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
Dernières données ajoutées :
- 235 projets autorisés en avril 2026 (01/05/2026)
- 296 projets autorisés en mai 2026 (01/06/2026)
Le nerf vague comme modulateur de l’arthrose : effets de son activation ou de son absence chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Objectifs
L’arthrose est une maladie très fréquente qui provoque des douleurs articulaires chroniques et une perte progressive de mobilité. Elle résulte d’un déséquilibre entre les processus de dégradation et de réparation des tissus articulaires, souvent associé à une inflammation locale et générale. Ce projet vise à mieux comprendre comment le système nerveux peut influencer l’inflammation et la douleur dans l’arthrose, en particulier à travers le nerf vague, qui relie le cerveau à plusieurs organes et joue un rôle important dans la régulation des réponses inflammatoires. Pour cela, plusieurs modèles expérimentaux d’arthrose seront utilisés chez la souris. Dans certains cas, le nerf vague sera interrompu chirurgicalement pour étudier les conséquences de sa suppression. Dans d’autres, une stimulation électrique contrôlée sera appliquée sur ce même nerf pour observer ses effets sur la douleur et l’évolution de la maladie. À plus long terme, ce travail pourrait contribuer au développement de stratégies innovantes visant à améliorer la qualité de vie des personnes souffrant de douleurs articulaires chroniques, en limitant le recours aux anti-inflammatoires classiques et leurs effets secondaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus concernent plusieurs aspects : – une meilleure compréhension du rôle du système nerveux dans la régulation de l’inflammation et de la douleur ; – la mise en évidence de mécanismes biologiques pouvant être ciblés pour ralentir ou limiter la dégradation du cartilage ; – l’évaluation d’une technique de stimulation électrique pouvant, à terme, être adaptée pour des applications cliniques chez l’humain. À moyen terme, les résultats obtenus pourraient ouvrir la voie à des traitements complémentaires ou alternatifs aux anti-inflammatoires classiques, mieux tolérés et sans effet secondaire systémique.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs types d’interventions visant à étudier le rôle du nerf vague dans la régulation de la douleur et de l’inflammation au cours de l’arthrose. Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie générale et feront l’objet d’un suivi rigoureux pour assurer le bien-être des animaux. – section du nerf vague pratiquée au niveau de l’abdomen. Durée: environ 25 minutes et est suivie d’une période de récupération de 7 jours, avec une double analgésie systématique et une surveillance quotidienne. – implantation d’une électrode autour du nerf vague dans le cou. Durée environ 20 minutes, également sous anesthésie générale, et est suivie d’une semaine de récupération avant le début des stimulations. – dans certains groupes, une injection au niveau du genou sera réalisée sous anesthésie, pour reproduire une inflammation articulaire ou une dégradation du cartilage, selon différents modèles expérimentaux d’arthrose. Ce geste est très rapide (environ 2 minutes) et provoque une gêne légère et transitoire. Pour d'autres groupes, l'induction de l'arthrose se fera par la section d'un ligament du genou sous anesthésie (durée : environ 15 minutes).– Évaluations comportementales : des tests non invasifs (mesure de la sensibilité mécanique et de l’activité motrice) permettront d’évaluer la douleur et la mobilité. Pour la sensibilité mécanique (tests sur la voûte plantaire), l'évaluation consiste en une moyenne de 5 mesures successives par animal, répétée 4 ou 5 fois selon le modèle d’arthrose. Pour l’activité motrice (locomotion), le test dure 5 minutes (1 fois 5 min) par animal, répété également 4 ou 5 fois selon le modèle. Ils sont réalisés dans un environnement calme afin de limiter le stress. Chaque animal participe à une seule séquence expérimentale. La durée totale, incluant chirurgie, récupération et suivi, varie de 7 à 8 semaines selon les groupes.
Impact sur les animaux
Effets liés aux chirurgies : Les opérations réalisées (section du nerf vague ou pose d’une petite électrode autour de ce nerf) sont invasives et peuvent entraîner une douleur modérée à importante après l’intervention. Les animaux peuvent également présenter une activité réduite, une légère perte de poids, ainsi que de petits troubles digestifs passagers (appétit diminué, transit ralenti). Durant les premiers jours, un inconfort au niveau de la zone opérée est possible, lié à la cicatrisation (tiraillements, démangeaisons). Effets liés à l’arthrose expérimentale : Les différentes méthodes utilisées pour provoquer une arthrose entraînent toutes une douleur au niveau du genou, un gonflement et une démarche modifiée.
Devenir
À la fin de chaque procédure expérimentale, tous les animaux seront mis à mort. Aucun animal ne sera réutilisé ni maintenu au-delà de la durée prévue pour chaque protocole. La mise à mort sera toujours effectuée sous anesthésie générale profonde, suivie d’une injection intrapéritonéale d’un agent euthanasique . Cette méthode garantit une perte de conscience rapide et irréversible, sans douleur ni stress. Le décès sera confirmé par l’absence de respiration et de battement cardiaque avant tout prélèvement.
Remplacement
Avant d’avoir recours à l’expérimentation animale, toutes les alternatives possibles ont été envisagées. Des modèles informatiques et des cultures cellulaires permettent d’étudier certains aspects de la biologie du cartilage et de l’inflammation. Cependant, ils ne reproduisent pas l’ensemble des interactions entre les systèmes nerveux, immunitaire et musculo-squelettique impliqués dans l’arthrose. L’objectif de ce projet étant de comprendre comment la stimulation du nerf vague influence la douleur et l’inflammation au niveau de l’articulation, il est indispensable d’utiliser un organisme vivant. Seul le modèle animal permet d’évaluer ces phénomènes dans leur complexité, en tenant compte de la circulation sanguine, de la transmission nerveuse et des réponses physiologiques globales. Le choix de la souris repose sur plusieurs critères : la connaissance approfondie de son système immunitaire et nerveux, la disponibilité de modèles d’arthrose bien caractérisés et reproductibles, et la possibilité d’appliquer des procédures chirurgicales miniaturisées avec un impact limité sur l’animal. Ce projet ne sera donc mené sur des animaux que dans la mesure où il n’existe pas de méthode alternative permettant d’obtenir des informations équivalentes. Les résultats obtenus pourront toutefois servir, à terme, à réduire l’expérimentation animale en orientant plus précisément les futures études vers des mécanismes identifiés comme pertinents. Ainsi, l’expérimentation animale n’est utilisée ici qu’en dernier recours, lorsque l’étude de phénomènes complexes tels que la communication entre nerfs et organes ou la régulation de l’inflammation ne peut être reproduite autrement.
Réduction
Le projet a été conçu de manière à limiter autant que possible le nombre d’animaux utilisés, tout en garantissant la fiabilité scientifique des résultats. Les effectifs ont été calculés à partir d’analyses statistiques préalables, afin de détecter des effets réels sans multiplier inutilement le nombre d’animaux. Chaque expérience sera réalisée en deux séries indépendantes pour assurer la reproductibilité des observations. Si les résultats de la première série sont jugés concluants, la seconde pourra être interrompue, conformément au principe de réduction. Les protocoles ont été harmonisés pour permettre de recueillir plusieurs types de données (comportementales, histologiques, immunologiques et biochimiques) à partir du même animal. Cette approche intégrée maximise la quantité d’informations obtenues par individu et évite de reproduire plusieurs études séparées. Les groupes expérimentaux ont été limités aux comparaisons indispensables : animaux soumis à la stimulation vagale ou non, avec ou sans induction d’arthrose, et distinction entre mâles et femelles pour identifier d’éventuelles différences biologiques. L’ensemble des procédures suit une planification rigoureuse : chaque manipulation, chaque point temporel et chaque prélèvement ont été définis pour répondre à une question précise, évitant toute répétition ou surconsommation d’animaux. Enfin, les connaissances acquises à partir de ce projet permettront d’affiner les futurs protocoles expérimentaux, contribuant ainsi à une utilisation plus raisonnée et plus parcimonieuse des animaux dans la recherche biomédicale.
Raffinement
Toutes les mesures ont été prévues pour réduire au maximum la douleur, le stress et l’inconfort des animaux tout au long du projet. Les interventions chirurgicales seront effectuées sous anesthésie générale , avec une analgésie préventive administrée avant l’opération et un traitement antalgique prolongé après celle-ci. Les doses et les durées d’administration ont été définies pour assurer un confort optimal tout en évitant toute interférence avec les paramètres étudiés. Les soins post-opératoires incluent une surveillance rapprochée, une hydratation sous-cutanée, une alimentation enrichie et un hébergement dans des cages propres et chauffées jusqu’à récupération complète. Les animaux seront observés plusieurs fois par jour pendant les premiers jours, puis quotidiennement. Une grille de suivi précise permettra de détecter rapidement tout signe de douleur, de perte de poids ou d’altération du comportement. Les procédures chirurgicales seront réalisées par du personnel formé et expérimenté, utilisant du matériel microchirurgical stérilisé, des incisions limitées et des sutures fines pour réduire les traumatismes tissulaires. La durée des anesthésies et des manipulations sera strictement contrôlée pour limiter les risques. Les conditions d’hébergement (température, humidité, rythme jour/nuit) seront maintenues stables. Les animaux bénéficieront d’un enrichissement du milieu (matériaux de nidification, abris) et d’un environnement calme afin de réduire le stress. Les points limites sont clairement définis : tout animal présentant des signes persistants de douleur ou de souffrance non soulagée sera immédiatement euthanasié sous anesthésie profonde. Enfin, les protocoles seront régulièrement réévalués au sein de la structure en charge du bien-être animal afin d’ajuster les pratiques et d’intégrer toute amélioration permettant de réduire encore la contrainte imposée aux animaux. Ce dispositif complet garantit que chaque étape du projet est menée dans le respect le plus strict du bien-être animal et des principes éthiques européens.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme espèce expérimentale repose sur plusieurs critères scientifiques, éthiques et pratiques. La souris est largement utilisée dans les recherches biomédicales car son système immunitaire, nerveux et musculo-squelettique est bien connu et partage de nombreuses similitudes avec celui de l’être humain. Cela permet de modéliser avec fiabilité des maladies complexes telles que l’arthrose et d’évaluer de manière pertinente les effets de nouvelles approches thérapeutiques. Les modèles d’arthrose développés chez la souris sont bien établis, reproductibles et validés à l’échelle internationale. Ils permettent de reproduire les principaux mécanismes impliqués dans la douleur et la dégradation du cartilage tout en limitant la durée et la gravité des symptômes. L’utilisation de cette espèce garantit ainsi une obtention de données fiables avec un minimum d’animaux, conformément au principe des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). Les animaux seront utilisés à un stade adulte jeune, entre 10 et 12 semaines d’âge, correspondant à une maturité physiologique complète et à une bonne tolérance aux interventions chirurgicales. Ce stade permet également d’éviter toute variabilité liée à la croissance ou au vieillissement des tissus articulaires. L’emploi d’animaux plus jeunes ou plus âgés n’est pas approprié : les sujets immatures présentent une croissance active du cartilage rendant les résultats non comparables, tandis que les animaux plus âgés présentent des troubles métaboliques ou des altérations spontanées du cartilage. La souris représente donc le compromis le plus adapté entre pertinence scientifique, faisabilité technique et respect du bien-être animal. Ce choix permet de limiter au strict nécessaire l’utilisation d’animaux plus grands ou plus sensibles, tout en obtenant des informations essentielles sur les mécanismes de la douleur et de l’inflammation articulaire.
?valuation de l?efficacit? th?rapeutique de nouveaux traitements contre l?arthrose chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Rats : 600
Objectifs
L?arthrose est une pathologie chronique et invalidante pour laquelle les traitements actuels ne s?attaquent qu?aux sympt?mes, sans permettre de stopper ou d?inverser la d?gradation du cartilage. Ce projet vise ? tester de nouvelles mol?cules pr?sentant un potentiel th?rapeutique dans le traitement de l?arthrose, en modulant la r?ponse inflammatoire locale et en ralentissant la destruction du cartilage. L?objectif principal est de d?montrer, chez la souris et le rat, l?efficacit? et la tol?rance de ces mol?cules apr?s des r?sultats pr?alables prometteurs obtenus in vitro sur des marqueurs inflammatoires. Ces travaux pourraient permettre le d?veloppement de traitements innovants ciblant les m?canismes physiopathologiques de l?arthrose et am?liorant durablement la qualit? de vie des patients.
Bénéfices attendus
Le principal b?n?fice attendu de cette ?tude est la validation de nouvelles mol?cules ? vis?e anti-arthrosique, en d?terminant leur efficacit? th?rapeutique et leur tol?rance chez les mod?les animaux. Ces traitements pourraient permettre de freiner la d?gradation des tissus articulaires, de r?duire l?inflammation, et potentiellement de favoriser leur r?g?n?ration. Ils offriraient ainsi une avanc?e majeure dans la prise en charge de l?arthrose, aujourd?hui limit?e ? des traitements uniquement symptomatiques. Les r?sultats attendus pourraient ouvrir la voie ? de nouvelles alternatives th?rapeutiques pour les patients atteints d?arthrose, en particulier ceux pour lesquels les options actuelles sont insuffisantes. Les retomb?es potentielles incluent ?galement une meilleure compr?hension des m?canismes physiopathologiques de l?arthrose et du mode d?action des mol?cules test?es, permettant ainsi d?affiner les strat?gies th?rapeutiques. ? terme, ces travaux pourraient contribuer ? l?am?lioration significative de la qualit? de vie des patients, en retardant ou ?vitant des interventions lourdes comme la chirurgie proth?tique.
Procédures
Les animaux subiront une seule intervention au d?but du protocole : soit une injection unique (environ 3 ? 5 minutes sous anesth?sie g?n?rale), soit une chirurgie (10 ? 15 minutes sous anesth?sie g?n?rale). Ils seront ensuite suivis pendant 6 semaines, avec quatre pr?l?vements sanguins r?alis?s sous anesth?sie g?n?rale (environ 3 minutes chacun) aux semaines 0, 2, 4 et 6. Pendant ces 6 semaines les animaux recevront 1 ou 2 doses de mol?cule (suivant la voie d'injection), cette ?tape dure entre 1 et 3 min.
Impact sur les animaux
Les principaux effets ind?sirables attendus incluent une g?ne locomotrice li?e ? l?induction de l?arthrose, pouvant se manifester par une boiterie transitoire, une r?duction de l?appui sur le membre op?r? et une baisse d?activit? g?n?rale. La chirurgie peut ?galement induire une douleur post-op?ratoire, une inflammation locale, voire un risque mod?r? d?infection au niveau de l?articulation. Des pertes de poids mod?r?es et des alt?rations comportementales (diminution du toilettage, moindre interaction sociale) peuvent survenir. Les manipulations r?p?t?es, notamment les tests comportementaux, les pr?l?vements sanguins et les injections, peuvent occasionner un stress ponctuel ou une l?g?re fatigue.
Devenir
Les rongeurs seront euthanasi?s ? la fin de l??tude, conform?ment aux protocoles ?tablis. La r?utilisation des animaux n?est pas envisageable en raison du risque d?interactions entre les mol?cules test?es et des alt?rations tissulaires li?es aux proc?dures, notamment chirurgicales. ? l?issue du protocole, les genoux (articulations op?r?es et controlat?rales) seront pr?lev?s pour des analyses histologiques (colorations HES et Safranin-O/Fast Green) visant ? ?valuer la d?gradation du cartilage et l?inflammation synoviale. Des organes p?riph?riques tels que le foie, le rein et le muscle pourront ?galement ?tre collect?s pour des analyses biochimiques compl?mentaires destin?es ? ?valuer la tol?rance syst?mique des mol?cules.
Remplacement
Le recours ? l?exp?rimentation animale dans ce projet d?coule directement des r?sultats in vitro d?j? obtenus sur les mol?cules candidates, qui ont montr? des effets anti-inflammatoires prometteurs (inhibition de la production d?IL-1? et de TNF-? sur des cultures de chondrocytes et de synoviocytes). Ces approches cellulaires, ainsi que des mod?lisations in silico de la pharmacocin?tique, ont permis de s?lectionner les mol?cules les plus pertinentes avant tout passage ? l?animal. Cependant, les syst?mes in vitro et in silico ne permettent pas de reproduire la complexit? d?une articulation vivante : interactions m?caniques, vasculaires, immunitaires et nerveuses impliqu?es dans la douleur et la d?gradation du cartilage. Ces ?l?ments sont essentiels pour ?valuer la tol?rance locale, la biodistribution et l?efficacit? fonctionnelle d?un traitement anti-arthrosique. Ainsi, le remplacement complet par des m?thodes alternatives n?est pas envisageable ? ce stade du d?veloppement. Les mod?les animaux (rat et souris) sont donc utilis?s uniquement pour confirmer la pertinence th?rapeutique dans un organisme entier, apr?s s?lection pr?alable et validation des mol?cules in vitro. Cette d?marche progressive ? in vitro puis in vivo ? limite strictement le recours aux animaux tout en garantissant la validit? scientifique du projet, conform?ment aux principes des 3R.
Réduction
Le nombre d?animaux sera calcul? sur la base d?une analyse de puissance statistique r?alis?e ? l?aide du logiciel G*Power v3.1, en s?appuyant sur les donn?es de la litt?rature et sur l?exp?rience ant?rieure du laboratoire acquise dans des mod?les similaires d?arthrose. Les param?tres retenus sont un risque ? = 0,05, une puissance de 80 % et un effet attendu mod?r? (d ? 1), ce qui conduit ? un effectif minimal de 7 ? 12 animaux par groupe, selon l?esp?ce et la variabilit? du mod?le. La r?duction du nombre d?animaux est appliqu?e ? plusieurs niveaux : Conception exp?rimentale : recours ? des mod?les unilat?raux (un seul genou trait?), permettant des comparaisons intra-individuelles et r?duisant de moiti? le nombre d?animaux n?cessaires pour une puissance ?quivalente. Plan factoriel int?gr? : regroupement des mesures histologiques, biochimiques et comportementales sur les m?mes individus afin d??viter des ?tudes parall?les. Suivi adaptatif des effectifs : possibilit? d?ajuster les effectifs ? la baisse en fonction des r?sultats des analyses interm?diaires (tol?rance, variabilit? biologique, puissance observ?e), sur la base de crit?res statistiques valid?s avant chaque ?tape suivante. Remplacement partiel en amont : les ?tudes pr?liminaires de tol?rance et de cin?tique sont men?es sur un nombre restreint d?animaux (n = 3 ? 5) avant les tests d?efficacit?, ce qui permet d?optimiser les doses et d??viter des exp?rimentations redondantes. Cette m?thodologie garantit que chaque animal utilis? apporte une donn?e essentielle, tout en limitant strictement les effectifs conform?ment au principe de R?duction du cadre des 3R.
Raffinement
Les animaux seront suivis quotidiennement par le personnel d?animalerie et notre ?quipe afin de d?tecter rapidement tout signe de douleur ou de d?tresse. Ils seront anesth?si?s par isoflurane ou par k?tamine/m?d?tomidine pour chaque proc?dure. Un syst?me de scoring sera instaur? pour attribuer une note journali?re ? chaque animal. En fonction des r?sultats, des traitements antalgiques adapt?s seront administr?s, ou une euthanasie sera r?alis?e si les seuils critiques sont atteints. Ces mesures visent ? limiter la douleur, le stress et la souffrance animale tout au long de l??tude.
Choix des espèces
L?utilisation combin?e des souris et des rats est justifi?e par leur compl?mentarit? en recherche pr?clinique. Les souris permettent de tester des volumes r?duits de produit gr?ce ? leur faible poids et ? la disponibilit? de nombreuses lign?es g?n?tiquement caract?ris?es, ce qui facilite certaines approches m?canistiques. Les rats, en revanche, pr?sentent une physiologie et une taille plus adapt?es ? la r?alisation de mesures fonctionnelles pr?cises et ? la collecte d??chantillons r?p?t?s. Les animaux seront utilis?s ? l??ge adulte (5 ? 6 semaines), ?ge correspondant ? une maturit? physiologique garantissant la stabilit? des param?tres biologiques et la fiabilit? des r?sultats.
Evaluation de l’efficacité de produits à visée anti-arthrosique dans un modèle d’arthrose du genou chez le lapin.
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Objectifs
D’après l’organisation mondiale de la santé, l’arthrose est une des dix maladies les plus invalidantes dans les pays développés. A l’échelle mondiale, 9.6% des hommes et 18% des femmes âgés de 60 ans en souffrent. Dans les prochaines décennies, le vieillissement de la population couplé à des facteurs de risques tels que l’obésité laisse suggérer que le nombre de personnes atteintes d’arthrose va continuer d’augmenter. Grâce à de nombreuses études, les connaissances sur l’arthrose se sont améliorées. Désormais, cette pathologie n’est plus considérée comme une maladie associée seulement à des lésions du cartilage mais comme une maladie provoquant des anomalies pathologiques au niveau de nombreuses structures telles que les muscles périarticulaires, les ligaments, la synovie, le système neurosensoriel et l’os. Ces nouvelles données permettent la création de nouvelles molécules cibles permettant de prévenir le développement de l'arthrose. Ce projet consiste à évaluer l'efficacité de produits à visée anti-arthrosique, destinés aux traitements préventifs ou curatifs, sur un modèle d’arthrose du genou induit chirurgicalement (rupture du ligament croisé antérieur) chez le lapin. Les produits à tester pourront être administrés par voie intra-articulaire dans le genou lésé. Au maximum 5 études seront réalisées afin de tester plusieurs produits et/ou posologies.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera au développement et éventuellement à la mise sur le marché de nouveaux produits anti-arthrosiques offrant des traitements plus efficaces et mieux tolérés contre l’arthrose.
Procédures
Les animaux subiront une intervention chirurgicale permettant la mise en place du modèle d’arthrose. La procédure chirurgicale durera entre 45 minutes et 1h15 (durée de l’anesthésie). À la suite de cette procédure, des administrations d’analgésique, anti-inflammatoire et antibiotique seront administrés à raison de 1 à 2 fois par jour pendant 3 jours. Ces injections sont très rapides réalisés en 2 minutes. Les animaux seront soumis à 1 à 6 injections des produits tests. Ces injections seront réalisées en environ 15 minutes (anesthésie comprise). Des prélèvements sanguins seront réalisés sur animal vigile, en environ 2 minutes à une fréquence maximale d’une fois par semaine.
Impact sur les animaux
En raison du caractère invasif de la procédure chirurgicale, des complications post-opératoires pourraient survenir telle qu’une baisse de la consommation alimentaire et hydrique pouvant entrainer une perte de poids ou une ouverture de la plaie opératoire. Ce modèle d’arthrose peut également altérer la mobilité de l’animal, générer des douleurs articulaires et une inflammation locale du genou. D’autres effets indésirables sont liés aux anesthésies, aux prélèvements sanguins (hémorragie, hématome) et aux injections intra-articulaire (hématome, inflammation locale). Un stress inhérent à toute manipulation des animaux est également attendu mais sera limité grâce à une phase d’acclimatation et un hébergement collectif.
Devenir
Las animaux seront euthanasiés en fin d’étude car des prélèvements de l’articulation du genou seront réalisés pour analyse par micro-scanner et histologique.
Remplacement
Afin de répondre aux objectifs de ce projet, le recours à l’expérimentation animale est nécessaire car il n’existe pas à l’heure actuelle de méthode alternative permettant de modéliser de manière fiable le comportement de produits injectés dans un organisme entier vivant. Ce comportement dépend de très nombreux facteurs tels que la zone d’injection, les tissus environnants et l’activité de l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux inclus dans chaque étude et par groupe a été évalué en fonction de l’objectif du projet. De façon à réduire au maximum le nombre d’animaux et éviter l’utilisation de groupe contrôle non injecté, chaque animal sera son propre témoin, à partir des données du genou sain et de données récoltées avant administration des produits à tester (prises de sang, poids). Ainsi, un minimum de 6 animaux par groupe sera utilisé. Les études comprendront au minimum 2 groupes : soit un groupe injecté avec le produit à tester (produit préventif ou curatif) et un groupe injecté avec un produit contrôle (adjuvant, produit déjà sur le marché, …), soit des groupes recevant une posologie de produit à tester différente.
Raffinement
Une période d’acclimatation de minimum 10 jours sera respectée pour les lapins. Les animaux seront hébergés avec les enrichissements appropriés (plateforme et cachette, bâtonnet de bois à ronger, balles (jeux) et galet de foin), autant que possible en groupe sociaux de 2 à 5 individus en parcs ou en cages En cas d’animaux hébergés de manière individuelle chez le fournisseur, les animaux subiront une période de sociabilisation durant la période d’acclimatation afin de pouvoir les héberger collectivement dans nos locaux. Les animaux seront observés quotidiennement. Des pesées et un suivi avec grille de scoring permettant d’observer à la fois l’état général des animaux et leur mobilité, afin de déceler précocement tout signe clinique anormal et mettre en place des mesures de prise en charge aussi rapidement que possible (mesures de soutien de type désinfection de plaies, hydratation, isolement etc. ou bien mise à mort en cas d'état de santé considérablement dégradé et irréversible) seront réalisées quotidiennement en post-opératoire puis au minimum 1 fois par semaine (fréquence pouvant être augmentée en fonction de l’état de santé des animaux). De plus, un suivi post-opératoire (poids, suivi de la consommation de nourriture et d’eau, suivi de la zone opérée, traitements analgésique, anti-inflammatoire, antibiotique) sera effectué sur chaque animal pendant au minimum 5 jours. Pendant ce suivi, des médicaments visant à soutenir les fonctions digestives pourront être administrés aux animaux en fonction de leur état clinique. Lors de l’anesthésie, une attention particulière sera portée pour éviter l'hypothermie : mise en place de tapis chauffant et/ou réveil des animaux sous lampe chauffante. Un gel oculaire sera appliqué sur les yeux de l’animal pendant l’anesthésie pour éviter le dessèchement cornéen. Un protocole analgésique, antibiotique et anti-inflammatoire sera mis en place avant la procédure chirurgicale et poursuivi jusqu’au minimum 2 jours après chirurgie. Les lapins seront habitués à la contention. Pour cela, la contention sera réalisée plusieurs fois en amont de l’étude sans réalisation de geste technique. Une récompense pourra être apporté à l’animal. La chirurgie sera réalisée par un vétérinaire spécialisé en chirurgie et maitrisant ce modèle.
Choix des espèces
Le lapin est une espèce couramment utilisée pour réaliser un modèle arthrose du genou. En effet, l’anatomie du genou du lapin est proche de celle de l’homme et sa taille facilite les analyses histologiques et d'imagerie par rapport à des plus petites espèces. L'âge des lapins sera choisi en fonction de la visée thérapeutique des produits testés. Généralement, on utilisera des lapins âgés entre 22 et 32 semaines lors de la chirurgie afin de s'affranchir de la croissance osseuse.
Evaluation de l’efficacité de traitements dans un modèle d’arthrose induit par chirurgie chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Objectifs
Alors que les affections ostéoarticulaires chroniques touchent tout particulièrement les adultes de plus de 50 ans, il n’existe actuellement aucun traitement permettant de guérir l’ensemble des signes cliniques associés aux rhumatismes, comme la dégradation du cartilage dont l’évolution conduit assurément à la pose de prothèse articulaire. Ce projet a donc pour objectif d’évaluer l’efficacité de différents traitements dans un modèle d’arthrose chez le rat, modèle d’arthrose très largement décrit dans la littérature et obtenu par chirurgie déstabilisatrice de l’articulation du genou chez le rat. L’arthrose est causée par une altération des articulations liée à une usure progressive du cartilage associée à un remodelage des os situés à proximité, la formation d’excroissances osseuses, un affaiblissement des ligaments et des muscles et peut également s’accompagner d’une inflammation articulaire. Si les traitements médicamenteux actuels soulagent en partie les douleurs intenses et l’inflammation de ces maladies aucun de ces traitements n’est capable de freiner la dégradation du cartilage ou guérir la maladie. Aujourd’hui, seuls les traitements chirurgicaux très invasifs, comme la pose de prothèse permettent de retrouver la mobilité perdue due à l’arthrose. Ainsi, la découverte et le développement de nouveaux traitements agissant de façon globale sur l’inflammation, les atteintes osseuses et cartilagineuses ainsi que la douleur, caractéristiques de l’arthrose, est un enjeu majeur de santé publique alors que le vieillissement de la population ne fait qu’augmenter. L’objectif du projet est d’évaluer la capacité de traitements à limiter la dégradation du cartilage et/ou régénérer le cartilage dégradé dans un modèle d’arthrose chez le rat, dont les signes cliniques sont proches de ceux observés chez l’homme, obtenu par section du ligament croisé antérieur et ménisectomie partielle. Différents types de traitements seront testés.
Bénéfices attendus
Chaque protocole réalisé au sein de ce projet permettra de générer des informations sur l’efficacité des nouveaux traitements, tant sur l’inflammation que sur la reconstitution du cartilage ou le ralentissement de l’apparition des lésions dans un modèle d’arthrose induit par chirurgie au niveau du genou. A plus long terme, ce projet permettra d’obtenir des données importantes dans le cadre du développement de nouvelles approches pour le traitement des lésions arthrosiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à une opération chirurgicale unique réalisée sous anesthésie et avec analgésie afin de réaliser la section du ligament croisé ainsi que l’ablation d’une partie du ménisque. Cette opération dure 30 à 45 min par animal, et la prise en charge analgésique s’étale les jours suivant l’opération. Les traitements seront réalisés au plus tôt 1 semaine après la chirurgie. Ces traitements durent moins de 5 min par animal, et sont réalisées sous anesthésie et après traitement anti-douleur. Elles pourront être répétées au maximum 1 fois par articulation et par semaine au cours du protocole ou 1 fois par site et par jour si administration intra-musculaire. Les traitements pourront également être réalisés au plus tôt 1 semaine après la chirurgie. Ces traitements durent moins de 5 min par animal, et sont réalisés sur animal vigile. Elles pourront être répétées tous les jours. Des prélèvements sanguins pourront également être réalisés. Ces prélèvements auront lieu sur animal vigile, et dureront moins de 5 min par animal. Ils pourront être répétés une fois par semaine tout au long du protocole.
Impact sur les animaux
La réalisation de la chirurgie peut s’accompagner d’une possible réaction inflammatoire transitoire au niveau de l’articulation opérée. De la même manière, l’apparition progressive des lésions arthrosiques est susceptible d’entrainer gène ou douleur. Les effets indésirables attendus sur les animaux peuvent être un traumatisme exprimé par des cris/agitation pendant l’administration des traitements, ou le prélèvement de sang, une inflammation au niveau du site d’injection, un œdème articulaire ou une boiterie. Par ailleurs les prélèvements de sang peuvent entrainer du stress et de la douleur au site de prélèvement chez les animaux vigiles. Pour prévenir ces différents cas de figure, les animaux seront suivis avec précaution et des grilles d’évaluation clinique associée aux conduites à tenir en cas d’observation de ces signes ont été prévues.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Les organes d'intérêts, dont les articulations, seront prélevés. Les prélèvements sanguins seront utilisés pour évaluer les modifications de différents marqueurs induits par les traitements. Les organes et articulations prélevés seront utilisés pour réaliser des analyses histologiques, histopathologiques et/ou d’imagerie.
Remplacement
De manière systématique, les traitements que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro mais le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer de potentielles interactions avec l’organisme. En effet, les tests in vitro actuels permettent de prévoir le devenir des agents thérapeutiques testés, mais ne renseignent pas sur leurs effets sur l’ensemble des organes/tissus d’un organisme. Aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité. De plus, dans le cadre des pathologies comme l’arthrose, il est pour le moment impossible de reproduire in vitro les mécanismes de déstabilisation mécanique de l’articulation à l’origine de l’apparition des lésions. De la même façon, les interactions entre les différentes cellules et tissus composants l’articulation ne peuvent être mimées par un modèle simple de culture cellulaire. L'utilisation d'animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs de cette procédure.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’avoir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours d’un protocole. Etant donné la variabilité probable des réponses aux produits, 10 animaux par groupe au maximum sont prévus afin d’assurer un nombre minimum d’animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le bien-être animal. Ce nombre d’animaux a été déterminé par approche statistique et l’utilisation de chaque animal a été optimisée (analyses et recueil de données d’études similaires, études pilotes…) tout en limitant les contraintes au maximum. Cet effectif sera revu à la baisse dans le cas où le traitement évalué est connu (par exemple : traitement de référence utilisé comme comparateur), et après analyse des résultats d’études préliminaires d’efficacité, afin de donner des résultats reproductibles et similaires d’un animal à l’autre.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes dans des locaux adaptés permettant leur maintien dans un environnement adéquat, n'induisant pas de stress. Nous mettrons en place des mesures spécifiques et adaptées aux douleurs éventuelles occasionnées par les différents traitements pour éviter toute souffrance inutile et prolongée : les conditions d’hébergement seront optimisées (litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilité d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente). Lors des traitements et selon la voie d’administration, nous utiliserons un anesthésique, et des antalgiques dès l’apparition des premiers signes cliniques. Lors des traitements expérimentaux et lors des prises de mesures, nous maintiendrons les animaux dans une situation d’inconfort et de douleur pendant un minimum de temps. Un suivi quotidien des animaux sera effectué et un suivi approfondi avec prise de poids et observations sur des caractéristiques spécifiques (gonflement, locomotion, sensibilité mécanique, ...) sera effectué deux fois par semaine minimum. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs points limites (repérés le plus tôt possible au moment des suivis et à l’appui des grilles du bien-être animal adaptées) sera pris en charge ou euthanasié
Choix des espèces
Il n'existe pas de méthode alternative à l'expérimentation animale pour évaluer les lésions ostéoarticulaires. L’animal demeure indispensable à l’évaluation de produits. De plus le modèle d’arthrose par chirurgie chez le rat, utilisé depuis de nombreuses années, est maintenant reconnu pour être un modèle très prédictif pour la recherche médicale humaine et vétérinaire. En effet, le rat est l’espèce mammifère dont les caractéristiques physiologiques et réponses tissulaires sont proches de celles observées chez l'homme. Le rat, est fréquemment utilisé à des fins de recherche, car les résultats de produits thérapeutiques sont facilement transposables à l'homme, par simple approche/méthode statistique. La taille de cet animal permet d’obtenir un volume suffisant de liquides biologiques analysables. Enfin, le rat est préféré à la souris pour l’étude de lésions cartilagineuses car le cartilage est plus épais et les effets d’une chirurgie chez le rat s’approchent de la pathologie humaine. Sous le couvert de la réglementation française, le stade de développement des animaux sera défini avant chaque protocole et sera adapté au schéma thérapeutique des traitements étudiés. Bien que les pathologies rhumatiques puissent toucher des patients à n’importe quel âge, chez les rongeurs, la modélisation de ces maladies donne des résultats plus homogènes avec des rats adultes âgés de 8 à 10 semaines au début du protocole.
Rôle de la délétion cartilage spécifique de CXCL12 dans le développement de l’arthrose post-traumatique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Objectifs
L’arthrose, la plus répandue des maladies rhumatismales, impacte plus de 500 millions de personnes dans le monde. A ce jour, il n’existe pas de traitements qui permettent de soigner ou ralentir la maladie, les traitements disponibles sont uniquement palliatifs. Notre projet s’intéresse particulièrement aux mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de la dégradation du cartilage articulaire lors de l’arthrose. L’une des étapes clé de cette dégradation correspond à une augmentation anormale du volume (i.e. hypertrophie) des cellules du cartilage (chondrocytes). A un stade plus avancé de la maladie, une invasion pathologique du cartilage articulaire par des vaisseaux sanguins nouvellement formés se met en place, via un mécanisme nommé « angiogenèse ». Cette invasion vasculaire accélère fortement la dégradation du cartilage. Nous proposons l’hypothèse que les chondrocytes hypertrophiques, joueraient un rôle fondamental dans l’invasion vasculaire du cartilage arthrosique. Nos premiers résultats indiquent qu’une protéine ligand est spécifiquement produite par les chondrocytes hypertrophiques et que l’interaction avec son récepteur, présent à la surface des cellules endothéliales vasculaire, favorise l’angiogenèse. C’est dans ce contexte, que notre projet, se propose, pour la toute première fois, de documenter le rôle de l’interaction entre cette protéine ligand et son récepteur dans l’invasion vasculaire du cartilage arthrosique. Pour ce faire, nous utiliserons une lignée de souris génétiquement modifiées, permettant à la fois d’induire une invalidation du gène codant pour le récepteur spécifiquement au niveau des cellules endothéliales vasculaires mais aussi de visualiser cette population cellulaire grâce à une protéine fluorescente. Une arthrose sera induite chirurgicalement chez ces souris et l’invasion vasculaire du cartilage articulaire sera suivie au cours du temps. Par la suite, ces expérimentations nous permettrons de définir le moment idéal pour mettre en place des stratégies thérapeutiques anti-arthrose qui ciblent spécifiquement l’interaction entre la protéine d’intérêt et son récepteur.
Bénéfices attendus
Notre projet comporte plusieurs bénéfices attendus. Dans un premier temps, notre projet va permettre d’approfondir, de manière générale, les connaissances de la communauté scientifique sur les mécanismes cellulaires/moléculaires impliqués dans l’apparition de l’arthrose et plus précisément, sur le rôle que tiennent les chondrocytes hypertrophiques dans le développement de cette maladie. Ce projet comporte également une partie dédiée à évaluer des modes d’administrations du traitement moins invasif et stressant pour les souris, ce qui permettra, in fine, une amélioration et un raffinement de ce protocole, dans un souci de respecter les 3Rs de l’expérimentation animale. Enfin, il faut prendre en compte que l’arthrose est une maladie chronique douloureuse et extrêmement répandue au sein de la population (40% des personnes de plus de 70 ans développe de l’arthrose), qui, de fait, exerce une pression importante sur le milieu médical. De manière connexe, l’arthrose de la hanche et du genou représentent des poids financiers conséquents pour les pays européens, en effet, ils sont estimés entre 408-817 milliards d’euros et 350-700 milliards d'euros/an respectivement. Ainsi, au travers de l’étude de nouvelles cibles thérapeutiques, notre projet s’inscrit dans une démarche visant à améliorer la qualité de vie des patients (amélioration de la mobilité et de l’autonomie des patients, diminution des douleurs chroniques et de comorbidités associées) et à réduire les coûts socio-économiques (limitation de dépenses liées aux arrêts de travail prolongés et aux interventions) exercées par l’arthrose sur notre société.
Procédures
A l’âge de 10 semaines de vie post-natale, les animaux seront soumis à une chirurgie d’environ 15 minutes consistant en une déstabilisation d’un ménisque (cartilage servant de cales et d’amortisseurs de l’articulation) du genou droit. Les animaux âgés de 12 semaines recevront des injections quotidiennes du composé d’intérêt de quelques secondes sur une période de 5 jours. Un site différent sera choisi pour chaque injection afin de limiter les risques d’irritation pour l’animal.
Impact sur les animaux
Lors du développement de l’arthrose post-traumatique, de la douleur peut être ressentie par l’animal. Celui-ci peut alors entrer dans un état de prostration, s’isoler des autres animaux dans la cage et cesser les interactions comme par exemple le toilettage social. Dans le cas du modèle chirurgical DMM, une douleur pourrait être causée par une dilacération du tissu cutané supplémentaire, inopinée et indépendante de l’incision initiale pendant les chirurgies. De plus, une infection pourrait survenir au niveau des sutures post-chirurgicales. Les injections intrapéritonéales, bien que ne durant que quelques secondes, peuvent entraîner une irritation au niveau du site d’injection. De même, les injections de tamoxifène et plus généralement la technique d’injection intrapéritonéale en elle-même peuvent entrainer des nuisances chez l’animal : stress/anxiété, perte d’appétit, inflammation du péritoine (péritonite), injection mal placée conduisant à l’accumulation du produit au niveau d’un site non ciblé (i.e. organes présents dans le péritoine) avec conséquences multiples.
Devenir
L’ensemble des animaux de ce projet seront utilisés afin de réaliser des prélèvements multi-organes post-mortem. Ces prélèvements sont indispensables pour la validation de notre modèle murin génétiquement modifié et pour mener à bien notre étude visant à déterminer l’intérêt de nouvelles cibles thérapeutiques contre le développement de l’arthrose.
Remplacement
Des modèles in vitro/ex vivo permettent d’étudier la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et sont utilisés en amont de la présente étude pour remplacer au maximum le recours aux expérimentations animales. Ces modèles impliquent l’utilisation de cellules endothéliales d’origine humaine pour des tests de formation de tubes ou de migration cellulaires. Lors de ces tests il est possible de faire varier plusieurs paramètres et d’évaluer l’effet de communications cellulaires d’intérêt. Cependant l’utilisation de ces modèles reste limitée par le fait que les cellules endothéliales nécessitent un milieu de culture spécifique, peu compatible avec de nombreux autres types cellulaires. Or, dans le cadre de l’arthrose, l’environnement articulaire se compose de différents tissus et types cellulaires ainsi que d’un liquide synovial trop complexes à prendre en compte dans la mise en place de modèles in vitro ou informatiques, ni même dans un modèle d’animal invertébré. D’autre part, l’arthrose est une pathologie aux causes et conséquences multiples difficilement reproductibles dans un système in vitro non intégré. C’est pourquoi, aujourd’hui, aucun autre modèle substituable aux modèles animaux ne nous permet d’évaluer les processus impliqués dans le développement de l’arthrose ni l’intérêt de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles.
Réduction
Dans le cadre du respect des 3Rs en éthique animale, le nombre d’animaux utilisés dans les procédures a été réduit au strict minimum. Pour ce projet scientifique, les nombres de 9 et 35 animaux de chaque sexe par groupe ont été calculés par un test reconnu de puissance statistique, afin de s’assurer de pouvoir conclure sur une différence significative. Pour l’analyse des résultats, le test statistique le plus adapté sera utilisé pour pouvoir comparer toutes les conditions. Il est également important de souligner que chaque souris fera l’objet de prélèvements multi-organes (prélèvement de sang, colonne vertébrale, pattes avant et arrières, trachée et poumons, artère aorte). Cette approche présente l’avantage de rassembler une collection d’échantillons suffisante sur un nombre restreint d’animaux. Enfin, notre projet comprend l’utilisation de techniques d’analyses très haut débit qui permettent de générer un grand nombre de données pertinentes scientifiques à partir d’un faible nombre d’échantillons.
Raffinement
Pour le protocole d’induction de l’arthrose, une analgésie est assurée avant et après l’opération. Les souris sont anesthésiées par inhalation d’un gaz durant toute la procédure. La chirurgie, même si celle-ci ne dure pas plus de 15 minutes, sera effectuée sur tapis chauffant afin d’écarter tout risque d’hypothermie. Les souris seront ensuite transférées dans une cage de réveil également disposée sur tapis chauffant le temps de récupérer. Après 6h et 24h post-chirurgie, un traitement antalgique est administré aux animaux dans un souci de raffiner la prise en charge de la douleur ressentie par ces derniers. Les animaux sont observés quotidiennement pendant les 3 premiers jours post chirurgie puis 2 fois par semaine. Deux semaines post-DMM, les souris seront à nouveau observées quotidiennement le temps des injections puis 2 fois par semaine. Des grilles de points limites ont été définies pour chacune des procédures et permettront une gestion de la douleur adaptée selon le nombre et la sévérité des signes cliniques observés.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme modèle animal dans ce projet est fondé sur plusieurs critères. La souris est tout d’abord un modèle de référence pour la recherche fondamentale ainsi que pour les études pré-cliniques, car de nombreux outils de laboratoires sont développés et optimisés pour cette espèce. Notre projet est basé sur l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés qui permettent des études précises et pertinentes dans les tissus squelettiques d’intérêt pour la recherche thérapeutique sur l’arthrose. Ces lignées de souris génétiquement modifiées sont déjà développées et disponibles. Le modèle de souris d’arthrose post-traumatique par déstabilisation du ménisque médian est le plus décrit dans la littérature et fait ainsi office de référence pour l’étude de cette pathologie. Le choix de l’espèce souris s’explique également par la nécessité de travailler sur des animaux arrivés à maturité squelettique. Les animaux inclus dans cette étude seront à maturité squelettique et âgés de 10 à 22 semaines. La procédure chirurgicale sera réalisée à 10 semaines de vie, il s’agit du stade de développement consensus dans la littérature pour l’induction de l’arthrose post-traumatique par déstabilisation du ménisque médial
Rôle de la délétion vasculaire spécifique de CXCR4 dans le développement de l’arthrose post-traumatique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Objectifs
L’arthrose, la plus répandue des maladies rhumatismales, impacte plus de 500 millions de personnes dans le monde. A ce jour, il n’existe pas de traitements qui permettent de soigner ou ralentir la maladie, les traitements disponibles sont uniquement palliatifs. Notre projet s’intéresse particulièrement aux mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de la dégradation du cartilage articulaire lors de l’arthrose. L’une des étapes clé de cette dégradation correspond à une augmentation anormale du volume (i.e. hypertrophie) des cellules du cartilage (chondrocytes). A un stade plus avancé de la maladie, une invasion pathologique du cartilage articulaire par des vaisseaux sanguins nouvellement formés se met en place, via un mécanisme nommé « angiogenèse ». Cette invasion vasculaire accélère fortement la dégradation du cartilage. Nous proposons l’hypothèse que les chondrocytes hypertrophiques, joueraient un rôle fondamental dans l’invasion vasculaire du cartilage arthrosique. Nos premiers résultats indiquent qu’une protéine ligand est spécifiquement produite par les chondrocytes hypertrophiques et que l’interaction avec son récepteur, présent à la surface des cellules endothéliales vasculaire, favorise l’angiogenèse. C’est dans ce contexte, que notre projet, se propose, pour la toute première fois, de documenter le rôle de l’interaction entre cette protéine ligand et son récepteur dans l’invasion vasculaire du cartilage arthrosique. Pour ce faire, nous utiliser une lignée de souris génétiquement modifiées, permettant à la fois d’induire une invalidation du gène codant pour le récepteur spécifiquement au niveau des cellules endothéliales vasculaires mais aussi de visualiser cette population cellulaire grâce à une protéine fluorescente. Une arthrose sera induite chirurgicalement chez ces souris et l’invasion vasculaire du cartilage articulaire sera suivie au cours du temps. Par la suite, ces expérimentations nous permettrons de définir le moment idéal pour mettre en place des stratégies thérapeutiques anti-arthrose qui ciblent spécifiquement l’interaction entre la protéine d’intérêt et son récepteur.
Bénéfices attendus
Notre projet comporte plusieurs bénéfices attendus. Dans un premier temps, notre projet va permettre d’approfondir, de manière générale, les connaissances de la communauté scientifique sur les mécanismes cellulaires/moléculaires impliqués dans l’apparition de l’arthrose et plus précisément, sur le rôle de l’invasion vasculaire du cartilage dans le développement de cette maladie. Dans un second temps, les résultats obtenus, nous permettront d’évaluer l’intérêt de cibler l’étape d’invasion vasculaire du cartilage pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques contre l’arthrose. Enfin, il faut prendre en compte que l’arthrose est une maladie chronique douloureuse et extrêmement répandue au sein de la population (40% des personnes de plus de 70 ans développe de l’arthrose), qui, de fait, exerce une pression importante sur le milieu médical. De manière connexe, l’arthrose de la hanche et du genou représente des poids financiers conséquents pour les pays européens, en effet, ils sont estimés entre 408-817 milliards d’euros et 350-700 milliards d'euros/an respectivement. Ainsi, au travers de l’étude de nouvelles cibles thérapeutiques, notre projet s’inscrit dans une démarche visant à améliorer la qualité de vie des patients (amélioration de la mobilité et de l’autonomie des patients, diminution des douleurs chroniques et de comorbidités associées) et à réduire les coûts socio-économiques (limitation de dépenses liées aux arrêts de travail prolongé et aux intervention) exercées par l’arthrose sur notre société.
Procédures
A l’âge de 10 semaines de vie post-natale, les animaux seront soumis à une chirurgie d’environ 15 minutes consistant en une déstabilisation d’un ménisque (cartilage servant de cales et d’amortisseurs de l’articulation) du genou droit. Les animaux âgés de 12 semaines recevront des injections intrapéritonéales du composé d’intérêt quotidienne de quelques secondes sur une période de 5 jours. Un site différent sera choisi pour chaque injection afin de limiter les risques d’irritation pour l’animal.
Impact sur les animaux
Dans les trois premiers jours suivant la chirurgie, si des douleurs sont ressenties par l’animal, celui-ci peut entrer dans un état de prostration, s’isoler des autres animaux de la cage et cesser les interactions comme par exemple le toilettage social. Cette douleur pourrait notamment être causée par une dilacération du tissu cutané supplémentaire, inopinée et indépendante de l’incision initiale pendant les chirurgies. De plus, une infection pourrait survenir au niveau des sutures post-chirurgicales. Les injections intrapéritonéales, bien que ne durant que quelques secondes, peuvent entraîner une irritation au niveau du site d’injection. De même, les injections de tamoxifène et plus généralement la technique d’injection intrapéritonéale en elle-même peuvent entrainer des nuisances chez l’animal : stress/anxiété, perte d’appétit, inflammation du péritoine (péritonite), injection mal placée conduisant à l’accumulation du produit au niveau d’un site non ciblé (i.e. organes présents dans le péritoine) avec conséquences potentielles multiples
Devenir
L’ensemble des animaux de ce projet seront utilisés afin de réaliser des prélèvements multi-organes post-mortem. Ces prélèvements sont indispensables pour la validation de notre modèle murin génétiquement modifié et pour mener à bien notre étude visant à déterminer l’intérêt de nouvelles cibles thérapeutiques contre le développement de l’arthrose.
Remplacement
Des modèles in vitro/ex vivo permettent d’étudier la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et sont utilisés en amont de la présente étude pour remplacer au maximum le recours aux expérimentations animales. Ces modèles impliquent l’utilisation de cellules endothéliales d’origine humaine pour des tests de formation de tubes ou de migration cellulaires. Lors de ces tests il est possible de faire varier plusieurs paramètres et d’évaluer l’effet de communication cellulaires d’intérêt. Cependant l’utilisation de ces modèles reste limitée par le fait que les cellules endothéliales nécessitent un milieu de culture spécifique, peu compatible avec de nombreux autres types cellulaires. Or, dans le cadre de l’arthrose, l’environnement articulaire se compose de différents tissus et types cellulaires ainsi que d’un liquide synovial trop complexes à prendre en compte dans la mise en place de modèles in vitro ou informatiques, ni même dans un modèle d’animal invertébré. D’autre part, l’arthrose est une pathologie aux causes et conséquences multiples difficilement reproductibles dans un système in vitro non intégré. C’est pourquoi, aujourd’hui, aucun autre modèle substituable aux modèles animaux ne nous permet d’évaluer les processus impliqués dans le développement de l’arthrose ni l’intérêt de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles.
Réduction
Dans le cadre du respect des 3Rs en éthique animale, le nombre d’animaux utilisés dans les procédures a été réduit au strict minimum. Pour ce projet scientfique, les nombre de 9 et 35 animaux de chaque sexe par groupe a été calculé par un test reconnu de puissance statistique, afin de s’assurer de pouvoir conclure sur une différence significative. Pour l’analyse des résultats, le test statistique le plus adapté sera utilisé pour pouvoir comparer toutes les conditions. Il est également important de souligner que chaque souris fera l’objet de prélèvement multi-organes (prélèvement de sang, colonne vertébrale, pattes avant et arrières, trachée et poumons, artère aorte). Cette approche présente l’avantage de rassembler une collection d’échantillons suffisante sur un nombre restreint d’animaux. Enfin, notre projet comprend l’utilisation de techniques d’analyses très haut débit qui permettent de générer un grand nombre de données pertinentes scientifiques à partir d’un faible nombre d’échantillons.
Raffinement
Pour le protocole d’induction de l’arthrose, une analgésie est assurée en avant et après l’opération. Les souris sont anesthésiées par inhalation d’un gaz durant toute la procédure. La chirurgie, même si celle-ci ne dure pas plus de 15 minutes, sera effectuée sur tapis chauffant afin d’écarter tout risque d’hypothermie. Les souris seront ensuite transférées dans une cage de réveil également disposée sur tapis chauffant le temps de récupérer. Après 6h et 24h post-chirurgie, un traitement antalgique est administré aux animaux dans un souci de raffiner la prise en charge de la douleur ressentie par ces derniers. Les animaux sont observés quotidiennement pendant les 3 premiers jours post chirurgie puis 2 fois par semaine. Des grilles de points limites ont été définies pour chacune des procédures et permettront une gestion de la douleur adaptée selon le nombre et la sévérité des signes cliniques observés.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme modèle animal dans ce projet est fondé sur plusieurs critères. La souris est tout d’abord un modèle de référence pour la recherche fondamentale ainsi que pour les études pré-cliniques, car de nombreux outils de laboratoires sont développés et optimisés pour cette espèce. Notre projet est basé sur l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés qui permettent des études précises et pertinentes dans les tissus squelettiques d’intérêt pour la recherche thérapeutique sur l’arthrose. Ces lignées de souris génétiquement modifiées sont déjà développées et disponibles. Le modèle de souris d’arthrose post-traumatique par déstabilisation du ménisque médian est le plus décrit dans la littérature et fait ainsi office de référence pour l’étude de cette pathologie. Le choix de l’espèce souris s’explique également par la nécessité de travailler sur des animaux arrivés à maturité squelettique. Les animaux inclus dans cette étude seront à maturité squelettique et âgés de 10 à 22 semaines. La procédure chirurgicale sera réalisée à 10 semaines de vie, il s’agit du stade de développement consensus dans la littérature pour l’induction de l’arthrose post-traumatique par déstabilisation du ménisque médial
Imagerie fonctionnelle de la réponse thérapeutique dans l’arthrose -site 2/2
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Objectifs
L’arthrose a un impact majeur sur la qualité de vie des patients et se caractérise par une dégradation progressive des articulations, se traduisant par des douleurs et une limitation fonctionnelle, atteignant l’ensemble des structures de l’articulation, dont le cartilage. Les progrès menés dans la compréhension de l’arthrose ont permis d’identifier des cibles thérapeutiques prometteuses, avec l’émergence de nouvelles molécules visant à prévenir ou à ralentir la progression de la maladie. Malgré d’extensives recherches, aucune approche pharmacologique n’a à ce jour démontré d’efficacité. Les agences règlementaires ont approuvé comme seul critère d’évaluation de l’efficacité des nouvelles molécules le temps écoulé avant le remplacement total de l’articulation en chirurgie. Les auteurs dans ce domaine considèrent que le développement de molécules est limité par le manque d’outils d’imagerie sensibles et spécifiques permettant la quantification réelle de la progression de l’arthrose et l’évaluation de la réponse thérapeutique. Dans ce contexte, ce projet propose une nouvelle approche de ciblage du cartilage par imagerie moléculaire, qui permettra d’aboutir à une méthode innovante, non invasive, d’imagerie fonctionnelle des articulations se basant sur l’utilisation d’un traceur radioactif ciblant le cartilage pour l’exploration en médecine nucléaire. Sur la base de nombreuses études précliniques, notre traceur est un sérieux candidat pour une imagerie sensible et fonctionnelle du cartilage : sa sensibilité et sa spécificité permettront de quantifier des critères fonctionnels au niveau du cartilage, permettant ainsi à la fois une évaluation des signes précoces de la pathologie et de l’efficacité des nouvelles approches thérapeutiques. Afin de démontrer cette hypothèse, notre projet a été soumis avec succès à l’Agence Nationale pour la Recherche (ANR). Ces expériences seront réalisées dans le respect de la règle des 3R (Remplacer, Réduire et Raffiner), utilisant des conditions de stabulation, de bien-être animal et un nombre de souris optimisés. Une observation journalière des animaux est assurée par la personne chargée de l’expérimentation. Cette observation consiste à vérifier l’état et le comportement général des souris. Lors des procédures expérimentales, les souris seront placées sous anesthésie générale afin d'éliminer toute douleur potentielle et de réduire l'angoisse générée par la manipulation. Ce projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de juger de la pertinence de stratégies thérapeutiques ciblant le cartilage dans la prise en charge de l’arthrose.
Procédures
Les animaux inclus dans ce projet multisites seront soumis à différents types d’intervention sur 2 sites différents : - Site 1/2 : chirurgie DMM et traitements par injection intra-articulaire sous anesthésie générale. Ces interventions ont fait l’objet d’une autorisation de projet. Dans ce modèle d’arthrose, la douleur due à la dégradation de l’articulation n’apparait qu’après 12 semaines après l’opération (baisse significative de la distribution du poids sur les pattes arrière chez les souris opérées, par rapport à des souris non opérées. Pour cette raison, la procédure 1, qui va au-delà des 12 semaines, est de classe sévère (douleur modérée, mais qui perdure). - Transport du site 1/2 vers le site 2/2. - Site 2/2 : les souris subiront des procédures d’imagerie, ce qui implique une injection intraveineuse (veine de la queue) sur animal vigil, puis une anesthésie générale maintenue pendant l’acquisition des images (jusqu’à 40 minutes). L’imagerie aura lieu 3 fois au total sur 24 semaines pour la procédure 1.
Impact sur les animaux
Dans notre modèle d’arthrose, la douleur due à la dégradation de l’articulation n’apparaît qu’à partir de 12 semaines après l’opération (baisse significative de la distribution du poids sur les pattes arrière chez les souris opérées, par rapport à des souris non opérées. Cette douleur est modérée mais de longue durée.
Devenir
Les animaux seront systématiquement mis à mort à la fin de chaque procédure, les articulations devant être prélevées pour analyses biochimiques et histologiques.
Remplacement
L’arthrose est une pathologie complexe multifactorielle et qui touche tous les tissus de l’articulation, principalement le cartilage, l’os sous-chondral et la membrane synoviale. Notre projet se concentre sur les interactions entre le cartilage et l’os sous-chondrale et en particulier sur le remodelage de la jonction ostéochondrale. Certains aspects de ces interactions peuvent être mimés par des cocultures entre les chondrocytes, les ostéoblastes et les cellules endothéliales ou bien par transfert de milieux de culture d’un type cellulaire sur un autre type cellulaire. Dans une vision plus intégrée de la maladie et dans un souci de comprendre son développement et sa progression, aucun modèle cellulaire ou moléculaire actuel ne peut remplacer l’approche in vivo.
Réduction
Le nombre d’animaux dans chaque groupe a été défini de façon à utiliser le minimum d’animaux tout en garantissant des résultats exploitables sur le plan statistique. De plus, l’utilisation de l’imagerie permet de suivre un même groupe d’animaux au fil du temps, chaque groupe étant ainsi son propre contrôle. L’approche par imagerie que nous souhaitons évaluer permet de considérablement réduire le nombre total d’animaux nécessaire.
Raffinement
Des méthodes de raffinements sont utilisées afin d'augmenter au maximum le bien-être des animaux inclus dans ce projet, pour cela les conditions d'hébergement seront optimales (portoirs ventilés, température, hygrométrie, luminosité, densité animale, enrichissement de milieu, surveillance quotidienne). De plus, des injections d’antalgiques pourront être appliquées si besoin. Lors des procédures (EU 1/2: chirurgie, traitements ; EU 2/2 : imagerie), les animaux seront placés sous anesthésie générale. Concernant le transport des animaux entre l’EU 1/2 et l’EU 2/2, un examen clinique sera effectué afin de s’assurer de leur bon état de santé. Les souris seront transportées dans des cages autoclavables bien ventilées, équipées d’une trappe de contrôle visuel, et des gels hydro seront ajoutés pour garantir leur hydratation pendant le trajet. Le nombre d’animaux par cage est limité pour minimiser le stress, avec la mise en place de séparateurs si nécessaire.
Choix des espèces
L’utilisation de modèles murins permet d’intégrer les paramètres d’un organisme entier, ce que qui ne peut être abordé in vitro par des cultures cellulaires. Le modèle d’arthrose induite DMM est développé chez la souris C57Bl/6j WT. Le développement de l’arthrose spontanée a également été observé chez ces souris. Description du modèle d’arthrose par déstabilisation du ménisque médian (DMM) : Le modèle DMM consiste à déstabiliser le ménisque médian par la transsection du ligament méniscotibial médian. Cette déstabilisation engendre une arthrose post-traumatique qui est visible dès 4 semaines post-chirurgie. Les souris développent des lésions cartilagineuses et osseuses sans inflammation de la membrane synoviale. Les études in vivo se feront avec des souris mâles adultes. Le modèle DMM est réalisé par notre fournisseur chez des souris C57BL/6j WT âgée de 12 semaines, matures sur le plan squelettique. Les animaux seront ensuite réceptionnés par notre animalerie et utilisés seulement après une période d’acclimatation d’une semaine. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, entre 7 et 24 semaines post-chirurgie.
Etude du mécanisme d’hypertrophie des cellules du cartilage lors du développement de l’arthrose post-traumatique dans le modèle murin de déstabilisation du ménisque médian
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Objectifs
L’arthrose, la plus répandue des maladies rhumatismales, impacte plus de 500 millions de personnes dans le monde. A ce jour, il n’existe pas de traitements qui permettent de soigner ou ralentir la maladie, les traitements disponibles sont uniquement palliatifs. Notre projet s’intéresse particulièrement aux mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de la dégradation du cartilage articulaire lors de l’arthrose. L’une des étapes clé de cette dégradation semble correspondre à une augmentation anormale du volume (i.e. hypertrophie) des cellules du cartilage (chondrocytes). Dans le contexte de l’arthrose, une invasion pathologique du cartilage articulaire par des vaisseaux sanguins nouvellement formés via un mécanisme nommé « angiogenèse » se met en place. Cette invasion vasculaire favorise la dégradation du cartilage. Nous proposons l’hypothèse que les chondrocytes hypertrophiques, joueraient un rôle fondamental dans l’invasion vasculaire du cartilage arthrosique. Cependant, à ce jour, aucune étude n’a rapporté, de manière précise, la phase de la maladie à laquelle les chondrocytes deviennent hypertrophiques, ainsi que le devenir de ces cellules au cours du temps. C’est dans ce contexte, que notre projet, se propose, pour la toute première fois, de documenter le mécanisme de l’hypertrophie des chondrocytes qui survient lors de l’arthrose. Pour ce faire, nous souhaitons générer et utiliser une lignée de souris génétiquement modifiées, permettant de visualiser les chondrocytes hypertrophiques grâce à une protéine fluorescente spécifique. Une arthrose sera induite chirurgicalement chez ces souris et l’apparition des chondrocytes hypertrophiques sera suivie au cours du temps. Par la suite, ces expérimentations nous permettrons de définir le moment idéal pour mettre en place des stratégies thérapeutiques anti-arthrose qui ciblent spécifiquement les chondrocytes hypertrophiques.
Bénéfices attendus
Notre projet comporte plusieurs bénéfices attendus. Dans un premier temps, notre projet va permettre d’approfondir, de manière générale, les connaissances de la communauté scientifique sur les mécanismes cellulaires/moléculaires impliqués dans l’apparition de l’arthrose et plus précisément, sur le rôle que tiennent les chondrocytes hypertrophiques dans le développement de cette maladie. Dans un second temps, les résultats obtenus, nous permettront d’évaluer l’intérêt de cibler l’étape d’invasion vasculaire du cartilage pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques contre l’arthrose. Ce projet comporte également une partie dédiée à évaluer des modes d’administrations du traitement moins invasif et stressant pour les souris, ce qui permettra, in fine, une amélioration et un raffinement de ce protocole, dans un souci de respecter les 3Rs de l’expérimentation animale Enfin, il faut prendre en compte que l’arthrose est une maladie chronique douloureuse et extrêmement répandue au sein de la population (40% des personnes de plus de 70 ans développe de l’arthrose), qui, de fait, exerce une pression importante sur le milieu médical. De manière connexe, l’arthrose de la hanche et du genou représente des poids financiers conséquents pour les pays européens, en effet, ils sont estimés entre 408-817 milliards d’euros et 350-700 milliards d'euros/an respectivement. Ainsi, au travers de l’étude de nouvelles cibles thérapeutiques, notre projet s’inscrit dans une démarche visant à améliorer la qualité de vie des patients (amélioration de la mobilité et de l’autonomie des patients, diminution des douleurs chroniques et de comorbidités associées) et à réduire les coûts socio-économiques (limitation de dépenses liées aux arrêts de travail prolongé et aux intervention) exercées par l’arthrose sur notre société.
Procédures
Les animaux âgés de 8,10,12 ou 14 semaines recevront des injections intrapéritonéales du composé d’intérêt quotidienne de quelques secondes sur une période de 3/5 jours ou seront soumis à un régime contenant le composé d’intérêt pendant 2/4 semaines. Un site différent sera choisi pour chaque injection afin de limiter les risques d’irritation pour l’animal. A l’âge de 10 semaines de vie post-natale, les animaux seront soumis à une chirurgie d’environ 15 minutes consistant en une déstabilisation d’un ménisque (cartilage servant de cales et d’amortisseurs de l’articulation) du genou droit. Cette opération sera effectuée dans des conditions d’asepsie strictes, sous anesthésie gazeuse et associées à un traitement anti-douleur pré- et post-opératoire. Une injection sous-cutanée de solution saline physiologique sera également effectuée afin de prévenir la déshydratation des animaux.
Impact sur les animaux
Dans les trois premiers jours suivant la chirurgie, si des douleurs sont ressenties par l’animal, celui-ci peut entrer dans un état de prostration, s’isoler des autres animaux de la cage et cesser les interactions comme par exemple le toilettage social. Cette douleur pourrait notamment être causée par une dilacération du tissu cutané supplémentaire, inopinée et indépendante de l’incision initiale pendant les chirurgies. De plus, une infection pourrait survenir au niveau des sutures post-chirurgicales. Comme indiqué dans la littérature, la présence du composé d’intérêt dans la nourriture peut provoquer une aversion chez les animaux et donc entraîner une perte de poids significative. Une acclimatation des souris à ce régime spécifique sera réalisée, de même, la prise de nourriture et le poids des animaux feront l’objet d’une évaluation régulière. De façon générale, différents points limites (changement de poids corporel, apparence physique, comportement non provoqué...) seront attentivement surveillés.
Devenir
L’ensemble des animaux utilisés dans ce projet seront euthanasiés afin de réaliser des prélèvements post-mortem de tissus articulaires. Ces prélèvements sont indispensables pour évaluer la fiabilité et la reproductibilité d’induction de l’arthrose post-traumatique au sein de notre lignée de souris génétiquement modifiée, ainsi que pour mieux caractériser la progression de la maladie (notamment l’apparition de cellules hypertrophiques pathologiques) chez ces animaux.
Remplacement
Des modèles in vitro/ex vivo permettent d’étudier la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et sont utilisés en amont de la présente étude pour remplacer au maximum le recours aux expérimentations animales. Ces modèles impliquent l’utilisation de cellules endothéliales d’origine humaine pour des tests de formation de tubes ou de migration cellulaires. Lors de ces tests il est possible de faire varier plusieurs paramètres et d’évaluer l’effet de communication cellulaires d’intérêt. Cependant l’utilisation de ces modèles reste limitée par le fait que les cellules endothéliales nécessitent un milieu de culture spécifique, peu compatible avec de nombreux autres types cellulaires. Or, dans le cadre de l’arthrose, l’environnement articulaire se compose de différents tissus et types cellulaires ainsi que d’un liquide synovial trop complexes à prendre en compte dans la mise en place de modèles in vitro ou informatiques, ni même dans un modèle d’animal invertébré. D’autre part, l’arthrose est une pathologie aux causes et conséquences multiples difficilement reproductibles dans un système in vitro non intégré. C’est pourquoi, aujourd’hui, aucun autre modèle substituable aux modèles animaux ne nous permet d’évaluer les processus impliqués dans le développement de l’arthrose ni l’intérêt de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles.
Réduction
Dans le cadre du respect des 3Rs en éthique animale, le nombre d’animaux utilisés dans les procédures a été réduit au strict minimum. Le nombre de 9 animaux de chaque sexe par groupe a été calculé par un test reconnu de puissance statistique, afin de s’assurer de pouvoir conclure sur une différence significative. Pour l’analyse des résultats, le test statistique le plus adapté sera utilisé pour pouvoir comparer toutes les conditions. Il est également important de souligner que chaque souris fera l’objet de prélèvement multi-organes (prélèvement de sang, colonne vertébrale, pattes avant et arrières, trachée et poumons, artère aorte). Cette approche présente l’avantage de rassembler une collection d’échantillons suffisante sur un nombre restreint d’animaux. Enfin, notre projet comprend l’utilisation de techniques d’analyses très haut débit qui permettent de générer un grand nombre de données pertinentes scientifiques à partir d’un faible nombre d’échantillons.
Raffinement
Cette étude prend en considération la règle des 3R en intégrant une optimisation du raffinement des protocoles par l’évaluation de l’efficacité de mode de délivrance alternatifs d’un composé actif, afin de réduire le recours à des gestes invasifs sur les animaux. Premièrement, nous déterminerons si l’utilisation d’un régime alimentaire contenant le composé actif peut se substituer aux injections intrapéritonéales, plus invasives et stressantes pour l’animal. Dans un second temps et uniquement si le premier protocole de raffinement ne donne pas de résultats satisfaisants, nous évaluerons l’intérêt d’un mode de délivrance qui associe un nombre réduit d’injections intrapéritonéales et un régime alimentaire à base de composé actif. Pour le protocole d’induction de l’arthrose, une analgésie est assurée en avant et après l’opération. Les souris sont anesthésiées par inhalation d’un gaz durant toute la procédure. La chirurgie, même si celle-ci ne dure pas plus de 15 minutes, sera effectuée sur tapis chauffant afin d’écarter tout risque d’hypothermie. Les souris seront ensuite transférées dans une cage de réveil également disposée sur tapis chauffant le temps de récupérer. Après 6h et 24h post-chirurgie, un traitement antalgique est administré aux animaux dans un souci de raffiner la prise en charge de la douleur suceptible d'être ressentie par ces derniers. Les animaux sont observés quotidiennement pendant les 3 premiers jours post chirurgie puis 2 fois par semaine. Des grilles de points limites ont été définies pour chacune des procédures et permettront une gestion de la douleur adaptée selon le nombre et la sévérité des signes cliniques observés.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme modèle animal dans ce projet est fondé sur plusieurs critères. La souris est tout d’abord un modèle de référence pour la recherche fondamentale ainsi que pour les études pré-cliniques, car de nombreux outils de laboratoires sont développés et optimisés pour cette espèce. Notre projet est basé sur l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés qui permettent des études précises et pertinentes dans les tissus squelettiques d’intérêt pour la recherche thérapeutique sur l’arthrose. Ces lignées de souris génétiquement modifiées sont déjà développées et disponibles. Le modèle de souris d’arthrose post-traumatique par déstabilisation du ménisque médian est le plus décrit dans la littérature et fait ainsi office de référence pour l’étude de cette pathologie. Le choix de l’espèce souris s’explique également par la nécessité de travailler sur des animaux arrivés à maturité squelettique. Les animaux inclus dans cette étude seront à maturité squelettique et âgés de 8-14 semaines, il s’agit du stade de développement consensus dans la littérature pour l’induction de l’arthrose post-traumatique par déstabilisation du ménisque médial.
Régulation et fonction de COMT dans la douleur articulaire et l’arthrose
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Objectifs
L’étude proposée vise à examiner le rôle de la catéchol-O-méthyltransférase (COMT), une protéine associée à la régulation des molécules de communication entre les nerfs, dans l’arthrose (OA) et la douleur associée. Nous cherchons à clarifier la relation entre les différentes formes génétiques de COMT existant dans la population (appelées aussi variants) et la physiopathologie de l’arthrose, une maladie chronique et multifactorielle liée au vieillissement, caractérisée par l’altération des tissus articulaires et la douleur. Il est bien établi que les variants de COMT sont associés à la douleur liée à l’arthrose. Cependant, le rôle de COMT dans l’arthrose et les mécanismes responsables de la douleur associée à cette maladie restent encore largement inconnus. Dans ce contexte, l’objectif de l’expérimentation animale dans ce projet est d’élucider le rôle de COMT dans les tissus articulaires au cours de l’arthrose. Les résultats obtenus permettront, à terme, d’évaluer si le ciblage de COMT par des molécules thérapeutiques peut réduire la progression de l’arthrose et la douleur associée. Scientifiquement, nous espérons mieux comprendre la physiologie et la physiopathologie des articulations et de l’arthrose, et plus particulièrement le rôle de COMT (via l’utilisation de souris dépourvues du gène COMT spécifiquement dans le cartilage) ainsi que celui de ses variants génétiques dans les tissus articulaires (grâce à l’utilisation de lignées murines dans lesquelles le gène COMT de la souris a été remplacé soit par le variant méthionine, soit par le variant valine humain).
Bénéfices attendus
Les résultats obtenus au cours du projet auront sans aucun doute de larges implications pour notre compréhension de la biologie ostéoarticulaire et du processus de la douleur, ainsi que pour le traitement de l'arthrose. Le projet proposé est donc à la fois fondamental et translationnel : il devrait permettre la découverte de nouveaux mécanismes pathologiques, de biomarqueurs utiles en clinique, et de cibles thérapeutiques dans le cadre de l'arthrose. Ces recherches auront des applications en génétique et en pharmacologie.
Procédures
Les 192 souris seront utilisées. Parmi elles, 96 souris génétiquement modifiées recevront une injection intrapéritonéale sous sédation gazeuese (20 secondes) avec une molécule permettant la perte du gène COMT Par ailleurs, 96 souris subiront une ablation du ménisque afin de mimer l’arthrose mécanique ; pour cela, elles seront anesthésiées pendant 15 minutes par injection. En outre, 96 souris recevront une injection intra-articulaire d’une molécule pouvant induire l’arthrose inflammatoire ; ces dernières seront anesthésiées pendant 5 minutes par inhalation gazeuse. L’ensemble des 192 animaux sera soumis à un test de sensibilité à la douleur une fois par semaine pendant 8 semaines. Ce test sollicitera l’animal durant une période de 5 minutes.
Impact sur les animaux
Le marquage des souris provoque une douleur momentanée qui ne nécessite pas de prise en charge antalgique. L’injection intrapéritonéale de la molécule permettant la perte du gène COMT peut également entraîner une douleur localisée et passagère au niveau du site d’injection, ne nécessitant pas non plus de prise en charge antalgique. L’anesthésie par injection peut entraîner une baisse temporaire de la température corporelle durant la période de réveil. L’induction de l’arthrose dans nos différents modèles provoque l’apparition de douleurs spontanées et handicapantes à partir de la douzième semaine suivant les interventions. Une légère perte de poids a été observée 24 heures après l’opération, avec un retour au poids initial attendu dans les 48 heures. Dans nos deux modèles d’arthrose, les souris seront euthanasiées à 8 semaines, soit avant l’apparition des douleurs spontanées. Le test de sensibilité à la douleur provoque un réflexe de retrait de la patte, sans induire de douleur prolongée ou significative.
Devenir
. Mis à mort pour prélèvement d’organes
Remplacement
L'étude des chondrocytes in vitro est un modèle qui revêt un intérêt majeur pour la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires associés à l'arthrose. Il est également possible de réaliser des cultures ex vivo d'explants de cartilage humain, présentant l'avantage de préserver la complexité des différentes couches du cartilage. Cependant, l'arthrose, notre sujet d'étude, est une maladie affectant l'ensemble de l'articulation, englobant ainsi le cartilage, le ménisque, le muscle, la synoviale, le ligament et l'os. Les publications scientifiques bont démontré l'importance de chacun de ces éléments dans la physiopathologie de l'arthrose. Actuellement, que ce soit dans le développement d'organoïdes ou de puces biologiques, ces approches reproduisent de manière très lacunaire la complexité de ces interactions tissulaires, rendant ainsi leur utilisation peu pertinente. De plus, le développement de l'arthrose implique des mécanismes complexes tels que l'inflammation et les forces biomécaniques (pression, tension et cisaillement), difficiles à modéliser. C'est pour l'ensemble de ces raisons qu'à l'heure actuelle, l'utilisation du modèle animal, notamment le modèle murin, malgré ses imperfections, demeure la plus complète.
Réduction
Le nombre d'animaux a été calculé afin d'assurer une puissance suffisante dans la détection de différences attendue de l’ordre de 20% (seuil de pertinence clinique). Dans cette perspective, il a été décidé de garantir une puissance d'au moins 80% pour détecter des différences lorsqu'elles sont attendues, correspondant à une taille d'effet estimée pour chaque expérience grâce aux études préliminaires réalisées. Les résultats seront analysés par des tests statistiques. Ce calcul de puissance permet d'obtenir le nombre minimal d'animaux nécessaire pour que nos tests statistiques soient exploitables et que nos expérimentations soient concluantes.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans des cages transparentes, nourris ad libitum, dans un environnement enrichi. Les souris seront systématiquement acclimatées à la chambre d’expérimentation 60 minutes avant chaque expérience. Concernant les procédures chirurgicales : dans un premier temps un antalgique sera administré par injection sous cutanée une heure avant l’anesthésie générale. Celle-ci sera administré par injection intrapéritonéale. Ce type d'anesthésie permet une ventilation spontanée de l’animal. Un test du réflexe de retrait de la patte sera effectué pour s’assurer de l’endormissement des animaux. Nous supposons que la douleur postopératoire peut persister jusqu'à 24 heures, avec un pic entre 6 et 8 heures après l'intervention, ce qui justifie une deuxième injection d’antalgique 6 heures après l’intervention. Seuls les animaux présentant des signes de douleur le lendemain recevront une dose supplémentaire d’antalgique. Les souris seront placées dans une couveuse et observées jusqu’à leur réveil complet. Notre expérience, ainsi que les données de la littérature, montrent que la douleur directement associée à l'arthrose apparaît, quel que soit le modèle, 12 semaines après les procédures. Notre protocole prévoit une mise à mort 8 semaines après l'intervention, évitant ainsi l'apparition de cette douleur.
Choix des espèces
Les expériences in vitro de cultures cellulaires ne permettent pas de mimer la pathologie en raison de multiples interactions cellulaires et tissulaires au sein de l’articulation. De plus, l’influence de la composante mécanique est fondamentale dans cette pathologie. Le modèle murin combine les avantages d’intégrer les différents tissus de l’articulation avec les possibilités de modification génétique, est accéder à une évaluation de la douleur. Les données in vivo sont donc indispensables à la compréhension des mécanismes physiopathologiques. L’ensemble des souris seront méniscectomisées ou injectées MIA à l’âge de 10 semaines, âge à partir duquel la maturité osseuse est atteinte
Evaluation de principes actifs sur l’arthrose induite chez le rat par l’injection de composés chimiques dégradant le cartilage
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
Objectifs
Alors que les affections ostéoarticulaires chroniques, comme l’arthrose, touchent tout particulièrement les adultes de plus de 50 ans. Si les traitements médicamenteux actuels soulagent en partie les douleurs intenses et l’inflammation causée par ces affections, aucun des traitements n’est capable de freiner la dégradation du cartilage ou de totalement guérir de la maladie. Aujourd’hui, seuls les traitements chirurgicaux très invasifs, comme la pose de prothèse permettent de retrouver la mobilité perdue due à l’arthrose. Ainsi, la découverte et le développement de nouveaux traitements agissant de façon globale sur l’inflammation, les atteintes de l’os et du cartilage ainsi que la douleur, caractéristiques de l’arthrose, est un enjeu majeur de santé publique alors que le vieillissement de la population ne fait qu’augmenter. Ce projet a donc pour objectif d’évaluer l’efficacité de nouvelles approches thérapeutiques dans un modèle d’arthrose chez le rat. Ce modèle est obtenu par injection de produit chimique directement dans le genou de l’animal, et permet le développement d’un modèle dont les signes cliniques sont proches de ceux observés chez l’humain. L’objectif du projet est d’évaluer la capacité de principes actifs à limiter la dégradation du cartilage et/ou régénérer le cartilage dégradé dans un modèle d’arthrose chez le rat, ou contrôler la réponse inflammatoire liée à la pathologie. Grâce à ce projet, différents principes actifs, à différentes concentrations, ou voies d’administration pourront être évaluées. En fonction du nombre d’animaux par groupe, de 30 à 50 conditions différentes pourront être évaluées avec le nombre d’animaux inclus dans ce projet.
Bénéfices attendus
Chaque étude réalisée au sein de cette procédure permettra de générer des informations sur l’efficacité de nouveaux principes actifs testés, tant sur l’inflammation que sur la reconstitution du cartilage ou le ralentissement de l’apparition des lésions dans un modèle d’arthrose induit par injection chimique. A plus long terme, ce projet permettra d’obtenir des données importantes dans le cadre du développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement de l’arthrose chez l’humain.
Procédures
Les animaux seront soumis à une injection intra-articulaire pour l’induction du modèle réalisée sous anesthésie. Cette opération dure 10 min par animal, et la prise en charge anti-douleur s’étale les jours suivants l’opération. Les traitements seront réalisés et/ou après l’induction du modèle par voie orale ou par injection dans l’articulation, en intra-veineuse, sous la peau, ou dans le ventre de l’animal, et répétés tout au long de la procédure pendant 4 semaines maximum. Des prélèvements sanguins pourront également être réalisés. Ces prélèvements auront lieu sur animal sans anesthésie, et dureront moins de 5 min par animal. Ils pourront être répétés une fois par semaine tout au long du protocole.
Impact sur les animaux
L’induction du modèle peut s’accompagner d’une possible réaction inflammatoire transitoire au niveau de l’articulation. De la même manière, l’apparition progressive des lésions arthrosiques est susceptible d’entrainer gène ou douleur. Les effets indésirables attendus sur les animaux peuvent être un traumatisme exprimé par des cris/agitation pendant l’administration du traitement, ou le prélèvement de sang, une inflammation au niveau du site d’injection, un œdème articulaire ou une boiterie. Pour prévenir ces différents cas de figure, les animaux seront suivis avec précaution et des grilles d’évaluation clinique associée aux conduites à tenir en cas d’observation de ces signes ont été prévues.
Devenir
A l’issue de chaque protocole tous les animaux seront euthanasiés et autopsiés minutieusement. Les organes d'intérêts, dont les articulations, seront prélevés. Les prélèvements sanguins seront utilisés pour évaluer les modifications de différents marqueurs induits par les traitements. Les organes et articulations prélevés seront utilisés pour réaliser des analyses histologiques, histopathologiques et/ou d’imagerie.
Remplacement
De manière systématique, les principes actifs que nous évaluons in vivo ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro mais le passage chez l’animal reste indispensable afin d’évaluer de potentielles interactions avec l’organisme. En effet, les tests in vitro actuels permettent de prévoir le devenir des agents thérapeutiques testés, mais ne renseignent pas sur leurs effets sur l’ensemble des organes/tissus d’un organisme. Aucune méthode alternative ne permet actuellement de reproduire tous les paramètres physiologiques qui sont liés à un individu dans sa globalité. De plus, dans le cadre des pathologies comme l’arthrose, il est pour le moment impossible de reproduire in vitro les mécanismes de l’articulation à l’origine de l’apparition des lésions. De la même façon, les interactions entre les différentes cellules et tissus composants l’articulation ne peuvent être mimées par un modèle simple de culture cellulaire. L'utilisation d'animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs de cette procédure.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin d’avoir des résultats exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d’une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. Etant donné la variabilité probable des réponses aux produits, 10 animaux par groupe au maximum sont prévus afin d’assurer un nombre minimum d’animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le bien-être animal. L’utilisation de chaque animal a été optimisée (analyses et recueil de données d’études similaires, études pilotes…) tout en limitant les contraintes au maximum. Cet effectif sera revu dans le cas où le traitement évalué est connu (par exemple : traitement de référence utilisé comme comparateur), et après analyse des résultats d’études préliminaires d’efficacité, afin de donner des résultats reproductibles et similaires d’un animal à l’autre.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes dans des locaux adaptés permettant leur maintien dans un environnement adéquat, n'induisant pas de stress. Nous mettrons en place des mesures spécifiques et adaptées aux douleurs éventuelles occasionnées par les différents traitements pour éviter toute souffrance inutile et prolongée : les conditions d’hébergement seront optimisées (litière spécifique, augmentation de l’enrichissement, facilité d’accès à l’alimentation et ajout de nourriture appétente). Lors des prélèvements sanguins et des traitements, nous utiliserons un anesthésique, et des antalgiques dès l’apparition des premiers signes cliniques. Lors des traitements expérimentaux et lors des prises de mesures, nous maintiendrons les animaux dans une situation d’inconfort et de douleur pendant un minimum de temps. Un suivi quotidien des animaux sera effectué et un suivi approfondi avec prise de poids et observations sur des caractéristiques spécifiques (gonflement, locomotion, sensibilité mécanique, ...) sera effectué deux fois par semaine minimum. Tout animal ayant atteint un ou plusieurs points limites (repérés le plus tôt possible au moment des suivis et à l’appui des grilles du bien-être animal adaptées) sera pris en charge ou euthanasié.
Choix des espèces
Il n'existe pas de méthode alternative à l'expérimentation animale pour évaluer les lésions ostéoarticulaires. L’animal demeure indispensable à l’évaluation de produits. De plus le modèle d’arthrose chez le rat, utilisé depuis de nombreuses années, est maintenant reconnu pour être un modèle très prédictif pour la recherche médicale humaine et vétérinaire. En effet, le rat est l’espèce mammifère dont les caractéristiques physiopathologiques et réponses tissulaires sont proches de celles observées chez l'homme. Le rat, est fréquemment utilisé à des fins de recherche, car les résultats de produits thérapeutiques sont facilement transposables à l'homme, par simple approche/méthode statistique. La taille de cet animal permet d’obtenir un volume suffisant de liquides biologiques analysables. Enfin, le rat est préféré à la souris pour l’étude de lésions cartilagineuses car le cartilage est plus épais et les effets de la pathologie chez le rat s’approchent de la pathologie humaine. Sous le couvert de la réglementation française, le stade de développement des animaux sera défini avant chaque protocole et sera adapté au schéma thérapeutique des traitements étudiés. Bien que les pathologies rhumatiques puissent toucher des patients à n’importe quel âge, chez les rongeurs, la modélisation de ces maladies donne des résultats plus homogènes avec des rats adultes âgés de 8 à 10 semaines au début du protocole.
Modèles pathologiques induits chez les rongeurs
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 11100
Cochons d'Inde : 900
Hamsters dorés : 2100
Objectifs
L’objectif de ce projet est de réaliser différents traitements chez le rongeur après induction de modèles expérimentaux tel que l’arthrose, l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE), le cancer, le diabète, l’inflammation, l’infection parasitaire et bactérienne. Le but est d’évaluer l’efficacité ou la toxicité de substances ou dispositifs médicaux pour l’industrie pharmaceutique dans des modèles présentant les signes caractéristiques de ces pathologies.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d’induire des pathologies afin de tester des substances sur des modèles expérimentaux correspondants. Le bénéfice attendu est donc de pouvoir développer et tester ces substances sur l’Homme afin de proposer des traitements aux pathologies correspondantes. In fine, l’objectif est d’améliorer la santé humaine.
Procédures
Pour le modèle de l’arthrose, les animaux vigiles reçoivent plusieurs administrations d’une substance, de 2 à 5 administrations. La durée de ces administrations est de 5 minutes maximum. Pour la mise en place du modèle d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale, les animaux vigiles subissent l’administration d’une première substance, pratiquée sur le haut et sur le bas du dos, puis l’administration d’une seconde substance qui est répétée 2 à 3 jours après. En fonction de l’étude, si l’administration sur animal vigile n’est pas possible, il peut être réalisée une anesthésie générale et la mise en place d’une analgésie adaptée. La durée de ces administrations est de 5 minutes maximum. Pour le modèle de cancer, les animaux vigiles ou anesthésiés reçoivent une administration d’une solution de cellules cancéreuses. La durée de ces administrations est de 5 minutes maximum. Pour le modèle d’infection bactérienne, les animaux reçoivent une solution bactérienne. La durée de ces administrations est de 5 minutes maximum. Pour le modèle d’inflammation aiguë, les animaux reçoivent une solution d’une substance au niveau de la patte. La durée de ces administrations est de 5 minutes maximum. Pour le modèle d’inflammation chronique, les animaux reçoivent une solution d’une substance. La durée de ces administrations est de 5 minutes maximum. Pour le modèle anti parasitaire des tiques sont déposées sur la peau des animaux. La durée du dépot des tiques sera de 5 minutes maximum. Une substance test sera inoculée en dose unique ou répétée avant et/ou après le développement de chaque modèle. Ces administrations peuvent être quotidiennes jusqu’à la mise à mort des animaux. Pour le modèle du diabète, les animaux reçoivent une administration d’une substance. Une chirurgie sous anesthésie générale et avec un protocole d’analgésie adapté pourra être réalisée si la substance test est administrée dans un organe cible, dans ce cas, la chirurgie sera de 1h30 maxium.
Impact sur les animaux
Le modèle d'arthrose peut générer de la douleur au niveau des articulations à plus ou moins long terme. Les effets liés au développement du modèle peuvent aboutir à une baisse d'activité ainsi qu'un changement de comportement (baisse de la prise alimentaire, agressivité, automutilation, ...). Ces effets peuvent apparaître à partir du 21ème jour. Le modèle d'encéphalomyélite auto-immune peut provoquer une paralysie partielle ou totale au niveau des membres à plus ou moins long terme. Cette paralysie peut s'accompagner d'une allodynie et/ou d'une douleur plus ou moins persistante au niveau des memebres paralysés. Les premiers signes cliniques peuvent apparaître le 10ème jour avec une paralysie progressive de la queue et du train arrière qui peut se propager au niveau du train avant. Le modèle de développement de cancer peut provoquer des douleurs liées à l'apparition des masses tumorales. Les premiers signes cliniques peuvent survenir dès l'apparition visible de ces masses. Les animaux peuvent avoir des difficultés pour se déplacer. Le modèle d'infection bactérienne peut générer différents signes cliniques liés à l'infection. Ces signes cliniques peuvent être une perte de poids, des poils hérissés, une prostration de l'animal. Le modèle de diabète peut générer différents signes cliniques tels qu'une augmentation de la consommation d'eau, une augmentation des mictions, une déshydratation, une perte de poids et une distension abdominale. Les modèles d'inflammations aiguës et chroniques peuvent engendrer de la douleur au niveau du site de l'inflammation, des rougeurs, de la fièvre ainsi qu'une perte des fonctions physiques normales. Le modèle d'infection parasitaire peut engendrer de la douleur liés aux morsures de tiques, ainsi qu'une inflammation cutanée de lazone mordue, une faiblesse générale, de la fièvre ainsi qu'un manque d'apetit. Les effets liés à ces modèles peuvent aboutir à des changements comportementaux (baisse d'activité, baisse de la prise alimentaire) et physique (perte de poids, abscence de réflexes, immobilité). Ces effets ne sont pas limités dans le temps et peuvent durer tout le long du projet. En l'abscence de traitement, ces nuisances sont irréversibles.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux sont mis à mort pour réaliser des analyses vitro et ex-vivo.
Remplacement
Le développement de produits pharmaceutiques ou de dispositifs médicaux nécessite de réaliser des expériences chez l’animal dans le cadre du développement préclinique, afin d’évaluer l’activité des produits dans un organisme complet et complexe. Des tests in vitro sont réalisés au préalable par nos clients ou par notre installation. Il est nécessaire de recourir aux animaux afin de tester une substance dans un organisme complexe. Les modèles induits décrit dans ce projet sont caractérisés par des signes cliniques physiques. Dans le cas de l’arthrose, il s’agit de douleurs et de raideurs tandis que dans l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale il s’agit de paralysie des membres. Dans le cas de développement de cancer, il s’agit de l’apparition de tumeurs solides visibles ou sanguines (leucémie). Dans le cas d’activité antibactériennes, il s’agit d’une infection qui peut engendrer de la fièvre, une prostration de l’animal et des poils hérissés. Dans le cas du diabète il s’agit d’une perte de poids, une augmentation de la prise d’eau et des mictions, et d’une augmentation de la glycémie. Dans le cas d’inflammations aiguës et chroniques, il s’agit de rougeur et/ou de fièvre ainsi qu’un affaiblissement de l’animal. Dans le cas d’infection parasitaire, il s’agit de morsures de tiques entraînant des rougeurs, de la fièvre ainsi qu’un affaiblissement de l’animal. Ces signes pathologiques et leurs résorptions ne peuvent être observés qu’avec l’utilisation d’animaux.
Réduction
Pour chaque protocole, le nombre d’animaux est réduit au minimum requis tout en permettant d’obtenir des résultats statistiquement fiables. Par exemple, un nombre minimum d’animaux est requis pour les essais réglementaires, chaque groupe est composé de 10 animaux minimum (5 mâles et 5 femelles minimum). Les analyses statistiques seront effectuées à l'aide d'un logiciel. Il y aura environ 55 études par année (toutes procédures confondues).
Raffinement
De l’enrichissement comme des batônnets à ronger, des huttes/tunnels, du papier kraft/coton sont ajoutés dans les cages. Les animaux sont hébergés en groupe sociaux compatibles. En fonction du mode d’administration, il est possible de mettre en place une analgésie adaptée en fonction des observations quotidiennes des animaux. En fonction du projet, le poids corporel des animaux sera enregistré deux fois par semaine jusqu’à la fin de l’expérience. Si nécessaire, une pesée plus régulière peut être réalisée. Les animaux sont observés quotidiennement et un monitoring (observation du déplacement, posture, paralysie, comportement, respiration, aspect des yeux, de la peau, des poils, des muqueuses et des excrétions dans la cage) peut être mis en place. La perte de poids sera évaluée en fonction du poids de départ de chaque animal. Selon les essais et besoins expérimentaux, une observation de la tolérance locale (observation de l’apparition et de l’évolution d’œdème ou d’érythème) après chaque traitement peut être réalisée. Pour le développement de modèle de l’arthrose, un scoring est réalisé pour chaque patte de l’animal (enflure et rougeur de la cheville ou poignet jusqu’aux phalanges) deux fois par semaines au minimum après traitement jusqu’à la fin de l’expérience. Pour le développement de modèle d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale, un scoring sera réalisé quotidiennement après traitement afin d’évaluer l’apparition d’une paralysie (queue, membres postérieures et antérieures) jusqu’à la fin de l’étude. Pour le modèle de cancer, les tumeurs sont mesurées afin de suivre leurs évolutions. Pour le modèle de diabète, la glycémie est analysée régulièrement afin de suivre l’évolution du diabète. Pour le modèle antiparasitaire, le nombre et le poids des tiques détachés des animaux sont comptés. Pour le modèle d’inflammation aiguë, l’inflammation au niveau de la patte est mesurée. Des points limites spécifiques sont développés pour chacune des procédures décrites.
Choix des espèces
Les rongeurs sont des mammifères de petite taille ayant un organisme similaire à l’Homme. Leur génotype est connu et ils sont faciles à héberger. En outre, de nombreux articles bibliographiques sont disponibles pour décrire les différents modèles. Pour la procédure d'arthrose, le choix du modèle dépend du volume et du mode d'administration. Pour la procédure d’encéphalomyélite auto-immune, le choix du modèle est la souris car uniquement celui-ci fonctionne sur ce modèle. Pour le modèle de cancer, le choix dépend du modèle de tumeur et du mode et du volume d'administration. Pour le modèle d'infection bactérienne, le choix dépend de l'agent pathogène. Pour le modèle de diabète le choix du modèle dépend de l'historique de la substance à tester et du volume d'administration. Pour le modèle d'inflammation aigüe, chronique et d'infection parasitaire le choix du modèle est fait selon le volume d'administration de la substance à tester. Les animaux utilisés seront des adultes ou des jeunes adultes, car ils nécessitent un système immunitaire et des organes totalement développés et fonctionnels.
Etude de la physiopathologie de l’arthrose et recherche de nouvelles molécules anti-arthrosiques
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Objectifs
L’arthrose est une maladie détruisant le cartilage, remodelant l’os sous chondral et entrainant une inflammation de la synoviale. Ces changements, qui touchent l’ensemble de l’articulation, entrainent notamment chez le patient des douleurs chroniques et une impotence fonctionnelle (diminution de la mobilité et raideur). L’objectif de ce projet est de mieux comprendre la physiopathologie de cette maladie invalidante et de tester et comparer plusieurs médicaments anti arthrosiques sur la souris afin de déterminer leur efficacité sur la destruction du cartilage et sur la douleur induite par la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but de tester et comparer des médicaments anti-arthrosiques en terme d’évaluation de la douleur et de dégradation du cartilage via deux modèles d’arthrose : un modèle mécanique (lié à un traumastime) et un modèle chimique mimant une arthrose à forte composante inflammatoire. Ces données permettront l’avancée de la recherche pour le traitement de l’arthrose chez les patients.
Procédures
L’arthrose est induite chez les souris par deux moyens : une chirurgie rapide (environ 20min) pratiquée sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée, soit par une injection intra-articulaire pratiquée sous anesthésie générale. Le traitement aura lieu soit par injection soit par prise orale 1 à 5 fois par semaine selon le protocole. Des tests de comportements auront lieu 3 à 4 fois par semaine et dureront 1h maximum par test. Certains animaux seront exposés au froid 1h par jour, 2 fois par semaine.
Impact sur les animaux
L’induction de l’arthrose chirurgicale peut entrainer des douleurs sur les souris liées à la chirurgie et à l’ouverture des différents plans (peau et muscle). Après les différents protocoles d’induction de l’arthrose, aucune douleur n’est attendue après 24h. D’après l’expérience du laboratoire, les souris ne boitent pas, n’ont pas de difficultés particulières à se déplacer et peuvent donc avoir des interactions sociales normales et se nourrir normalement. En cas de traitement par gavage régulier (pour l’administration de traitements), il existe un risque de fausse route ou de perforation de l’œsophage. D’après la littérature, l’exposition des souris au froid pendant une durée relativement courte (moins de 4h) n’entraine pas de stress particulier chez les animaux. D’autres études ont montré que les souris sont capables de s’habituer à une situation stressante, notamment un bain d’eau froide en fonction du temps et de la fréquence d’exposition. Les expositions au froid prévues étant relativement courtes et régulières, nous n’attendons de dégradation particulière de l’état des animaux après les expositions au froid.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à l’issue des procédures afin de pouvoir procéder à l’analyse des tissus et notamment des articulations.
Remplacement
Les expériences in vitro de cultures cellulaires ne permettent pas de mimer parfaitement la pathologie en raison de multiples interactions cellulaires et tissulaires au sein de l’articulation. De plus, l’influence de la composante mécanique est fondamentale dans cette pathologie. Le modèle murin combine les avantages d’intégrer les différents tissus de l’articulation avec les possibilités de modifications génétiques. Par ailleurs les procédures comportementales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité visant à étudier les aspects fonctionnels de l’arthrose que sont la douleur chronique. De fait, les expériences ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Qui plus est, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différente de l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires dans chaque procédure a été défini sur la base des études réalisées historiquement dans le laboratoire. Pour chaque étude, deux modèles d’arthrose seront prévus car ils sont complémentaires : le modèle chimique permet de mesurer la dégradation du cartilage et d’évaluer la réponse à la douleur, tandis que le modèle chirurgical permet d’évaluer la dégradation du cartilage et le remodelage de l’os sous chondral (avec une réponse moindre à la douleur). De plus, cela permet de reproduire l’hétérogénéité de la pathologie « arthrose » observée chez les patients. Le nombre d’animaux par groupe a été porté à 24 : 12 souris mâles et 12 souris femelles. L’évaluation de la douleur nécessite un minimum de 12 animaux afin de produire des résultats significatifs. L’utilisation des animaux des deux sexes permettra la comparaison des données, car d’après la littérature, les modifications biochimiques et histologiques sont plus importantes suite à l’induction de l’arthrose chez les mâles comparées aux femelles. Dans chacun des modèles, les animaux seront distribués en 3 groupes, un groupe contrôle traité au véhicule, un groupe traité avec le médicament test et un groupe traité avec une molécule de référence. Ainsi un nombre de 72 animaux par modèle est nécessaire (modèle chimique et modèle chirurgical), soit un nombre de 144 animaux par étude. 3 études seront réalisées par an pour l’étude de nouveaux traitements anti-arthrosiques, ce qui porte le nombre total d’animaux à 144*3*5 = 2160 animaux pour 5 ans. Pour le projet froid, un nombre de 192 animaux sera nécessaire : les deux modèles d’arthrose seront comparés pour 4 lots de 24 animaux (12 mâles et 12 femelles). Soit un total d’animaux de 2160 + 192 = 2352.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe sociaux, dans un environnement enrichi (matériel pour nidification) avec l’eau et la nourriture ad libitum. Les animaux participant aux tests comportementaux seront hébergés en cycle inversé. Pendant les 10 à 12 semaines d’hébergement, la surveillance des souris sera effectuée quotidiennement, avec un intérêt particulier pour le comportement : état du poil, vocalisations, boiterie. Au moment de l’induction de l’arthrose chirurgicale, une injection d'un analgésique sera réalisée, 15min avant l’intervention. Si la souris montre des signes de douleur dans les heures suivant l’intervention, une seconde dose d'analgésique sera administrée. La procédure chirugicale ainsi que l’induction de l’arthrose par injection intra-articulaire se font sous anesthésie volatile (environ 20 min pour la chirurgie et 10 min pour les injections intra-articulaires).
Choix des espèces
L’induction de l’arthrose dans le modèle murin (C57BL/6) est un modèle reconnu dans la littérature et parfaitement accepté pour tester l’efficacité de nouveaux traitements anti-arthrosiques. De plus, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différente de l’homme. Les modèles d’arthrose seront induits sur des animaux âgés de 8 à 10 semaines, ce qui correspond à des animaux adultes, en fin de croissance.