Les projets approuvés

Exposées à l'acide perfluorooctanesulfonique dans leur eau de boisson du quinzième jour de gestation au vingt-et-unième jour après la naissance, des souris femelles transmettent ce polluant à leurs petits. Devenus adultes à 90 jours, une partie de ces souriceaux reçoit pendant six semaines une molécule mélangée à une nourriture en poudre pour détruire leur myéline, avec perte de poids, baisse d'activité et risque de défaut d'usure des dents, puis deux séances d'IRM d'une heure sous anesthésie générale. 276 souris sont utilisées, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Toutes sont tuées à la fin pour les prélèvements de tissus, le porteur précisant que les mères ne peuvent pas être réutilisées "en raison de leur exposition à l'acide perfluorooctanesulfonique (PFOS)".

Objectifs

La scl?rose en plaques est une maladie du syst?me nerveux qui touche de plus en plus de personnes dans les pays d?velopp?s. Elle se caract?rise par une d?gradation progressive de la my?line, une substance qui entoure les fibres nerveuses et permet la transmission rapide des signaux dans le cerveau et la moelle ?pini?re. Si les causes exactes de cette maladie ne sont pas encore compl?tement connues, certains facteurs environnementaux pourraient jouer un r?le dans son apparition ou son aggravation. Ce projet vise ? ?tudier si une exposition pr?coce ? un type de polluants chimiques tr?s r?pandus dans notre quotidien, appel?s PFAS (utilis?s par exemple dans les rev?tements antiadh?sifs ou les textiles d?perlants), peut perturber la formation ou la r?paration de la my?line. Ces polluants, tr?s persistants dans l?environnement, s?accumulent facilement dans les tissus gras comme la my?line, ce qui pourrait en fragiliser la structure et nuire ? son bon fonctionnement. Nous chercherons d?abord ? comprendre si l?un de ces compos?s, le PFOS, influence la formation de la my?line chez le souriceau apr?s une exposition pendant la gestation et l?allaitement. Nous ?tudierons ensuite si cette exposition pr?coce entra?ne des effets durables ? l??ge adulte, en particulier sur la stabilit? de la my?line et sa capacit? ? se r?parer. Pour cela, nous analyserons si le PFOS s?accumule dans les r?gions riches en my?line dans le cerveau et si cela modifie sa composition, en utilisant des m?thodes de pointe bas?es sur la chimie analytique. Les r?sultats pourraient aider ? mieux comprendre comment certains polluants environnementaux influencent le d?veloppement c?r?bral et participent ? des maladies neurod?g?n?ratives comme la scl?rose en plaques.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d?apporter de nouvelles connaissances sur les effets potentiels d?une exposition pr?coce ? certains polluants pr?sents dans notre environnement sur la sant? du cerveau. En particulier, il pourrait aider ? mieux comprendre si et comment une exposition ? l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS), pendant la grossesse et les premi?res semaines de vie, perturbe la formation et la stabilit? de la gaine de my?line, qui prot?ge les fibres nerveuses. Une telle alt?ration pourrait rendre le syst?me nerveux plus vuln?rable ? certaines maladies, comme la scl?rose en plaques. Les r?sultats attendus pourraient permettre de mieux identifier les m?canismes par lesquels ces substances chimiques peuvent affecter durablement le fonctionnement du cerveau. Le projet permettra aussi de d?terminer ? partir de quelle concentration ces effets apparaissent chez la souris, ce qui est important pour ?valuer les risques pour la sant? humaine. Enfin, ces travaux pourraient alimenter des recommandations de sant? publique concernant l?exposition des femmes enceintes et des jeunes enfants ? ce type de polluants, et contribuer ? la compr?hension des maladies li?es ? une alt?ration de la my?line.

Procédures

Les femelles gestantes expos?es recevront de l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) dans leur eau de boisson entre le quinzi?me jour de gestation et le vingt-et-uni?me jour post-natal. Une partie des souriceaux obtenus suite ? cette exposition ? l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) recevra ? l??ge adulte et pendant 6 semaines une mol?cule dans leur nourriture afin d?induire une d?my?linisation. Une partie d?entre eux aura ensuite une imagerie par r?sonance magn?tique sous anesth?sie g?n?rale (60 minutes maximum, deux fois) pour suivre l??tendu des l?sions de la my?line.

Impact sur les animaux

Le mod?le de d?my?linisation pourra provoquer de mani?re temporaire une perte de poids ou une baisse d?activit? chez les animaux. La modification de la texture de l?alimentation (poudre) pourra induire un risque de d?faut d?usure des dents des animaux. L?anesth?sie g?n?rale n?cessaire pour la r?alisation de l?imagerie par r?sonance magn?tique sera associ?e ? des risques d?hypothermie, de s?cheresse oculaire et de difficult?s cardiaque et respiratoire.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasi?s en fin de proc?dure d?une part parce que des pr?l?vements de tissus post-mortem et des analyses sont n?cessaires pour r?pondre ? notre question scientifique. D?autre part les femelles ne pourront pas ?tre r?utilis?es en raison de leur exposition ? l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS).

Remplacement

Avant de recourir ? des exp?riences sur des animaux vivants, plusieurs ?tudes en laboratoire ont ?t? men?es sur des cellules en culture et des tissus isol?s du cerveau, ainsi que sur un mod?le animal alternatif, le t?tard de x?nope. Ces approches ont permis de d?montrer que l?acide perfluorooctanesulfonique (PFOS) perturbe la formation et la r?paration de la my?line ? court terme. Cependant, ces mod?les ne permettent pas de reproduire les conditions r?elles d?exposition, comme cela peut survenir pendant le d?veloppement chez un individu vivant. Ils ne permettent pas non plus d??tudier l?accumulation du polluant dans le cerveau ni ses effets ? long terme sur la structure de la my?line. Nous aurons donc recours ? la souris, une esp?ce chez laquelle la composition de la my?line est bien connue, ce qui permet de faire des analyses pr?cises et fiables. Ce choix s?appuie directement sur les limites identifi?es dans nos approches pr?c?dentes. Il s?agit d?un prolongement n?cessaire pour r?pondre ? une nouvelle question scientifique, en s?appuyant sur un mod?le physiologique complet. Le recours ? l?animal est donc justifi? ici puisque les autres mod?les ne permettent pas de r?pondre aux objectifs scientifiques du projet.

Réduction

Le nombre d?animaux par groupe a ?t? optimis? en s?appuyant sur nos exp?riences ant?rieures, avec un effectif r?duit mais suffisant pour obtenir des r?sultats robustes et tenir compte de la variabilit? biologique entre individus. Les groupes exp?rimentaux incluent ? chaque fois des m?les et des femelles, ce qui permet d??valuer les ?ventuelles diff?rences li?es au sexe sans multiplier le nombre d?animaux. Le protocole inclut une r?partition ?quilibr?e entre m?les et femelles, afin d??viter d?avoir ? multiplier les groupes dans des exp?riences distinctes. Au total, 276 souris seront utilis?es dans ce projet. Ce chiffre tient compte d?une l?g?re marge de s?curit? pour pallier la variabilit? naturelle du nombre de petits par port?e notamment. L?ensemble de ces choix refl?te un souci constant de limiter l?utilisation d?animaux tout en garantissant la qualit? scientifique des donn?es. Pour analyser nos r?sultats sans compromettre la pr?cision statistique, nous utiliserons une m?thode adapt?e aux petits ?chantillons qui garantira la robustesse de nos conclusions.

Raffinement

Les animaux b?n?ficieront d?un enrichissement de leur environnement (carr? de coton, b?tonnets de bois ? ronger). Ils seront observ?s quotidiennement par l??quipe zootechnique et 2 fois par semaine minimum par notre ?quipe. En cas d'anomalie celle-ci sera g?r?e en collaboration entre notre ?quipe, la Structure charg?e du Bien Etre Animal (SBEA) et le v?t?rinaire afin de mettre en place une prise en charge adapt?e pour l?animal. Des points limites sont d?finis et seront respect?s pour ?viter toute souffrance animale. Les femelles gestantes et en lactation d?un m?me groupe de traitement seront plac?es en duo par cage, afin d??viter tout isolement social, favoriser les comportements naturels de nidification et permettre une entraide maternelle pendant la lactation. Apr?s deux jours d?acclimatation, valid?s par le SBEA, l?exposition d?butera au quinzi?me jour de gestation (jour embryonnaire 15, E15). Cette organisation permet de garantir la gestation des femelles tout en limitant le nombre d?animaux n?cessaires au projet. Ce sch?ma exp?rimental a d?j? ?t? utilis? sans effet d?l?t?re observ? chez les femelles gestantes ni sur le d?veloppement des port?es. Elles seront pes?es ? leur arriv?e puis 5 jours apr?s afin de suivre le bon d?roul? de la gestation mais ne seront pas plus manipul?es afin de r?duire au maximum le stress g?n?r? par les manipulations. A leur naissance, une v?rification visuelle des petits sera r?alis?e pour s?assurer de leur bonne prise en charge par leur m?re puis ils seront pes?s 1 ? 2 fois par semaine ? partir de 7 jours d??ge afin de nous assurer qu?ils ne pr?sentent pas de croissance anormale et, ou, difficult?s ? s?alimenter. A partir de leur sevrage ils seront peser et et surveiller hebdomadairement en plus de l?observation quotidienne. Pendant la d?my?linisation, l??tat g?n?ral et le poids des animaux seront surveill?s 1 fois par semaine minimum. Une transition alimentaire sera assur?e sur 48h pour que les animaux s?habituent ? la nourriture en poudre et un enrichissement suppl?mentaire sera ajout? dans la cage pour qu?ils puissent assurer leur comportement naturel de rongeur (ajout de b?tonnets de bois ? ronger suppl?mentaires). Lors des imageries, les animaux seront plac?s sous anesth?sie g?n?rale. Leur temp?rature corporelle sera maintenue pendant l'anesth?sie et un gel ophtalmique sera appliqu? pour ?viter toute s?cheresse oculaire. Nous v?rifierons la profondeur de l'anesth?sie et les surveillerons jusqu'? leur r?veil complet.

Choix des espèces

L?esp?ce choisie pour ce projet est la souris, qui est largement utilis?e en recherche scientifique. Ce mod?le pr?sente de nombreux avantages, tant sur le plan scientifique que pratique. Sur le plan scientifique, la souris est l?un des organismes les mieux connus : son g?nome a ?t? enti?rement s?quenc?, et de nombreux m?canismes li?s au d?veloppement du cerveau, ? la formation de la my?line et aux effets des substances polluantes ont ?t? d?crits. C?est ?galement l?esp?ce de r?f?rence pour l??tude des effets des perturbateurs endocriniens et pour l?analyse fine de la composition en lipides de la gaine de my?line. Enfin, elle est particuli?rement adapt?e pour l?utilisation du mod?le de d?my?linisation choisi ici et valid? pour ?tudier les m?canismes de perte et de r?paration de la my?line. Tous les protocoles que nous utilisons sont bien ma?tris?s pour cette esp?ce, ce qui r?duit les risques de complications et favorise son bien-?tre. Les animaux seront utilis?s ? diff?rents stades de d?veloppement, selon les objectifs de chaque exp?rience. Les femelles gestantes seront de jeunes adultes ?g?es d?environ trois mois afin d??tre sexuellement matures. L?exposition au PFOS sera faite ? partir du 15e jour de gestation jusqu?au 21e jour apr?s la naissance, ce qui correspond ? une p?riode particuli?rement sensible du d?veloppement c?r?bral. Pour les animaux expos?s pendant la gestation nous r?aliserons ensuite nos analyses ? diff?rents stades : tout d?abord 21 jours d??ge, un stade o? la formation de la my?line atteint un pic important chez la souris, cela permettant de mesurer pr?cis?ment l?accumulation du polluant et ses effets pr?coces. Puis dans un deuxi?me temps ? 90 jours d??ge, un stade adulte permettant d??valuer si les effets de l?exposition pr?coce persistent ? long terme, lorsque le cerveau a atteint un stade de maturit?. Pour le mod?le impliquant une d?my?linisation celle-ci sera r?alis?e ? partir de ce stade de 90 jours et pendant 6 semaines pour induire la perte de my?line, suivi d?une p?riode d?une semaine de r?cup?ration afin d??tudier les m?canismes de r?paration naturelle de cette gaine nerveuse.

Huit souris seront tuées en cours d'étude pour prélever foie, cœur, reins et rate, les deux couples reproducteurs après la période de reproduction, et le sort des autres, âgées de 14 mois à la fin, reste ouvert : le porteur écrit qu'elles pourront être maintenues en vie pour d'éventuels projets compatibles ou être tuées. Le champ structuré du résumé annonce pourtant 4 mises à mort et 26 réutilisations sur 30 souris, un décompte que cette narration ne recoupe pas. Certaines sont génétiquement modifiées pour accumuler du fer, douze reçoivent une alimentation enrichie en fer pendant environ douze mois, et toutes passent cinq examens d'IRM sous anesthésie gazeuse pouvant durer deux heures, précédés d'un jeûne, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur indique que la faisabilité de sa méthode d'imagerie est déjà démontrée chez des souris saines et qu'il est désormais "nécessaire" de la valider chez des souris en surcharge de fer.

Objectifs

La surcharge en fer correspond à une accumulation excessive de fer dans l’organisme pouvant avoir différentes origines. Son importance dépend de la cause sous-jacente et de la durée d’évolution sans traitement. Souvent peu symptomatique au début, elle est généralement diagnostiquée tardivement. Le foie est l’un des premiers organes touchés. L’excès de fer peut entraîner des lésions hépatiques progressives, notamment une fibrose hépatique, caractérisée par une accumulation anormale de tissu cicatriciel. L’évaluation de cette fibrose est essentielle pour suivre l’évolution de la maladie et adapter la prise en charge des patients. La biopsie hépatique constitue actuellement l’examen de référence pour évaluer la fibrose. Cependant, elle est invasive, douloureuse et peut souffrir d’un biais d’échantillonnage, le prélèvement n’étant pas toujours représentatif de l’ensemble du foie. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) permet d’obtenir des informations anatomiques, structurelles, fonctionnelles et biomécaniques sur les tissus. Parmi les techniques disponibles, l’élastographie par résonance magnétique (ERM) fournit une cartographie non invasive de la rigidité hépatique, paramètre étroitement lié au degré de fibrose. Toutefois, la présence d’une forte concentration de fer dans le foie constitue une limite importante de cette technique. Le taux d’échec de l’ERM augmente avec la quantité de fer présente, rendant difficile, voire impossible, l’évaluation de la fibrose chez les patients souffrant de surcharge ferrique. L’objectif de ce projet est de valider une méthode d’imagerie alternative (ERM-alt), développée au sein du laboratoire, permettant d’évaluer la fibrose hépatique même en présence de fer. La faisabilité de cette approche a déjà été démontrée sur des objets tests puis in vivo chez des souris saines. Il est désormais nécessaire de la valider chez des souris présentant différents niveaux de surcharge ferrique afin de confirmer sa robustesse et d’envisager son transfert vers la clinique. Ce projet porte ainsi sur la validation expérimentale d’une méthode innovante destinée à améliorer le diagnostic non invasif de la fibrose hépatique chez les patients atteints de surcharge en fer.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche translationnelle permettra : 1. De comparer les teneurs en fera quantité de fer dans le foie hépatique mesurées par IRM avec les valeurs histologiques (technique de référence) sur des cohortes de souris malades. 2. De comparer laes rigidité du foies hépatiques mesurées par IRM avec les stadifications stade de fibrose hépatiqueréalisées par obtenue par analyse histologiquee sur des cohortes de souris malades. 3. De déterminer les seuils de fer hépatique compatibles avec les techniques IRM et dDe montrer que la technique IRM (ERM-alt) développée au laboratoire permet de surmonter les problèmes limitations de la méthode classiquesoulevés par la présence importante de fer. Les résultats positifs sur souris serviront alors de base pour une étude clinique chez l’humain sur sujets sains dans un premier temps puis sur patients souffrant de surcharge ferrique. La méthode proposée sera et ainsi offrir clé pour pouvoir faire une solution non-invasive pour stadifier la stadification non-invasive de la fibrose hépatique chez ces patients, ce qui n’est pas possible aujourd’hui évitant ainsi une biopsie du foie.

Procédures

Un groupe recevra une alimentation enrichie en fer pendant environ 12 mois, tandis que l’autre groupe suivra une alimentation standard. À partir de l’âge de 8 semaines, les souris seront suivies pendant environ 12 mois. Elles seront pesées toutes les deux semaines afin de vérifier leur état de santé et le bon suivi du régime alimentaire. Les animaux seront soumis à 5 examens. Chaque examen durera au maximum 2 heures et sera réalisé sous anesthésie générale gazeuse. Avant chaque examen d’IRM, les animaux seront soumis à un jeûne d’environ 1 heure afin de standardiser les conditions d’imagerie.

Impact sur les animaux

Certaines souris auront une modification génétique entraînant une accumulation progressive de fer dans l’organisme. Un groupe de 12 souris recevra une alimentation enrichie en fer afin d’augmenter cette accumulation au niveau du foie, ce qui devrait entraîner des modifications modérées de la rigidité du foie correspondant à un stade précoce de fibrose. Le retour à une alimentation standard devrait permettre une réduction du niveau de fer hépatique et une régression de la fibrose. Les animaux seront âgés de 14 mois à la fin du projet, ce qui pourrait induire des problèmes de santé liés simplement à la vieillesse. Pendant le transport entre l’établissement hébergeur et le laboratoire les animaux peuvent subir un stress temporaire. Pendant l’anesthésie et l’examen d’IRM, les animaux peuvent présenter une baisse de la température corporelle et une sécheresse oculaire. Les examens seront répétés plusieurs fois au cours de l’étude, ce qui peut entraîner un stress modéré supplémentaire lié aux manipulations répétées. Comme pour toute procédure réalisée sous anesthésie, un risque très faible de décès pendant l’examen existe, bien que cela reste exceptionnel au regard de notre précédente expérience d’imagerie chez des souris saines.

Devenir

Huit animaux seront euthanasiés au cours de l’étude afin de prélever certains organes (foie, cœur, reins et rate) nécessaires à la réalisation d’analyses histologiques permettant d’évaluer l’accumulation de fer et les lésions hépatiques. Les deux couples reproducteurs utilisés pour la constitution de la colonie seront également euthanasiés à l’issue de la période de reproduction, soit environ 15 mois après le début du projet. Les 22 autres animaux (8 du groupe 1, 8 du groupe 2 et 6 du groupe 3) auront environ 14 mois à la fin de l’étude. Leur devenir sera évalué en concertation avec la structure chargée du bien-être animal (SBEA) et le vétérinaire référent de l’établissement. En fonction de leur état de santé et de leur âge, ils pourront soit être maintenus en vie pour d’éventuels projets compatibles, soit être euthanasiés conformément à la réglementation en vigueur.

Remplacement

De plus, pour pouvoir passer à une étude clinique, il est demandé des preuves de l’applicabilité de la méthode IRM développée (ERM-alt) in vivo sur un modèle animal pertinent tel que la souris.La fibrose hépatique est une maladie complexe qui se développe sur plusieurs années. Elle implique des interactions entre différentes cellules et une organisation très précise du tissu hépatique. Aujourd’hui, avec les technologies disponibles (comme les cultures de cellules ou les organoïdes en laboratoire), il est impossible de reproduire fidèlement tous ces mécanismes. Comme cette étude vise à valider une nouvelle méthode d’imagerie médicale par IRM pour évaluer la fibrose du foie, il est nécessaire d’utiliser des modèles animaux, comme la souris, car ils permettent de reproduire les processus biologiques réels de la maladie. Enfin, avant de tester cette méthode sur l’humain, il faut d’abord prouver son efficacité et sa faisabilité in vivo, ce qui n’est possible qu’avec des modèles animaux.

Réduction

Le nombre d'animaux a été réduit au strict minimum au maximum pour chaque groupe sans compromettre l'interprétation des résultats suite à une analyse robuste des résultats par des tests statistiques non paramétriquespour garantir des résultats fiables en termes de significativité statistique. Cette estimation tient compte des prélèvements d’organes réalisés à des fins depour les biopsies et d’une éventuelle mortalité au cours du protocole. Cela permet de garantir que les objectifs scientifiques pourront être atteints sans avoir recours à des animaux supplémentaires ni d’interrompre l’étude en cours faute d’animaux en nombre suffisant. Le groupe contrôle (G3) est également constitué du stricte minimum (3 mâles et 3 femelles) permettant de comparer les résultats entre les groupes tout en respectant les différences liées au sexe.d’avoir des résultats comparatifs avec les groupes 1 et 2 en fonction du sexe. Enfin, pour éviter d’utiliser davantage d’animaux, les mêmes animaux seront suivis au cours du temps. Cela permet de suivre l’évolution de la maladie, sans avoir besoin d’une quantité élevée d’animaux.

Raffinement

Les souris du groupe 1 auront une alimentation riche en fer pour qu’elles développent une surcharge de fer dans le foie. Cette solution permet d’obtenir le modèle expérimental sans nécessité d’acte invasif. Les examens IRM seront réalisés sous anesthésie générale (gazeuse par isoflurane) et pourront durer jusqu’à 2 heures. Une goutte d’Ocrygel sera instillée dans chaque œil juste après l’installation de l’animal sur le lit IRM afin de limiter le dessèchement oculaire. Une couverture chauffante sera utilisée pour maintenir la température de l’animal tout le long de l’examen. Cette température ainsi que la respiration de la souris seront suivies pendant toute la durée de l’examen. L'apport en isoflurane sera couplé à un concentrateur d'oxygène pour favoriser la respiration de l'animal et sa récupération au réveil. En fin de procédure, si l'animal a été anesthésié plus de 2 heures, il recevra une injection sous cutanée de 0,5mL de sérum glucosé chauffé à température corporelle pour recevoir une réhydratation rapide et éviter une possible hypoglycémie. La phase de réveil se fera en isolement dans une cage à part, l’animal sera déposé sur un tapis chauffant évitant une hypothermie. Des points limites prédictifs et spécifiques de ce projet ont été établis afin d'anticiper tout effet dommageable sur les animaux, avec une surveillance adaptée à chaque étape de la procédure jusqu’à la mise à mort des animaux en fin de procédure.

Choix des espèces

Les modèles de souris restent accessiblessont et compatibles bien adaptées à une analyse surpour la recherche dans le domaine de l l’imagerie’IRM préclinique, notamment en IRM, à haut champ magnétique de 7T (plusieurs papiers références) . Les techniques IRM mise en œuvre dans cette demande de projet sont couramment pratiquées au sein du laboratoire sur des souris saines. La proximité génétique entre les souris et l’homme permet d’étudier des mécanismes biologiques comparables. L’utilisation de souris génétiquement modifiées déficientes en hepcidine1 permettra de se rapprocher au mieux des modifications physiopathologiques observées chez l’homme dans le cadre de pathologies caractérisées par une accumulation excessive de fer dans le foie (hémochromatose) pouvant mener à la formation de tissus cicatriciel au niveau du foie (fibrose hépatique). car elles présentent des similitudes biologiques avec l’homme, ce qui permet d’étudier des maladies du foie proches de celles observées chez les patients, notamment l’accumulation excessive de fer (hémochromatose) et le développement d’une fibrose hépatique Les souris des trois groupes suivront le protocole d’imagerie IRM à partir de 8 semaines afin de s’assurer que le système immunitaire soit mature et que le foie ait également atteint une rigidité stabiliséeLes examens d’IRM commenceront lorsque les souris auront 8 semaines. À cet âge, leur organisme est suffisamment développé et le foie a atteint un état stable (démontrée lors d’une étude antérieure sur une petite cohorte). Pour le groupe recevant une alimentation riche en fer, ce régime débutera également à partir de la 8ᵉ semaine afin de coïncider avec le début du suivi par IRM. Le suivi par imagerie durera 12 mois afin d’observer progressivement différents niveaux d’accumulation de fer dans le foie selon les groupes étudiés, ainsi que les premiers stades de fibrose hépatique, sans provoquer d’atteintes sévères chez les animaux.

À partir de huit semaines, 30 souris, dont douze nourries d'une alimentation enrichie en fer, sont suivies pendant environ douze mois et pesées toutes les deux semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chacune subit cinq examens d'IRM sous anesthésie gazeuse, de deux heures au maximum, précédés d'un jeûne d'une heure, avec un risque d'hypothermie, de sécheresse oculaire et, exceptionnellement, de décès sous anesthésie. Le porteur écrit qu'un passage en clinique exige des preuves obtenues in vivo "sur un modèle animal pertinent tel que la souris". Huit souris seront tuées en cours d'étude pour prélever leur foie, leur cœur, leurs reins et leur rate, les deux couples reproducteurs après quinze mois, et le sort des vingt-deux dernières, âgées de quatorze mois, reste suspendu à un avis vétérinaire, entre maintien en vie et mise à mort.

Objectifs

La surcharge en fer correspond à une accumulation excessive de fer dans l’organisme pouvant avoir différentes origines. Son importance dépend de la cause sous-jacente et de la durée d’évolution sans traitement. Souvent peu symptomatique au début, elle est généralement diagnostiquée tardivement. Le foie est l’un des premiers organes touchés. L’excès de fer peut entraîner des lésions hépatiques progressives, notamment une fibrose hépatique, caractérisée par une accumulation anormale de tissu cicatriciel. L’évaluation de cette fibrose est essentielle pour suivre l’évolution de la maladie et adapter la prise en charge des patients. La biopsie hépatique constitue actuellement l’examen de référence pour évaluer la fibrose. Cependant, elle est invasive, douloureuse et peut souffrir d’un biais d’échantillonnage, le prélèvement n’étant pas toujours représentatif de l’ensemble du foie. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) permet d’obtenir des informations anatomiques, structurelles, fonctionnelles et biomécaniques sur les tissus. Parmi les techniques disponibles, l’élastographie par résonance magnétique (ERM) fournit une cartographie non invasive de la rigidité hépatique, paramètre étroitement lié au degré de fibrose. Toutefois, la présence d’une forte concentration de fer dans le foie constitue une limite importante de cette technique. Le taux d’échec de l’ERM augmente avec la quantité de fer présente, rendant difficile, voire impossible, l’évaluation de la fibrose chez les patients souffrant de surcharge ferrique. L’objectif de ce projet est de valider une méthode d’imagerie alternative (ERM-alt), développée au sein du laboratoire, permettant d’évaluer la fibrose hépatique même en présence de fer. La faisabilité de cette approche a déjà été démontrée sur des objets tests puis in vivo chez des souris saines. Il est désormais nécessaire de la valider chez des souris présentant différents niveaux de surcharge ferrique afin de confirmer sa robustesse et d’envisager son transfert vers la clinique. Ce projet porte ainsi sur la validation expérimentale d’une méthode innovante destinée à améliorer le diagnostic non invasif de la fibrose hépatique chez les patients atteints de surcharge en fer.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche translationnelle permettra : 1. De comparer les teneurs en fera quantité de fer dans le foie hépatique mesurées par IRM avec les valeurs histologiques (technique de référence) sur des cohortes de souris malades. 2. De comparer laes rigidité du foies hépatiques mesurées par IRM avec les stadifications stade de fibrose hépatiqueréalisées par obtenue par analyse histologiquee sur des cohortes de souris malades. 3. De déterminer les seuils de fer hépatique compatibles avec les techniques IRM et dDe montrer que la technique IRM (ERM-alt) développée au laboratoire permet de surmonter les problèmes limitations de la méthode classiquesoulevés par la présence importante de fer. Les résultats positifs sur souris serviront alors de base pour une étude clinique chez l’humain sur sujets sains dans un premier temps puis sur patients souffrant de surcharge ferrique. La méthode proposée sera et ainsi offrir clé pour pouvoir faire une solution non-invasive pour stadifier la stadification non-invasive de la fibrose hépatique chez ces patients, ce qui n’est pas possible aujourd’hui évitant ainsi une biopsie du foie.

Procédures

Un groupe recevra une alimentation enrichie en fer pendant environ 12 mois, tandis que l’autre groupe suivra une alimentation standard. À partir de l’âge de 8 semaines, les souris seront suivies pendant environ 12 mois. Elles seront pesées toutes les deux semaines afin de vérifier leur état de santé et le bon suivi du régime alimentaire. Les animaux seront soumis à 5 examens. Chaque examen durera au maximum 2 heures et sera réalisé sous anesthésie générale gazeuse. Avant chaque examen d’IRM, les animaux seront soumis à un jeûne d’environ 1 heure afin de standardiser les conditions d’imagerie.

Impact sur les animaux

Certaines souris auront une modification génétique entraînant une accumulation progressive de fer dans l’organisme. Un groupe de 12 souris recevra une alimentation enrichie en fer afin d’augmenter cette accumulation au niveau du foie, ce qui devrait entraîner des modifications modérées de la rigidité du foie correspondant à un stade précoce de fibrose. Le retour à une alimentation standard devrait permettre une réduction du niveau de fer hépatique et une régression de la fibrose. Les animaux seront âgés de 14 mois à la fin du projet, ce qui pourrait induire des problèmes de santé liés simplement à la vieillesse. Pendant le transport entre l’établissement hébergeur et le laboratoire les animaux peuvent subir un stress temporaire. Pendant l’anesthésie et l’examen d’IRM, les animaux peuvent présenter une baisse de la température corporelle et une sécheresse oculaire. Les examens seront répétés plusieurs fois au cours de l’étude, ce qui peut entraîner un stress modéré supplémentaire lié aux manipulations répétées. Comme pour toute procédure réalisée sous anesthésie, un risque très faible de décès pendant l’examen existe, bien que cela reste exceptionnel au regard de notre précédente expérience d’imagerie chez des souris saines.

Devenir

Huit animaux seront euthanasiés au cours de l’étude afin de prélever certains organes (foie, cœur, reins et rate) nécessaires à la réalisation d’analyses histologiques permettant d’évaluer l’accumulation de fer et les lésions hépatiques. Les deux couples reproducteurs utilisés pour la constitution de la colonie seront également euthanasiés à l’issue de la période de reproduction, soit environ 15 mois après le début du projet. Les 22 autres animaux (8 du groupe 1, 8 du groupe 2 et 6 du groupe 3) auront environ 14 mois à la fin de l’étude. Leur devenir sera évalué en concertation avec la structure chargée du bien-être animal (SBEA) et le vétérinaire référent de l’établissement. En fonction de leur état de santé et de leur âge, ils pourront soit être maintenus en vie pour d’éventuels projets compatibles, soit être euthanasiés conformément à la réglementation en vigueur.

Remplacement

De plus, pour pouvoir passer à une étude clinique, il est demandé des preuves de l’applicabilité de la méthode IRM développée (ERM-alt) in vivo sur un modèle animal pertinent tel que la souris.La fibrose hépatique est une maladie complexe qui se développe sur plusieurs années. Elle implique des interactions entre différentes cellules et une organisation très précise du tissu hépatique. Aujourd’hui, avec les technologies disponibles (comme les cultures de cellules ou les organoïdes en laboratoire), il est impossible de reproduire fidèlement tous ces mécanismes. Comme cette étude vise à valider une nouvelle méthode d’imagerie médicale par IRM pour évaluer la fibrose du foie, il est nécessaire d’utiliser des modèles animaux, comme la souris, car ils permettent de reproduire les processus biologiques réels de la maladie. Enfin, avant de tester cette méthode sur l’humain, il faut d’abord prouver son efficacité et sa faisabilité in vivo, ce qui n’est possible qu’avec des modèles animaux.

Réduction

Le nombre d'animaux a été réduit au strict minimum au maximum pour chaque groupe sans compromettre l'interprétation des résultats suite à une analyse robuste des résultats par des tests statistiques non paramétriquespour garantir des résultats fiables en termes de significativité statistique. Cette estimation tient compte des prélèvements d’organes réalisés à des fins depour les biopsies et d’une éventuelle mortalité au cours du protocole. Cela permet de garantir que les objectifs scientifiques pourront être atteints sans avoir recours à des animaux supplémentaires ni d’interrompre l’étude en cours faute d’animaux en nombre suffisant. Le groupe contrôle (G3) est également constitué du stricte minimum (3 mâles et 3 femelles) permettant de comparer les résultats entre les groupes tout en respectant les différences liées au sexe.d’avoir des résultats comparatifs avec les groupes 1 et 2 en fonction du sexe. Enfin, pour éviter d’utiliser davantage d’animaux, les mêmes animaux seront suivis au cours du temps. Cela permet de suivre l’évolution de la maladie, sans avoir besoin d’une quantité élevée d’animaux.

Raffinement

Les souris du groupe 1 auront une alimentation riche en fer pour qu’elles développent une surcharge de fer dans le foie. Cette solution permet d’obtenir le modèle expérimental sans nécessité d’acte invasif. Les examens IRM seront réalisés sous anesthésie générale (gazeuse par isoflurane) et pourront durer jusqu’à 2 heures. Une goutte d’Ocrygel sera instillée dans chaque œil juste après l’installation de l’animal sur le lit IRM afin de limiter le dessèchement oculaire. Une couverture chauffante sera utilisée pour maintenir la température de l’animal tout le long de l’examen. Cette température ainsi que la respiration de la souris seront suivies pendant toute la durée de l’examen. L'apport en isoflurane sera couplé à un concentrateur d'oxygène pour favoriser la respiration de l'animal et sa récupération au réveil. En fin de procédure, si l'animal a été anesthésié plus de 2 heures, il recevra une injection sous cutanée de 0,5mL de sérum glucosé chauffé à température corporelle pour recevoir une réhydratation rapide et éviter une possible hypoglycémie. La phase de réveil se fera en isolement dans une cage à part, l’animal sera déposé sur un tapis chauffant évitant une hypothermie. Des points limites prédictifs et spécifiques de ce projet ont été établis afin d'anticiper tout effet dommageable sur les animaux, avec une surveillance adaptée à chaque étape de la procédure jusqu’à la mise à mort des animaux en fin de procédure.

Choix des espèces

Les modèles de souris restent accessiblessont et compatibles bien adaptées à une analyse surpour la recherche dans le domaine de l l’imagerie’IRM préclinique, notamment en IRM, à haut champ magnétique de 7T (plusieurs papiers références) . Les techniques IRM mise en œuvre dans cette demande de projet sont couramment pratiquées au sein du laboratoire sur des souris saines. La proximité génétique entre les souris et l’homme permet d’étudier des mécanismes biologiques comparables. L’utilisation de souris génétiquement modifiées déficientes en hepcidine1 permettra de se rapprocher au mieux des modifications physiopathologiques observées chez l’homme dans le cadre de pathologies caractérisées par une accumulation excessive de fer dans le foie (hémochromatose) pouvant mener à la formation de tissus cicatriciel au niveau du foie (fibrose hépatique). car elles présentent des similitudes biologiques avec l’homme, ce qui permet d’étudier des maladies du foie proches de celles observées chez les patients, notamment l’accumulation excessive de fer (hémochromatose) et le développement d’une fibrose hépatique Les souris des trois groupes suivront le protocole d’imagerie IRM à partir de 8 semaines afin de s’assurer que le système immunitaire soit mature et que le foie ait également atteint une rigidité stabiliséeLes examens d’IRM commenceront lorsque les souris auront 8 semaines. À cet âge, leur organisme est suffisamment développé et le foie a atteint un état stable (démontrée lors d’une étude antérieure sur une petite cohorte). Pour le groupe recevant une alimentation riche en fer, ce régime débutera également à partir de la 8ᵉ semaine afin de coïncider avec le début du suivi par IRM. Le suivi par imagerie durera 12 mois afin d’observer progressivement différents niveaux d’accumulation de fer dans le foie selon les groupes étudiés, ainsi que les premiers stades de fibrose hépatique, sans provoquer d’atteintes sévères chez les animaux.

Quatre mois d'administration nasale trois fois par semaine, trois séances d'IRM sous sédation de deux heures et demie, deux tests d'anxiété par semaine dont une suspension par la queue, puis un mois seule en cage pour installer un état dépressif : 320 souris modèles de la maladie d'Alzheimer et de la trisomie 21 vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 64 d'entre elles et modéré pour 256. Le porteur présente cet isolement d'un mois comme le meilleur compromis pour éviter des "souffrances psychologiques inutiles", alors qu'il sert à produire la détresse même que le projet veut mesurer. Il indique aussi que chaque sédation peut abaisser les défenses immunitaires des souris, tout en qualifiant l'IRM de non invasive et indolore. Les souris utilisées pour caler le protocole d'imagerie pourront être réutilisées dans d'autres procédures ou dans des projets d'enseignement, les autres étant tuées pour prélever leur cerveau.

Objectifs

Plusieurs études scientifiques montrent l’importance de la neuroinflammation, c’est-à-dire l’inflammation du cerveau, dans l’aggravation des lésions cérébrales au cours de la maladie d’Alzheimer et l’intérêt de développer une approche thérapeutique la ciblant. Récemment, une nouvelle approche thérapeutique a été testée : il s’agit d’administrer un présentant des propriétés favorisant la prolifération des certains types cellulaires du cerveau et la protection des neurones. Il a été démontré que ce peptide favorisait la mémoire spatiale et l’activation de cellules qui combattent l’inflammation neuronale. Sur la base de cet effet bénéfique, nous souhaitons tester son potentiel thérapeutique pour la maladie d'Alzheimer (MA). Pour cela, nous utiliserons des souris modèles pour la MA, mais aussi pour la Trisomie 21 humaine, une pathologie associée à un risque très élevé de développer une maladie d'Alzheimer en vieillissant. La dépression est également étroitement liée à la MA et à la Trisomie 21, et est donc présente chez de nombreux patients. L'hypothèse que nous faisons ici est que, en traitant l'inflammation et, indirectement, la MA, nous obtiendrons des bénéfices également au niveau de la dépression. Les souris seront traitées avec la molécule à différents stades pour comparer les effets du traitement : avant l’apparition des symptômes de la pathologie neurodégénérative et à un stade plus avancé. Des tests comportementaux et des acquisitions d’IRM fonctionnelles seront corrélés aux informations déjà obtenues sur l’impact sur les mécanismes neuro-inflammatoires. Les tests comportementaux fournissent des informations sur certaines fonctions cérébrales, comme la mémoire spatiale. Grâce à l'IRMf, en revanche, on peut mesurer de manière non invasive à la fois le niveau d'inflammation du cerveau - et la qualité des connexions entre les régions cérébrales paramètre utilisé pour suivre certains troubles cognitifs.

Bénéfices attendus

Cette recherche doit permettre de déterminer si la molécule testée a des effets bénéfiques, en particulier anti-inflammatoires, sur la survenue et la progression de la maladie d’Alzheimer. Si les résultats sont positifs, alors d’autres études pourront être conduites jusqu’en clinique de ce candidat-médicament pour les patients atteints de maladies neurodégénératives, comme la MA et la trisomie 21.L’induction de la dépression par l’isolement social pourrait entraîner un déficit de toilettage chez l’animal, accompagné d’une perte transitoire de poids.

Procédures

Les interventions auxquelles les souris sont soumises sont les suivantes : - un traitement prolongé de 4 mois avec la molécule en question par voie nasale de la durée de quelques seconds, trois fois par semaine en vigile. - Trois séances d'imagerie de 2,5 heures maximum par résonance magnétique sous sédation pour mesurer le niveau de connectivité cérébrale. - Enfin, des tests comportementaux d'une durée maximale de 15 minutes, deux fois par semaine avec un jour de repos entre les deux, compléteront les informations obtenues par imagerie afin d’évaluer le niveau d’anxiété des animaux. Les deux tests employés visent à déterminer quel comportement un animal privilégie : celui provoqué par sa motivation naturelle ou celui influencé par un niveau d’anxiété élevé. Ainsi, un de tests vise à comparer le temps passé dans des couloirs fermés à celui passé dans des couloirs ouverts (moindre si l’animal est plus stressé). Le test de suspension vise à comparer le temps passé à essayer de se libérer à celui passé immobile (plus élevé lorsque l’animal est stressé). - À la fin de la période de traitement, les souris seront hébergées pendant un mois dans des cages individuelles afin de produire un état favorisant la dépression. - La coupe de la queue pour le génotypage est un peu douloureuse.

Impact sur les animaux

L’administration de la molécule peut éventuellement générer un stress léger lié à la manipulation de l’animal par un opérateur. Les séances d'IRM seront espacées d'au moins un mois et nécessiteront une sédation légère, mais chaque sédation peut baisser les défenses immunitaires et fragiliser les souris. La pose du cathéter sous-cutané, nécessaire pour maintenir la sédation lors de certaines sessions d'IRM, pourrait être gênante Le stress pour l'animal, induit par les tests comportementaux. L'hébergement individuel temporaire des souris dans des cages individuelles induira un état de dépression.

Devenir

Une partie des souris vont servir à optimiser un protocole d’IRM fonctionnelle. Elles n’auront pas eu d’injection de la molécule candidate. A l’issue de cette procédure, elles pourront être réutilisées dans une autre procédure ou dans le cadre de projets à des fins d'enseignement. Pour une autre partie, en revanche, il sera nécessaire d’euthanasier les animaux pour récupérer leur cerveau pour des études ultérieures ex vivo, indispensables pour s’assurer de la validité des résultats obtenus par IRM fonctionnelle.

Remplacement

Ce projet de recherche vise à valider in vivo les effets thérapeutiques d’une molécule sur la maladie d’Alzheimer. Il n’existe aujourd’hui aucune méthode alternative (modèle ex vivo ou computationnel) permettant de modéliser la complexité des mécanismes moléculaires, cellulaires, physiologiques inhérent à ce projet. L'utilisation de modèles animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes physiopathologiques et tester de nouvelles approches thérapeutiques.

Réduction

Le recours à l’IRM permet de réduire le nombre d’animaux utilisés dans ce protocole : c’est un outil puissant capable d’explorer de manière non invasive de multiples paramètres en une seule séance et adapté au suivi au cours du temps. Nous avons effectué des analyses statistiques basées sur des données précédemment acquises nous permettant de constituer des groupes avec un nombre d’animaux le plus petit possible et garantissant une validité statistique de nos résultats. De plus, l'un des protocoles expérimentaux décrits ici prévoit l'optimisation du protocole utilisé pour anesthésier les souris pendant un scan IRMf, et les souris issues de ce protocole pourront être réutilisées à des fins pédagogiques. Enfin, nous procéderons à une vérification minutieuse et continue des articles scientifiques publiés, afin d'éviter toute répétition inutile des protocoles expérimentaux.

Raffinement

Les IRM, non invasives et indolores, seront réalisées sous anesthésie par un opérateur qualifié. L'anesthésie pourra être réalisée sous forme gazeuse ou injectable (anesthésique ou sédatif administré par cathéter sous-cutané, selon les besoins expérimentaux). Chaque session IRM ne dépassera pas 2,5 heures. La fréquence respiratoire des animaux sera surveillée en continu tout au long de l'examen afin de détecter tout effet indésirable. Lors des séances d’IRM, la tête des animaux sera immobilisée à l’aide d’un dispositif de maintien adapté, afin d’éviter les mouvements pendant l’enregistrement des images. Pour limiter tout inconfort, une anesthésie locale sera appliquée aux oreilles avant la mise en place du dispositif. Les animaux seront maintenus au chaud grâce à un tapis chauffant adapté, afin de prévenir toute hypothermie pendant la procédure. L’hébergement individuel nécessaire pour induire un état dépressif a été réduit à un seul mois. Des études précédentes ont montré que ce délai d'un mois est le meilleur compromis entre l'efficacité, en termes de dépression, et la brièveté, pour éviter des souffrances psychologiques inutiles. Nous avons établi une liste détaillée des points limites, avec des interventions spécifiques à mettre en œuvre pour assurer un contrôle continu du bien-être animal et une réponse rapide à d'éventuels effets secondaires des traitements et expériences prévus.

Choix des espèces

Les souris représentent la quasi-totalité des modèles connus pour la maladie d'Alzheimer et la trisomie 21. De plus, la quantité et la qualité des études des connexions entre différentes régions cérébrales déjà menées sur la souris ont permis non seulement d'optimiser les protocoles d'acquisition et d'analyse des données, mais aussi d'établir des comparaisons directes avec la connectivité du cerveau humain, qui ont montré un haut niveau de similitude. Enfin, la souris permet de suivre l'évolution de la pathologie en l'espace de quelques mois. L'âge des souris à utiliser est déterminé implicitement par les phases par rapport auxquelles nous voulons étudier les effets bénéfiques de la molécule sur la maladie d'Alzheimer.

Vaccinés puis délibérément infectés avec l'agent pathogène sous anesthésie locale, 200 moutons vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués ensuite. Les animaux témoins, non protégés, développent fièvre, œdème de la face, manifestations inflammatoires et diarrhée, ces symptômes constituant la mesure attendue. Deux gestes suffisent par animal, une injection de vaccin de moins d'une minute et une administration de la souche de moins de cinq minutes. Ce contrôle ne vise pas à produire des connaissances mais à libérer des lots commerciaux de vaccins vétérinaires, et le porteur indique qu'il ne pourra pas être remplacé "sans un changement de la réglementation de tous les pays".

Objectifs

Le projet a pour objectif de déterminer l’activité de vaccins destinés aux animaux de rente. Cet objectif doit être respecté afin d’être en conformité avec les exigences réglementaires de la Pharmacopée Européenne et des pays tiers destinataires dans la constitution d’un dossier d’AMM. Les contrôles sont effectués sur ovins (une des espèces cibles). La Pharmacopée Européenne demande la démonstration de résultats concrets, certains obtenus chez l’animal

Bénéfices attendus

Ces tests garantissent une commercialisation de vaccins sûrs et efficaces pour l’animal. Les tests ont lieu selon le cadre approuvé par les autorités réglementaires et permettent la libération d’un nombre important de doses de vaccins améliorant considérablement la qualité sanitaire des élevages et la sécurité alimentaire des consommateurs.

Procédures

1 administration de vaccin, sur tous les animaux en vigile. L'acte est inférieur à 1 minutes. 1 administration de l'agent pathogène, sur tous les animaux en vigile avec une anesthésie locale. L'acte est inférieur à 5 minutes

Impact sur les animaux

Les animaux peuvent présenter une légère augmentation de stress due aux injections des vaccins, à l'administration de la souche et aux manipulations. Les animaux témoins peuvent montrer des symptômes liés à la maladie virale, tels qu’une réaction fébrile associée à des manifestations inflammatoires et congestives et d’œdème de la face, une diarrhée légère transitoire et une hyperthermie modérée.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés

Remplacement

Les réglementations des pays destinataires du produit exigent la réalisation des tests sur animaux pour la mise sur le marché de lot commercial. Il n’est actuellement pas possible de les remplacer sans un changement de la réglementation de tous les pays.

Réduction

Le nombre d’animaux est imposé par la réglementation. Lorsque c'est possible la mutualisation des lots témoins permet de réduire le nombre d'animaux utilisés.

Raffinement

Tous les animaux bénéficient d'une période d'acclimatation. Lors de l'administration intradermique une anesthésie locale est mise en place. L'observation quotidienne des animaux et l'application d'une grille de scoring permet d'appliquer les points limites. Le personnel est compétent pour identifier les cas pour lesquels l’animal n’est plus dans sa zone de confort. Les conditions d’hébergement varient selon l’espèce et l’âge des animaux pour maximiser leur confort et leur bien-être. Tous les animaux sont hébergés en groupe et des enrichissements adaptés du milieu ont été mis en place dans les hébergements. La Structure du Bien-Etre Animal (SBEA) garantit l’amélioration des techniques de soins et des conditions de vie pour les animaux.

Choix des espèces

Il s'agit d'une espèce cible Les ovins doivent avoir entre 2 et 9 mois. Ce stade de développement correspond à celui requis pour répondre au dossier déposé aux autorités des pays destinataires.