Depuis 2021, les États membres de l’Union européenne doivent publier sous un format standardisé les résumés non techniques (RNT) des projets d’expérimentation animale autorisés sur leur territoire.
Le système européen ALURES, qui recense ces RNT, est exclusivement en anglais et manque cruellement d’ergonomie (un nouvel outil proposé depuis 2026 résoud partiellement ce problème). L’OXA regroupe donc régulièrement ici les RNT français pour en faciliter l’exploration et la compréhension d’ensemble.
Le contenu des résumés non techniques est rédigé à des fins de communication par les établissements d’expérimentation animale. Ces résumés sont donc soumis, au minimum, au biais de désirabilité sociale, qui peut avoir pour conséquence de mettre en avant de manière détaillée les bénéfices attendus et de limiter les détails et la description des contraintes imposées aux animaux. Par ailleurs, n’étant pas sourcées ni soumises à une relecture par les pairs, les affirmations contenues dans les RNT sur des sujets scientifiques n’ont aucune valeur de preuve, mais fournissent des indications sur le cadre théorique dans lequel les établissements travaillent.
NB. La sélection d’une période temporelle, plutôt que d’une simple date, sera disponible dès que l’extension de filtrage utilisée le permettra.
La durée des projets, disponible dans la base ALURES, n’est pas indiquée ici dans la mesure où elle désigne uniquement une durée prévue d’autorisation et n’apporte aucune information sur la durée réelle des projets.
Documents
Niveau de souffrances
Données ajoutées au fil de l’eau au moins une fois par semaine
Etude de la pharmacocinétique et de la biocompatibilité d’agents de contraste pour l’IRM basés sur du fer chez le rat et le lapin
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Lapins : 81
147 animaux seront gardés vivants et réutilisés dans un autre projet, 90 autres tués sans reprise de conscience pour doser le produit dans leurs organes: 237 rats et lapins vont être utilisés pour tester des agents de contraste IRM à base de fer. Chaque animal reçoit une injection unique de produit et passe trois séances d'imagerie sous anesthésie générale. Le porteur présente ces agents au fer comme une alternative au gadolinium, jugée plus sûre pour les patients en insuffisance rénale. Il justifie l'étape animale par les preuves précliniques exigées avant tout essai chez l'humain.
Objectifs
Les agents de contraste pour l’Imagerie par Résonnance Magnétique (IRM) sont des molécules destinées à améliorer la qualité des images en réhaussant le signal là où elles sont présentes (hypersignal). Cela permet, lors d’un examen par IRM, de mettre en évidence certaines régions difficiles à visualiser. Actuellement, les agents de contrastes commerciaux sont basés sur le gadolinium. L’instabilité de certains agents provoque un relargage du gadolinium dans le corps, ce dernier s’accumulant dans différents organes provoquant des maladies chroniques chez les patients en insuffisance rénale sévère. En conséquence, de nombreux produits ont été retirés du marché européen et les radiologues font désormais preuve d’une pharmacovigilance renforcée en ce qui concerne l’utilisation des produits restants, également basés sur du gadolinium mais supposés plus stables. L’utilisation de ces derniers est désormais contre-indiquée chez certains types de patients lorsque d’autres subissent des examens à répétition, et donc une exposition répétée. De plus, avec l’accélération du vieillissement de la population, il est nécessaire de développer des alternatives aux agents à base de gadolinium dans le cadre de l’IRM. L’équipe de recherche qui fait la présente demande d’autorisation de projet développe depuis plus de 15 ans des agents de contraste basés sur du fer. Le fer est présent en grande quantité dans le corps humain qui possède donc des mécanismes de régulation, d’utilisation et d’élimination d’ions fer libres, contrairement au gadolinium qui est absent de celui-ci. Les agents de contraste basés sur du fer comporteront un risque moins élevé chez les patients atteints d’insuffisance rénale sévère. Dans le cadre de ce projet, une preuve de concept in vivo chez la souris a été obtenue et confirme l’efficacité des produis ainsi que l’absence de toxicité aiguë. Le projet doit étendre sa phase d’étude préclinique afin d’évaluer les produits dans des conditions d’utilisation réelles (IRM préclinique) chez le rat et le lapin avant d’envisager une utilisation chez l’humain. L’obtention de ces images permettra la mise en évidence du potentiel de molécules candidates comme alternatives aux produits de contraste commerciaux.
Bénéfices attendus
Les acquisitions d’images réalisées illustreront et exemplifieront le brevet en cours de rédaction, qui constitue la base de la propriété intellectuelle nécessaire pour développer le projet. Ces études précliniques représentent une étape cruciale, en démontrant l’intérêt médical et la faisabilité pratique de la technologie. Les résultats précliniques apportés sont essentiels pour obtenir les autorisations réglementaires nécessaires au développement d’un agent de contraste destiné à l’humain. Les images recueillies valideront pré-cliniquement la structure des molécules testées, permettant ainsi de sélectionner la molécule candidate pour la suite des démarches réglementaires. En définitive, ces résultats favoriseront l’avancement du projet vers son autorisation réglementaire afin de bénéficier aux centaines de milliers de patients en Europe qui souffre d’insuffisance rénale chronique pour leur permettre un diagnostic IRM sans risque.
Procédures
Les animaux seront exposés à trois séances d'imagerie IRM sous anesthésie générale et une injection unique de produit de contraste lors de la première séance (3 heures); deux séances supplémentaires (30 minutes) sont prévues trois et sept jours plus tard afin de vérifier l'élimination complète du produit (une unique injection de produit, trois anesthésies sur un total de sept jours, trois poses de cathéter pour le lapin et une seule pour le rat). L’injection de produit sera réalisée de manière systémique 30 minutes après l’induction de l’anesthésie.
Impact sur les animaux
Les animaux inscrits dans ce projet seront exposés à une procédure modérée avec un temps d’anesthésie inférieur à trois heures. Les agents de contraste, bien que supposés non toxiques, peuvent avoir des effets indésirables sur la santé de l’animal, notamment si le produit est retenu dans un tissu particulier. Une attention particulière sera portée sur le comportement de l’animal post-injection (respiration, gonflement, rythme cardiaque). Les effets indésirables attendus, bien que rares, sont de même nature que pour une injection de produit de contraste commercial : hypersensibilité, réaction anaphylactique, allergie cutanée, vasodilatation, malaise, fièvre, nécrose tissulaire, phlébite au point d’injection. Nuisances : 1) L’induction de l’anesthésie générale peut entraîner un stress physique modéré et/ou une détresse légère à modérée de courte durée. Elle sera soumise trois fois pour chaque animal à trois jours d’intervalle minimum. 2) La piqûre d'une aiguille pour la prémédication chez le lapin peut entraîner une douleur légère de courte durée. Elle sera soumise trois fois pour chaque animal à 3 jours d’intervalle minimum. 3) L’injection intraveineuse d’agents de contraste peut entraîner un stress physique léger ou réactions hémodynamiques (tachycardie, hypotension) de courte durée. Elle ne sera soumise qu’une seule fois par animal.
Devenir
Un nombre de deux animaux par produit sera euthanasié pendant le protocole d’imagerie afin d’extraire les organes d’accumulation du produit et doser ce dernier dans les tissus. Les trois animaux de contrôle seront également euthanasiés. Cela représente 63 rats et 33 lapins. Les interventions effectuées sur les animaux sont compatibles avec un maintien en vie des animaux. Le groupe d’animaux maintenus en vie pourront être réutilisés dans un autre projet.
Remplacement
Ce projet, à la frontière entre la recherche fondamentale (de par la totale nouveauté des concepts moléculaires développés) et la recherche appliquée (valorisée par un futur brevet), a permis la réalisation d’une preuve de concept in vitro et in vivo. Dans une optique de développement du concept moléculaire vers un agent d’imagerie à destination de l’humain, effectuer des tests de biocompatibilité, de performance et de pharmacocinétique in vivo de molécules sur différents modèles animaux est une étape indispensable avant le passage chez l’humain (essais cliniques réglementaires). Dans ce but, aucune autre procédure ne peut remplacer cette étude.
Réduction
Le nombre total estimé d'animaux nécessaire est basé sur le nombre maximum d'agents de contraste à tester avec au plus cinq animaux par agent (dont deux seront euthanasiés pendant la première imagerie), cinq étant un chiffre jugé suffisant par l’équipe de recherche pour conclure sur l’intérêt d’un produit et juger de la répétabilité des données sur au minimum trois animaux sur cinq. C’est la raison pour laquelle le projet n’utilisera pas d’animaux de réforme, afin de garantir une comparaison fiable des données avec le nombre limité d’animaux utilisés. Les animaux gardés en vie seront imagés à deux reprises pour vérifier la présence ou non d’hypersignal dans certains tissus plusieurs jours après l’injection. L’IRM étant une technique d’imagerie non-invasive, elle permet de réduire par trois le nombre d’animaux nécessaire.
Raffinement
Les animaux seront suivis de manière quotidienne, manipulés par le zootechnicien pour réduire toute forme de stress. Ils seront pesés pour un suivi de gain de poids qui permettra le bon calcul des doses à administrer le jour de l’expérimentation. Le raffinement est appliqué, par l’utilisation de boxes/cages enrichis : foin, abris, bâton et bloc de cellulose à ronger sont fournis aux lapins. Tunnel, abri, nid et bloc de bois à ronger sont fournis aux rats. Ceux-ci leur permettent d’exprimer au mieux leur comportement naturel. La règle de raffinement est aussi mise en place au cours de la procédure avec l’utilisation d’une grille de suivi et des points limites adaptés. Les animaux seront exposés à une procédure modérée avec un temps d’anesthésie inférieur à trois heures. Les animaux seront conditionnés dans un lit dédié à l’exploration anatomique, chauffé par thermorégulation par système de circulation d’eau chaude avec monitoring de la respiration et suivi de température. On instillera une goutte d’Ocrygel dans chaque œil de l’animal pour prévenir de la dessication oculaire. Notre attention sera portée sur les gestes expérimentaux pouvant causer un stress ou une douleur telle que l’injection intraveineuse d’agents de contraste.
Choix des espèces
Le rat est l’espèce la plus adaptée pour évaluer pré-cliniquement les agents de contraste sur l’instrument d’IRM préclinique 7 Tesla pour petit animal utilisé pour cette étude. Le faible volume corporel du rat permet une imagerie précise et résolue du corps entier. En effet, l’instrument est adapté à l’imagerie de petits rongeurs en disposant d’une cavité adaptée et d’un lit adapté. De plus, le faible volume sanguin du rat implique un faible volume d’injection et donc la production d’une quantité d’agent de contraste acceptable. Le rat est plus adapté à l’étude des produits de contraste en IRM que la souris car le temps de demi-vie dans le sang est plus long (20 min contre 5 min respectivement) ce qui permet un suivi plus précis de la biodistribution des produits dans les premiers instants après l’injection. Le lapin est l’espèce la plus adaptée pour notre étude sur les instruments IRM cliniques 1.5 Tesla et 3 Tesla utilisé pour cette étude. En effet, le lapin est l’animal le plus petit utilisable sur ces instruments normalement adaptés à l’humain ou aux grands animaux. Le lapin est également l’espèce de choix pour réaliser des études en angiographie. Les animaux seront commandés au stade de développement « jeune-adulte » pour garantir un métabolisme et une morphologie adéquats pour l’étude. Cela permet également une taille et un poids adaptés aux instruments. Enfin, leur âge précoce permet d’envisager leur réutilisation dans d’autres projets.
Évaluation dans un modèle porcin sain des performances d’un prototype d’agent de contraste pour l’angiographie par résonance magnétique ET l’imagerie tissulaire – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Pour comparer deux agents de contraste destinés à l'angiographie par résonance magnétique, 9 cochons sains de 40 kg vont être utilisés, sept dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et deux opérés sous anesthésie sans jamais être réveillés. Chaque animal reçoit les deux produits à une semaine d'intervalle, sous anesthésie générale avec intubation et après un jeûne de quinze heures, l'injection dans la veine auriculaire pouvant provoquer un hématome. Le porteur annonce un prélèvement d'intestin incompatible avec un réveil chez trois des neuf animaux, quand le tableau des gravités n'en déclare que deux sans réveil. Le retour à l'élevage d'origine est écarté pour des raisons sanitaires, ce qui condamne les autres à la mise à mort.
Objectifs
L’angiographie par résonance magnétique (MRA) avec injection d’un agent de contraste est une technique qui permet de détecter des lésions vasculaires chez des patients atteints de pathologies artérielles, en utilisant l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). L’objectif de ce projet est de comparer deux produits de contraste à dose réduite. Il s’agit ici de confirmer l’efficience de ces doses réduites, dans une logique de diminution du produit de contraste résiduel, ainsi que son efficacité sur des lésions vasculaires et tissulaires. Dans cette étude le recours à l’animal (porc sain) a été choisi car l’imagerie peut s’effectuer avec des protocoles d’angiographie transposables directement à l’humain.
Bénéfices attendus
Sur le court terme, ce projet va permettre de documenter l’efficacité d’un nouvel agent de contraste lors d’une angiographie par résonance magnétique, de l'imagerie tissulaire, et de déterminer ses performances et ses limites dans cette application médicale. Sur le plus long terme, ce projet s’inscrit dans l’intérêt clinique des patients, en effet le praticien hospitalier pourra déterminer la meilleure posologie à attribuer aux patients tout en préservant les mêmes performances que les agents de contraste actuellement sur le marché.
Procédures
Les animaux de la pré-étude subiront 1 séance d'imagerie par résonnance magnétique sous anesthésie générale d'une durée de 1 heure, durant laquelle ils recevront 1 injection de produit de contraste (injection lente sur 5 minutes). Les animaux de l'étude principale subiront 2 anesthésies générales à 7 jours d'intervalle. La 1ère anesthésie permettra une séance d'imagerie par résonnance magnétique d'une durée de 1 heure, durant laquelle ils recevront 1 injection de produit de contraste (injection lente sur 5 minutes) et 1 prise de sang (durée 2 minutes) sous anesthésie générale. Lors de la 2ème anesthésie générale 7 jours après, LES animaux subirONT de nouveau une séance d'imagerie par résonnance magnétique d'une durée de 1 heure, durant laquelle ils recevront 1 injection de produit de contraste (injection lente sur 5 minutes) et 1 prise de sang (durée 2 minutes) sous anesthésie générale. 3 ANIMAUX SUBIRONT UNE INTERVENTION CHIRURGICALE DE PRELEVEMENT D'INTESTION GRELE SOUS ANESTHESIE GENERALE D'UNE DUREE DE 3 HEURES.
Impact sur les animaux
Les complications d’une anesthésie sont rares. En cas d’irritation de l’appareil respiratoire supérieur (liée à l’intubation), un anti inflammatoire non stéroïdien sera administré. L’injection des produits de contraste à la veine auriculaire ainsi que les médicaments par voie intraveineuse peuvent entrainer un hématome. La manipulation lors des anesthésies et la mise à jeun peuvent entraîner un stress. Les produits qui seront injectés aux sujets sont des agents de contraste destinés à l’usage chez l’homme. Les produits de contraste ont globalement un excellent profil de tolérance, avec une élimination rapide. Concernant les effets potentiels chez l’animal, ils sont considérés comme très faibles. Par conséquent, il n’est pas attendu de toxicité particulière dans cette étude chez le porc.
Devenir
Une fois les procédures effectuée, les animaux seront euthanasiés. En effet le retour à l'élevage d'origine est impossible pour des raisons sanitaires. DE PLUS 3 DES 9 ANIMAUX AURONT SUBI UN PRELEVEMENT D'INTESTIN INCOMPATIBLE AVEC UN REVEIL.
Remplacement
Pour s'assurer de l'efficacité réelle des agents de contraste, des tests in vivo sont indispensables. En effet, le recours aux animaux permet d’avoir des modèles ayant de fortes homologies avec l’humain, soulignant ainsi le transfert possible des résultats vers l'humain. Cela permet également de prendre en considération le comportement des agents de contraste au sein des différents organes. Le projet sera conduit sur des porcs ayant un poids d’environ 40 kg. Le modèle porcin est déjà validé pour les études cardiovasculaires. Le choix de cette espèce nous permettra de comparer nos résultats aux données de la littérature et d’avoir des résultats proches de ceux attendus chez l’humain. Nous avons décidé d’utiliser des porcs sains de 40 kg car ils présentent des homologies avec l’humain, notamment un rapport poids du coeur sur poids du corps équivalent. En effet, la majorité des études sur le système cardiovasculaire est effectuée chez des porcs compris dans cette fourchette de poids. De plus, l’étude en imagerie in vivo s’effectuera avec des protocoles d’imagerie par résonance magnétique directement transposables chez l’humain.
Réduction
9 animaux sont prévus, 2 pour la pré-étude, et 7 pour le projet en lui-même. Le calcul du nombre d’animaux a été déterminé selon la bibliographie existante, et l’expertise de notre laboratoire. Pour le projet en lui-même, les mêmes animaux recevront les deux produits à une semaine d’intervalle permettant une comparaison très fine de la qualité de visualisation du réseau artériel, chaque animal étant son propre témoin anatomique. Pour la comparaison des produits, un total de n=7 animaux par produit sera disponible permettant de faire des comparaisons intra individuelles. L’injection des deux agents de contraste sera espacée d’une semaine. Le volume d’injection de chaque composé sera ajusté pour être identique afin de ne pas apporter un biais à l’étude.
Raffinement
La procédure sera réalisée par du personnel expérimenté, ayant une expertise de l'anesthésie et de l’euthanasie chez des modèles porcins. Les animaux seront manipulés dans le calme, avec douceur, et des récompenses alimentaires seront distribuées autant que nécessaire. Nous avons fait le choix de passer par la veine auriculaire, et non la veine jugulaire, pour l’injection des produits de contraste afin de limiter au maximum la douleur pouvant être infligée à l’animal. En outre, les deux examens en imagerie réalisés sur chaque animal seront espacés de 7 jours pour éviter des anesthésies trop rapprochées. Les porcs seront maintenus sous oxygène à la fin de la 1ère anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé. Les différentes séquences d’imagerie par résonance magnétique enchainées après l’injection du produit de contraste sont courtes (autour de 5 min maximum), ce qui permet de répéter les mesures tout en limitant la durée totale de l’anesthésie. Des mesures seront prises dès la prise en charge de l’animal jusqu’à la réalisation de la procédure en imagerie in vivo : les animaux arriveront 2 jours avant, et seront mis à jeun 15 h avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. - Anesthésie : induction par voie intramusculaire. Intubation, ventilation, et maintien par voie gazeuse. Per-imagerie - Anesthésie par voie gazeuse. Post imagerie : les animaux se réveilleront en case individuelle, puis rejoindront leurs congénères en case collective le plus rapidement possible. L’enrichissement du milieu est assuré à l’aide de paille et de jouets adaptés. POUR LES PRELEVEMENTS D'INTESTIN LES ANIMAUX SERONT MAINTENUS SOUS ANESTHESIE GENERALE. UNE ANALGESIE MULTIMODALE SERA MISE EN PLACE.
Choix des espèces
Nous avons décidé d’utiliser des porcs sains d’environ 40 à 50 kg car ils présentent des homologies avec l’Humain, notamment un rapport poids du cœur sur poids du corps équivalent. En effet, la majorité des études sur le système cardiovasculaire est effectuée chez des porcs compris dans cette fourchette de poids. Dans notre étude nous allons notamment nous intéresser à l’arbre artériel (ex : aorte), ce qui rend ce modèle d’étude pertinent. De plus, l’étude chez le porc peut être effectuée avec des protocoles IRM directement utilisables chez l’humain. Des porcs compris entre 40-50 kg seront utilisés dans l’étude. A ce stade de développement, le porc présente plus de caractéristiques communes avec l’humain que le porc adulte pesant entre 80-100 kg. Nous utiliserons indifféremment des mâles et des femelles car aucune différence entre les sexes est attendue selon la littérature scientifique.
Etude de l’inflammation systémique en imagerie à particules magnétiques (MPI) dans un modèle de sépticémie
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Le cæcum est ligaturé puis perforé chirurgicalement pour provoquer une péritonite à germes multiples, avec douleur post-opératoire, prostration, arrêt de l'alimentation, hypothermie, défaillance de plusieurs organes et risque de mort. 80 souris sont utilisées, 70 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère et 10 dans des procédures modérées, toutes tuées à l'issue. Elles servent de support à un agent de contraste magnétique développé au laboratoire, avec deux poses de cathéter sous anesthésie profonde et deux séances d'imagerie 24 et 72 heures après la chirurgie. Sur les mesures destinées à limiter la douleur, le porteur annonce une surveillance régulière et des "interventions adaptées", sans nommer d'analgésique, de grille de score ni de point limite.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de tester une nouvelle méthode d’imagerie médicale permettant de repérer très tôt les signes d’inflammation généralisée causée par une septicémie. La septicémie est une réaction inflammatoire importante de tout l’organisme en réponse à une infection grave, pouvant entraîner des complications vitales si elle n’est pas détectée rapidement. Pour cela, nous utiliserons un agent de contraste expérimental constitué de petites particules capables de se fixer sur certaines structures présentes à la surface des vaisseaux sanguins lorsqu’une inflammation apparaît. Les premiers essais ont montré que cet agent permet d’obtenir des images plus sensibles que les techniques classiques. Il est bien toléré, se dégrade naturellement et cible spécifiquement les zones où les vaisseaux sont activés par l’inflammation. Ainsi, cette approche pourrait devenir un outil précieux pour détecter précocement la septicémie et en suivre l’évolution. Dans ce projet, nous prévoyons de tester cette méthode dans un modèle murin afin d’évaluer sa capacité à identifier rapidement une inflammation généralisée.
Bénéfices attendus
Nous développons dans notre laboratoire un nouvel agent de contraste expérimental qui pourrait améliorer la manière de détecter les inflammations dans le corps. Grâce à ses propriétés magnétiques, il permet d’obtenir des images très précises avec une technologie d’imagerie innovante basée sur la détection directe de particules magnétiques. Nous pensons que cette méthode permettra d’identifier très tôt et avec une grande précision l’inflammation provoquée par la septicémie. La septicémie est une infection grave qui entraîne une réaction inflammatoire généralisée pouvant endommager plusieurs organes si elle n’est pas traitée rapidement. Aujourd’hui, il est difficile pour les médecins d’évaluer rapidement le degré d’inflammation chez un patient sepsique, ce qui complique le choix du traitement et du moment où l’administrer. Cette nouvelle approche d’imagerie pourrait permettre de connaître rapidement l’état inflammatoire d’un patient, facilitant l’adaptation du traitement à chaque situation. À terme, elle pourrait améliorer la prise en charge des personnes atteintes de septicémie et augmenter leurs chances de guérison.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : (i) Induction du modèle inflammatoire par chirurgien (ii) Pesée lors des manipulations (iii) 2 Poses d’un cathéter sous anesthésie profonde (iv) 2 Imageries MPI avec injection de produit de contraste à 24h et 72h post chirurgie.
Impact sur les animaux
Le modèle de septicémie par ligature et ponction cæcale (CLP) peut induire plusieurs effets indésirables sur les animaux. Cette intervention chirurgicale provoque une péritonite polymicrobienne entraînant une réponse inflammatoire systémique importante, qui peut se traduire par de la douleur post-opératoire, de la prostration, une diminution de l’activité spontanée dans la cage, un arrêt ou une réduction de la prise alimentaire et hydrique, ainsi qu’une perte de poids. Dans certains cas, une hypothermie, une déshydratation ou une défaillance multiviscérale peuvent survenir, et le modèle présente un risque de mortalité qui doit être étroitement surveillé. Lors du protocole d’imagerie MPI, celui-ci se déroulera sous anesthésie générale des animaux. La pose du cathéter veineux pour l’administration de l’agent de contraste peut provoquer localement un hématome ou une gêne transitoire.
Devenir
Tous les animaux de cet étude sont mis à mort à l’issue des 2 procédures. Tous les animaux seront mis à mort à l’issue des procédures en raison de la sévérité du modèle de septicémie induite par CLP, incompatible avec le maintien en vie ou la réutilisation des animaux. La mise à mort est également nécessaire à la réalisation des analyses terminales (perfusion intracardiaque et prélèvements tissulaires) indispensables à la validation des données expérimentales.
Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisés avec notre agent de contraste en imagerie à particules magnétiques (utilisation de « fantômes ») et ont permis de montrer que les propriétés magnétiques des microparticules conféraient un signal spécifique en imagerie à particules magnétiques (MPI). Toutefois, les expériences in vivo ne peuvent pas être totalement remplacées par des études in vitro car il est nécessaire d’estimer l’affinité de notre agent de contraste pour les molécules d’adhésion endothéliales exprimées en conditions inflammatoires ainsi que les temps de ciblage et sa détectabilité de notre agent de contraste en imagerie MPI lorsqu’il est dans un organisme.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été évalué au regard de nos données antérieures qui avaient employé des protocoles d’imagerie similaires pour évaluer l’inflammation dans d’autres tissus à l’aide de microparticules magnétiques. Ces études ont montré que 5 animaux par groupe permettaient déjà de mettre en évidence une différence significative de signal. Afin de renforcer la robustesse statistique de nos résultats, nous avons retenu un effectif de 10 animaux par groupe.
Raffinement
Des mesures spécifiques seront mises en place tout au long du projet afin de limiter la douleur, la souffrance et le stress des animaux. Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière de leur état général, et des interventions adaptées seront réalisées si nécessaire afin de préserver leur bien-être. Lorsque l’état de santé d’un animal se détériore de manière incompatible avec la poursuite de l’étude, des mesures appropriées seront appliquées conformément à la réglementation en vigueur.
Choix des espèces
La souris (mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine de l’inflammation cérébrale et les caractéristiques de la pathologie sont donc bien connus. L’anatomie et la physiologie de la circulation cérébrale sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier l'inflammation. Le stade de développement des animaux est de 8 à 10 semaines soit un poids de 35-40g. Nous effectuons donc notre modèle sur des jeunes adultes.
Evaluation de l’effet radio-sensibilisant d’agents de contraste
- Recherche appliquée
- Cancers
294 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Des cellules tumorales leur sont injectées dans la mamelle, puis un agent de contraste directement dans la tumeur, avant trois séances d'irradiation localisée sous anesthésie générale, une par jour. Le porteur indique que le modèle est réputé produire des tumeurs qui nécrosent rapidement malgré leur petite taille, et que cette nécrose peut entraîner une douleur modérée. Il annonce un changement radical dans l'administration des radio-sensibilisants, bloquée depuis des décennies sur des dérivés du platine, quand l'étude compare des formulations d'émulsions sur des tumeurs greffées.
Objectifs
L’objectif de cette étude est d’évaluer l’effet radio-sensibilisant de différentes formulations d’émulsions d'agents de contraste sur la croissance tumorale ainsi que la caractérisation des modifications du microenvironnement tumoral associées aux traitements. Cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles combinaisons thérapeutiques et conduire à un changement radical dans l’administration concomitante de radio-sensibilisants, qui sont restés depuis des décennies bloqués sur des agents relativement anciens et parfois toxiques tels que les dérivés du platine, générant un gain thérapeutique relativement faible.
Bénéfices attendus
En adoptant cette approche, nous visons à minimiser les limitations des thérapies utilisées seules, à améliorer les résultats thérapeutiques et à augmenter la réponse globale des tumeurs en limitant les toxicités liées aux traitements. Cette stratégie de traitement à multiples facettes non seulement promet d'améliorer les résultats thérapeutiques actuels mais pourrait également nous conduire à développer de nouvelles stratégies de traitement antitumoral plus efficaces et moins toxiques. Ce projet espère fournir une base solide et des nouvelles perspectives pour optimiser les traitements cliniques futurs tout en réduisant les effets secondaires des thérapies en question.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections de cellules tumorales sous anesthésie locale (une fois, durée environ 20 secondes) et à une injection du traitement (une fois, durée environ 20 secondes), sous anesthésie générale. Les animaux auront des irradiations localisées des tumeurs (une fois par jour pendant trois jours, un cycle d'irradiation dure environ 2 minutes), sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
En raison de la croissance des tumeurs ou des effets secondaires des traitements, les animaux peuvent présenter des changements de comportement modérés, tels qu'une diminution de l'appétit et/ou une réduction de l'activité. Le modèle utilisé est réputé pour produire des tumeurs qui nécrosent rapidement, malgré leur petite taille. Cette nécrose peut entraîner une douleur modérée à court terme.
Devenir
Les animaux seront tous euthanasiés à l'issue de chaque procédure pour examen post-mortem sur tissus et organes.
Remplacement
Ce projet a pour but d’évaluer l'effet thérapeutique des agents de contrast à base de lipiodol, combinés à la radiothérapie. Ceci exige donc un système biologique dynamique et complet en interaction direct avec le stroma tumoral. Ceci nécessite le recours à un modèle animal vivant entier et ne peut pas être modélisé in vitro ni in silico..
Réduction
Afin de réduire au minimum le nombre d’animaux à utiliser nous permettant d’atteindre les objectifs du projet, nous avons réalisé une analyse statistique à priori, afin de calculer le nombre d’animaux nécessaires pour détecter des différences significatives pour chaque procédure expérimentale. Le critère de jugement principal pour le calcul de puissance est la taille tumorale.
Raffinement
Une anesthésie générale sera faite lors des injections des cellules tumorales dans la mamelle de la souris mais aussi lors des injections de agents de contraste en intratumoral. Les conditions d'hébergement des animaux seront optimisées, en fournissant l'environnement et la nourriture nécessaire. Leur environnement sera enrichi avec du coton ou des maisons en carton afin de diminuer leur angoisse. Le comportement et l'état de santé des animaux seront surveillés quotidiennement, pour identifier et traiter toute anomalie. Les souris seront élevées en groupe pour minimiser le stress de l'isolement. Une pesée sera effectuée régulièrement, au minimum de façon hebdomadaire. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués. Un aliment appétent et énergétique sera proposé en cas de nécessité.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie l'étude de la croissance tumorale. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez la souris en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui facilite le transfert des résultats obtenus chez la souris en clinique. Les souris seront utilisées à un âge de 7 à 9 semaines, âge auquel les souris sont adultes.
Cibler les structures lymphoïdes tertiaires par IRM et IPM moléculaire dans des modèles murins d’inflammation chronique
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Un lupus provoqué par une injection unique dans le péritoine, une arthrite par deux injections intradermiques, une colite chimique : 540 souris sont soumises à ces modèles inflammatoires puis à des séances d'imagerie de trente minutes, cathéter posé sous anesthésie profonde, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées à l'issue. Le porteur veut valider un agent de contraste couplé à un anticorps pour visualiser sans biopsie les agrégats immunitaires qui se forment dans les tissus enflammés. Il décrit pourtant, pour la colite, une diarrhée, des saignements et une souffrance de durée possiblement prolongée sur plusieurs jours, et fixe la mise à mort à plus de 20 % de perte de poids ou à un score de grimace supérieur à 1,5.
Objectifs
Les structures lymphoïdes tertiaires (TLS) sont des agrégats immunitaires de quelques centaines de micromètres qui se développent dans les tissus sous l'effet d'une inflammation chronique. En temps normal, ces TLS possèdent probablement de nombreux avantages en permettant de générer une réponse immunitaire locale. Néanmoins, dans des situations d'inflammation chronique ces structures entretiennent la pathologie présentée. Il a ainsi pu être démontré chez l'homme que la présence de TLS était associé à un mauvais contrôle de la pathologie au cours de rhumatismes inflammatoires, de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin ou de pathologies auto-immunes. Afin de visualiser l'inflammation en imagerie, il est possible d'utiliser des agents de contraste magnétiques pouvant être détectés par des techniques d'IRM ou d'imagerie à particules magnétiques (une modalité d'imagerie récemment introduite qui repose sur la détection du signal émis uniquement par les microparticules d'oxyde de fer, et qui permet la réalisation d'une étude corps entier, contrairement à l'IRM) et sélectivement dirigées contre un marqueur inflammatoire spécifique de la structure d'intérêt. Les TLS sont entourées de cellules vasculaires très spécialisées, qui expriment un motif appelé PNAd. Ce motif est reconnu par un anticorps spécifique, qu'il est alors possible de coupler à l'agent de contraste afin de permettre la visualisation des TLS par une approche d'imagerie. Un nouvel agent de contraste biocompatible a récemment pu être développé, ouvrant ainsi la voie à une translation à l'homme. Nous souhaitons donc valider cette approche d'imagerie moléculaire des TLS en utilisant ce nouvel agent de contraste couplé à un anticorps dirigé spécifiquement contre PNAd dans différents modèles précliniques de pathologies inflammatoires ou auto-immunes. Ceci permettrait de valider la possibilité d'une imagerie moléculaire de l'inflammation chez l'homme, par l'utilisation de ce nouvel agent de contraste.
Bénéfices attendus
La présence de TLS au sein des sites inflammatoire a pu être démontrée comme associée à un mauvais pronostic, y compris sous traitement immunomodulateur. L'évolution de la présence et du nombre de TLS a également pu être associée à la réponse thérapeutique. Actuellement, l'identification des TLS au sein d'un organe d'intérêt repose sur l'analyse microscopique du tissu après réalisation d'une biopsie. Cette technique présente de nombreuses limites. Il s'agit en effet d'un examen invasif, avec un risque de complication (hémorragie du site de ponction, perforation...) non négligeable, ce d'autant plus si l'on souhaite évaluer l'évolution des TLS au cours du temps et donc répéter les examens. De plus, l'analyse d'une biopsie n'apporte qu'une information parcellaire et ne permet pas une analyse complète de l'organe d'intérêt. Outre l'absence de vision d'ensemble, le risque de faux négatif est donc important. Enfin, la réalisation d'une biopsie est un examen destructeur, qui empêche donc le suivi d'une structure donnée au cours du temps. Pour toutes ces limites, il apparaît aujourd'hui nécessaire de développer une technique non invasive permettant l'étude, le suivi et la caractérisation des TLS. Le développement et la validation de notre agent de contraste utilisable en IRM dans différents modèles de pathologies inflammatoires permettrait ainsi d'ouvrir la voie de l'imagerie non invasive de l'inflammation en pratique clinique humaine.
Procédures
Les animaux seront suivis aux interventions suivantes : induction d'un modèle de lupus par injection intra-péritonéale unique (30 secondes) ou induction d'un modèle d'arthrite par deux injections intradermiques sous anesthésie profonde (5 minutes chaque) ; pesées quotidiennes (durée inférieure à 5 minutes) ; pose d'un cathéter pour l'administration de l'agent de contraste sous anesthésie profonde (environ 15 minutes) ; réalisation d'examens d'imagerie avec injection de l'agent de contraste (environ 30 minutes) ; injection d'un traitement par voie intra-péritonéale (30 secondes)
Impact sur les animaux
Les modèles de colite utilisés sont susceptibles d'occasionner des effets indésirables chez les animaux. Compte-tenu de notre expérience dans l'utilisation de ce modèle et des données de la littérature, nous savons que le modèle de colite est susceptible de produire une diarrhée et des des saignements. Il est susceptible d'entraîner une perte de poids chez les animaux, un inconfort physique et une souffrance de durée possiblement prolongée (quelques jours). Le modèle de lupus est susceptible d'entraîner une ascite, puis l'apparition de douleurs articulaires. L'effet le plus sévère de ce modèle rapporté dans la littérature est la survenue d'un saignement pulmonaire. Néanmoins, les souris utilisées ici, ne présentant pas ce type d'évènement. Le modèle de polyarthrite est susceptible de produire des douleurs et gonflements articulaires. La réalisation de l'imagerie, accompagnée de la pose d'un cathéter veineux peut se traduire par une douleur au point d'injection, une inflammation, une infection du site, une perte de poids.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures pour ne pas laisser une éventuelle souffrance méconnue perdurer.
Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisés pour évaluer l'affinité de l'agent de contraste ciblant PNAd sur des cultures de cellules endothéliales. Néanmoins, il reste nécessaire d'étudier l'affinité de l'agent de contraste pour sa cible moléculaire à l'échelle de l'organisme, d'étudier le rapport signal/bruit à l'échelle de l'organisme, de comparer les données obtenues avec celles d'une imagerie sans produit de contraste spécifique. Les procédures expérimentales décrites ci-après sont donc nécessaires afin de pouvoir valider la faisabilité de notre approche à l'échelle d'un organisme complexe, avant de pouvoir envisager une translation à l'homme. D'autres méthodologies expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux ne permettraient pas l'obtention du même niveau d'information.
Réduction
Le nombre d'animaux à utiliser dans ce projet a été évalué au regard de nos données antérieures utilisant le même type d'animaux et les mêmes modèles de colite, ainsi que selon les données de la littérature et la sensibilité/spécificité des méthodes utilisées. En fonction de l'expérimentateur (expérience, habitilité) et du taux de mortalité obtenu (notamment pour les modèles de colite), le nombre d'animaux pourra être revu à la baisse. Enfin, l'utilisation de techniques non invasives permet de réduire le nombre d'animaux utilisés en répétant les analyses d'image à différents temps. Pour le modèle de colite, un calcul du nombre de sujets nécessaire a pu être réalisé à partir des données antérieures de l'équipe (8 sujets par groupe, inflaté à 12 pour tenir compte de pertes potentielles ; 16 sujets pour la modulation par un traitement) pour une puissance de 80% et un risque de première espèce de 5%. Concernant les autres modèles, l'utilisation d'une telle modalité d'imagerie n'y a jamais été réalisée. Nous considérons donc qu'il s'agit d'une étude pilote, et qu'il n'est pas possible de réaliser un calcul du nombre de sujets nécessaires.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d'un temps d'acclimation d'une semaine afin de permettre une réduction du stress. Les animaux seront hébergés par groupe de 5 afin de conserver les interactions sociales. Le milieu sera enrichi par l'utilisation de matériel type boîte à oeufs, tunnel ou igloo, et coton. Dès l'initiation de la procédure, le suivi des animaux sera assuré deux fois par jour afin de rechercher l'apparition de signes de souffrance et de les prendre en charge (points limites cités plus loin). La douleur sera évaluée par utilisation de la par l'utilisation de la mouse grimace scale. Les animaux seront pesés quotidiennement (points limites cités plus loin). Les animaux des groupes colites ou présentant des arthrites bénéficieront d'une coupelle de croquettes humidifiées pour permettre une hydratation et une alimentation facilitée. Tous les animaux bénéficieront d'eau et de nourriture ad libitum. Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de ne pas laisser une éventuelle souffrance méconnue perdurer. Les animaux seront mis à mort si : perte de poids > 20% ; le score moyen de la mouse grimace scale est supérieur à 1.5 ; l'animal est horripilé et recroquevillé ; l'animal est agité et/ou non alerte ; l'animal présente une respiration abdominale ; la provocation de l'applicateur n'entraîne pas ou peu de changement comportemental ; pendant la pose du cathéter, l'injection des particules ou la perfusion intracardiaque, un problème d'anesthésie survient, l'animal présente des saignement abondant, ou un arrêt respiratoire. Les animaux présentant une déshydratation seront réhydratés. Les animaux présentant des signes de douleur ou d'inconfort (mouse grimace scale > 0.5, isolement, horripilation, respiration rapide) recevront une antalgie. Au cours des différentes procédures expérimentales, les animaux recevront une antalgie, une anesthésie générale, une anesthésie locale.
Choix des espèces
La souris est l'espèce animale qui a le plus été étudiée dans le domaine des pathologies inflammatoires. L'anatomie et la physiologie sont, dans ces pathologies, globalement transposables à l'homme. L'ensemble des connaissances acquises au laboratoire et dans la littérature rendent cette espèce particulièrement intéressante pour l'étude des TLS en conditions inflammatoires. Il faut également noter que la cible de notre traceur (PNAd) est un motif conservé entres espèces, autorisant une translation rapide des résultats obtenus de la souris à l'homme. Dans les modèles de colite, les souris utilisées seront des souris mâles âgées de 8 semaines, stade optimal pour l'induction du modèle. Le modèle de lupus utilisera des souris femelles de souche BALB/c ou C57BL6/J âgées de 8 semaines. En effet, les souris mâles ne présentent pas de phénotype lupique. Le modèle d'arthrite fera appel à des souris DBA/1 de 8 semaines, selon les données de la littérature. Le modèle de vieillissement fera appel à des souris Swiss âgées de 68 semaines, et de 8 semaines pour les contrôles.
Développement de l’imagerie couleur (K-edge) des processus fonctionnels des maladies pulmonaires en combinaison avec des agents de contraste dédiés dans les modèles animaux rats, lapins et porcs. (MODIFICATION)
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Lapins : 220
Cochons : 84
Une chirurgie sous anesthésie de quarante-cinq minutes à une heure trente, puis cinq à huit administrations de produit de contraste, puis quatre à neuf séances d'imagerie de deux heures trente chacune. 336 rats, lapins et porcs vont être utilisés dans ces protocoles, dans des procédures allant du sans réveil au niveau de souffrance sévère. Deux des modèles se déroulent entièrement sous anesthésie sur quatre heures, sans reprise de conscience, pour mettre au point l'imagerie couleur K-edge de l'embolie et de la fibrose pulmonaires, le porteur indiquant que la création de ces modèles pathologiques se fait sans ajout d'animaux. Tous sont tués pour que leurs organes passent en microscopie et en histologie.
Objectifs
Certaines maladies pulmonaires, comme l'embolie pulmonaire et la fibrose pulmonaire, altèrent la respiration et peuvent mettre en danger la vie des patients. Pour mieux comprendre ces maladies et améliorer leur diagnostic, ce projet utilise un scanner médical avancé capable d’analyser la composition des tissus pulmonaires avec une grande précision. Cette nouvelle technologie nécessite la mise au point de nouveaux agents de contraste innovants. Pour cela, des études seront menées sur des modèles animaux dont l’anatomie pulmonaire est proche de celle des humains. La création des modèles animaux de pathologies pulmonaires nécessite une modification du projet initial sans ajout d’animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer les techniques d’imagerie médicale pour mieux détecter certaines maladies pulmonaires. Grâce à l’utilisation de nouveaux produits de contraste, il pourrait permettre d’identifier plus précisément les zones touchées et d’obtenir des informations plus détaillées sur l’évolution de ces maladies. En apportant une meilleure visibilité des atteintes pulmonaires, cette avancée pourrait améliorer le diagnostic et le suivi des patients à l’avenir.
Procédures
Rats : 32 animaux ont subi 1 administration de produit sous anesthésie et 9 séances d’imagerie sous anesthésie (MODIFICATION 1h à J0 et 15 minutes à J1 et J7 ). Lapin : Modèle 1 (4h sans réveil) 101 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (durée 1h30), 5 administrations de produit sous anesthésie, et (MODIFICATION) 7 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). Modèle 2 J0 (3h) 119 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes), 5 administrations de produit sous anesthésie, et (MODIFICATION) 6 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). Modèle 2 J21 (3h) : 119 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes) 8 administrations de produit sous anesthésie, et (MODIFICATION) 5 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). Porcs : Modèle (MODIFICATION 4h sans réveil) 33 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (durée 1h30) 5 administrations de produit sous anesthésie, et 7 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). (MODIFICATION) Modèle 2 J0 (3h) 51 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes), 8 administrations de produit sous anesthésie, et 5 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30). (MODIFICATION) Modèle 2 J21 (3h) : 51 animaux ont subi 1 intervention chirurgicale sous anesthésie (45 minutes) 5 administrations de produit sous anesthésie, et 4 séances d’imagerie sous anesthésie (2h30).
Impact sur les animaux
Certaines étapes du projet peuvent entraîner un inconfort temporaire pour les animaux. Les injections et prises de sang peuvent provoquer une légère douleur passagère. La préparation de la peau pour la tonte peut générer un stress léger de courte durée. L’anesthésie et la chirurgie peuvent causer un stress modéré, parfois accompagné d’effets secondaires légers, comme une gêne respiratoire passagère. L'administration de certains traitements peut aussi entraîner une fatigue ou une diminution temporaire de l’appétit. 5.7. Quelles espèces est-il prévu d’utiliser? Quels sont le degré
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés car des organes doivent être prélevés pour analyse en microscopie, histologie.
Remplacement
Le projet se fonde sur l'imagerie du poumon grâce à de nouveaux agents de contraste. La faisabilité de ces agents de contraste à interagir avec l'organisme in vivo ainsi que de marquer les processus recherchés du projet (ventilation, perfusion, inflammation) est à ce jour inconnue. Avant d'utiliser des animaux vivants, des tests sont faits sur des poumons provenant de l'industrie alimentaire (lapins, cochons). Cela permet d'améliorer la précision des tests sur les animaux vivants et de réduire leur nombre nécessaire pour l’étude.
Réduction
Ce projet implique l'utilisation de 336 animaux dont une phase pilote sur la biodistribution et la biotolérances de 8 agents de contraste chez les rats. Pour les lapins, le nombre d'animaux a été calculé pour s'assurer qu'on puisse détecter des différences significatives dans les images, comme celles entre un animal malade et un animal en bonne santé. Cela permet de garantir que les résultats soient fiables. Pour les porcs un effort de réduction est entrepris puisque un certain nombre seront utilisés pour les 4 agents de contrastes et les 2 voies d’administration. Le nombre d’animaux a été déterminé en tenant compte de deux contraintes : la quantité d’agent de contraste nécessaire et les différences naturelles entre chaque individu observées dans les études précédentes. Les techniques d’imagerie non invasive, permettent de suivre les mêmes animaux dans le temps, réduisant le besoin de grands effectifs pour des études distinctes.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en collectivité, au sol dans des boxes (lapins et porcs) et des cages (rats) dédiés avec alimentation et eau ad libitum. Les animaux seront suivis de manière quotidienne, manipulés par le personnel de zootechnie pour réduire toute forme de stress. Ils seront pesés pour un suivi de gain de poids qui permettra le bon calcul des doses à administrées le jour de l’expérimentation. Les paramètres environnementaux de la pièce seront également relevés quotidiennement. Le raffinement est appliqué, par l’utilisation de boxes/cages enrichis : foin, abris, bâton et bloc de cellulose à ronger pour les lapins. Foin et jouets de différentes textures pour les cochons. Tunnel, abri, nid et bloc de bois à ronger pour les rats. Ceux-ci leur permettent d’exprimer au mieux leur comportement naturel. La règle de raffinement est aussi mise en place au cours de la procédure via des traitements analgésiques, anti-inflammatoires et une grille de suivi adaptés.
Choix des espèces
• Rat : stade adultes, 300 à 450 g, Choisi dans un premier temps pour les tests initiaux de faisabilité et pour sa taille qui est adaptée à la résolution du scanner. Ils permettent d’obtenir des données préliminaires avant de passer à des espèces plus proches de l'Homme. • Lapin : stade jeunes adultes, d’environ 3 à 6 mois, de 3-4 kg Choisi pour sa physiologie pulmonaire proche de celle de l'Homme, ce qui permet de simuler des conditions humaines avec des volumes respiratoires et sanguins comparables à ceux d'un enfant de 4kg. • Porc : stade jeunes adultes, d’environ 3 mois, ayant un poids entre 30 et 40 kg. Le porc est un modèle adapté pour la recherche clinique, car sa taille, son poids et son anatomie, notamment le système respiratoire, sont proches de ceux de l’Homme. C’est une espèce clé pour les tests précliniques qui visent à transposer les résultats chez l'Homme.
Mise au point d’un nouvel agent de contraste biocompatible pour l’imagerie photoacoustique
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système urogénital
Pose d'un cathéter, épilation à la crème dépilatoire, injection d'un produit inflammatoire ou chirurgie du cerveau de trente minutes, séance d'imagerie, puis perfusion mortelle. 300 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère, toutes tuées pour prélever leurs organes. Le projet met au point un agent de contraste à base de microparticules de polydopamine, destiné à repérer l'inflammation en imagerie photoacoustique. Le porteur qualifie cette imagerie de non invasive et annonce dans le même texte que l'injection du produit inflammatoire peut provoquer une insuffisance cardiaque, des lésions de plusieurs organes et la mort des animaux.
Objectifs
L'inflammation joue un rôle central dans de nombreuses maladies, qu'elles soient neurologiques (AVC, traumatismes crâniens), digestives (maladie de Crohn), rénales (néphropathie diabétique) et cardiaques (ischémie du myocarde, myocardite). Ce projet vise à développer l’imagerie photoacoustique, une méthode innovante et non invasive pour visualiser l’inflammation de manière précoce et précise. Il repose sur l’utilisation de microparticules de polydopamine, un matériau biocompatible qui absorbe la lumière infrarouge et devient détectable en imagerie. En associant les microparticules de polydopamine à un anticorps ciblant une molécule inflammatoire, ces particules permettent de localiser les zones touchées dès les premiers stades de la maladie. Déjà prometteuse en IRM avec de l’oxyde de fer, cette approche pourrait offrir une alternative plus accessible pour détecter l’inflammation. L’objectif est d’évaluer sa précision et sa compatibilité biologique en vue d’une future application médicale.
Bénéfices attendus
Il est attendu de la technique d'imagerie photoacoustique utilisant ce nouvel agent de contraste qu'elle puisse permettre d'imager de manière ultra-sensible, spécifique et précoce l'inflammation dans les différents modèles de maladies inflammatoires proposés. Cette étude pourra apporter les premiers éléments permettant d’envisager une application clinique future. A terme, cette nouvelle méthode d’imagerie pourrait améliorer le diagnostic et la prise en charge de nombreuses pathologies inflammatoires.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : o 1 pose d’un cathéter sous anesthésie (durée : environ 15min) o 1 épilation d'une zone de la peau avec une crème dépilatoire sous anesthésie (durée : inférieure à 5 min) o 1 séance d'imagerie photoacoustique (non invasive) avec injection de produit de contraste sous anesthésie (durée : environ 20min) o Induction d'un modèle inflammatoire par une unique injection d’un produit induisant l’inflammation (durée : inférieure à 10min) OU Induction d'un modèle de neuroinflammation par une unique chirurgie stéréotaxique sous anesthésie (durée : environ 30min) o Pesées lors des manipulations (durée : inférieure à 5 min) o 1 perfusion après anesthésie et analgésie profonde (durée : environ 5min).
Impact sur les animaux
Les deux modèles d'inflammation utilisés peuvent produire des effets indésirables chez les animaux. Dans le premier modèle, une inflammation cérébrale créée pourra induire des changements dans le fonctionnement cérébral (symptômes dépressifs, de l'anxiété, altérations des fonctions mentales) et la chirurgie cérébrale réalisée pour induire le modèle peut provoquer des micro-saignements et des douleurs au niveau des points de suture de la peau. Dans le deuxième modèle, l'injection du produit inflammatoire peut induire une inflammation généralisée, une insuffisance cardiaque et des lésions touchant plusieurs organes ce qui peut mener à la mort des animaux. L’injection des microparticules pourrait provoquer une légère irritation ou une réaction inflammatoire. Enfin, l’anesthésie, bien que couramment utilisée, peut parfois causer des effets secondaires comme des troubles respiratoires, une baisse de température ou une récupération plus lente après le réveil (fatigue, comportement modifié).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents organes d'intérêt des animaux permettant ainsi de compléter les résultats obtenus in vivo par des résultats post-mortem.
Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisés en imagerie photoacoustique sur les microparticules de polydopamine (en utilisant des "fantômes") et ont montré que la polydopamine présente une absorption et une fluorescence significatives dans la région du proche infrarouge, adaptée à l'imagerie photoacoustique. Cependant, les expériences in vitro ne peuvent pas totalement remplacer les études in vivo, car il est crucial d’évaluer la sensibilité et la spécificité de détection des microparticules de polydopamine après injection dans un organisme vivant, en tenant compte des facteurs spécifiques à l'environnement biologique, tels que le flux sanguin, le passage du signal à travers la peau, les interactions avec les tissus environnants, la distribution des particules dans les différents organes. De plus, des études in vivo sont nécessaires pour évaluer la biodistribution et la biodégradabilité des particules à long terme, ainsi que pour détecter d’éventuels effets indésirables qui ne peuvent se manifester qu'après une période prolongée dans un organisme vivant. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet sont essentielles et ne peuvent être remplacées par des méthodes ne nécessitant pas l’utilisation d’animaux vivants, car seule l’expérimentation in vivo peut fournir les données complètes nécessaires pour valider cette approche et garantir sa transposition en clinique.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été soigneusement évalué à partir des données issues de nos précédentes études ayant utilisé les mêmes modèles animaux et les mêmes types de microparticules. Conformément aux recommandations scientifiques, pour le développement d’un nouvel agent de contraste dans une modalité d’imagerie donnée, il est essentiel de s’appuyer sur un nombre d’animaux compris entre 5 et 10 par groupe pour obtenir des résultats fiables. Ce nombre est nécessaire pour évaluer la spécificité (par exemple, à travers des études comparatives avec des particules ciblant les molécules d’adhésion endothéliales ou des particules contrôles) et la sensibilité (notamment via des études de dose-réponse). Le nombre d’animaux requis est important mais d'après nos précédentes expériences dans le développement d’agents de contraste, nous avons établi que ces contrôles sont indispensables pour garantir la validité des résultats. Nous avons conçu le protocole de manière à minimiser ce nombre, en nous assurant que chaque expérience soit la plus informative possible tout en respectant les principes de réduction et de raffinement dans l’utilisation des animaux.
Raffinement
Les animaux auront le temps d’acclimatation d’une semaine. Un enrichissement du milieu d'hébergement des animaux de type boite à oeuf, tunnel PVC et/ou igloo PVC est prévu. Les animaux seront hébergés en groupe de 5 afin de conserver les interactions sociales. A partir du début de la mise en place des modèles, une attention particulière sera accordée à l'état général des animaux, notamment pour vérifier l'absence d'apparition de signes de détresse ou de douleur extérieure ainsi que la bonne prise alimentaire et de boisson. Un gel "diet énergie" sera placé dans la cage pour faciliter la prise alimentaire et l'hydratation. Une attention particulière sera aussi accordée à l'évolution de la masse corporelle avec une pesée quotidienne afin de vérifier que la perte de poids n'est pas supérieure à 15%. Après induction des deux modèles, une surveillance sera faite dans les 3 heures après les injections, puis tous les jours jusqu’à la mise à mort des animaux. De plus, pendant la durée des modèles et avant la perfusion réalisée pour le prélèvement des organes d'intérêt, la douleur des animaux sera réduite au maximum en veillant à couvrir ces temps d'étude par une analgésie.
Choix des espèces
La souris (mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des pathologies de type inflammatoire. L’anatomie et la physiologie de la circulation sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’Homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier les pathologies inflammatoires. Nous utiliserons des animaux âgés de 8 semaines, car c’est à partir de cet âge qu’ils sont considérés comme adultes.
Etude de la pharmacocinétique et de la biocompatibilité d’agents de contraste pour l’IRM basés sur du fer sur modèle murin.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Les images produites doivent illustrer un brevet en cours de rédaction et servir de base à la création d'une startup. 66 souris jeunes adultes vont être utilisées pour cela, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune passe trois séances d'IRM sous anesthésie, dont une de trois heures avec injection d'un agent de contraste au fer, puis deux séances d'une heure à trois et sept jours pour vérifier son élimination. Le porteur retient trois animaux par agent testé, "le nombre minimal permettant de conclure qualitativement", et prévoit de les maintenir en vie pour les réutiliser dans un autre projet.
Objectifs
Les agents de contraste IRM sont des molécules destinées à améliorer la qualité des images en réhaussant le signal là où elles sont présentes (hypersignal). Cela permet, lors d’un examen par IRM, de mettre en évidence certaines régions difficiles à visualiser. Les agents de contraste utilisés en IRM sont majoritairement à base de gadolinium. Certains, dits « linéaires », sont instables et peuvent relarguer du gadolinium dans l’organisme, avec accumulation dans divers organes (reins, os, cerveau). Ce phénomène est lié à des complications telles que la fibrose systémique néphrogénique, notamment chez les patients en insuffisance rénale sévère. En 2017, l’Agence européenne des médicaments a recommandé de restreindre l’usage de certains agents linéaires et de suspendre de nouvelles autorisations. Depuis, plusieurs produits ont été retirés du marché, et les radiologues appliquent une vigilance renforcée. Les agents restants, bien que plus stables, restent contre-indiqués chez des populations à risque : femmes enceintes, enfants en bas âge, personnes âgées, patients transplantés ou insuffisants rénaux, et ceux nécessitant des examens fréquents. Face à ces limites, l’équipe porteuse du projet développe depuis plus de 15 ans des agents de contraste à base de fer, un élément naturellement présent dans l’organisme, doté de écanismes de régulation et d’élimination. Ces nouveaux agents sont prometteurs pour réduire le risque chez les patients sensibles, tout en offrant une efficacité diagnostique équivalente, voire supérieure. Les études in vitro ayant montré une bonne biocompatibilité, le projet entre en phase préclinique. Cette étape vise à évaluer leur comportement en IRM, leur pharmacocinétique et leur tolérance, en vue d’un futur transfert clinique.
Bénéfices attendus
Les acquisitions d’images réalisées illustreront et exemplifieront le brevet en cours de rédaction, qui constitue la base de la propriété intellectuelle nécessaire pour développer le projet et créer une startup. Ces études précliniques représentent une étape cruciale, en démontrant l’intérêt médical et la faisabilité pratique de la technologie. La preuve de concept ainsi apportée est essentielle pour obtenir les financements nécessaires au développement d’un agent de contraste destiné à l’humain, qui représente un investissement important. Par ailleurs, les images recueillies valideront pré-cliniquement la structure des molécules testées, permettant ainsi de sélectionner la molécule candidate pour la suite des démarches réglementaires et des essais en conditions de bonnes pratiques de laboratoire (Good Laboratory Practice GLP) En définitive, ces résultats favoriseront l’avancement du projet vers la phase clinique et, ultérieurement, sa commercialisation en tant que nouvel agent de contraste pour l’IRM.
Procédures
Les animaux subiront trois séances d'imagerie IRM sous anesthésie générale à l’isoflurane et une injection unique de produit de contraste lors de la première séance (3 heures); deux séances supplémentaires (1 heure) sont prévues trois et sept jours plus tard afin de vérifier l'élimination complète du produit. Cette injection sera réalisée de manière systémique 15 minutes après la procédure d’anesthésie.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus, bien que rares, sont de même nature que pour une injection de produit de contraste commercial : hypersensibilité, réaction anaphylactique, allergie cutanée, vasodilatation, malaise, fièvre, nécrose tissulaire, phlébite au point d’injection. La concentration sera identique à celle que l'on injecte classiquement chez l'humain et sera strictement inférieure à la dose létale médiane mesurée sur cellules vivantes. La déshydratation de l’animal suite à la première session d’imagerie qui durera trois heures, ainsi qu’une dessication des yeux sont prévus et pris en charge par la procédure expérimentale.
Devenir
Les interventions effectuées sur les animaux sont compatibles avec un maintien en vie des animaux et ceux-ci pourront être réutilisés dans un autre projet.
Remplacement
Ce projet, à la frontière entre la recherche fondamentale (de par la totale nouveauté des concepts moléculaires développés) et la recherche appliquée (valorisée par un futur brevet), a permis la réalisation d’une preuve de concept in vitro. Dans une optique de développement du concept moléculaire vers un agent d’imagerie à destination de l’humain, effectuer des tests de biocompatibilité, de performance et de pharmacocinétique in vivo de molécules sur petit animal est une étape indispensable avant le passage chez l’Homme (essais cliniques réglementaires). Dans ce but, aucune autre procédure ne peut remplacer cette étude.
Réduction
Le nombre total estimé d'animaux nécessaire est basé sur le nombre maximum d'agents de contraste à tester avec aux plus trois animaux par agent, trois étant le nombre minimal permettant de conclure qualitativement sur l'intérêt pour l'imagerie IRM d'un agent de contraste donné. C’est la raison pour laquelle le projet n’utilisera pas d’animaux de réforme, afin de garantir une comparaison fiable des données avec le nombre limité d’animaux utilisés. Les animaux seront imagés deux fois supplémentaire pour vérifier la présence ou non d’hypersignal dans certains tissus. L’IRM étant une technique d’imagerie non-invasive, elle permet de réduire par trois le nombre d’animaux nécessaire.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans une animalerie agréée selon la dernière directive en vigueur. Nous placerons des boîtes percées dans les cages en guise de raffinement de l’habitat. Le transport des animaux sera effectué sur une distance d’une cinquantaine de mètres via un chariot sur roues pneumatiques atténuant toutes vibrations pour être imagés. Les animaux subiront une procédure avec un temps d’anesthésie inférieur à trois heures. Les rongeurs seront conditionnés dans un lit dédié à l’exploration anatomique, chauffé par thermorégulation par système de circulation d’eau chaude avec monitoring de la respiration et suivi de température. On injectera aux animaux une solution de sérum glucosé chauffée à température corporel : 0.5mL seront injectés après le début de l’anesthésie, puis 1mL juste avant leur réveil afin de les réhydrater. On instillera une goutte d’Ocrygel dans chaque oeil de l’animal pour prévenir de la dessication oculaire. Notre attention sera portée sur les procédures expérimentales pouvant causer un stress ou une douleur telle que l’injection intraveineuse d’agents de contraste. Les animaux replacés à l’animalerie seront suivis quotidiennement. .
Choix des espèces
La souris est l’espèce la plus adaptée pour évaluer pré-cliniquement les agents de contraste sur l’instrument d’IRM préclinique à disposition. Le faible volume corporel de la souris permet une imagerie précise et résolue du corps entier. En effet, l’instrument est adapté à l’imagerie de petits rongeurs en disposant d’une cavité adaptée et d’un lit adapté. De plus, le faible volume sanguin de la souris implique un faible volume d’injection et donc la production d’une quantité d’agent de contraste acceptable pour le laboratoire de chimie qui produit les AC. Les souris utilisées seront au stade de développement « jeune-adulte ». Elles seront commandées à l’âge de 5 semaines
Etude par IRM in vivo de la biodistribution d’agents de contraste chez la souris wild type
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
300 souris vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacune reçoit un cathéter, une injection d'agent de contraste et jusqu'à une heure d'acquisition IRM, puis un prélèvement de sang juste avant la mise à mort et le prélèvement d'organes. L'objet est d'observer où se distribuent et comment s'éliminent de nouveaux agents de contraste synthétisés au laboratoire, dont la toxicité a déjà été testée sur cellules. Le porteur qualifie le modèle animal de "fondamental", annonce des lots de dix souris réduits au minimum, et n'explique nulle part le passage de ces lots à un total de 300.
Objectifs
Notre équipe synthétise régulièrement de nouveaux agents de contraste afin d’améliorer le contraste sur les images IRM pour une détection précoce de pathologies (cancers, inflammation, maladies neurodégénératives). Ces agents sont issus des agents de contraste déjà utilisés en routine clinique. Le but de ce projet est d’étudier la biodistribution de ces nouveaux agents de contraste synthétisés une fois injectés dans la souris afin, d’apporter des informations sur leur cinétique d’élimination ou sur une éventuelle rétention dans les organes. La toxicité de ces agents de contraste aura été préalablement testée sur des cellules.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d’améliorer la connaissance sur la biodistribution des agents de contraste dans l’organisme (voie d’élimination, éventuel stockage dans les organes) vivant. Notre projet permettra de faire avancer la connaissance en chimie pharmaceutique. L’objectif est de concevoir des molécules moins toxiques pour l’organisme et qui s’élimine plus rapidement.
Procédures
Les injections durent quelques secondes. La pose du cathéter se fait en moins d’une minute. Les acquisitions d’images IRM durent 1 heure au maximum. Uns seul prélèvement de sang sera réalisé à la fin des expériences IRM sous souris encore anesthésiées. Ce prélèvement dure moins d’une minute.
Impact sur les animaux
Pas d’effets indésirables liés à l’IRM qui est une technique d’imagerie totalement non invasive et atraumatique. L'anesthésie peut entraîner une baisse de la température corporelle de la souris. La pose du cathéter peut entrainer une petite "douleur" liée à la piqure de l'aiguille.
Devenir
Toutes les souris encore sous anesthésie seront par la suite mises à mort à la fin des procédures pour prélèvement de sang et d’organes.
Remplacement
Le modèle animal est fondamental puisque l’étude de la biodistribution des agents de contraste ne peut se faire que sur organisme vivants avec des organes en fonctionnement puisque l’on s’intéresse au passage d l’agent de contraste dans le sang puis dans les divers organes. Une attention particulière est menée sur les organes d’élimination de stockage et d’excrétion (rein, foie, rate).
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire (à savoir 10 souris par lot) pour obtenir des résultats statistiquement pertinents et reproductibles. Ce projet nécessitera 300 souris.
Raffinement
Pendant toute la durée de l’expérimentation, les souris sont hébergées par groupes sociaux de 5 dans les cages en portoir ventilé, avec un accès à l’eau et la nourriture ad libitum et un cycle jour/nuit 12h/12h. Divers objets d'enrichissement du milieu sont utilisés (maison transparente rouge, celluron, granulés ainsi que bâtonnets de bois à ronger). Les souris auront une période d’acclimatation de 7 jours minimum avant le début des études IRM. Elles sont manipulées par du personnel formé et entraîné. Les animaux sont observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. Durant les acquisitions IRM les souris sont sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane : ceci permet de réduire le stress de l’animal et surtout les mouvements qui sont rédhibitoires pour la réalisation des images IRM. Leur rythme respiratoire est contrôlé au cours de l’anesthésie à l’aide d’un appareil de suivi (patch placé sous la cage thoracique et relié à un ordinateur). Leur température corporelle est maintenue constante grâce à un tapis d’eau chauffée).
Choix des espèces
Notre établissement, utilise des souris, ce qui donne de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animalerie, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que de suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris a un génome possédant 99% de similitude avec le génome humain. - Ce projet est réalisée sur des souris wild type. Elle sera le point de départ (témoin) d’autres études que nous réalisons sur des modèles souris de tumeurs Des souris de 8 semaines seront utilisées; âge auquel tous les organes sont arrivés à maturation. Ce qui est important pour l’élimination des agents de contraste (en particulier les reins).
Détection quantitative par IRM in vivo du zinc dans le pancréas de souris : application au diabète
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Un diabète leur est provoqué par injection de streptozotocine, puis elles passent sept jours plus tard une séance d'IRM d'une heure au maximum sous anesthésie gazeuse, avec pose d'un cathéter et injections de glucose et d'agent de contraste. Le porteur décrit les effets attendus, hyperglycémie, urines abondantes, soif intense et perte de poids, et indique n'administrer aucun antalgique pour l'injection de l'agent de contraste, qu'il juge équivalente à une piqûre d'aiguille. Il retient le modèle diabétique pharmacologique parce qu'il est "simple de réalisation" et le plus homogène, la souris obèse n'entrant pas dans son imageur.
Objectifs
Les ions métalliques sont impliqués dans de nombreux processus biologiques fondamentaux et sont des éléments essentiels pour la croissance et le développement de tous les organismes vivants. Les cellules régulent étroitement l’accumulation, le transport, la distribution et l’exportation de métaux, et une mauvaise régulation de la quantité d’ions métalliques peut être signe de pathologie comme les maladies cardiaques, le cancer et les maladies neurodégénératives. Le zinc revêt un intérêt particulier car il s'agit d'un micronutriment essentiel requis pour plus de 300 processus cellulaires différents, notamment l'activité enzymatique, la synthèse de l'ADN et des protéines et la signalisation cellulaire. Il est connu que la carence en zinc entraîne une augmentation du stress oxydatif contribuant à des maladies telles que le diabète. La teneur en zinc est particulièrement importante dans la prostate, le sein mais surtout le pancréas. Une mauvaise régulation du zinc a été clairement associée au diabète même si son rôle n’est pas complètement compris. Dans ce projet nous nous focalisons sur la variation de contenu en zinc au niveau du pancréas en cas de diabète de type 1. L’objectif de ce projet est de valider l’efficacité d’agents de contraste IRM sensibles au zinc pour une détection précoce du diabète de type I en utilisant un modèle de souris diabétique
Bénéfices attendus
La détection du zinc in vivo par IRM est un challenge important afin de mieux caractériser et comprendre son rôle physiologique, mais également de pouvoir réaliser un diagnostic précoce dans lequel cet ion métallique est impliqué. Nous avons développé un premier agent de contraste biocompatible qui a montré son intérêt dans la détection du zinc in vivo sur des pathologies de type diabète (projet précédent 18668). Nous avons maintenant une nouvelle famille d’agents optimisés en terme d’affinité pour le zinc et de réponse IRM. Ces agents permettront une mesure très sensible de la quantité de zinc dans le pancréas dans le but d’un diagnostic précoce.
Procédures
Les souris seront imagées une fois en IRM 7 jours après induction du diabète. Cette technique est totalement atraumatique et non invasive. Les souris sont anesthésiées (par anesthésie gazeuse) pour l’ensemble des interventions prévues : injections de glucose ou d’agent de contraste ainsi que pendant la procédure d’imagerie IRM. Les injections durent quelques secondes. La pose du cathéter se fait en moins d’une minute. Les acquisitions d’images IRM durent 1 heure au maximum.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables que nous avons constatés dans le précédent projet au bout de 7 jours sont liés au développement du diabète (hyperglycémie, polyurie, polydipsie, perte de poids). Par ailleurs aucun point limite n’a été atteint pendant ces 7 jours d’expérimentation. Pas d’effets indésirables liés à l’IRM qui est une technique d’imagerie totalement non invasive et atraumatique. De plus les souris sont sous anesthésie gazeuse pendant toute la durée des acquisitions IRM. Leur respiration, rythmes cardiaque et respiratoire sont contrôlés pendant les acquisitions IRM. L’injection IV d’ agents de contraste ne provoque pas de douleur, juste celle équivalent à une piqure d’aiguille. Notre expérience de l’injection d’agents de contraste fait que nous n’utilisons pas d’antalgiques pour ce geste.
Devenir
Toutes les souris encore sous anesthésie (pour prélèvement sanguin) seront par la suite mises à mort à la fin des procédures pour prélèvement d’organes.
Remplacement
Le modèle animal est fondamental dans notre cas, puisque l’étude préclinique en particulier d’induction du diabète et l’étude de l’efficacité d’agents de contraste ne peut se faire que sur un organisme vivant entier. De plus il est nécessaire que le pancréas soit dans un organisme vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement pertinents et reproductibles. Ce projet nécessitera 220 souris. Une seule expérience sera réalisée avec des lots de 5 souris par condition.
Raffinement
Pendant toute la durée de l’expérimentation (7 jours), les souris sont hébergées par groupes sociaux de 5 dans les cages en portoir ventilé, avec un accès à l’eau et la nourriture ad libitum et un cycle jour/nuit 12h/12h. Divers objets d'enrichissement du milieu (maison transparente rouge, celluron, granulés ainsi que bâtonnets de bois à ronger) sont utilisés . Les souris auront une période d’acclimatation avant la première série d’images (avant l’injection de streptozotocine) de 7 jours minimum avant le début des études IRM. Elles sont manipulées par du personnel formé et entraîné. Les animaux sont observés quotidiennement afin de déceler toute souffrance. Une grille de scoring est mise en place (aspect général, mobilité et amaigrissement) et des points limites sont définis. Les animaux sont observés quotidiennement afin de déceler un éventuel mal être ou signe de souffrance. L’hygiène de la cage sera contrôlée en raison de la polyurie des souris diabétique (quantité d’urine et odeur particulière de l’urine). Le niveau des biberons sera contrôlé tous les jours en raison de la polydipsie des souris diabétiques.
Choix des espèces
La souris est un modèle adapté à notre imageur IRM (taille de l’ouverture). Le modèle de souris diabétique pharmacologique par injection est largement décrit et utilisé dans la littérature. Nous avons choisi ce modèle pour plusieurs raisons : 1) la souris obèse n’est pas adaptée à notre imageur, 2) le modèle NOD est un modèle auto immun et nous ne souhaitions pas être confronté à la complexité de compréhension de la réponse immunitaire 3) le modèle pharmacologique est simple de réalisation et 3) c’est le modèle qui est le plus homogène en terme de progression de la pathologie.
Caractérisation et étude d’un nouvel agent de contraste à potentialité multimodale
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Un cathéter posé dans la veine de la queue, une heure d'IRM sous anesthésie, puis deux nouvelles séances d'imagerie à quatre et vingt-quatre heures : 62 souris suivent ce protocole, dont une partie après avoir reçu sous la peau une injection de cellules tumorales. Les procédures sont classées en niveau de souffrance léger pour 42 souris et modéré pour 20. L'objet du projet est de tester si trois enrobages polymères rendent des nanoparticules assez discrètes vis-à-vis du foie et du système immunitaire pour circuler plusieurs heures dans le sang et atteindre une tumeur. Toutes les souris sont tuées pour le prélèvement des organes et de la tumeur, celles dont la tumeur dépasse 10 % du poids corporel ou qui perdent plus de 20 % de leur poids étant sorties de l'étude et mises à mort avant terme.
Objectifs
Après une étude préalable réalisée in vitro sur des cellules en culture, l’objectif de ce projet est l’évaluation in vivo de nouveaux composés issues des nanotechnologies comme agents de contraste pour l’imagerie médicale. Ces composés sont prometteurs pour l'amélioration du diagnostic et la thérapie du cancer. Ils permettent notamment une augmentation de contraste des images obtenues par résonance magnétique nucléaire (IRM). La difficulté majeure rencontrée pour l'utilisation de ces composés est qu'ils sont très rapidement captés en quelques minutes par les systèmes de défense de l'organisme comme le foie et les cellules du système immunitaire. Si les composés ne restent pas suffisamment longtemps dans la circulation sanguine, ils n'ont pas le temps de passer dans le tissu tumoral. Des modifications de la surface de ces composés par greffage de polymères particuliers permet de les rendre relativement invisibles du système de défense. Ainsi, leur temps de présence dans le sang s'allonge, augmentant la probabilité de passage du composé dans le tissu tumoral. Pour ce projet nous allons tout d'abord évaluer avec pour critère principal de sélection, l’invisibilité biologique pour 3 types de polymères à 3 concentrations différentes. Le temps de présence dans la circulation attendu est de plusieurs heures avec nos composés Puis sur un modèle de souris porteuse d'une tumeur, nous testerons les 2 meilleurs agents à 2 concentrations différentes. L’imagerie sera réalisée avec un IRM dédié au petit animal sous anesthésie pour éviter les mouvements durant les acquisitions.
Bénéfices attendus
Ces nouveaux agents de contraste sont développés dans le but de limiter les doses à injecter chez les patients, et pour pallier le fait qu’une seule technique d’imagerie se révèle souvent insuffisante pour poser un diagnostic précis. La mise au point d’agents de contraste bimodaux (combinant deux types d’imagerie complémentaires) et vectorisés (aptes à cibler sélectivement la zone d’intérêt), devient une nécessité en matière de santé. Leur utilisation permettrait d’accéder rapidement à un diagnostic plus précis et de définir le traitement le plus approprié, limitant ainsi les effets secondaires, améliorant la prise en charge des patients, et réduisant les coûts de santé. Des études menées auprès de professionnels du secteur montrent qu’un intérêt particulier se dégage pour une sonde associant la précision spatiale de l’IRM à la grande sensibilité de l’imagerie nucléaire, du fait de leur complémentarité et du développement d’appareils combinant IRM et imagerie nucléaire. Pour autant, et même si de nombreuses publications rapportent la synthèse de sondes associant IRM et imagerie nucléaire, aucune sonde duale adaptée n’est actuellement disponible sur le marché. Les nanomatériaux sont de bons candidats pour le développement de tels outils bimodaux, notamment par les possibilités de vectorisation/modification qu’ils apportent.
Procédures
Les animaux seront soumis à 3 types d’interventions dans ce projet : (1) une imagerie par IRM sous anesthésie in vivo non invasive et non traumatique, 3 sessions : la première dure 1 h, la seconde dure 10 min et est réalisée après 4h suivant l’injection de l’agent de contraste, enfin la dernière est réalisée 24h après la première. (2) pose d’un cathéter réalisé en moins de 10 minutes pour injection par voie intraveineuse à la première session d’imagerie, le cathéter est enlevé à la fin de la première session d’imagerie, l’animal étant toujours sous l’effet de l’anesthésie gazeuse. (3) pour certains animaux, une injection sous-cutanée de cellules tumorales, durée incluant la préparation 10 min.
Impact sur les animaux
- La pose d’un cathéter : le cathéter est posé dans la veine caudale , il peut induire un hématome et une altération temporelle de la veine. -Induction tumorale : la génération d'une tumeur peut entrainer une perte de poids de l’animal, des souffrances et éventuellement des troubles fonctionnels.
Devenir
A l’issue de la procédure 1, tous les animaux sont mis à mort car les organes sont prélevés pour analyse. A l'issue de la procédure 2 sur les animaux porteurs d’une tumeur solide, tous les animaux sont mis à mort car les organes et la tumeur sont prélevés pour analyse.
Remplacement
Certaines phases d'optimisation des nano-particules (vérification de la stabilité, toxicité cellulaire) seront intégralement menées in vitro. Cependant, la validation des propriétés de distribution aux organes, d’élimination par voie urinaire et/ou hépatobiliaire tout comme les propriétés de ciblage tumoral ne peuvent se faire qu’en utilisant le petit animal. Les propriétés pharmacocinétiques des nanoparticules de distribution et élimination seront caractérisées chez l’animal sain avant de passer sur un modèle tumoral pour caractériser et mesurer leur capacité à intégrer la tumeur.
Réduction
L'imagerie, par opposition aux bio-distributions in vivo classiques, permet de réduire le nombre global d'animaux mis en œuvre pour une procédure donnée car la même cohorte pourra être suivie au cours du temps ce qui permet de réduire la variabilité inter animal (chaque souris étant son propre contrôle). Les mêmes animaux pourront également subir plusieurs sessions d’imagerie (une session après 4h et après 24h suivant l’injection de l’agent de contraste). Les variables quantitatives issues de l'analyse des images obtenues en IRM seront analysées en utilisant des méthodes de statistique paramétrique ou non paramétrique selon la distribution des données. Pour la première phase de caractérisation de nos nano-sondes, des animaux non inclus dans un protocole dont la mise à mort était programmée pourront être utilisés.
Raffinement
La première phase de caractérisation in vivo des nano-sondes sera menées sur des souris saines pour réduire autant que possible l’inclusion d’animaux porteur de tumeur sous-cutanée. Tous les animaux sont hébergés selon les conditions de la réglementation en vigueur (directive européenne 2010/63, décret n°2013-118 du 1er février 2013). Tout animal présentant des signes de souffrance, de léthargie, une perte de poids supérieure à 20% ou une tumeur dépassant 10% du poids corporel sera exclu de l’étude et sacrifié. Nous veillerons à ce que chaque cage bénéficie d’un enrichissement adapté (igloo, tunnel ou paper wool). Pour les animaux devant subir une injection sous-cutanée de cellule tumorales, l'anesthésie sera réalisée classiquement par induction à l'isoflurane. Les animaux sont maintenus dans la salle de chirurgie sous une source de chaleur et leur respiration est observée jusqu’à leur réveil. En cas d’apparition de signes de douleur (isolement, yeux fermés, dos voûté, poils hérissés, immobilité, perte de poids, déshydratation, yeux et abdomen creux, automutilation etc.), une dose d’analgésique sera administrée, si l’état général de l’animal ne s’améliore pas dans les 48h et qu’aucune solution ne peut être apportée, ce dernier sera mis à mort.
Choix des espèces
Le modèle de la souris est reconnu comme pertinent pour l'évaluation préclinique des caractéristiques des agents de contraste en imagerie. La souris possède comme l’homme une vésicule biliaire ce qui permet de visualiser la voie d’élimination hépatique. Le modèle de tumeur sous-cutanée chez la souris est bien maitrisé. Les animaux pour la phase d’évaluation de la furtivité seront utilisés au stade de jeunes adultes à adulte (de 7 à 16 semaines environ) après atteinte de la maturité sexuelle, hormonale et immunitaire. Des animaux jeunes de 4 à 6 semaines seront utilisés pour la génération d’une tumeur sous-cutanée. Ce stade est optimal pour l'induction tumorale par transplantation de cellules cancéreuses. Ces animaux seront explorés par IRM (entre 7 et 10 semaines).
Evaluation d’une nouvelle formulation d’un agent de contraste en échographie dans le cadre du diagnostic de tumeur dans le foie
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
La demande vient d'un fabricant qui veut une formulation prête à l'emploi de son agent de contraste échographique, la version autorisée en Asie imposant une reconstitution avant injection et une lyophilisation très polluante. 28 lapins vont être utilisés pour comparer trois formulations candidates, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. La moitié reçoit deux ou trois fragments de tumeur implantés dans le foie par une incision abdominale de 3 cm, chaque animal étant anesthésié jusqu'à quatre fois, pour des durées de une à deux heures trente. Les 16 lapins porteurs de tumeurs hépatiques sont tués, les 12 autres devant être réutilisés dans un autre projet ou confiés à une association de replacement, et le porteur affirme que l'animal entier est "essentiel" pour suivre la diffusion du produit, une modélisation restant hors d'atteinte faute de données publiées.
Objectifs
Les agents de contraste sont des produits injectés par voie veineuse lors d’un examen échographique afin d’améliorer le contraste entre les différents tissus. Le principe est basé sur la présence de microbulles gazeuses à l’intérieur du produit qui vont augmenter le contraste échographique lors de leur passage. Un agent de contraste autorisé surtout en Asie présente un taux de détection des tumeurs du foie très important. Cependant, il n’est pas autorisé en Europe car il doit être préparé avant injection (ajout d’un liquide dans les bulles déshydratées). Ce processus est contraignant en clinique et une fois reconstitué, le produit ne reste stable que 2 heures maximum et doit donc être utilisé rapidement. Enfin, le process de fabrication implique une étape de lyophilisation qui est extrêmement polluante (émission d’un gaz à effet de serre). C’est pourquoi le fabricant souhaite à présent développer une nouvelle formulation du produit qui soit prête à l’emploi, sans passer par une étape de lyophilisation. Trois formulations potentielles sont disponibles et doivent à présent être testées dans un organisme vivant afin de finaliser la validation du produit prêt à l’emploi. L’objectif de cette étude est 1) de sélectionner parmi les 3 candidats celui qui a le meilleur potentiel et 2) de comparer ce candidat final au produit de référence afin de valider qu’il présente bien les mêmes caractéristiques biologiques.
Bénéfices attendus
Ce produit de contraste est très reconnu dans les pays où il est autorisé dans le cadre du diagnostic des tumeurs hépatiques. Cependant, le fait qu’il soit à reconstituer et que sa production génère un gaz à effet de serre est un frein à sa mise sur le marché en Europe notamment. Si une des formulations prêtes à l’emploi s’avère être aussi performante que la formulation d’origine, il sera un outil supplémentaire en diagnostic des tumeurs hépatiques.
Procédures
La moitié des animaux subiront une petite incision de 3 cm en haut de l’abdomen pour placer 2 ou 3 fragments de tumeurs dans le foie puis l’ouverture sera suturée (muscle puis peau). Cette intervention durera environ 20 min. Les animaux seront anesthésiés 4 fois maximum (une contention de 10 secondes et une injection dans les muscles du dos). Les anesthésies dureront entre 1h et 2h30. Les animaux seront pesées 2 fois par semaines.
Impact sur les animaux
Les nuisances/effets indésirables sur l’animal sont principalement marqués par : * Stress lors des contentions pour les prémédications avec douleur lors de l’injection * nuisances liées à la chirurgie : - douleur possible au niveau de la zone chirurgicale * nuisances liées au suivi : - pesée et examen clinique deux fois par semaine (stress).
Devenir
12 animaux seront réutilisés dans un autre projet si un autre projet nécessite des lapins au même moment ou ils seront replacés par l’association White Rabbit. Les 16 autres animaux seront mis à mort car ils auront des tumeurs dans le foie.
Remplacement
Une phase de mise au point a été réalisée sur cadavre issu d’un autre projet. L’évaluation du produit de contraste passant par le temps de diffusion, l’animal en entier est essentiel pour voir le comportement du produit à travers l’organe cible après avoir circulé dans la circulation générale. Une modélisation pourrait être créée mais il n’existe pas suffisamment de données à l’heure actuelle (une seule publication trouvée avec la même méthode de mesure).
Réduction
Le fait que le lapin soit son propre contrôle (il recevra toutes les formulations) permet de réduire de moitié le nombre d’animaux. Les mesures seront répétées 2 ou 3 fois par animal et ces données seront moyennées ce qui permettra de réduire l’effet de la variabilité intra individuelle (fréquence cardiaque, température centrale...). Une méthode statistique a permis de calculer le nombre d’animaux nécessaire.
Raffinement
Les animaux seront réchauffés et monitorés pendant les anesthésies. Les animaux seront hébergés par deux ou trois. Si les animaux sont incompatibles, ils bénéficieront de temps dans un espace de « jeux » plus grand que leur cage comportant cabane, tunnel, hamac... Ces temps de 30 min maximum, permettent aux animaux d’exprimer leur comportement de curiosité. Les animaux sont habitués aux techniciens par des temps d’échanges et distribution de friandises. L’état des animaux est évalué par un score basé sur la position des oreilles, l’aspect du poil et l’alimentation. 12 animaux seront replacés s’ils ne peuvent pas être réutilisés sur le champ dans un autre projet.
Choix des espèces
Le lapin est l’animal le plus petit permettant d’utiliser le matériel d’échographie humaine. De plus le lapin est le seul gros animal pour lequel on dispose d’un modèle tumoral permettant de tester les formulations dans le contexte dans lequel elles seront utilisées. L’ expertise sur la pousse tumorale est sur le lapin jeune adulte, c’est pourquoi ce stade de développement est choisi.