au niveau pulmonaire les molécules d’intérêt, sans avoir d’impact sur l'oesophage, la bouche, la langue notamment.
Procédures
Les animaux seront soumis à une anesthésie par injection en sous cutané du produit anesthésique, puis à une intubation. Ce geste durera environ 10 minutes. Il y aura une seule intubation pour chaque animal inclus dans ce projet.
Impact sur les animaux
La contention de l'animal lors de l'injection du produit anesthésiant en sous cutané pourra générer un léger stress. De même la piqure en sous cutané pourra générer une légère douleur. La phase de réveil après l'intubation pourra générer un léger stress, ainsi que la manipulaiton des animaux pour les pesées hebdomadaires. La fibrose pulmonaire pourrait être source de nuisances également.
Devenir
Tous les animaux des deux procédures seront mis à mort car les prélèvements à réaliser ne permettent pas le maintien en vie de l'animal.
Remplacement
L'étude des molécules impliquées dans la fibrose pulmonaire et l’apparition du cancer des poumons nécessite l’utilisation d’un modèle animal complexe qui ne peut pas être remplacé par des modèles cellulaires in vitro. Ce projet vise à mettre en place une technique qui sera cruciale pour la suite des sujets d’étude de l’équipe.
Réduction
Ce projet est un projet de validation d'un geste technique crucial pour les études sur la fibrose pulmonaire. le nombre d'animaux a été réduit au minimum pour permettre de s'assurer de la maitrise du geste technique et également avec des informations solides sur la répartition pulmonaire. Cette base permettra de ne pas avoir à répéter ce type de mise au point, limitant alors le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Dès leur arrivée dans l’animalerie les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation et d’habituation au(x) expérimentateur(s) de 7 jours. Les animaux seront pesés une fois par semaine. Cette pesée entre dans le cadre du suivi de l’état général des souris. Les animaux seront observés lors du change par le personnel animalier et deux à trois fois par semaine par les expérimentateurs. Une liste précise permettant de quantifier les signes éventuels de souffrance sera alors utilisée afin d’évaluer si les animaux présentent des signes de souffrance ou d’atteinte d’un point limite.
Choix des espèces
Le modèle murin est un modèle de choix pour les études sur l’animal, de par son homologie avec le génome humain (plus de 90% d’homologie) et également de par les différents modèles qui ont été développés. Ce projet vise à maitriser une technique permettant d’appréhender le rôle de certaines molécules dans la fibrose pulmonaire et le cancer. Les animaux utilisés ici seront des animaux jeunes adultes de 6 à 8 semaines, car pour les projets ultérieurs des animaux jeunes adultes seront utilisés.
Formation et croissance du cœur chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système cardiaque
20900 souris vont être utilisées sur cinq ans, dont 20000 pour un simple prélèvement au bout de la queue destiné au génotypage, dans des procédures d'un niveau de souffrance allant de léger à sévère. Les 900 restantes sont des fœtus et des nouveau-nés porteurs d'anomalies génétiques, sur lesquels des tissus sont prélevés. Ces anomalies provoquent souvent la mort dès le premier jour par insuffisance respiratoire ou cardiaque, et les animaux développant une hydrocéphalie sont tués. Toutes sont mises à mort à l'issue, et pendant l'élevage les souris qui ne portent pas le génotype recherché ou devenues non fertiles le sont aussi.
Objectifs
La forme d'un organe est étroitement liée à sa fonction. Pour le coeur, l'architecture du myocarde conditionne la fonction de contraction, et l'alignement des chambres cardiaques la double circulation sanguine. Notre projet de recherche vise à mettre en évidence les mécanismes qui permettent aux cellules cardiaques de se coordonner pour positionner les chambres cardiaques et au muscle de grandir et ainsi permettre la contraction efficace du cœur. Afin de répondre à ces questions chez le mammifère, nous étudions des modèles de souris déficients pour des voies de signalisation spécifiques. Nos travaux ont des applications potentielles dans le domaine médical, pour la compréhension des malformations congénitales du cœur.
Bénéfices attendus
Nos travaux ont un impact fondamental sur la compréhension de l’acquisition de la forme du cœur. Ils ont également des applications potentielles dans le domaine médical, pour la compréhension des malformations congénitales du cœur.
Procédures
Prélèvement de biopsie de queue pour génotypage lors de l'identification par tatouage. Le prélèvement caudal ne dure que quelques secondes : 20000 animaux sur 5 ans Prélèvement de tissus sur foetus et nouveaux-nés présentant un phénotype dommageable : 900 animaux sur 5 ans
Impact sur les animaux
Les prélèvement caudaux causent du stress et une douleur légère de courte durée. Les phénotypes dommageables provoquent pour la plupart la mort au premier jour de la naissance, en raison d’insuffisances respiratoire ou cardiovasculaire. Dans de rares cas, certains mutants peuvent développer des hydrocéphalies entre P7 et P12, l'apparition du phénotype entraînera alors la mise à mort des animaux concernés.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures. Au cours de l'élevage, si les animaux ne présentent pas le génotype d'intérêt ou s'ils sont veillissant/non fertiles Avant prélèvements de tissus d'intérêt.
Remplacement
Notre laboratoire mène des expériences de modélisation informatique pour évaluer des mécanismes possibles de formation du coeur. Cependant elles dépendent des hypothèses que l’on pose et doivent nécessairement être validées par des expériences in vivo. De même le processus de croissance d’un tissu intègre une multitude de signaux et d’interactions cellulaires, sur des échelles de temps parfois longues, que les systèmes de culture ne permettent pas de reproduire complètement. Par exemple, il n’existe pas de modèle de culture 3D pertinent pour reproduire la croissance du myocarde sur l’ensemble de la gestation.
Réduction
Les effectifs sont déterminés grâce à un test de puissance et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Le sperme des lignées précieuses sera congelé pour conservation à long terme.
Raffinement
En cas de signes de souffrance, une grille de score et des mesures de raffinement (traitement antalgique, isolement de l'animal, signalement SBEA) seront utilisées. Nous appliquerons des points limites stricts et spécifiques au projet. En cas d'échec de réduction de la douleur ou d'apparition d'un phénotype dommageable, l'animal sera mis à mort. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi.
Choix des espèces
La souris est un modèle classique de Mammifère, pour lequel de nombreux outils génétiques sont disponibles. Ce modèle est particulièrement pertinent pour l’étude du développement cardiaque chez l’humain, puisque celui-ci présente une structure anatomique très proche. Le temps de génération est court et les portées de grande taille, ce qui permet d’avoir rapidement accès à un grand nombre d’embryons. Les animaux utilisés en procédure 1 sont des animaux d'élevage, mâles et femelles fertiles (20-30g), afin de produire principalement des embryons (
Impact du vieillissement sur la vaso-réactivité post-accident vasculaire cérébral
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
- Système nerveux
Les souris qui perdent plus de 15 % de leur poids ou dont le score de douleur reste élevé pendant les quarante-huit heures critiques sont mises à mort. 90 souris, jeunes et âgées, vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Chaque animal subit trois chirurgies du crâne, dont une induction d'accident vasculaire cérébral, puis des séances d'imagerie, une partie sur animal maintenu éveillé. Le projet compare l'effet de l'âge sur la récupération après l'AVC, et le porteur revendique le respect des 3R tout en programmant la mise à mort de toutes les souris.
Objectifs
Dans la pathogenèse des accidents vasculaires cérébraux (AVC) ischémiques, différents compartiments vont être séquentiellement touchés : le compartiment vasculaire sera immédiatement affecté, suite à la formation d’un thrombus qui induit in situ une diminution du débit sanguin cérébral (DSC). S’ensuit une perte de l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) et l’apparition de dommages parenchymateux. L’âge est connu pour être un des principaux facteurs de risque de l’AVC. D’une part, le vieillissement détériore la structure et la fonction vasculaire. D’autre part, la vieillesse est associée à un état inflammatoire plus élevé et il est connu que l’inflammation joue un rôle central dans l’extension de l’atteinte vasculaire au parenchyme. Ainsi, dans ce projet, nous allons caractériser l’influence de la vieillesse sur la vaso-réactivité cérébrale et la reperfusion post-ischémie dans un modèle d’AVC thrombo-embolique avec et sans traitement thrombolytique. Afin de respecter la règle des 3R, l’ensemble les procédures sera réalisées sur les mêmes souris et des protocoles d’anesthésie et d’analgésie seront mis en place afin d’éviter la souffrance des animaux. De plus, des points limites sont mis en place afin de palier à la présence de souffrance potentielle. L’utilisation de méthodes alternative à l’utilisation d’animaux n’est pas envisageable car nous réalisons des techniques d’imagerie fonctionnelle, de perfusion et de l’inflammation in vivo, permettant une translation la plus proche de la clinique..
Bénéfices attendus
D’un point de vue scientifique, cette étude va nous permettre d’acquérir des données fondamentales visant à améliorer les connaissances sur la physiopathologie de l’AVC et plus particulièrement sur la modulation de la vaso-réactivité et de la reperfusion post-ischémie en lien avec le vieillissement.
Procédures
Les animaux seront soumis : A 3 chirurgies : Une chirurgie de pose de prothèse crânienne sous anesthésie générale et couverture analgésique d'une durée de 20 minutes. Une chirurgie permettant une pose de cathéter caudal et l'accès à l'artère cérébrale moyenne par craniotomie sous anesthésie générale et couverture analgésique d'une durée de 30 à 45 minutes. Une chirurgie d'induction de l'ischémie sans anesthésie générale, sous couverture analgésique et sous anesthésie locale. - A 1 protocole comportemental : Un protocole d'habituation à la contention et à l'IRM vigile pendant 4 jours consécutifs, avec des cessions augmentant progressivement de 15 min jusqu'à 1h30 au total. - A 4 protocoles d'imagerie vigile : Deux protocoles d'imagerie ultrasonore ultrarapide, avec 3 aquisitions où chaque acquisition dure 5 minutes avec une injection de produit de contraste lors de la dernière acquisition Deux protocoles d'IRM à 2 et 5 acquisitions respectifs pour une durée totale respectivement de 30 minutes en vigile et 30 minutes en vigiles suivi de 40 minutes sous anesthésie avec injection d’un produit de contraste.
Impact sur les animaux
L’hébergement des animaux s’effectuera au moins 7 jours avant le début des procédures pour leur habituation et la gestion de leur stress. Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaître seraient : une perte de poids, des douleurs post-opératoires, du stress, des déficits fonctionnels. Tous les animaux auront un suivi attentif et régulier par l’expérimentateur et par le personnel animalier qualifié (prise journalière du poids, observation dans la cage en s’assurant du bien-être des animaux, Mouse Grimace Scale, prise alimentaire et boisson). Un système de pastilles à code couleur collé sur la cage permettra en un simple coup d’œil d’identifier les animaux les plus « à risque ».
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de pouvoir récupérer leurs tissus pour des analyses cytologiques et histologiques.
Remplacement
Les procédures expérimentales pour réaliser ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, l’utilisation de lignées cellulaires ou de modèles in silico ne permettent pas aujourd’hui de répondre à notre hypothèse scientifique. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. La souris est, avec le rat, l’espèce animale la plus étudiée dans le domaine des AVC. La physiopathologie est donc globalement établie, ce qui nous permettra d’interpréter nos résultats de manière fiable. Le projet est justifié d’un point de vue scientifique car il permettra des recherches fondamentales, translationnelles et/ou appliquées pour le diagnostic et le traitement d’une pathologie humaine neurovasculaire : l’AVC.
Réduction
Notre projet ne nous permet pas d’utiliser d'autres moyens que l’expérimentation animale. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité afin de souscrire au principe de réduction. Dans ce projet, le nombre minimum d’animaux pour chaque procédure a été défini à partir de nos expériences précédentes, de nos données sur chaque modèle et des données disponibles dans la littérature. Le calcul de la taille de l'échantillon a été effectué pour permettre une comparaison robuste des paramètres d'imagerie entre les groupes. Pour détecter une différence de 20% à 25% sur les valeurs de CBV (fUS) ou de signal T2* (IRM moléculaire), avec un écart-type estimé à 15% (basé sur la littérature), le calcul de puissance (G*Power, test t de Student pour échantillons indépendants) indique qu'un effectif de n=20 par groupe est nécessaire pour obtenir une puissance statistique de 80% avec un risque alpha de 0,05. En fonction de l'expérimentateur (habileté, expérience, prédisposition pour ce type de gestes), le nombre d'animaux pourra être revu à la baisse en fonction de son aisance. L’ensemble des échantillons collectés permettra un partage de tissus, une réutilisation et donc une réduction du nombre d'animaux nécessaires.
Raffinement
Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés pendant tout le projet. Le bien-être des animaux sera contrôlé 7j/7 par du personnel qualifié. Cette surveillance quotidienne permettra de détecter tout signe clinique de souffrance et d’agir rapidement pour mettre fin à une éventuelle détresse. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire pour les techniques utilisées dans ce projet montre que les animaux se déplacent et s'alimentent normalement, prennent bien soin de leur pelage, n’émettent aucun son audible à l'oreille humaine et ne présentent aucun « sickness behavior syndrom ». Une fois entrés en protocole, les animaux seront pesés tous les jours pour surveiller leur poids et mis à mort si une perte de poids de plus de 15% est observée et/ou si leur score sur l’échelle de la douleur (Mouse Grimace Scale) est supérieur à 7 pendant les 48h critiques au modèle. Tout le matériel et les consommables utilisés seront neufs (comme les seringues et aiguilles) ou soigneusement nettoyés et désinfectés (pour le matériel réutilisable comme les pinces métalliques). Durant la mise en place des modèles, les souris seront sous anesthésie générale (isoflurane 2% O2/N2O 30/70%) et sous analgésie (buprénorphine à 0,1 mg/kg, injection sous cutanée minimum 20 min avant le début de la chirurgie). Les animaux recevront également une anesthésie locale sur la peau au niveau de l'artère cérébrale moyenne (ACM) (Xylocaine 5%, nébuliseur). Les yeux seront couverts (vitamine A en gel et gel oculaire) afin de ne pas éblouir les animaux avec la lampe de la loupe binoculaire et prévenir la déshydratation. Après chirurgie, les souris seront placées dans des enceintes post opératoires chauffées avant d’être remises dans leurs cages propres et disposeront de croquettes humides dans une coupelle sur le sol de leur cage pour faciliter la prise de nourriture et l'hydratation. Un système de pastilles à code couleur collé sur la cage permettra en un simple coup d’œil d’identifier les animaux les plus « à risque ».
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale la plus étudiée dans la recherche sur les AVC et les techniques employées sont bien maitrisées. 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. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour cette étude. Qui plus est, 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. L’utilisation de la souche C57BL/6J se justifie par la présence de plus de collatérales ce qui est plus proche de la vascularisation chez l’Homme. Concernant l’ensemble des procédures, des animaux adultes âgés de 12 semaines (souris jeunes) et de 18 mois (souris âgées) seront nécessaires afin d’étudier l’effet de l’âge.
Etude des mécanismes contrôlant la différenciation des cellules dendritiques
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Pour améliorer les immunothérapies anticancéreuses, 5740 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie est irradiée, une autre reçoit des injections quotidiennes puis une greffe de tumeur sous la peau, avec pour effets possibles une perte de poids, des difficultés respiratoires et des zones de nécrose pouvant s'infecter. L'objectif est de comprendre comment les cellules dendritiques activent la réponse immunitaire contre les tumeurs. Le porteur affirme que ni les organoïdes ni les organes sur puce ne reproduisent la complexité du micro-environnement d'une tumeur.
Objectifs
Le système immunitaire joue un rôle majeur dans l’élimination des tumeurs et le contrôle des métastases. Cependant, par différents mécanismes, les tumeurs altèrent les fonctions des cellules immunitaires et compromettent l’efficacité de la réponse immunitaire. Plusieurs essais cliniques d’immunothérapies montrent que le système immunitaire peut être reprogrammé pour contrôler différentes tumeurs comme par exemple : des mélanomes métastatiques ou certains cancers du sein. Néanmoins, le taux de réponse objective à ces traitements demeure encore limité, et la composition de cellules immunitaires de la tumeur apparaît comme un biomarqueur prédictif majeur de l’efficacité thérapeutique. Ainsi, de nombreuses études précliniques suggèrent que l’efficacité de ces immunothérapies dépend principalement de la localisation intra-tumorale de cellules immunitaires, appelées cellules dendritiques qui ont pour rôle d’activer le système immunitaire. L’un des enjeux majeurs de l’immuno-oncologie est donc d’identifier des stratégies optimisant la fonction de ces cellules dendritiques au sein des tumeurs afin d’améliorer les immunothérapies. Nous avons identifié différents facteurs limitant la fonction des cellules dendritiques des tumeurs. Notre objectif est maintenant de déterminer si ces facteurs pourraient être des cibles thérapeutiques permettant de reprogrammer ces cellules dendritiques et d’induire une réponse immunitaire permettant le rejet des tumeurs et métastases. Ces études pré-cliniques chez la souris pourraient conduire au développement de nouvelles immunothérapies.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera d’une part des connaissances fondamentales sur les signaux régissant la programmation des cellules dendritiques en condition physiologique. D’autre part, les connaissances générées par ce projet apporteront une meilleure compréhension des mécanismes empéchant le rejet des tumeurs par le système immunitaire et pourront contribuer, à terme, au développement de nouvelles stratégies d’immunothérapie anticancéreuse.
Procédures
Pour ce projet il est envisagé que: - 360 souris recevront un traitement quotidien par voie intrapéritonéale d'environ 10 secondes pendant 3 à 4 jours- 360 souris seront irradiées et recevront une injection intraveineuse d'une durée maximale de 30 secondes- 240 souris recevront un traitement quotidien par voie intrapéritonéale d'environ 10 secondes pendant 3 à 4 jours, une injection intraveineuse d'une durée maximale de 30 secondes et une injection sous-cutanée d'une durée maximale de de 30 secondes - 240 souris seront irradiées et recevront deux injections intraveineuses d'une durée maximale de 30 secondes chacune, espacées de 3 semaines et une injection sous-cutanée d'une durée maximale de 30 secondes- 720 souris recevront un traitement quotidien par voie intrapéritonéale d'une durée de 10 secondes pendant 3 à 4 jours et une injection intraveineuse d'une durée maximale de 30 secondes- 1400 souris recevront un traitement quotidien par voie intrapéritonéale d'une durée de 10 secondes pendant 3 à 4 jours et une injection sous-cutanée de tumeurs d'une durée maximale de 1 minute- 180 recevront un traitement quotidien par voie intrapéritonéale d'une durée maximale de 10 secondes pendant 3 à 4 jours, une injection sous-cutanée de tumeurs puis 3 injections sous-cutanées - 720 souris seront irradiées et recevront deux injections intraveineuses espacées de 3 semaines et une injection sous-cutanée de tumeurs d'une durée maximale de 30 secondes- 1400 souris seront irradiées et recevront une injection intraveineuse d'une durée maximale de 30 secondes et une injection sous-cutanée de tumeurs d'une durée maximale de 1 minute- 120 souris recevront un traitement quotidien par voie intrapéritonéale d'une durée maximale de 10 secondes chacune pendant 3 à 4 jours et 2 injections sous-cutanée de tumeurs d'une durée maximale de 1 minute séparées de 6 à 8 semaines
Impact sur les animaux
Les tumeurs utilisées ne métastasent pas mais peuvent occasionner des modifications du comportement général (prise alimentaire et hydrique, posture, déplacements, interactions sociales, comportement de nidification), une perte de poids, des difficultés respiratoires, une augmentation du rythme respiratoire ainsi qu’une altération de la température corporelle. Les mêmes nuisances peuvent être observées suite à l’injection de molécules régulant la fonctions des cellules dendritiques. Certains modèles de mélanome utilisés dans ce projet peuvent présenter, à des stades avancés, des zones de nécrose non hémorragiques qui peuvent s'infecter. Une immunosuppression transitoire induite par l'irradiation peut rend les animaux plus susceptibles aux infections et des risques de diarrhées, amaigrissement, déshydrations et des changements de comportement (prostration, réduction des déplacements et des interactions sociales).
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés soit pour prélèvement d'organe et analyse fonctionnelle du système immunitaire soit lorsqu'ils auront atteint le point limite
Remplacement
L’utilisation de modèles expérimentaux intégrés est essentielle à ce projet. En effet, la diversité cellulaire du stroma des tumeurs est encore peu connue ainsi que son organisation tridimensionnelle. Cette complexité n'est à ce jour pas reproduite fidèlement par les organoides ou organes sur puce. Ces paramètres ont un rôle clé dans le recrutement des cellules immunitaires et les interactions cellulaires (stroma- cellules immunitaires- cellule dendritique) essentielles à la programmation des cellules dendritiques, la question de ce projet. Par ailleurs, il n'existe à ce jour aucun modèle expérimental permettant de générer in vitro la diversité des sous-population de cellules dendritiques retrouvées dans différents tissus in vivo.
Réduction
L’ensemble des expériences est conçu de manière à réduire au strict minimum le nombre d’animaux utilisés, tout en garantissant la robustesse scientifique et statistique des résultats. Nos études préliminaires ont permis une maîtrise approfondie des modèles employés, permettant ainsi d’optimiser les effectifs expérimentaux. Les molécules dont l'action sur les cellules dendritiques seront sélectionnés sur la base de données expérimentales de notre équipe ainsi que de données de la littérature. Afin de prendre en compte les variations expérimentales et interindividuelles, tout en limitant le nombre total d’animaux utilisés, les expériences seront réalisées sur des lots de 3 à 5 souris, chaque expérience étant répétée au minimum deux fois, et uniquement jusqu’à l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Seules les molécules montrant un effet lors du premier test seront testées dans les réplicatats expérimentaux.
Raffinement
Le bien-être animal, identifié comme un facteur potentiel de variabilité expérimentale, fait l’objet d’une attention particulière tout au long du projet. Les animaux sont suivis quotidiennement par les personnels de la zootechnie, et tous les deux à trois jours par l’expérimentateur après le début des procédures expérimentales, ou plus fréquemment si nécessaire. Toute modification du comportement général (prise alimentaire et hydrique, posture, déplacements, interactions sociales, comportement de nidification) fait l’objet d’une évaluation systématique et des mesures appropriées sont mise en oeuvre dès les pemiers signes cliniques observés. Toutes les procédures expérimentales sont réalisées sous anesthésie. Les animaux sont hébergés en conditions sanitaires controlées exemptes de pathogènes spécifiques, dans des portoirs ventilés, à raison de 5 souris/ cages de 500 cm² enrichi par la mise à disposition d'objets permettant de se faire un nid abrité. La nourriture et l’eau sont disponibles ad libitum. Une diffusion sonore contrôlée est assurée afin d'atténuér les bruits environnementaux. Les opérations de change et les expériences sont réalisées dans des conditions permettant de maintenir ce statut sanitaire afin de limiter les risques infectieux.
Choix des espèces
La possibilité de générer des modèles soit sur-exprimant soit déficient pour une molécule d’intérêt font des souris un modèle de choix pour mieux comprendre les interactions entre le système immunitaire et les tumeurs naissantes. Par ailleurs, les modèles murins pré-cliniques ont montré leur pertinence dans la découverte et le développement de nouvelles immunothérapies. En effet, le système immunitaire et ses régulations sont très similaires entre l'homme et la souris et les immunothérapies aujourd'hui utilisées en cliniques ont été découvertes et validées dans des modèles de souris. Des souris adultes de 6 à 16 semaines sont utilisées
Étude chez le rongeur d’un nouveau mécanisme de signalisation synaptique impliquant APP et H₂O₂
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
3320 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère. Toutes subissent une chirurgie du cerveau de quarante minutes pour y injecter des outils viraux, certaines recevant en plus une fibre optique. Un groupe est ensuite soumis à une dislocation cervicale pour prélever le cerveau, un autre à cinq semaines de tests, dont un conditionnement de peur. Le projet cherche à confirmer chez la souris un mécanisme de mémoire observé chez la mouche, puis à étudier comment la protéine amyloïde d'Alzheimer le perturbe, un bénéfice thérapeutique renvoyé au long terme.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer est une maladie du cerveau qui entraîne progressivement des pertes de mémoire et des difficultés à réfléchir ou à accomplir les tâches de la vie quotidienne. Elle est liée à l’accumulation d’une petite protéine anormale dans le cerveau, appelée amyloïde. Malgré de nombreux travaux, on ne sait pas encore exactement comment cette protéine perturbe le fonctionnement des cellules nerveuses. Des recherches récentes menées chez la mouche ont permis de découvrir un nouveau mécanisme important pour la formation de la mémoire à long terme. Ce mécanisme repose sur la collaboration entre deux types de cellules du cerveau : les neurones, qui transmettent les signaux, et les astrocytes, qui les soutiennent et les aident à bien fonctionner. Lors de cette communication, les astrocytes produisent de très petites quantités de molécules appelées espèces réactives de l’oxygène. Bien qu’elles soient souvent considérées comme nocives, à faible dose, elles jouent en réalité un rôle bénéfique : elles aident à renforcer les connexions entre les neurones, favorisant ainsi la mémoire. Dans ce processus, une protéine naturellement présente dans le cerveau semble jouer un rôle positif. En revanche, la protéine amyloïde liée à Alzheimer perturbe cette communication entre les neurones et les astrocytes, ce qui pourrait bloquer la formation normale de la mémoire. Cette découverte ouvre une piste nouvelle : dans les premiers stades de la maladie d’Alzheimer, le cerveau manquerait peut-être de ces petites quantités bénéfiques d’oxygène réactif, et le stress oxydatif observé plus tard serait en fait une conséquence de ce déséquilibre initial. Notre projet cherche maintenant à vérifier si ce mécanisme observé chez la mouche existe aussi chez les mammifères, notamment chez la souris. Les premiers résultats sont encourageants, mais des recherches complémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre son rôle dans le cerveau.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche cherche à confirmer l’existence, dans le cerveau de la souris, d’un nouveau mode de communication entre deux types de cellules : les neurones, qui transmettent les signaux, et les astrocytes, qui les soutiennent. Ce dialogue entre cellules impliquerait de très petites quantités de peroxyde d’hydrogène, une molécule souvent considérée comme nocive, mais qui jouerait ici un rôle positif dans la formation de la mémoire à long terme. Une fois ce mécanisme mieux compris, les chercheurs étudieront comment la protéine amyloïde, associée à la maladie d’Alzheimer, vient le perturber. Ces travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles approches pour prévenir ou ralentir la maladie, en s’attaquant aux premiers dérèglements du cerveau avant que les symptômes ne deviennent irréversibles. La maladie d’Alzheimer est la principale cause de démence dans le monde. Elle touche aujourd’hui près de 57 millions de personnes, avec environ 10 millions de nouveaux cas chaque année. Il n’existe pas encore de traitement curatif, ce qui rend essentiel de mieux comprendre les mécanismes biologiques qui permettent la mémoire et comment ils se dérèglent au cours de la maladie.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents protocoles. Au cours de tous les protocoles, chaque souris recevra 4 injections (comprenant des anesthésiques, des antidouleurs et de la saline) afin de procéder à la chirurgie et garantissant leur hydratation. Toutes les souris recevront une chirurgie cérébrale de 40 minutes afin d'injecter des outils permettant de modifier, activer ou inhiber certaines cellules du cerveau. Parmi elles, certaines recevront aussi une implantation d’une fibre optique pour mesurer en temps réel les variations d’une molécule d’intérêt. Ces chirurgies se feront sous médication pharmacologique anesthésique/analgésique et durera au maximum 40 minutes. A la suite de la chirurgie, 2 groupes d'animaux seront créés et seront soumis à deux types d'intervention distincts. Un groupe de souris sera soumis à une dislocation cervicale pour prélever le cerveau afin d’enregistrer l’activité des neurones. Cette procédure durera moins d’une minute. Un autre groupe de souris sera soumis à différents tests comportementaux répartis sur cinq semaines, permettant d’évaluer l’apprentissage, la mémoire spatiale, associative et de travail : évaluation de l’exploration spontanée durant 10 minutes. Évaluation de la mémoire spatiale en deux sessions de 5 à 10 minutes, espacées de 24 h. Tâche d’apprentissage spatial en milieu aquatique : phase de familiarisation à l’eau et à la plateforme, suivie d’une phase d’apprentissage sur 6 à 7 jours (4 essais/jour, intervalle de 15 minutes). Un test de mémoire est réalisé 24 h après, puis un second 7 jours plus tard. Conditionnement contextuel par administration de 5 stimulations électriques de faible intensité, espacés de 5 minutes. Évaluation comportementale 24 h après. A la fin des tests de comportements, ces animaux recevront une chirurgie terminale sans réveil sous anesthésie pharmacologique profonde, après administration d’analgésique/anesthésique. Cette technique est utilisée afin de maintenir les tissus du cerveau et de permettre de vérifier les actes chirurgicaux préalable, elle durera maximum 10 minutes.
Impact sur les animaux
Ce projet s’intéresse à la physiologie soulignant les processus mnésiques. Par conséquent, les effets indésirables seront principalement liés à la dérégulation de ces mécanismes et pourront se manifester à l’échelle comportementale par des troubles de la mémoire. Cela n’entraine pas de dérégulations des systèmes Impliqués dans la douleur. Il pourrait y avoir une douleure légère ainsi qu’un stress transitoire modéré à la suite du test de conditionnement de peur contextuel. Cependant, ce dernier n’induit pas de modifications de comportement délétères sur le long-terme. Il pourrait y avoir des effets indésirables comme état confusionnel transitoire au réveil après chirurgie et une douleur post chirurgicale. Une nuisance faible et transitoire de l'injection lors de l'anesthésique est aussi attendue.
Devenir
Après réalisation d'actes chirurgicaux dans le cerveau (injection intracérébrale), quelques souris seront mises a mort afin de prélever le cerveau et réaliser les études électrophysiologiques ou d’imagerie microscopique. D'autres souris réaliseront des tests comportementaux. Après cela les souris seront mises à mort pour prélèvement de cerveau dans le but de vérifier la justesse des actes chirurgicaux.
Remplacement
Notre projet étant en grande partie orienté sur des approches de physiologie intégrée, il n’existe, aujourd’hui, aucune méthode substitutive qui pourrait remplacer l’utilisation des animaux dans nos expériences. Les structures étudiées étant très conservées entre Homme et Souris, cela en fait un modèle de choix pour notre étude. De plus, les outils viraux qui seront utilisés sont très bien décrits et spécifiques pour la souris aussi, les lignées génétiquement modifiées que l'on va utiliser dans ce projet ne sont disponibles que chez la souris.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été évalué afin d'avoir une bonne estimation des effectifs suffisants pour l'obtention de données statistiquement fiables tout en s'assurant d'une utilisation des animaux au strict nécessaire. De plus, chaque souris suit le maximum de procédures envisageables sans interférence. Pour finir, la mise en groupe de souris est optimisée pour chaque lot d’animaux lors du sevrage grâce à la vérification des gènes d'intérêts portés par les souris avant sevrage.
Raffinement
Nous appliquerons plusieurs techniques de raffinement dans les différentes procédures. Lors des chirurgies, les soins opératoires et post-opératoires ainsi que la fréquence de suivi des animaux seront adaptés. Ainsi lors des chirurgies, une hydratation sous-cutanée pré et post-opératoire sera réalisée, de même que l’injection d’analgésique avant et une administration d’anti-inflammatoire/analgésique pendant 5 jours post-opératoire. Un tapis chauffant est placé sous l’animal lors de la chirurgie (régulation via sonde rectale) et également sous les cages de réveil afin de faciliter celui-ci et éviter toute hypothermie. Les souris auront accès ad libitum à l’eau et à la nourriture. Nous ferons en sorte que les animaux aient des cages avec enrichissements (bâtons en bois, abris et oates pour la nidification) afin de limiter le stress. Pour les animaux dans toutes les procédures les signes potentiels de souffrance sont recherchés et des points limites adaptés aux différentes phases des procédures ont été fixés.
Choix des espèces
Les caractéristiques morphologiques et physiologiques des souris sont largement documentées. De plus elles possèdent une proximité évolutive, un cycle de vie cours permettant de répéter les expériences afin de s’assurer de la robustesse des résultats, ce qui constitue un atout pour développer efficacement notre étude. C’est un très bon modèle pour l’étude des mécanismes physiologiques sous-jacent les processus mnésiques ainsi que pathologique, comme la maladie d’Alzheimer. Les mécanismes moléculaires et cellulaires ainsi que les propriétés neuronales de ces rongeurs au niveau des structures d’intérêt sont très proches de ceux du cerveau humain. Cela nous permettra de réaliser des études dont l’impact sera important pour la compréhension des mécanismes impliqués dans la mémoire à long terme et de la maladie d’Alzheimer et ainsi de pouvoir mieux cibler de possibles approches thérapeutiques. Nous disposons des modèles murins requis et des techniques adaptées à cette espèce (électrophysiologie, comportement, chirurgie), faisant de ces souris un excellent modèle pour l’étude de cette pathologie. Pour notre étude, la période d’intérêt étant d’environ 8 à 10 semaines (âge adulte), les animaux seront donc utilisés à cette période afin d’effectuer des tests comportementaux ou des mesures d’activité cellulaire.
Evaluation du rôle d’une protéine régulant le cytosquelette d’actine dans la fonction plaquettaire
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
186 souris vont être utilisées, opérées sous anesthésie générale et tuées avant tout réveil, dans des procédures d'un niveau de souffrance sans réveil. Chaque animal subit une ponction directe du cœur, une section de l'extrémité de la queue ou la pose d'une sonde sur l'artère carotide, selon la procédure. Ces actes visent à comprendre comment une protéine du squelette interne des plaquettes affecte leur fonction, à partir du cas d'un patient atteint d'un trouble rare. Le porteur écrit que le recours à l'animal permet d'étudier les plaquettes dans un "environnement complet", là où le sang du patient ne peut être prélevé que rarement.
Objectifs
Les plaquettes sont des cellules du sang dépourvues de noyau. Elles jouent un rôle essentiel dans l’organisme : en conditions normales, elles permettent l’arrêt du saignement après une blessure en formant un «clou hémostatique», tandis qu’en conditions pathologiques, elles peuvent contribuer à la formation de caillots sanguins obstruant les vaisseaux, un phénomène appelé thrombose. La production et le bon fonctionnement des plaquettes reposent sur des mécanismes complexes impliquant le remodelage du squelette interne de la cellule, appelé cytosquelette. Des anomalies de ces mécanismes peuvent entraîner des troubles hémostatiques sévères, c’est-à-dire l’arrêt du saignement en cas de lésion des vaisseaux sanguins. Ces troubles se traduisent soit par une diminution du nombre de plaquettes, soit par la production de plaquettes dont la fonction est altérée. Ils peuvent conduire à deux situations opposées : une obstruction des vaisseaux sanguins (thrombose) ou, au contraire, une incapacité à arrêter un saignement après une lésion vasculaire (hémorragie). Des anomalies de ces processus ont récemment été identifiées chez certains patients et sont associées à des défauts de la fonction plaquettaire, en particulier une incapacité à stopper correctement un saignement. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre le rôle d’une protéine spécifique du cytosquelette, présente dans les plaquettes, afin de mieux appréhender les mécanismes à l’origine de ces troubles et, à terme, d’améliorer la compréhension des maladies liées à un dysfonctionnement plaquettaire.
Bénéfices attendus
Dans l’ensemble, ce projet vise à mieux comprendre comment des anomalies du cytosquelette des plaquettes affectent leur fonctionnement. Ces recherches permettront de mieux saisir les mécanismes à l’origine de certaines maladies du sang, qu’il s’agisse de troubles entraînant des saignements excessifs ou, au contraire, des caillots sanguins anormaux. À terme, ces connaissances pourraient contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour aider les patients touchés par ces maladies.
Procédures
Ce projet comporte trois types de procédures, toutes réalisées sous anesthésie générale. Les interventions prévues comprennent : un prélèvement sanguin unique par ponction intracardiaque (acte chirurgical terminal). La durée de cet acte est inférieure à une minute. L’animal est placé sous anesthésie générale et reçoit un traitement analgésique ; une section distale de l’extrémité de la queue sur 3 mm, réalisée sous anesthésie générale, pour une durée maximale de 10 minutes ; la mise en place d’un dispositif exploratoire (sonde Doppler) au niveau d’une artère carotide. Cet acte est pratiqué une seule fois par animal et la durée totale de la procédure n’excède pas 30 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues pour l’animal sont principalement associées à l’anesthésie, l’ensemble des procédures étant réalisées sous anesthésie générale et suivies d’une mise à mort sans retour à la conscience. Les effets indésirables potentiellement liés à l’anesthésie comprennent principalement une hypothermie ainsi qu’un dessèchement des muqueuses, notamment cornéennes. Par ailleurs, les différents actes chirurgicaux prévus sont susceptibles d’induire une douleur per-opératoire. Celle-ci sera prise en charge par l’administration d’une analgésie adaptée.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l’issue de chaque procédure expérimentale, car ces manipulations ne permettent pas de garantir une survie de l'animal ou une reprise d’une vie normale et sans douleur après le réveil. Cette mesure assure le respect du bien-être animal et évite toute souffrance post-procédure.
Remplacement
Ce projet s’appuie sur des recherches réalisées à partir de plaquettes provenant d’un patient présentant un trouble rare affectant ces cellules. Les plaquettes sont des cellules du sang qui ne peuvent pas être conservées longtemps hors de l’organisme et ne peuvent pas être cultivées en laboratoire. Pour les étudier, il est donc nécessaire de travailler avec du sang frais. Or, il n’est possible de prélever le sang du patient que très rarement, ce qui limite fortement les analyses. Certaines expériences, comme l’évaluation de la capacité des plaquettes à former un caillot dans un vaisseau sanguin, ne peuvent pas être réalisées directement chez l’homme pour des raisons évidentes de sécurité. C’est pourquoi l’utilisation d’un modèle animal permet de mieux comprendre le fonctionnement des plaquettes dans un environnement complet, où toutes les composantes du sang et les vaisseaux interagissent. Les résultats obtenus chez l’animal pourront ensuite être confirmés sur des prélèvements réalisés chez le patient, afin de compléter nos connaissances et améliorer la compréhension de cette maladie.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires pour les procédures expérimentales a été estimé à 186. Ce nombre a été déterminé de manière optimale, afin de garantir que les résultats restent statistiquement fiables, tout en limitant l’usage d’animaux au strict nécessaire. Cette estimation repose sur notre expérience, sur les données publiées dans la littérature, et a été validée à l’aide d’un logiciel de calcul statistique.
Raffinement
Toutes les manipulations seront réalisées dans le souci constant de minimiser l’inconfort et la souffrance des animaux. Les points limites seront surveillés, l’anesthésie sera adaptée à chaque procédure et des traitements analgésiques seront administrés si nécessaire. Les animaux seront observés quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être. Le personnel impliqué dans ce projet est qualifié et expérimenté, et bénéficie d’une formation continue aux bonnes pratiques en expérimentation animale. Les souris resteront sous anesthésie efficace tout au long des procédures expérimentales afin de garantir leur confort et l’absence de douleur.
Choix des espèces
Le choix d’utiliser des souris pour ce projet repose sur des raisons scientifiques, pratiques et éthiques. La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue, ce qui permet de créer des modèles adaptés aux études que nous souhaitons réaliser. Notre laboratoire travaille principalement avec des souris, ce qui offre de nombreux avantages : les infrastructures d’élevage sont adaptées, le suivi vétérinaire et sanitaire est optimisé, et le personnel est expérimenté dans les manipulations de cette espèce. De plus, la souris est le modèle de laboratoire le plus utilisé dans le monde, ce qui facilite la comparaison et la validation des résultats avec ceux d’autres équipes scientifiques. Les méthodes prévues pour ce projet sont parfaitement adaptées à ce modèle, et notre équipe possède une solide expérience et de bonnes pratiques reconnues avec cette espèce. Dans ce projet, nous utiliserons des souris adultes mâles et femelles, âgées de 10 à 20 semaines, correspondant à un stade de développement dont les paramètres sanguins et vasculaires sont bien connus.
Modèle expérimental de perméabilité vasculaire chez le lapin et le rongeur
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
Rats : 1250
Lapins : 2560
Des injections dans l'œil et jusqu'à huit instillations oculaires par jour: 5060 souris, rats et lapins sont utilisés dans des procédures censées reproduire une perméabilité des vaisseaux de la rétine. Une injection intravitréenne déclenche le modèle, suivie d'examens ophtalmologiques répétés, dont certains sous anesthésie. Le porteur classe pourtant l'ensemble en souffrance "légère" et affirme que les procédures "ne devraient pas entraîner de douleur". La plupart des animaux sont tués pour analyse, environ 10 %, exclus avant toute induction, étant réutilisés dans d'autres protocoles.
Objectifs
Les atteintes vasculaires de la rétine sont communes à plusieurs maladies telles que le diabète, les uvéites, les occlusions veineuses ou l’hypertension, et sont responsables de la majorité des pertes de vision dans les pays industrialisés. Ces pathologies entrainent une détérioration des capillaires sanguins de la rétine qui perdent leur étanchéité. L’augmentation de la perméabilité vasculaire et la rupture de la barrière hémato-rétinienne est une étape clé dans l’installation de la maladie qui peut évoluer vers une rétinopathie proliférative avec une production anormale de nouveaux vaisseaux peu fonctionnels, des décollements de la rétine et des saignements dans le vitré. Un oedème au niveau de la macula, zone de la rétine responsable de la bonne acuité visuelle, peut survenir à tout moment et entrainer la perte de la vision. L'étude des pathologies a permis de mettre en évidence des composés clés impliqués dans le mécanisme conduisant à la perméabilité vasculaire, comme notamment le VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor). Ces composés sont les cibles privilégiées des traitements pour bloquer l'évolution de la maladie, mais sont également utilisés pour mimer la pathologie dans des modèles expérimentaux. L'objectif de ce projet est d’obtenir un modèle de perméabilité vasculaire afin de tester des traitements potentiels chez le lapin et le rongeur. Le modèle est développé chez plusieurs espèces pour offrir un choix plus étendu de possibilités de traitements, la taille réduite des yeux des rongeurs permet l'utilisation de quantités moindres de traitement, au contraire la taille plus importante de l'œil de lapin permet de tester des traitements plus proches de ceux appliqués à l'homme comme la pose d'implant.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est de proposer un modèle expérimental pour évaluer l'efficacité de nouveaux traitements luttant contre la perméabilité vasculaire au niveau de la rétine. La recherche de traitement est en constante évolution, pour intervenir à différents stades de la maladie et préserver au mieux la vision des patients.
Procédures
Le déclenchement du modèle expérimental est dû à une injection intravitréenne. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives (imagerie, observations au biomicroscope). Ces examens sont réalisés chez l’homme en cabinet médical par un ophtalmologiste sans anesthésie et sans hospitalisation. Ils le sont également chez l’animal en clinique vétérinaire. Ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles mais certains qui nécessitent l’immobilisation complète de l'animal seront pratiqués sous anesthésie légère, ce type d'examen ne dure que quelques minutes. Les administrations de produits se feront soit par instillations (gouttes oculaires), soit par injection au niveau de l'œil (injection intravitréenne, sous conjonctivale), soit par administration orale, par injection sous cutanée, intraveineuse, ou intramusculaire (pour les anesthésiants). Ces instillations ou injections nécessitent le maintien de l’animal afin de l’immobiliser. Ces procédures sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les gouttes oculaires peuvent être administrées plusieurs fois avec généralement une moyenne de 3 administrations et un maximum de 8 administrations par jour. Les administrations de produit par injection au niveau de l'œil se feront sous anesthésie locale et générale si besoin, leurs fréquences sont plus limitées, une à deux fois par semaine. Ces procédures sont aussi un peu plus longues et nécessitent de placer l’animal sous un microscope chirurgical, et durent en général 5 minutes par animal. Si le traitement est administré par voie orale il peut être au maximum quotidien, par voie intraveineuse il sera au maximum 3 fois par semaine, si la voie d’administration est l’injections sous-cutanée, la fréquence sera au maximum de 2 fois par jours, sur la durée de l’étude soit maximum 2 mois. Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours des procédures expérimentales afin de doser le principe actif du traitement administré ou tout autre marqueur d'intérêt. Ces prélèvements se feront sur animal vigile et le temps nécessaire aux prélèvements ne dépassera pas les 5 minutes par animal. Les prélèvements de sang se feront par ponction et seront basés sur les recommandations du Gircor.
Impact sur les animaux
Ces modèles expérimentaux induisent une augmentation de perméabilité vasculaire transitoire, le retour à la normale se fait en quelques jours. Les nuisances pour l’animal sont celles dues aux manipulations de l'animal pour les observations, le stress dû aux contentions manuelles de l'animal pour les administrations de produits, les instillations ou la douleur éventuelle de la piqûre lors des injections de produits ou d'anesthésiant. L'administration des produits devrait engendrer tout au plus une douleur légère et de courte durée notamment lors de l’anesthésie. Au cours de l’anesthésie jusqu’au réveil, une baisse de la température corporelle pouvant induire un stress est attendue. En dehors de ces périodes d’examen ou d’administration de traitement, l’animal est libre de ces mouvements, avec un accès à l’eau et à la nourriture.
Devenir
Les animaux qui auront suivi la totalité de chaque procédure expérimentale seront mis à mort pour permettre de réaliser les évaluations ex vivo (évaluations histologiques, dosage de produit...). Pour les études d’efficacité de traitement, les animaux n’ayant pas suivi la totalité de la procédure (estimé à environ 10%, hormis ceux exclus pour cause de points limites) pourront être réutilisés dans d’autres procédures expérimentales compatibles avec l’avis du vétérinaire. Ces animaux sont des animaux qui sont exclus de l'étude en raison d'un défaut anatomique ou physiologique détecté aux examens de baseline au niveau de l'œil avant le début de l’étude. Ces animaux n'auront pas reçu d'induction de la pathologie, ni d'administration de traitement, seulement des examens qui ne sont pas invalidants mais qui potentiellement nécessitent une anesthésie.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer l’œil dans son environnement et dans sa globalité fonctionnelle. Les lignées cellulaires ou les systèmes alternatifs comme les organoïdes ne permettent d’étudier qu’une partie des mécanismes. En effet, l’œil est composé de différents tissus (vasculaires, rétinien neuronal, vitréen, cornéen, humeur aqueuse ...) de physiologie différente et soumis aux variations environnementales, aux interactions des tissus et organes voisins. Les études in vivo permettent d’observer les réponses physiologiques d’un traitement dans un organisme vivant en tenant compte des pharmaco cinétiques, des métabolites générés. Compte tenu de la complexité de l’organe nous aurons donc recourt à des animaux.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données bibliographiques et tient compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à l'aide des tests statistiques paramétriques ou non paramétriques suivant la distribution des données, avec possibilité d'effectuer des comparaisons multiples ; chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin. Un calcul de l’effectif sera réalisé avant chaque étape afin d’ajuster et de revoir à la baisse si possible le nombre d’animaux à inclure dans les procédures. Des évaluations non invasives de la pathologie sont utilisées tout au long de l'étude pour éviter la mise à mort de l'animal. Enfin, une attention particulière sera portée à la formation des opérateurs et à la qualité des soins apportés aux animaux, afin de garantir leur bien-être tout au long de l’étude
Raffinement
Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les animaux seront hébergés en binôme avec différents enrichissements adaptés à l'espèce. Les examens choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont non invasifs et semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet d'ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Afin de réduire le stress de l'animal lors d'examens nécessitant l'immobilisation de l'animal, une administration d'anesthésique sera réalisée. Lors des anesthésies des substituts de larmes sont régulièrement instillés sur les cornées pour éviter le dessèchement, un dispositif est prévu pour éviter l’hypothermie (tapis chauffant, ou lampe). Les procédures impliquées ne devraient pas entrainer de douleur. La sévérité de la demande est classée légère. L’application d’anesthésiant locaux est prévue avant les injections. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum, cependant si une complication apparait au cours du temps, l’emploi d’un analgésique de type buprénorphine sera envisagé.
Choix des espèces
Les espèces animales choisies ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la bibliographie scientifique. L’extrapolation à l’homme des effets sur l’œil en est d’autant plus facilitée. De plus, les modèles expérimentaux concernant cette pathologie sont largement utilisés et décrits sur ces espèces dans les publications de référence sur laquelle le projet est basé. Pour ce projet, des souris, des rats et des lapins ont été retenus pour tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce afin d’augmenter les chances de mener ce projet à terme. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes à leur arrivée dans notre animalerie. Les lapins inclus dans ce projet auront minimum 8 semaines et les rongeurs minimum 6 au début de l’étude, âge minimum pour la maturation de la rétine, conformément aux publications de référence qui servent de base aux modèles.
Rôles des sous-types de neurones corticaux dans l’intégration de l’information sensorielle et de l’état cérébral
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Injectées dans le cerveau dès la naissance, équipées plus tard d'une fenêtre optique posée par une chirurgie du crâne de deux heures, puis soumises à des séances d'imagerie de trois heures avant une perfusion intracardiaque finale: 864 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. La pose de la fenêtre et la craniotomie peuvent enflammer les tissus autour du cerveau et provoquer des douleurs. Le projet vise à décrire les fonctions respectives des dizaines de sous-types de neurones du cortex. À la fin, chaque animal est tué et son cerveau prélevé pour les analyses neuroanatomiques.
Objectifs
Notre cerveau se compose de divers types de neurones, qui remplissent respectivement diverses fonctions. Cette diversité de fonctions s’appuie sur leurs diverses propriétés neuronales (morphologie, excitabilité, connectivité, neurotransmetteur utilisé etc.). Dans le cortex cérébral, une région du cerveau importante pour des fonctions cognitives avancées (comme la mémoire, le langage, le traitement sensoriel etc.), on dénombre plusieurs dizaines de sous-types différents de neurones, que l’on peut diviser en 2 grandes catégories : inhibiteurs et excitateurs. Les données récentes de génétique nous permettent d’avoir une vue exhaustive de la diversité de ces types neuronaux, les données les plus récentes donnant environ 90 types de sous-types neuronaux différents dans le cortex cérébral, qui sont définis via leur signature moléculaire. Cette grande diversité pose plusieurs questions fondamentales en neurosciences : Tous ces sous-types remplissent-ils des fonctions différentes ? Quelles sont leurs fonctions respectives ? Comment ces différents sous-types contribuent-ils aux fonctions cognitives ? Ces questions sont primordiales, car non seulement elles nous avancent dans la compréhension du fonctionnement du cerveau, mais elles offrent également des pistes importantes pour le traitement des pathologies cérébrales, dans l’optique de pouvoir cibler certains sous-types spécifiquement pour compenser les symptômes de ces pathologies, plutôt que d’affecter le cerveau entier. L’objectif de notre projet est donc de définir quels sont les rôles respectifs des différents types de neurones corticaux. Plus particulièrement, notre projet s’intéresse aux rôles de ces sous-types dans l’encodage des informations sensorielles. Nos travaux récents ont montré que la diversité des neurones inhibiteurs corticaux est directement liée à l’encodage de la vigilance. Une hypothèse clé de notre projet est donc que les différents sous-types de neurones corticaux inhibiteurs suivent l’état cérébral (comme l’état d’éveil, de vigilance) et répercutent ces signaux sur le traitement des informations sensorielles, qui sont encodées par les neurones excitateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet est essentiel pour notre compréhension des circuits neuronaux du cortex cérébral, une région nécessaire à la cognition et impliquée dans de nombreuses pathologies cérébrales. A court terme ce projet permettra de déterminer avec précision et haute résolution quelles sont les fonctions jouées par les divers types de neurones corticaux, et comment ces fonctions évoluent en fonction du stade développemental. Ce projet pose les bases fondamentales nécessaires pour pouvoir comprendre : 1) quels sont les types de neurones critiques pour assurer le traitement sensoriel en fonction de l’état de vigilance 2) si des pathologies affectent certains types de neurones en particulier. Les deux aspects clés de notre projet que sont l’étude de la vigilance et l’étude du traitement sensoriel sont directement importants pour la compréhension de pathologies comme les troubles de l’attention ou la schizophrénie. De plus, en étudiant comment ces types de neurones se développent, nous pourrons acquérir des connaissances clés pour comprendre ce qui dysfonctionne dans les pathologies neurodéveloppementales telles que les Troubles du Spectre Autistique (TSA).
Procédures
Notre procédure comporte 4 interventions sur les animaux: 1) A la naissance, les animaux seront identifiés et genotypés grâce à un tatouage sous-cutané et a une biopsie du bout de la queue. Cette identification sera immédiatement suivie d’une courte injection dans le cerveau. Cette première procédure chirurgicale ne durera pas plus de 15min durant laquelle les animaux seront sous anesthésie générale. 2) Plus tard (stades juvénile ou adulte), les animaux seront soumis à une seconde procédure chirurgicale, consistant a l’implantation d’une fenêtre optique sur le crâne. Cette intervention durera environ 2h et sera réalisée sous anesthésie générale. 3) Au minimum deux jours plus tard, les expériences d'imagerie in vivo débuteront et se poursuivront sur plusieurs jours. Chaque session d’imagerie n’excèdera pas 1h30 pour les animaux plus jeunes et 3h pour les autres animaux. 4) A la fin de ce protocole, les animaux subiront une perfusion intracardiaque sous anesthésie et analgésie générale, qui sera sans réveil.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sur les animaux sont principalement liés à la douleur potentiellement causée par la craniotomie, ou à l’implantation d’une fenêtre d’imagerie sur le crâne. Ces deux opérations sont faites sous anesthésie générale. Bien que le cerveau lui-même ne soit pas sensible à la douleur, les tissus l’entourant (crane, dure-mère) peuvent s’inflammer et produire de la douleur. De notre expérience, l’implant et la craniotomie ne génèrent pas de douleur excessive en dehors de la chirurgie proprement dite.
Devenir
A la fin de la procédure, les animaux seront mis a mort et leur cerveau sera prélevé et préparé pour les études neuroanatomiques d’intérêt.
Remplacement
Répondre à notre objectif nécessite de pouvoir étudier le cerveau vivant, éveillé et en comportement. En ce sens, seules des approches menées sur un modèle animal peuvent améliorer les connaissances fondamentales sur le cerveau, ciblées par notre projet et dont pourront bénéficier à terme les études menées chez l’homme. En effet, les méthodes alternatives comme les organoïdes cérébraux ne permettent pas d’étudier des réseaux neuronaux fonctionnellement connectés et matures, et nous ne possédons pas encore les connaissances suffisantes pour établir des modèles purement informatiques (dits 'in silico') de ces réseaux corticaux complexes. C’est d’ailleurs un des aspects clés de notre projet : nous visons à établir une description fonctionnelle précise de ces réseaux de neurones, en se concentrant sur les différents types cellulaires, avec l’espoir que dans le futur cela rende possible des modèles in silico de ce type.
Réduction
Notre méthode principale, qui consiste à pouvoir enregistrer et déterminer l’activité de tous les sous-types présents dans le cortex dans un animal est une avancée majeure en termes de réduction du nombre d’animaux utilisés. En effet, pour la majeure partie de ce projet, nous utiliserons notre méthode de transcriptomique spatiale (une méthode innovante permettant de quantifier l’expression de plusieurs centaines de gènes en même temps en gardant l'information spatiale) pour identifier chaque sous-type a posteriori, alors que les méthodes préexistantes auraient requis un animal par sous-type (par exemple nous pouvons étudier l’activité des 5 classes de neurones inhibiteurs dans un même animal, alors que l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés requerrait 5 animaux différents pour un résultat moindre, car ne donnant pas accès aux corrélations entre populations). Pour l’instant, cette méthode ne permet que l’enregistrement de population spécifique et non la manipulation, c’est la raison pour laquelle nous devons tout de même utiliser ces lignées transgéniques pour les stimulations à l’aide de l’optogénétique. L’optogénétique permet de contrôler l’activité des neurones grâce à la lumière, en stimulant des molécules photosensibles. Dans notre cas, nous exprimeront ces molécules photosensibles dans des populations spécifiques grâces aux lignées transgéniques.
Raffinement
Le bien-être des animaux sera évalué régulièrement (croissance staturo-pondérale, aspect général, comportement). Une attention particulière sera portée aux nouveau-nés et juvéniles au cours des chirurgies pour réduire douleur et stress (anesthésie générale et locale, tapis chauffant, conditions d'asepsie strictes, protection des yeux, réhydratation, suivi strict postchirurgie et en particulier pour les nouveau-nés après leur réintroduction au sein de la portée). Les animaux seront hébergés dans des armoires ventilées, sous environnement contrôlé, dans des cages avec un environnement enrichi d'igloos cartonnés et de mini-rouleaux de papier foisonnant permettant aux femelles de faire des nids. Durant les enregistrements, les animaux seront réchauffés, à l’aide d’une lampe chauffante, pour compenser la déperdition de chaleur induite par la sortie de l’animal de sa cage.
Choix des espèces
Le modèle souris est particulièrement adapté pour répondre à nos objectifs scientifiques : 1) Les sous-types d’interneurones corticaux ayant été démontrés comme étant largement conservés entre humain et souris, le modèle de souris représente un excellent modèle pour étudier ces sous-populations de neurones. 2) Nous avons une expérience et une connaissance étendue du modèle pour les deux méthodes principales du projet : l’imagerie in vivo, et la transcriptomique spatiale (méthode permettant de quantifier l’expression de plusieurs centaines de gènes en même temps en gardant l'information spatiale). 3) Il existe de nombreuses lignées de souris transgéniques nécessaires pour le projet, qui permettent de cibler certaines populations de neurones pour pouvoir notamment manipuler leur activité. Un tiers des animaux sera utilisé à l’état de jeunes non-sevrés, un tiers des animaux sera utilisé à l’état de jeune non-sevré puis sevré et un tiers sera utilisé à l’âge adulte. Tous les animaux seront préalablement injecté à la naissance (nouveau-né).
Formation des nouveaux utilisateurs aux techniques de contention et d’expérimentation sur les animaux de la plateforme
- Formation professionnelle
Cochons d'Inde : 3
Lapins : 4
Autres oiseaux : 15
Replacés auprès d'associations ou de familles d'accueil à l'issue, 72 animaux non-humains, dont 50 souris, 4 lapins, 3 cobayes et 15 oiseaux, sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Sur eux, de nouveaux expérimentateurs s'entraînent aux gestes de contention, d'injection et de prélèvement, les actes douloureux étant réalisés sous anesthésie. Aucun animal n'est acquis pour ces sessions, tous étant pris parmi les témoins d'autres études en cours. La finalité tient à l'entraînement de manipulateurs sur des animaux vivants confrontés à des gestes réalisés par des personnes peu expérimentées.
Objectifs
L'objectif principal est de familiariser les nouveaux utilisateurs intervenant dans les projets en cours de validité sur la plateforme aux techniques de contention, d'injections et prélèvements et de développer une approche de respect et bienveillance vis à vis des animaux utilisés.
Bénéfices attendus
Permettre aux expérimentateurs de prendre confiance dans leurs actes de contention et d'expérimentation. Limiter le stress pour l'animal et l'expérimentateur. Limiter pour le manipulateur les risques de piqûres ou de morsures lors des actes expérimentaux. Ces formations permettront également aux personnes déjà expérimentées mais travaillant occasionnellement avec des animaux de se refamilliariser avec certaines techniques.
Procédures
Différents animaux seront soumis à des contentions, injections et prélévements en maintenant de bonnes conditions de bien être. Pour chaque espèce animale deux sessions seront organisées chaque année. Chaque session de formation aura une durée d'une heure 30 minutes en moyenne. Pendant ces formations les animaux qui subiront des injections ou prélèvements seront anesthésiés par voie gazeuse.
Impact sur les animaux
Une augmentation du stress des animaux est prévisible du fait que ces derniers vont être confrontés à des manipulateurs peu expérimentés. La douleur est comparable à celle d'une piqure d'aiguille pour les training administration ou prélèvement.
Devenir
Au terme des formations, les animaux seront replacés auprès d'associations ou familles d'accueil.
Remplacement
Nous allons acquérir des animaux factices d’entrainement pour une première approche des gestes de prélèvements et administration, cette phase sera mise en application sur les animaux vigiles. L'utilisation d'animaux sera réduite au maximum mais reste nécessaire pour que les nouveaux utilisateurs puissent maitriser les contentions.
Réduction
Aucun animal ne sera commandé pour ces formations. Les animaux utilisés seront choisis parmi les témoins des études réalisées.
Raffinement
Les gestes douloureux tels que les injections intradermiques sur les souris et les injections à la jugulaire sur les canaris seront effectués sous anesthésie. Un maintien des animaux sur tapis chauffant au réveil et une surveillance de la bonne récupération au retour en cage sera mise en place.
Choix des espèces
Les espèces choisies correspondent à celles utilisées dans nos DAP en cours de validité. Les animaux sont utilisés à l'age adulte, c'est leur stade de développement dans les études en cours.