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 : 257 projets autorisés en mars 2026 (01/04/2026)
Utilisation d’agents d’imagerie TEP (radiotraceurs) dans le diagnostic et le suivi de traitements-MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 1100
Objectifs
L'imagerie par Tomographie par Émission de Positons (TEP) en préclinique est une technique très précieuse pour la recherche biomédicale. Elle permet d'observer et de suivre en détail des radiotraceurs. Un radiotraceur est substance fixée à un atome radioactif. Cette substance est choisie parce qu’elle va se diriger vers un organe ou un tissu particulier. Une fois injectée dans le corps, elle émet de très faibles rayonnements qu’on peut détecter avec la TEP.. Ainsi, les chercheurs peuvent visualiser la distribution de substances radioactives dans le corps, ce qui est particulièrement utile pour étudier des maladies comme le cancer. Cette méthode offre une image précise en 3D, permettant d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements, de comprendre la progression des maladies, ou encore de tester de nouvelles molécules.La TEP est donc un outil essentiel pour faire avancer la recherche médicale de manière sûre et efficace, tout en réduisant la nécessité d'expériences invasives. La TEP est couplée à de l’imagerie de tomodensitométrie (TDM), permettant d’avoir une cartographie complète de la molécule dans l’organisme. L’utilisation de cette technique permet : • De révéler des mécanismes biologiques, comme le métabolisme glucidique ou lipidique ou encore la prolifération cellulaire • De révéler et de suivre la réponse aux traitements dans différentes pathologies • Etudier la biodistribution (c’est-à-dire la répartition de la molécule dans les différents organes) de médicaments Par aillleurs, cette technologie est aujourd’hui largement utilisée chez les patients atteints de cancer pour le diagnostic et le suivi de réponse au traitement. Cependant les radiotraceurs disponibles sont limités (le [18F]FDG est utilisé dans 90% des cas en clinique. Analogue du glucose, il permet de voir les cellules surconssomatrices de glucose mais son utilisation est limitée dans les organes où il y a une fixation physiologique, comme le cerveau . De plus le [18F]FDG peut marquer des cellules inflammatoires ou infectieuses donnant des faux positifs dans le cas de détection de cancer. Le développement de nouveaux radiotraceurs est donc nécessaire pour une meilleure prise en charge des patients atteints de cancers et d’autres pathologies.
Bénéfices attendus
L’imagerie TEP va permettre de valider des radiotraceurs pour leur utilisation à la fois dans les projets scientifiques précliniques et cliniques. Elle va participer à l’amélioration de l’exploration physiologique et fonctionnelle en recherche, à la détection de tumeur et à la visualisation des réponses tumorales suite aux traitements. Cela va permettre des avancées majeures dans la compréhension du vivant. Le développement de nouveaux radiotraceurs plus spécifiques que ceux déjà disponibles va permettre une meilleure prise en charge des patients. Il est essentiel pour améliorer le diagnostic et le traitement des cancers tout en augmentant la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans diverses pathologies. Les cibles innovantes pour le développement de radiotraceurs en TEP se diversifient et s’adaptent aux besoins de détection et de traitement des maladies complexes. Nos recherches se concentrent sur des biomarqueurs et des mécanismes biologiques spécifiques pour permettre une imagerie plus précise, une détection précoce des maladies, et une meilleure évaluation de l'efficacité des traitements.
Procédures
Dans un premier lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés (1 fois par animal). Après injection du radiotraceur, l’animal est positionné sous la TEP/TDM (TDM, tomodensitomètre : scanner). Des images dynamiques (plusieurs acquisitions pouvant aller de 1h à 2h, réalisés une seule fois par animal) sont réalisées permettant d’évaluer et quantifier la distribution de la molécule marquée dans les organes au cours du temps (2h max) Dans un deuxième lot d’animaux, un radiotraceur est injecté en intra-veineux aux animaux anesthésiés, puis l’animal est réveillé. Après un intervalle de temps adéquat (défini grâce au premier lot d’animaux), l’animal est de nouveau anesthésié puis positionné sous la caméra pour un scanner, suivi de l’acquisition TEP (max 20min). Cette manipulation pourra être répétée 3 à 4 fois sur une période de 6 semaines maximum (avec administration de traitements ou non en parallèle), afin de suivre l’évolution des pathologies chez les animaux.
Impact sur les animaux
L’injection du radiotraceur par voie intraveineuse n’est pas douloureuse pour l’animal. Une gêne de courte durée liée à la piqûre elle-même est attendue. L’animal est imagé sous anesthésie générale pour avoir une parfaite immobilité, Les nuisances attendues sont celles d’une très légère hypothermie (contrecarrée par les systèmes de maintien de chaleur dans l’appareil d’imagerie.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.
Remplacement
En premier lieu, des expérimentations in vitro se déroulent sur des cellules ou des tissus isolés, pour tester la spécificité, la liaison et la stabilité du radiotraceur. Cela permet de vérifier que la substance fixée avec un atome radioactif cible bien toujours la molécule ou le récepteur d’intérêt, tout en gardant les mêmes propriétés. Les atomes radioactifs sont choisis afin de garantir une absence de toxicité de la molécule elle même. Des résultats satisfaisants in vitro conditionnent le passage à la phase in vivo, c’est-à-dire sur des modèles animaux. Cette étape permet d’observer comment le radiotraceur se comporte dans un organisme vivant : sa distribution dans les différents tissus, sa capacité à atteindre la cible, sa dégradation et son élimination par l’organisme. Cela donne une image plus réaliste de son efficacité et de sa sécurité, en tenant compte des processus physiologiques complexes. En résumé, le passage de l’in vitro à l’in vivo permet de valider la pertinence du radiotraceur dans un contexte biologique complet, étape essentielle avant toute application clinique. Des tests sur animaux sont nécessaires afin de caractériser la biodistribution de la molécule, son activité en lien avec le métabolisme de l’organisme et sa quantification dans les tissus cibles. Il n’y a pas d’approche à ce jour qui puisse se substituer à ce type d'imagerie.
Réduction
L’objet de la demande vise à valider l’utilisation de radiotraceurs pour de l’imagerie TEP préclinique et à aider à caractériser des modèles tumoraux de façon non invasive. Ce type d’imagerie permet la réduction d’animaux puisqu’elle permet un suivi longitudinal du même animal au cours du temps Pour réduire le nombre d’animaux utilisés tout en s’assurant de résultats fiables et statistiquement significatifs, nous avons déterminé le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental grâce à des approches statstiques robustes. A la fin de toutes les expériences, les tissus d’intérêt sont prélevés. Le maximum d’informations est récolté afin de répondre aux mieux aux questions scientifiques posées.
Raffinement
Les animaux seront suivis 3 fois par semaine afin d'assurer leur bien-être et mettre en place des soins si besoin. Les expérimentations seront arrêtées dès l’atteinte d’un point limite tel que décrit dans une grille de score. Lors de l’injection des radiotraceurs, les animaux sont maintenus sous anesthésie générale. Un tapis et un lit chauffant permettent un maintien continu de leur température corporelle, leur évitant ainsi une hypothermie. De plus, les constantes vitales des animaux sont mesurées des, facilitant le monitoring durant les phases d’acquisition des images (scanner et TEP). Cette technique est dite « non invasive », l’injection du radiotraceur est uniquement sous forme de « trace ». Les doses de traceurs injectés n’induiront pas d’effets néfastes sur les animaux car la quantité de molécule est trop faible pour induire une modification conséquente des mécanismes biologiques. MODIFICATION : Pour ce qu’il est de la doses de radioactivité injectées, pour le suivi d’un animal il peut être injecté jusqu’à 6 fois sur une période de 6 semaines maximum. Nous respecterons le plus souvent, un délais de 7 jours minimum entre chaque injection de radiotraceur. Dans la littérature (préclinique et clinique) et par notre expérience aucune toxicité n’a encore été mise en évidence sur la répétition d’injection sur 6 semaines. Cependant les images TEP et TDM seront étudiées pour s’assurer des changements possibles. Si une étude demande plus d’injection et / ou imagerie sur un temps plus long, alors un suivi accru sera réalisé pour vérifier l’induction d’une quelconque toxicité (étude des images TEP et TDM histologie).
Choix des espèces
Les rongeurs (rats et souris) sont particulièrement utilisés en cancérologie : les souches sont génétiquement caractérisées et la parenté biologique avec l’Homme va nous permettre d’obtenir des informations extrapolables à la pratique clinique humaine. Le choix du modèle murin ou rat sera dépendant de sa pertinence pour la question scientifique et son imagerie. Par exemple, les modèles de rat seront préferentiellement choisis lors de cancers ciblant des organes petits, comme la prostate ou dans l’étude de métastases. En revanche, dans le cas de tumeur spontanée développée sur un modèle murin mimant la pathologie humaine, alors la souris sera utilisée. Les études sont réalisées sur des animaux adultes afin de favoriser la reproductibilité des résultats (métabolisme différent à différents stades de développement, …)
Évaluation d’un dispositif endovasculaire pour le recueil de signal électroencéphalographique intracranien sur un modèle ovin
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
L’électroencéphalogramme (EEG) est un examen qui permet d’enregistrer l’activité électrique du cerveau à l’aide de capteurs placés sur la tête. Dans la majorité des cas, cet examen externe suffit. Cependant, dans certaines situations complexes, ces enregistrements ne sont pas assez précis. Il est alors nécessaire d’utiliser un EEG intracrânien, qui consiste à mesurer l’activité cérébrale au plus près du cerveau et devient indispensable pour localiser l’origine des crises, comprendre comment elles se propagent et aider les médecins à décider d’un traitement. De plus, Il permet de surveiller en continu le fonctionnement du cerveau et de détecter des crises silencieuses ou des souffrances cérébrales qui ne sont pas visibles cliniquement. Cette technique correspond à une neurochirurgie impliquant l'ouverture de la boite cranienne et la traversée du cerveau pour positionner les electrodes. Cette technique invasive constitue une agression anatomique directe du cerveau et expose les patients à des risques non négligeables tels que des hémorragies intracrâniennes, des complications infectieuses ou des abcès du cerveau. L’objectif principal de cette étude est de tester un nouveau dispositif miniaturisé qui ne nécessite aucune chirurgie. le dispositif est introduit par les vaisseaux sanguins et placé dans une veine du cerveau. Ce dispositif est évalué chez la brebis afin de vérifier s’il permet d’enregistrer une activité cérébrale de bonne qualité en toute sécurité. À terme, ce projet vise à proposer une alternative moins invasive à l’EEG intracrânien classique, en évitant une chirurgie tout en conservant des informations cérébrales fiables.
Bénéfices attendus
A l’issue de cette étude, le dispositif innovant sur lequel porte ce projet pourrait permettre de réaliser des recueils de données EEG intracraniens sans avoir besoin d'éffectuer une chirurgie. Le dispositif d’intérêt pourrait permettre de faciliter le geste technique et d’améliorer la prise en charge de ces pathologies.
Procédures
Les animaux auront chacun 3 anesthésie générales avec pose de cathéter veineux sous contention douce. Les animaux auront 3 examens d'imagerie tomodensitométrique (d'environ 15 minutes). Les animaux seront soumis à un cathétérisme vasculaire sous fluoroscopie, ce protocole durera environ 30minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sont le stress, la douleur, les infections, et les risques hémorragiques ou thrombotiques. La veille de l'intervention, les animaux seront isolés du groupe social en petit groupe de 2 afin d'être mis à jeun, ce qui peut être source de stress. Mise en place d’une voie veineuse périphérique au niveau de la veine jugulaire externe sous contention physique douce des animaux peut également induire un stress de l'animal. Pour l’anesthésie : intubation, mise sous respiration mécanique et anesthésie générale peuvent causer des irritations de la trachées, ce geste sera répété 3 fois par animal. Incision des zones opératoires, fixation des boitiers de recueil à la peau: douleur, risque hémorragique, risque thrombotique. Injection de produit de contraste iodé lors des scanner (réaction allergique). Injection intra-musculaire de médicaments qui peut être source de douleur. Mise en place d'un cathéter dans la veine jugulaire qui peut provoquer un hématome.
Devenir
Tous les animaux (n=12) du projet seront mis à mort à la fin de la procédure pilote. Le prélèvement de la paroi du sinus sagittal (zone d'implantation) est essentielle pour réaliser des analyses histologiques afin d'observer les réactions inflammatoires, l’adhésion du dispositif aux parois vasculaires, la formation de tissu cicatriciel et la biocompatibilité.
Remplacement
Le projet ayant pour objectif le monitoring d'une activité éléctro-encéphalographique, le recours à un modèle in vivo est indispensable. De plus, la tailles des artères de la brebis sont proches de celles de l'humain, ce modèle permet donc de tester le dispositif dans sa version finale, identique à celle qui pourra être utilisée chez l’Homme.
Réduction
Le nombre d'animaux a été réduit au maximum en veillant toutefois à obtenir un nombre suffisant de dispositifs implantés pour réaliser une évaluation de l'efficacité. S'agissant d'une étude pilote, auncun test statistique n'a été réalisé afin de déterminer le nombre d'animaux. La procédure a été préalablement sécurisée par la réalisation d’études in vitro sur banc d’essai pour confirmer l'efficacité technique du déploiement du dispositif. Cette étude pilote sera constituée 12 animaux répartis en 4 groupes comprenant des temps d'évaluation et d'explantation différents (explantation à J7, J14, J21 et J28).
Raffinement
Les conditions de vie des animaux et les procédures ont été conçues pour limiter au maximum le stress et la douleur. Avant les expériences, les animaux disposent d’une semaine pour s’adapter à leur environnement. Les interventions sont réalisées par du personnel qualifié, sous anesthésie générale, avec des médicaments contre la douleur. Chaque jour, leur état est surveillé (apparence, comportement, appétit). En cas de signe de mal-être, une prise en charge rapide est mise en place avec, si besoin, l’intervention du vétérinaire référent. Les examens d’imagerie utilisés ne provoquent pas de douleur. La mise en place des dispositifs médicaux se fait avec des techniques douces pour réduire le stress, puis l’anesthésie agit en quelques secondes. Les animaux sont surveillés en continu pendant l’intervention, et tout animal instable est retiré de l’étude. Si une complication grave survient pendant l’intervention, des mesures immédiates sont prises ; en cas d’hémorragie cérébrale, l’animal est euthanasié pour éviter toute souffrance. Après l’intervention, les animaux sont suivis quotidiennement, avec une surveillance renforcée la première semaine. Les plaies sont contrôlées et soignées si nécessaire. Des antibiotiques et des antidouleurs sont administrés en cas de besoin. Si une souffrance persiste malgré les traitements, l’animal est euthanasié afin de préserver son bien-être.
Choix des espèces
L’utilisation de brebis comme modèle animal est justifiée par leur taille, qui est comparable à celle des patients humains pour l’implantation de dispositifs endovasculaires par voie veineuse. Ce modèle permet de simuler de manière fiable l’intervention par voie jugulaire et d’évaluer les réponses biologiques dans un contexte de taille et d’anatomie vasculaire pertinents pour les applications humaines. Les animaux seront des Brebis adultes. En effet, la taille des artères doit être suffisante pour pouvoir mettre en place le dispositif et surtout leur diamètre ne doit plus varier pendant le temps de suivi.
Caractérisation de nouveaux traceurs radioactifs ciblant le système nerveux central chez le rat.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Objectifs
Dans les pathologies du système nerveux central, divers processus métaboliques sont impliqués et entraînent des variations d’expression ou d’activation de protéines, de transporteurs ou encore de récepteurs. Ces éléments constituent alors des cibles d’intérêt pour la prise en charge thérapeutique et/ou le diagnostic de ces pathologies. Nous menons des recherches visant à développer de nouveaux traceurs radioactifs d’imagerie de Tomographie par Emissions de Positons (TEP) marqués au fluor-18 destinés, à explorer in vivo le système nerveux central dans ses états physiologiques (normaux) ou altérés (pathologiques). La création de ces nouveaux radiotraceurs, à visée diagnostique ou thérapeutique, constitue un enjeu majeur compte tenu de la diversité des processus rencontrés dans les pathologies du système nerveux central. Ce projet a donc plusieurs objectifs : 1- Caractériser le devenir de ces composés radioactifs dans l’organisme et vérifier leur passage jusqu’au cerveau passage de la barrière hémato-encéphalique. 2- S’assurer in vivo que nos radiotraceurs atteignent bien leur cible. Pour répondre à ces objectifs, il est nécessaire de tester nos radiotraceurs sur l’animal vivant (organisme entier) pour valider leur potentiel en clinique humaine.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier de nouveaux radiotraceurs TEP capables de se lier à des cibles d’intérêt majeures du système nerveux central, dans le but d’améliorer la prise en charge thérapeutique et/ou le diagnostic des pathologies du système nerveux central. Après une caractérisation de leurs propriétés et de leurs devenirs dans l’organisme, ces traceurs pourront être proposés en clinique humaine pour le diagnostic, le suivi ou le traitement de nombreuses affections neurologiques.
Procédures
Les animaux de la procédure 1 auront une injection d’un radiotraceur (< 1min) prolongée par une imagerie (de 60 à 180 min) sous anesthésie gazeuse et seront ré-utilisés en procédures 1, 2 et/ou 3. Les animaux de la procédure 2 auront deux injections (< 1min) espacées de 5 à 30 min sous anesthésie gazeuse puis ils seront euthanasiés. Les animaux de la procédure 3 auront 4 séances d’imagerie (60 à 180 min) avec deux injections (< 1 min) espacées de 5 à 30 min par séance d’imagerie puis ils seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
La manipulation et l’induction de l’anesthésie entraine un léger stress chez l’animal. Une douleur (moins de 5 min) au point d’injection du radiotraceur et/ou du compétiteur peut être ressentie et un hématome peut se former suite à la cathéterisation de la veine caudale de l'animal.
Devenir
Afin de caractériser nos radiotraceurs et d’avoir des résultats robustes, nous devons récupérer en fin d'expérience les cerveaux de l’ensemble des animaux. Nous devons pour cela procéder a euthanasie de l'ensemble des animaux du projet.
Remplacement
Cette étude menée sur l’animal vivant intervient après de nombreuses étapes de développement et de tests réalisés en laboratoire. Pour valider un radiotraceur et vérifier qu’il fonctionne réellement dans l’organisme, il est indispensable d’utiliser des modèles animaux. En effet, des éléments essentiels — comme la capacité de la molécule à atteindre les organes ciblés, à traverser la barrière protectrice du cerveau, ou à interagir avec les différents mécanismes biologiques du système nerveux — ne peuvent pas être reproduits de façon fiable uniquement en laboratoire ou avec des simulations informatiques.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire en utilisant les données préliminaires. La procédure 1 permet, grâce à l’imagerie, d’évaluer la distribution du traceur radioactif après injection intraveineuse, sans avoir à sacrifier différents groupes d’animaux à différents temps post-injection. Dès cette étape, nous vérifierons sur 6 animaux (3 mâles et 3 femelles) si le traceur atteint le cerveau et sa cible d’intérêt. Si c’est le cas, alors les mêmes animaux seront utilisés pour les procédures 2 ou 3. Si ce n’est pas le cas, alors les expérimentations avec ce traceur seront arrêtées et les animaux seront ré-utilisés dans cette même procédure pour tester un autre traceur radioactif. La procédure 2 permettra de comparer les résultats obtenus entre 6 animaux qui recevront le radiotraceur seul et 6 autres animaux (3 mâles + 3 femelles) qui recevront le radiotraceur et une molécule compétitrice dont on sait qu’elle va se fixer à la même cible d’intérêt et ainsi empêcher ou non la fixation du radiotraceur. Cette comparaison avec la molécule compétitrice nous permettra de confirmer la validité de notre radiotraceur. Cette procédure 2 ainsi que la procédure 3 seront réalisées si et seulement si la procédure 1 a montré des résultats concluants. La 3ème procédure est réalisée avec 2 groupes de 6 animaux (3 mâles et 3 femelles. Ces animaux seront répartis en 2 groupes car nous souhaitons caractériser notre radiotraceur avec 2 molécules compétitrices différentes. La première qui peut empêcher ou non la fixation de notre traceur radioactif et la seconde qui peut être déplacée ou non par notre radiotraceur. Ces tests permettent de vérifier de manière très précise la qualité et la spécificité du radiotraceur.
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement. Toutes les stratégies d'anesthésie et de soin seront mises en œuvre pour réduire au maximum tout inconfort qui pourrait être induit par les procédures. Pour l’ensemble des procédures, les animaux seront sous anesthésie gazeuse et ils seront placés sur un tapis chauffant. Pour les imageries, une protection oculaire sera appliquée et la fréquence respiratoire et la température corporelle seront surveillées. Dès leur réveil, les animaux seront remis dans leur cage d’hébergement et une récompense leur sera donnée. Pour les animaux de la procédure 1et 3, des points limites suffisamment prédictifs seront appliqués selon une grille d’évaluation avec utilisation d’un antalgique si nécessaire.
Choix des espèces
Nous utiliserons le rat qui présente des similitudes avec le cerveau humain en termes de circuits cérébraux et processus neurobiologiques et neurochimiques. Des rats adultes seront utilisés afin d'avoir une taille de cerveau compatible avec la technique d'imagerie utilisée dans ce protocole.
analyse de la biodistribution de vaccins ARNm par imagerie IRM
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Objectifs
Le projet consiste à suivre la biodistribution de vaccins ARNm après injection intramusculaire dans un modèle murin. Plus particulièrement, nous voulons connaître la cinétique d'accumulation dans les ganglions drainants qui est cruciale pour l'effet vaccinal. A cette fin, nous allons ajouter des propriétés d'imagerie IRM à des formulations d'ARNm de composition similaire aux vaccins COVID19. Nous mesurerons également les taux sériques d'anticorps pour établir un lien entre signal IRM dans les ganglions et activité immunologique. L’intérêt est que nous allons doser les anticorps anti-Spike (protéine du COVID19) et pour avoir une relation entre signal IRM dans les ganglions et anticorps circulants.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les cinétiques de distribution des vaccins dans les ganglions après injection intramusculaire et d'établir des relations entre présence des formulations ARNm dans les ganglions et activité vaccinale. En effet, les méthodes existantes nécessitent la mise à mort ou des biopsies de ganglions pour quantifier la présence de vaccins dans les ganglions. La méthode proposée permettra un suivi non invasif et sans biopsies de la biodistribution des vaccins dans les ganglions.
Procédures
Nous prélèverons le sang à J0, J7, J14, J21 et J28 pour quantifier les anticorps induits par test ELISA. Chaque souris sera anesthésiée au maximum 9 fois: 5 fois pour les prélèvements submandibulaires, 2 fois pour les injections intramusculaires et 4 fois pour l'IRM. Les anesthésies dureront 5 minutes maximum pour les injections et prélèvements et une heure pour l'imagerie IRM.
Impact sur les animaux
Nous ne nous attendons pas à une douleur suite à l’injection des formulations mis à part la douleur induite lors de l'injection liée à l'aiguille. L'injection de formulations ARNm par voie intramusculaire peut entraîner une réaction inflammatoire. Nous avons déjà administré des vaccins ARNm sans 19F chez la souris sans observer de réactions allergiques ou de douleur. Les ponctions de sang répétées peuvent être aussi à l’origine de blessures.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques notamment de confirmer la distribution des formulations dans les ganglions.
Remplacement
Des études sur l'animal entier sont nécessaires pour tenir compte des interactions de l'organisme avec les formulations ARNm et établir un lien entre accumulation dans les ganglions et activité immunologique. Etant donné la complexité des processus mis en jeu, aucune méthode de remplacement fiable n’est disponible. Les méthodes existantes utilisent la radioactivité avec une résolution spatiale inférieure à l'IRM et une toxicité cumulative des radioélements qui limite la généralisation de ces approches pour un suivi chronique par exemple.
Réduction
L’effectif des souris mis en oeuvre est limité au strict minimum permettant d’obtenir des résultats exploitables statistiquement. Les mêmes souris seront utilisées pour l'imagerie IRM et prélèvements de sérum ce qui permettra de diminuer le nombre d'animaux. Nous réaliserons des tests statistiques (ANOVA). L’imagerie permet un suivi longitudinal et donc de réduire l’utilisation d’animaux
Raffinement
Des points limites prédictifs avec une grille de scoring seront mis en place. Les animaux seront suivis quotidiennement dès leur arrivée. les souris seront anestésiées durant les injections, durant l'imagerie IRM et durant les prélèvements de sang. Pour les injections intramusculaires, les souris recevront une injection sous cutanée d'antalgique 10 minutes avant l'injection intramusculaire. Nous alternerons le côté de prélèvement submandibulaire pour éviter les blessures dues aux ponctions répétées de sang.
Choix des espèces
Le modèle souris permet d'évaluer les capacités des formulations ARNm dans une espèce à cycle de vie court où les mécanismes immunitaires sont les mêmes que chez l'Homme mais à des échelles de temps compatibles avec un criblage des formulations ARNm. Nous utiliserons des souris Balb/c car c'est ce modèle qui a été utilisé dans nos expériences précédentes de vaccination ARNm et dans les expériences publiées avec les vaccins ARNm de référence. Les souris BALB/c sont un modèle standard crucial dans la recherche immunologique en raison de leur système immunitaire bien caractérisé et de leur réponse régulière aux antigènes, ce qui permet de tester efficacement l’immunogénicité et la sécurité des vaccins ARNm avant les phases cliniques humaines. Des souris adultes (à partir de 8 semaines) ayant un système immunitaire mature seront utilisées.
Mise en place et évaluation du développement des anévrismes de l’aorte thoracique par imagerie non invasive
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Objectifs
L’objectif principal de ce projet est de mieux comprendre comment certaines cellules des vaisseaux sanguins se comportent et interagissent lors du développement d’un anévrisme de l’aorte, une maladie caractérisée par une fragilisation et une dilatation de l’aorte. Plus précisément, ce projet vise à : 1-Mettre en place un modèle expérimental de l’anévrisme de l'aorte thoracique chez la souris à l’aide de techniques chirurgicales de précision guidées par l’imagerie. 2- Identifier les premiers signes biologiques associés à l’apparition et à l’évolution de l’anévrisme. 3-Tester et valider de nouvelles cibles pouvant conduire à de futurs traitements. 4- Développer des « jumeaux numériques » de souris, c’est-à-dire des modèles informatiques combinant les données d’imagerie et les informations biologiques, afin de mieux prédire l’évolution de la maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre le rôle de certaines cellules dans la fragilisation de l’aorte lors d’un anévrisme. En identifiant les mécanismes moléculaires responsables du durcissement et de l’affaiblissement de la paroi du vaisseau, ces travaux pourront contribuer à mieux évaluer le risque de rupture de l’aorte, une complication grave et potentiellement mortelle. Les connaissances obtenues aideront à orienter le développement de nouveaux traitements visant à réduire la gravité de la maladie et à améliorer la survie des patients. Par ailleurs, l’utilisation de techniques d’imagerie avancées permettra d’identifier de nouveaux indicateurs mesurables de la maladie, ouvrant la voie à un diagnostic plus précoce, un meilleur suivi de l’évolution de l’anévrisme et une évaluation plus précise de l’efficacité des traitements.
Procédures
Les animaux subiront une intervention chirurgicale d’une durée approximative de 25 minutes, réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptées, permettant l’induction d’un anévrisme de l’aorte. Un suivi non invasif par imagerie échographique, d’une durée d’environ 20 minutes, sera réalisé sous anesthésie gazeuse deux fois par mois, pour un maximum de 13 examens par souris. Les animaux recevront des traitements expérimentaux administrés par voie orale dans l’eau de boisson et par injections, à raison de deux injections par semaine pendant une période maximale de six mois. L’état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel formé. À l’issue des procédures, les animaux seront euthanasiés conformément aux recommandations réglementaires afin de permettre la collecte des organes destinés aux analyses histologiques et moléculaires.
Impact sur les animaux
L’intervention chirurgicale, impliquant l’ouverture puis la fermeture de la cage thoracique, est susceptible d’entraîner une douleur post-opératoire au réveil des animaux, ainsi qu’une perte de poids légère et transitoire et une augmentation temporaire du stress. L’anévrysme de l’aorte thoracique correspond à une dilatation anormale de la principale artère du corps. Cette anomalie ne provoque généralement pas de symptômes. Elle peut toutefois entraîner des douleurs ou une gêne lorsqu’elle compresse les organes voisins. Dans les cas les plus graves, l’anévrysme peut se rompre et provoquer une hémorragie interne. Le suivi par imagerie échographique constitue une approche non invasive et non douloureuse ; le stress associé à cet examen est limité à une courte phase de manipulation par l’expérimentateur, suivie d’une anesthésie, pour une durée totale d’environ 20 minutes par animal. Les injections réalisées chez des animaux vigiles peuvent entraîner une gêne ou une douleur légère et transitoire au niveau du site d’injection.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de procéder au prélèvement du coeur pour des analyses histologiques et moléculaire
Remplacement
Le développement de modèles murins de pathologies cardiovasculaires, telles que l’anévrisme de l’aorte, joue un rôle essentiel en recherche préclinique pour la compréhension des fonctions physiologiques intégrées, en particulier lorsque les méthodes substitutives ne permettent pas d’obtenir des informations équivalentes. Le suivi de processus physiologiques tels que le métabolisme, la perfusion tissulaire, la fonction d’organes complexes ou les effets des médicaments sur l’organisme fournit des informations précieuses sur le fonctionnement global des systèmes biologiques, qui ne peuvent être reproduits fidèlement par des modèles cellulaires. Par ailleurs, les données fonctionnelles issues de l’imagerie échographique seront utilisées et partagées afin de développer, à terme, des jumeaux numériques de souris. Ces modèles informatiques, combinant les données d’imagerie et les informations biologiques, permettront de simuler les perturbations du flux sanguin avant, pendant et après traitement, offrant ainsi un outil prédictif avancé pour optimiser les stratégies thérapeutiques et améliorer la compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-jacents.
Réduction
La procédure chirurgicale induisant l’anévrisme de l’aorte sera guidée, en amont, par des données échographiques précises, permettant ainsi de réduire la mortalité opératoire et périopératoire, ce qui contribue à diminuer le nombre d’animaux nécessaires. L’imagerie non invasive en temps réel permettra d’évaluer l’apparition des premiers signes de dysfonction aortique, évitant ainsi l’euthanasie prématurée des animaux pour confirmer le succès de la procédure. Chaque animal servira de témoin à lui-même, ce qui optimise le nombre total d’animaux requis grâce à des mesures répétées sur le même individu.
Raffinement
La procédure chirurgicale destinée à induire un anévrisme de l’aorte sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie appropriée, et guidée par des données échographiques précises afin de limiter la durée et le caractère invasif de l’intervention. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne assurée par du personnel formé, avec une évaluation rigoureuse de leur bien-être fondée sur des grilles standardisées de points limites. Les mesures d’analgésie seront adaptées en fonction de cette évaluation, en étroite collaboration avec l’équipe de zootechnie.
Choix des espèces
Le modèle d’anévrisme de l’aorte thoracique chez la souris jeune adulte (mâles et femelles) est un modèle de référence largement utilisé dans de nombreuses études précliniques. La souris représente un organisme particulièrement pertinent pour l’étude de cette pathologie en raison de la forte conservation des mécanismes moléculaires, cellulaires et physiopathologiques impliqués dans les maladies vasculaires entre la souris et l’Homme, ainsi que de la disponibilité de nombreux outils génétiques permettant un ciblage cellulaire précis.
Essais de faisabilité, de sécurité et d’efficacité de dispositifs médicaux innovants
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles sensoriels
- Troubles urogénitaux
Objectifs
Ce projet vise à répondre à des demandes d’évaluation préclinique de dispositifs médicaux innovants, au préalable d’essais cliniques ou bien de leur commercialisation. Selon le code de la santé publique (article L5211-1), on entend par dispositif médical, « tout instrument, appareil, équipement, matière, produit, à l’exception des produits d’origine humaine, ou autre article utilisé seul ou en association, y compris les accessoires et logiciels nécessaires au bon fonctionnement de celui-ci, destiné par le fabricant à être utilisé chez l’homme à des fins médicales et dont l’action principale voulue n’est pas obtenue par des moyens pharmacologiques ou immunologiques ni par métabolisme, mais dont la fonction peut être assistée par de tels moyens. Constitue également un dispositif médical le logiciel destiné par le fabricant à être utilisé spécifiquement à des fins diagnostiques ou thérapeutiques ». Ce projet vise à couvrir de façon générale plusieurs types de dispositifs, qui sont généralement des prototypes, préalablement testés sur des modèles non vivants, qui sont ensuite améliorés à l’issue des essais réalisés sur l’animal. Généralement, deux à quatre itérations sont nécessaires pour aboutir au dispositif dans sa conception finale. Les organes ciblés par les DM sujets aux tests pourront être : œsophage, estomac, intestin, duodénum, rectum, foie, pancréas, reins, rate, trachée, poumons, cœur, vaisseaux sanguins, peau, muscles, organes génitaux ou associés (liste non exhaustive). Des imageries pré-opératoires, per-opératoires et post-opératoires pourront être effectuées afin de préparer, réaliser et contrôler au mieux la procédure chirurgicale. Pour cela, des images par rayons ionisants, imagerie fluorescente, magnétique ou par ultrasons pourront être acquises, avec ou sans produit de contraste.
Bénéfices attendus
Ce projet vise tester des prototypes de dispositifs médicaux innovants, afin de permettre l’amélioration de leur design qui réduira les risques de complications médicales. Chaque dispositif inclut dans ce projet aura ses bénéfices propres. De façon générale, et sur la base de notre expérience des cinq années passées, les dispositifs testés dans ce cadre ont pour objectifs d’améliorer le traitement de patients.
Procédures
Les animaux seront anesthésiés et soumis à une procédure chirurgicale ou endoscopique, pouvant impliquer une imagerie par rayons X et/ou par IRM.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les animaux sont liés à l’anesthésie (nausée, désorientation, hypothermie, irritation trachéale) et à l’intervention en elle-même, et varient selon la voie d’abord et les organes ciblés.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin de prélever les tissus traiter à but d'analyses macro et microscopiques.
Remplacement
Pour chaque dispositif, il sera vérifié que tous les tests pouvant être effectués sur des modèles non vivants auront été faits. Cela inclue des modélisations informatiques, des tests sur banc d’essai, modèles inertes et organes explantés. Dès lors que les objectifs scientifiques peuvent être atteints par ces moyens, le recours à l’animal vivant sera refusé.
Réduction
Les interventions seront réalisées par des médecins experts de leur domaine, réduisant le risque d’échec et, avec lui, le nombre d’animaux nécessaires pour chaque protocole d’étude. Chaque test sera réalisé sur un effectif réduit d’animaux (2 à 6), avant d’engager une étude plus complète, après avis d’experts et amélioration du dispositif et/ou de la procédure
Raffinement
Les porcs sont maintenus en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d’acclimatation avec douche tiède, promenade et distribution de récompenses permet l’habituation des animaux à l’homme et aux manipulations. L’environnement sonore en animalerie est aussi apaisé par la diffusion de musique. Une équipe compétente composée de zootechniciens, vétérinaire et médecins assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins des animaux. La Structure en charge du bien-être animal accompagne la mise en œuvre des procédures. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables du projet dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R. Le protocole prévoit des procédures mini-invasives réalisées sous anesthésie générale. Les animaux en suivi post-opératoire seront soumis à un suivi clinique quotidien, par du personnel qualifié, sous couverture antalgique dès que nécessaire. Une grille d’évaluation de la douleur est établie au cas par cas, avec la conduite à tenir en cas de complications. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le porc est souvent l’espèce de choix pour les études impliquant de la chirurgie en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques avec l'Homme. En effet, la taille des organes comparables à celle de l’Homme permet d’utiliser les mêmes instruments (endoscopes, matériel de navigation vasculaire, de chirurgie) qu’en clinique. De nombreux paramètres physiologiques sont également similaires (pression sanguine, fonctionnement des organes, composition de la peau et des muscles, etc). L’ensemble de ces atouts facilite l’évaluation des dispositifs médicaux dans un contexte proche de leur utilisation finale. Le choix du poids et du stade de développement de l’animal se fera au cas par cas, selon les objectifs scientifiques associés au dispositif testé. De façon générale, des porcs juvéniles ou jeunes adultes, entre 20 et 90 kg au moment de commencer l’étude, conviennent. La taille des organes des porcs à ces stades de croissance correspond déjà à ce qui peut être observé en clinique chez l’homme, il offre les repères anatomiques recherchés par le praticien et permet d’utiliser les mêmes équipements et matériels chirurgicaux que chez le patient. Dans certains cas, en particulier pour les suivis supérieurs à 3 mois, le modèle « mini-porc » (15-30 kg) pourra être retenu pour ses caractéristiques de croissance plus faible. Ce modèle de cochon « miniature » permet en effet de suivre sur du long terme un dispositif in situ sans qu’il soit trop impacté par la croissance rapide de certains organes (le porc « standard » Large White peut prendre jusqu’à 800g par jour). Pour les porcs Large White/Landrace, la durée de survie maximale a été fixée à 6 mois afin de limiter les contraintes zootechniques liées à la manipulation d’animaux pouvant dépasser les 100kg. Un dépassement de ces critères devra être validé par la SBEA, qui s’assurera que toutes les conditions sont réunies pour assurer l’hébergement des animaux dans le respect de leur bien-être.
Formation tutorée à l’imagerie intravitale chez la souris : de la chirurgie à l’imagerie haute-résolution
- Formation professionnelle
Objectifs
L'imagerie optique des tissus sur animal vivant, autrement appelée "imagerie intravitale", est actuellement la seule méthode pour étudier les aspects dynamiques des processus physiologiques ou pathologiques à l'échelle cellulaire. Cette méthodologie passe par l'implantation chirurgicale de chambres dorsales, crâniennes ou abdominales au travers desquelles les tissus à observer sont physiquement exposés de manière stérile. Introduite depuis plusieurs années, elle a été développée essentiellement en cancérologie pour : 1- analyser les mouvements et interactions cellulaires ; 2- observer les modifications anatomiques et fonctionnelles des réseaux vasculaires ; 3-comprendre et optimiser les mécanismes d'action de molécules thérapeutiques. Ces chambres ont été développées par des laboratoires académiques et restent confinées à leurs propres fins de recherche. Dans le laboratoire, nous avons développé et validé un modèle de chambre dorsale multimodal toléré sur plusieurs mois par la souris. L'expérience acquise à ce jour avec ce dispositif nous a permis de définir une procédure chirurgicale optimisée en terme de gestes opératoires tant dans leur réalisation que dans leur enchainement réduisant ainsi la durée de la chirurgie à son minima et améliorant la survie de l'animal. De la même manière, les procédures en imagerie optique suivent désormais des protocoles précis à la fois dans la prise en charge des animaux et leur maintien en conditions les plus favorables possibles, que dans les protocoles d'acquisition d'images proprement dits. Nous souhaitons former 1 à 3 personnels préalablement qualifié en chirurgie et en imagerie photonique.
Bénéfices attendus
A l'issue de la formation, le stagiaire aura connaissance de l'ensemble des étapes pour l'implantation et le suivi en imagerie d'une chambre dorsale sur animal greffé. Toutes les informations éthiques et scientifiques lui auront été communiquées (documents papier et échanges oraux). Le format tutorat de la formation permet une prise en charge quasi individuelle du stagiaire conduisant à une meilleure interaction entre les différents intervenants. Un support technique post-tutorat pourra garantir la bonne mise en application des procédures apprises au moment de la formation. Une fois l'ensemble de la procédure acquis, les stagiaires pourront la mettre à profit pour leur propre projet de recherche et former d'autres personnels s'ils le jugent opportun.
Procédures
Implantation de la chambre dorsale sous anesthésie générale : 45min entre le début de l'anesthésie et le réveil de l'animal : la procédure en elle-même dure 30 min. L'intervention inclut l'injection d'agents analgésiques lors de la chirurgie sous anesthésie générale (2 injections par animal, durée 20 secondes par injection), Fixation de la chambre dorsale par suture (durée 10 minutes maximum), Incision de la peau (durée quelques secondes), Injection intradermique de cellules tumorales sous anesthésie générale (1 par animal - 30sec). 2. Phase d'imagerie: Injection de l'agent de contraste sous anesthésie générale (1 par animal - 2min), Acquisition d'images en microscopie (1 par animal- 30min).
Impact sur les animaux
La procédure chirurgicale entrainera une contrainte légère et transitoire (anesthésie générale). La présence de la chambre entrainera une contrainte modérée en termes de mobilité et de douleur. L'injection d'agent de contraste lors de la procédure d'imagerie entrainera une contrainte légère et transitoire (anesthésie générale). Les injections de cellules tumorales et les injections entraineront un stress physique et transitoire (préhension) et une douleur et une contrainte légère et transitoire (injections sous anesthésie locale ou générale). L'examen en microscopie confocale sous anesthésie générale entrainera une contrainte légère et transitoire. Aucune nuisance spécifique n'est attendue suite à l'injection des cellules tumorales par voie sous-cutanée vu la durée de maintien des animaux en procédure. Les animaux en hébergement individuel pourront souffrir de la diminution de leurs interactions sociales avec d'autres individus, ce qui peut induire de l'apathie.
Devenir
A la fin de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés car porteurs de chambres dorsales.
Remplacement
La formation s'adresse à des personnes autorisées et qualifiées en chirurgie et imagerie. Il s'agit de transmettre les gestes opératoires spécifiques à la greffe de chambre dorsale dont la maitrise dépend de l'élasticité cutanée, du réseau vasculaire et du derme à préserver au mieux afin de garantir une greffe qui sera exploitable pour l'imagerie. Ces paramètres ne peuvent être correctement reproduits sur des fantômes plastiques de souris. De plus, les acquisitions en imagerie peuvent être biaisées par une mauvaise prise en charge de l'animal et de son monitoring. Par ailleurs, les protocoles en imagerie sont réalisés après injection intraveineuse d'un biomarqueur pour réhausser le signal des microvaisseaux. Or ce type d'expérience n'est absolument pas réalisable sur fantômes. Pour toutes ces raisons, le recours à l'animal est incontournable et indispensable dans ce projet.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux, l'équipe formatrice implantera un seul animal afin de garantir la qualité de la séance d'imagerie en cas d'échec de l'implantation par le stagiaire (risque d'inflammation, mauvaise fixation de la chambre). Pour le stagiaire, 2 animaux seront nécessaires pour qu'il acquiert les 2 postes du binôme formateur (chirurgie/assistant chirurgie).
Raffinement
Toutes les interventions sur l'animal, de l'implantation de la chambre dorsale à l'imagerie intravitale, seront réalisées sous anesthésie générale. Concernant la procédure chirurgicale, une anesthésie locale sera réalisée avant l'incision de la peau et un anti-douleur sera administré avant le réveil de l'animal. Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement l'apparition de signes cliniques. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués. Les animaux seront pesés au moins 2 fois par semaine afin de prévenir une éventuelle détérioration de l'état général. Si des signes de douleurs sont détectés un analgésique sera administré après analgésie locale. Avant l'implantation chirurgicale, les animaux seront stabulés en groupe, aliment et eau ad libitum, un enrichissement adapté sera présent dans toutes les cages. Compte tenu de la présence de la chambre dorsale, les animaux devront être hébergés individuellement après la procédure chirurgicale. Cependant une augmentation de l'enrichissement permettra de réduire l'impact de l'isolement et l'animal restera en contact visuel avec ses congénères. Afin de favoriser la récupération post-chirurgicale, un aliment préhensile et energétique sera ajouté dans toutes les cages.
Choix des espèces
Le développement du modèle de chambre dorsale a été conduit chez la souris, animal de référence pour les études en cancérologie. La souris de la souche sélectionnée est préférée du fait de son élasticité cutanée et de l'absence de poils qui facilitera la greffe chirurgicale en particulier pour des novices à ce type de chirurgie. Les animaux seront adultes (minimum 8 semaines). Compte-tenu de l'encombrement de la chambre dorsale sur le dos de l'animal et de la procédure chirurgicale, la physionomie de l'animal doit être suffisamment robuste pour limiter la mortalité lors de la chirurgie. Des études préliminaires ont montré une mortalité opératoire plus importante quand l'animal avait moins de 8 semaines.
Évaluation dans un modèle porcin sain des performances d’un prototype d’agent de contraste pour l’angiographie par résonance magnétique ET l’imagerie tissulaire – MODIFICATION
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
Objectifs
L’angiographie par résonance magnétique (MRA) avec injection d’un agent de contraste est une technique qui permet de détecter des lésions vasculaires chez des patients atteints de pathologies artérielles, en utilisant l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). L’objectif de ce projet est de comparer deux produits de contraste à dose réduite. Il s’agit ici de confirmer l’efficience de ces doses réduites, dans une logique de diminution du produit de contraste résiduel, ainsi que son efficacité sur des lésions vasculaires et tissulaires. Dans cette étude le recours à l’animal (porc sain) a été choisi car l’imagerie peut s’effectuer avec des protocoles d’angiographie transposables directement à l’humain.
Bénéfices attendus
Sur le court terme, ce projet va permettre de documenter l’efficacité d’un nouvel agent de contraste lors d’une angiographie par résonance magnétique, de l'imagerie tissulaire, et de déterminer ses performances et ses limites dans cette application médicale. Sur le plus long terme, ce projet s’inscrit dans l’intérêt clinique des patients, en effet le praticien hospitalier pourra déterminer la meilleure posologie à attribuer aux patients tout en préservant les mêmes performances que les agents de contraste actuellement sur le marché.
Procédures
Les animaux de la pré-étude subiront 1 séance d'imagerie par résonnance magnétique sous anesthésie générale d'une durée de 1 heure, durant laquelle ils recevront 1 injection de produit de contraste (injection lente sur 5 minutes). Les animaux de l'étude principale subiront 2 anesthésies générales à 7 jours d'intervalle. La 1ère anesthésie permettra une séance d'imagerie par résonnance magnétique d'une durée de 1 heure, durant laquelle ils recevront 1 injection de produit de contraste (injection lente sur 5 minutes) et 1 prise de sang (durée 2 minutes) sous anesthésie générale. Lors de la 2ème anesthésie générale 7 jours après, LES animaux subirONT de nouveau une séance d'imagerie par résonnance magnétique d'une durée de 1 heure, durant laquelle ils recevront 1 injection de produit de contraste (injection lente sur 5 minutes) et 1 prise de sang (durée 2 minutes) sous anesthésie générale. 3 ANIMAUX SUBIRONT UNE INTERVENTION CHIRURGICALE DE PRELEVEMENT D'INTESTION GRELE SOUS ANESTHESIE GENERALE D'UNE DUREE DE 3 HEURES.
Impact sur les animaux
Les complications d’une anesthésie sont rares. En cas d’irritation de l’appareil respiratoire supérieur (liée à l’intubation), un anti inflammatoire non stéroïdien sera administré. L’injection des produits de contraste à la veine auriculaire ainsi que les médicaments par voie intraveineuse peuvent entrainer un hématome. La manipulation lors des anesthésies et la mise à jeun peuvent entraîner un stress. Les produits qui seront injectés aux sujets sont des agents de contraste destinés à l’usage chez l’homme. Les produits de contraste ont globalement un excellent profil de tolérance, avec une élimination rapide. Concernant les effets potentiels chez l’animal, ils sont considérés comme très faibles. Par conséquent, il n’est pas attendu de toxicité particulière dans cette étude chez le porc.
Devenir
Une fois les procédures effectuée, les animaux seront euthanasiés. En effet le retour à l'élevage d'origine est impossible pour des raisons sanitaires. DE PLUS 3 DES 9 ANIMAUX AURONT SUBI UN PRELEVEMENT D'INTESTIN INCOMPATIBLE AVEC UN REVEIL.
Remplacement
Pour s'assurer de l'efficacité réelle des agents de contraste, des tests in vivo sont indispensables. En effet, le recours aux animaux permet d’avoir des modèles ayant de fortes homologies avec l’humain, soulignant ainsi le transfert possible des résultats vers l'humain. Cela permet également de prendre en considération le comportement des agents de contraste au sein des différents organes. Le projet sera conduit sur des porcs ayant un poids d’environ 40 kg. Le modèle porcin est déjà validé pour les études cardiovasculaires. Le choix de cette espèce nous permettra de comparer nos résultats aux données de la littérature et d’avoir des résultats proches de ceux attendus chez l’humain. Nous avons décidé d’utiliser des porcs sains de 40 kg car ils présentent des homologies avec l’humain, notamment un rapport poids du coeur sur poids du corps équivalent. En effet, la majorité des études sur le système cardiovasculaire est effectuée chez des porcs compris dans cette fourchette de poids. De plus, l’étude en imagerie in vivo s’effectuera avec des protocoles d’imagerie par résonance magnétique directement transposables chez l’humain.
Réduction
9 animaux sont prévus, 2 pour la pré-étude, et 7 pour le projet en lui-même. Le calcul du nombre d’animaux a été déterminé selon la bibliographie existante, et l’expertise de notre laboratoire. Pour le projet en lui-même, les mêmes animaux recevront les deux produits à une semaine d’intervalle permettant une comparaison très fine de la qualité de visualisation du réseau artériel, chaque animal étant son propre témoin anatomique. Pour la comparaison des produits, un total de n=7 animaux par produit sera disponible permettant de faire des comparaisons intra individuelles. L’injection des deux agents de contraste sera espacée d’une semaine. Le volume d’injection de chaque composé sera ajusté pour être identique afin de ne pas apporter un biais à l’étude.
Raffinement
La procédure sera réalisée par du personnel expérimenté, ayant une expertise de l'anesthésie et de l’euthanasie chez des modèles porcins. Les animaux seront manipulés dans le calme, avec douceur, et des récompenses alimentaires seront distribuées autant que nécessaire. Nous avons fait le choix de passer par la veine auriculaire, et non la veine jugulaire, pour l’injection des produits de contraste afin de limiter au maximum la douleur pouvant être infligée à l’animal. En outre, les deux examens en imagerie réalisés sur chaque animal seront espacés de 7 jours pour éviter des anesthésies trop rapprochées. Les porcs seront maintenus sous oxygène à la fin de la 1ère anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé. Les différentes séquences d’imagerie par résonance magnétique enchainées après l’injection du produit de contraste sont courtes (autour de 5 min maximum), ce qui permet de répéter les mesures tout en limitant la durée totale de l’anesthésie. Des mesures seront prises dès la prise en charge de l’animal jusqu’à la réalisation de la procédure en imagerie in vivo : les animaux arriveront 2 jours avant, et seront mis à jeun 15 h avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. - Anesthésie : induction par voie intramusculaire. Intubation, ventilation, et maintien par voie gazeuse. Per-imagerie - Anesthésie par voie gazeuse. Post imagerie : les animaux se réveilleront en case individuelle, puis rejoindront leurs congénères en case collective le plus rapidement possible. L’enrichissement du milieu est assuré à l’aide de paille et de jouets adaptés. POUR LES PRELEVEMENTS D'INTESTIN LES ANIMAUX SERONT MAINTENUS SOUS ANESTHESIE GENERALE. UNE ANALGESIE MULTIMODALE SERA MISE EN PLACE.
Choix des espèces
Nous avons décidé d’utiliser des porcs sains d’environ 40 à 50 kg car ils présentent des homologies avec l’Humain, notamment un rapport poids du cœur sur poids du corps équivalent. En effet, la majorité des études sur le système cardiovasculaire est effectuée chez des porcs compris dans cette fourchette de poids. Dans notre étude nous allons notamment nous intéresser à l’arbre artériel (ex : aorte), ce qui rend ce modèle d’étude pertinent. De plus, l’étude chez le porc peut être effectuée avec des protocoles IRM directement utilisables chez l’humain. Des porcs compris entre 40-50 kg seront utilisés dans l’étude. A ce stade de développement, le porc présente plus de caractéristiques communes avec l’humain que le porc adulte pesant entre 80-100 kg. Nous utiliserons indifféremment des mâles et des femelles car aucune différence entre les sexes est attendue selon la littérature scientifique.
Evaluation de la rupture de la barrière hémato-encéphalique par imagerie isotopique après administration intra-artérielle de mannitol dans un modèle murin de gliome – BARRAGE
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Objectifs
Le glioblastome est la tumeur du cerveau la plus agressive. Même avec les meilleurs traitements disponibles aujourd’hui, l’espérance de vie dépasse rarement 18 mois. L’une des raisons principales est que le cerveau est protégé par une sorte de « mur biologique », appelé barrière hémato-encéphalique. Cette barrière empêche la plupart des médicaments d’atteindre la tumeur. Le projet BARRAGE cherche à contourner cet obstacle. Il s’agit d’un programme de recherche innovant qui combine nouvelles technologies et modèles animaux pour trouver un moyen sûr d’ouvrir temporairement cette barrière et vérifier son ouverture grâce à des images réalisées directement chez l’animal. L’objectif principal est de montrer, pour la première fois en conditions réelles, qu’on peut ouvrir brièvement cette barrière en injectant un produit directement dans une artère menant au cerveau. Cette ouverture sera ensuite visualisée grâce à une technique d’imagerie médicale avancée. Si cette étape est validée, la méthode pourra servir à tester de nouveaux traitements contre le glioblastome, en leur permettant d’atteindre la tumeur plus efficacement.
Bénéfices attendus
Ce projet comporte plusieurs bénéfices attendus: 1) Validation d'une technique de radiologie interventionnelle chez le petit animal se rapprochant des conditions humaines. 2) Démonstration de la possibilité de rompre temporairement la barrière hémato-encéphalique par injection d'un produit directement dans l'artère du cerveau. 3) Suivi de la rupture de la barrière par imagerie médicale. 4) Cette technique permettra aux traitements de mieux atteindre la tumeur et permettra une diminution des effets secondaires des traitements. 5) Cette technique permet une efficacité thérapeutique supérieure à ce qui est proposé aujourd'hui.
Procédures
Les animaux subiront : 1) une intervention chirurgicale pour réaliser la greffe tumorale (durée de 30 minutes max) ; 2) une procédure de radiologie interventionnelle (durée de 30 minutes max). 3) sessions d'imagerie. Les animaux auront au maximum 5 sessions d'imagerie sur 3 semaines (30min max). Les animaux de la procédure 3 destinée à la cinétique d'action du produit auront une acquisition d'imagerie d'1h. Certains animaux recevront également un traitement médicamenteux par voie orale ou en injection en fonction du traitement à tester.
Impact sur les animaux
Les nuisances anticipées dans ce projet concernent la greffe, l'administration de traitements par gavage ou injection et la douleur liée aux actes chirurgicaux. La manipulation, contention des animaux, les injections répétées d'anesthésiques ou d'analgésiques sont générateurs de stress pour les animaux. La progression tumorale provoque a terme une perte d'appétit, donc une malnutrition et finalement une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure expérimentale. Les analyses des cerveaux étant nécessaires pour confirmer l'effet du traitement sur les tumeurs (par imagerie IRM et histologiques).
Remplacement
L’objectif de ce projet est de vérifier l’efficacité anticancéreuse des traitements innovants véhiculant des médicaments pour le glioblastome. Les équipes impliquées dans le projet ont établi les différentes étapes expérimentales sur la base des résultats obtenus préalablement. L'étape de validation de l'efficacité du traitement in vivo est indispensable avant toute évaluation clinique chez le patient. Il n’existe à l’heure actuelle, aucune autre méthode qui pourrait se substituer à l’expérimentation animale dans ce domaine.
Réduction
Le nombre d'animaux prévu dans chaque groupe est basé sur un calcul d'effectif permettant de prédire que nous avons 80% de chance d’obtenir un résultat statistiquement significatif.
Raffinement
Les nuisances seront réduites au maximum grâce à l'utilisation de mesures de raffinement appropriées. Le bien-être des animaux est assuré par un enrichissement de leur environnement grâce à l'utilisation d'une litière à base de cellulose, de tunnels autoclavables et de morceaux de bois à ronger, dans toutes les cages. Pour assurer le bien-être des animaux pendant et après la chirurgie, tous les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie et s'accompagneront d'une prise en charge de la douleur, de plus de la nourriture humidifiée sera mise à disposition des animaux à volonté pour anticiper des difficultés de mobilité de l'animal. Le bien-être des animaux sera également assuré par une surveillance quotidienne, par du personnel qualifié et formé, de l’aspect et de la motricité ainsi que d'une pesée quotidienne pendant toute la durée du protocole. L'état des animaux fera l'objet d'une surveillance quotidienne par du personnel qualifié et formé, toute atteinte de points limites amènera à la mise en place d'actions adaptées.
Choix des espèces
Le modèle rat (avec le modèle souris) représente le modèle le plus étudié dans le traitement des tumeurs cérébrales. Nous avons choisi un modèle de rat pour tester nos traitements locaux par rapport au modèle souris car il représente un modèle plus grand et qui permettra donc d'obtenir une meilleure localisation in vivo de la tumeur, de la distribution du traitement dans le parenchyme cérébral et d'administrer des volumes plus importants de traitement selon une procédure intra-artérielle, ce qui nous rapproche davantage de la clinique. Le type de tumeur étudié est un modèle bien connu et largement utilisé en recherche. Il a déjà permis de mieux comprendre comment les médicaments traversent la barrière hémato-encéphalique, une barrière naturelle qui protège le cerveau mais complique l’accès des traitements. Enfin, ce modèle permet d’analyser ce qui se passe après le traitement, notamment les modifications de la barrière protectrice du cerveau et l’efficacité des injections de médicaments directement dans la tumeur.
Détection par imagerie TEP et biodistribution de peptides radiomarqués au fluor-18 ou au cuivre-64 dans le pancréas de souris : application au diabète
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Objectifs
Les ions métalliques sont impliqués dans de nombreux processus biologiques fondamentaux et sont des éléments essentiels pour la croissance et le développement de tous les organismes vivants. Les cellules régulent étroitement l’accumulation, le transport, la distribution et l’exportation de métaux, et une mauvaise régulation de la quantité d’ions métalliques peut être signe de pathologies comme les maladies cardiaques, le cancer et les maladies neurodégénératives. Le zinc revêt un intérêt particulier car il s'agit d'un micronutriment essentiel requis pour plus de 300 processus cellulaires différents. La teneur en zinc est particulièrement importante dans la prostate, le sein et surtout le pancréas. Une mauvaise régulation du zinc a été clairement associée aux cancers du pancréas ou au diabète même si son rôle n’est pas complètement compris. Dans ce projet, nous nous focalisons sur la variation de concentration en zinc au niveau du pancréas en cas de diabète dans des modèles de souris diabétiques. Nos collaborateurs dans ce projet ont développé un premier agent de contraste biocompatible en imagerie par résonance magnétique (IRM) qui a montré son intérêt dans la détection du zinc in vivo sur des pathologies de type diabète. Ils ont élargi la famille à d’autres agents de détection du zinc, plus sensibles. Ces agents doivent permettre d’une part de mieux caractériser et comprendre le rôle physiologique du zinc dans ces pathologies, et d’autre part, de pouvoir réaliser leur diagnostic précoce. Pour les besoins de notre étude, il est nécessaire de pouvoir détecter précisément la distribution de ces agents de contraste. L’IRM, bien que très sensible, ne permet pas d’y parvenir, contrairement à l’imagerie TEP (tomographie par émission de positons). Les agents de contraste seront donc radiomarqués ce qui permettra de quantifier leur biodistribution précise dans nos modèles.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet seront multiples. Notre étude de biodistribution est indispensable pour d’une part valider l’utilisation de cette nouvelle famille d’agents de contraste IRM pour des futures applications de recherche (meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le diabète) et à terme cliniques avec l’espoir d’un réel diagnostic précoce.
Procédures
Le modèle de diabète sera obtenu par injection (d’une minute à deux minutes) d’une molécule chimique (une seule injection) de streptozotocine largement décrite dans la littérature scientifique et utilisée pour induire le diabète chez la souris. Sept jours après induction du diabète les agents de contraste radiomarqués seront injectés sur différents groupes de souris (un agent par souris) et des examens d’imagerie TEP seront réalisés : une première acquisition sera réalisée juste après injection et une deuxième acquisition sera réalisée 4 à 6 heures plus tard. Cette technique est totalement atraumatique et non invasive. Ces examens sont réalisés sous anesthésie et la température des animaux sera maintenue à 37°C tout le long de l’examen. Un examen dure environ 60 minutes. Des prélèvements de sang, une fois par semaine (10 secondes) avec un maximum de 10 prélèvements seront réalisés sur les souris sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Des effets indésirables sont attendus au bout de 7 jours après injection de la molécule induisant le diabète et liés au développement du diabète : hyperglycémie, polyurie (quantité d’urine anormalement élevée et odeur particulière), polydipsie (soif anormalement élevée), perte de poids. Ce dernier effet sera monitoré tout au long de l’étude. Une attention particulière sera portée sur l’hygiène de la cage en raison de la polyurie des souris diabétiques. L’injection intraveineuse des agents de contraste provoque une douleur celle d’une piqure d’aiguille.
Devenir
Les souris sont mises à mort à la fin des procédures pour prélever certains de leurs organes. Cela permettra de réaliser des études complémentaires et de valider les résultats obtenus en imagerie TEP, notamment pour certains organes très petits qui sont parfois difficilement observables en imagerie.
Remplacement
Le modèle animal est fondamental dans notre cas, puisque l’étude préclinique en particulier d’induction du diabète et l’étude de l’efficacité d’agents de contraste ne peut se faire que sur un organisme vivant entier, étant donné que nous cherchons à comprendre la localisation et la concentration de plusieurs agents de contraste IRM. En l’état actuel, il n’existe pas de modèle alternatif permettant de reproduire la complexité d’un organisme vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera strictement limité au minimum nécessaire pour garantir des résultats fiables. Il a été déterminé en s’appuyant sur les données disponibles dans la littérature et sur les résultats préliminaires du laboratoire. Seuls les animaux indispensables pour répondre aux objectifs scientifiques seront inclus. Les comparaisons entre groupes seront réalisées à l’aide de méthodes validées, qui permettent d’identifier des différences significatives tout en limitant le nombre d’animaux requis.
Raffinement
Pendant toute la durée de l’expérimentation, les souris seront hébergées par groupe sociaux de 5 dans les cages en portoir ventilé, avec un accès à l’eau et la nourriture ad libitum. Divers objets d'enrichissement du milieu seront à leur disposition (maison transparente rouge, granulés, bâtonnets de bois à ronger). Les souris auront une période d’acclimatation de 7 jours minimum avant le début des études TEP. Elles seront manipulées par du personnel formé et entraîné et observées quotidiennement afin de déceler toute souffrance, respecter leur bien-être et éviter au maximum la douleur au moment de l’expérimentation. L’hygiène de la cage sera contrôlée en raison de la polyurie des souris diabétiques (quantité d’urine et odeur particulière de l’urine). Le niveau des biberons sera contrôlé tous les jours en raison de la polydipsie des souris diabétiques. Des mesures adaptées seront mises en place pour éviter ou limiter la douleur, notamment par l’administration d’antalgiques lorsque cela est nécessaire. Enfin, des critères d’arrêt clairs seront définis : si un animal présente des signes de souffrance ou un état de santé dégradé, il sera retiré de l’expérimentation et pris en charge de manière appropriée. D’autre part, les injections et les expériences d’imagerie seront réalisées sous anesthésie.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris pour plusieurs raisons : 1. Le modèle de souris diabétique proposé est largement décrit et utilisé dans la littérature. 2. Le modèle pharmacologique est facile à mettre en œuvre ; 3. Le modèle est le plus homogène en termes de progression de la pathologie : les animaux répondent globalement de façon similaire et dans les mêmes temps, ce qui facilite leur utilisation dans une étude. La lignée de souris choisie est celle qui répond le mieux au modèle d’après la littérature. Le métabolisme du zinc est équivalente entre la souris et l’humain avec des quantités et la distribution tissulaire qui peuvent varier et dont nous allons prendre en considération. Des souris âgées de 8 semaines seront utilisées conformément aux études déjà publiées sur l’induction du diabète par streptozotocine. En effet, à cet âge, les souris ont atteint leur maturité, les résultats de l’étude ne sont donc pas influencés par le développement des souris.
Création et validation d’un atlas vasculaire cérébral pour la neuro-imagerie multimodale US et IRM chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Objectifs
L’imagerie ultrasonore ultrarapide est une technique récente d’imagerie qui permet d’étudier l’activité cérébrale, grâce à la mesure des changements de volume sanguin dans les vaisseaux qui irriguent le cerveau. En combinaison avec un agent de contraste ultrasonore (sous forme de microbulles injectées dans la circulation, la technique permet de créer des images haute résolution de la microcirculation. Cependant ces images offrent un contraste uniquement vasculaire, sans autre repère anatomique que les vaisseaux intra-cérébraux dans le champ de vue de la sonde ultrasonore. L’acquisition comme l’analyse de ces images requiert de pouvoir repérer les régions anatomiques cérébrales depuis un référentiel, qui ne contient en général aucune information vasculaire. Actuellement la méthodologie d’analyse des données ultrasonores reste très insatisfaisante car l'alignement des images vasculaires avec les images anatomiques (obtenues en IRM) est réalisé manuellement, avec un contrôle visuel de leur adéquation. C'est une source d'imprécision majeure dans la quantification des données. L’objectif est donc de développer une méthodologie robuste, reproductible et automatique de recalage des modalités d’imagerie ultrasonore et IRM.
Bénéfices attendus
Il s’agit d’un développement méthodologique qui permettra d’exploiter de manière plus fiable les données d’imagerie cérébrale ultrasonore acquise chez le rat. Plus généralement, l’intégration de cette modalité, qui permet l'enregistrement de l'activité cérébrale chez des animaux anesthésiés mais aussi vigiles, dans des projets exploitant l’imagerie médicale, sera facilitée. La méthodologie de recalage des modalités d’imagerie du cerveau par résonance magnétique (IRM) et ultrasonore (fUS/ULM) sera mise à disposition de tous les utilisateurs de la plateforme, et pourra, le cas échéant, être adaptée à la souris. Enfin une nouvelle classe d’agents de contraste ciblés sera évaluée, ouvrant la voie à une imagerie ultrasonore moléculaire, ce qui constituerait une nouveauté scientifique. A terme, cette technique d’imagerie pourra être utilisée pour l’évaluation de nouveaux agents de contraste ou médicaments à visée humaine.
Procédures
Les animaux seront soumis à une session d’imagerie par résonance magnétique (1 heure au maximum), sous anesthésie générale, avec pose d’un cathéter veineux. Entre 24h et 72h après, ils subiront une chirurgie consistant en un amincissement du crâne, nécessaire pour l’imagerie ultrasonore, qui sera réalisée dans la foulée (3 heures au maximum, pour l’ensemble, sans réveil de l’animal), avec pose d’un cathéter veineux. En outre certains animaux, auront préalablement subi une intervention chirurgicale consistant en une injection intracérébrale, réalisée 24 à 72h avant la première session d’imagerie. Le délai minimal entre chaque session (imagerie ou chirurgie) est de 24h, le délai maximal est porté à 72h pour tenir compte du week-end.
Impact sur les animaux
L'injection intracérébrale peut entraîner une douleur locale ainsi qu’une gêne transitoire susceptible d’affecter temporairement la prise alimentaire. L’induction de l’anesthésie par voie gazeuse peut être source de stress pour les animaux. Il sera nécessaire de poser un cathéter veineux caudal afin d’administrer des produits de contraste, ce qui constitue une source supplémentaire d’inconfort ponctuel. Préalablement à l’acquisition des images en ultrasons, les animaux subiront une chirurgie consistant en un amincissement du crâne, susceptible d’entraîner des douleurs.
Devenir
Mise à mort
Remplacement
Les développements méthodologiques en imagerie cérébrale doivent être réalisés sur des animaux vivants. En effet, seule l’expérimentation in vivo permet de tester et de valider ces approches dans des conditions physiologiques réelles, où interviennent des paramètres tels que la circulation sanguine, la respiration, l’activité cérébrale et les réactions biologiques de l’organisme.
Réduction
Des animaux de réforme pourront être utilisés pour la mise au point des protocoles d’imagerie. Des animaux de même âge et poids seront utilisés pour la construction de l'atlas vasculaire cérébral, et chaque animal sera mis à profit de manière optimale en subissant à la fois un examen d’imagerie IRM et ultrasonore. Ceci limite considérablement la variabilité et donc le nombre total d’animaux nécessaire. Pour l'évaluation de nouveaux agents de contraste "intelligents" ( car ciblant des protéines particulières), des groupes expérimentaux réduits au minimum (3-4 animaux) seront utilisés pour mener une comparaison exploratoire entre les deux modalités d’imagerie.
Raffinement
L’imagerie est réalisée sous anesthésie générale gazeuse. Lors de l’induction de l’anesthesie, une lampe infrarouge est utilisée pour réchauffer la boite et limiter la perte de température corporelle. Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale gazeuse, avec supplémentation en oxygène, un traitement anti-douleur adapté, une thermorégulation continue, une hydratation sous-cutanée, et un monitoring respiratoire. Les groupes sociaux sont conservés (pas d'isolement en dehors de la période d'anesthésie). Le modèle animal d’inflammation cérébrale locale provoquée par l’injection intracérébrale de lipopolysaccharide (LPS) est utilisé car il est moins invalidant pour les animaux que d’autres modèles inflammatoires aigus (comme ceux mimant un accident vasculaire cérébral ou une sclérose en plaques). De plus les méthodes d’imagerie ciblées apportent une grande sensibilité de détection, ce qui permet de limiter à la fois la quantité de LPS injecté et la durée de suivi longitudinal.
Choix des espèces
Les développements méthodologiques visés utilisent des appareils d’imagerie dédiés aux rongeurs. Le projet est mis en oeuvre chez le rat, pour bénéficier d’une imagerie cérébrale mieux résolue en raison de la plus grosse taille de cerveau en comparaison avec la souris. La méthodologie sera entièrement adaptable chez la souris, si besoin. Les animaux auront entre 6 et 8 semaines (jeunes adultes) : la maturité cérébrale sera atteinte, l’os crânien suffisamment développé et robuste, et le poids suffisant (250-300g) pour la mise en place d’un cathéter veineux caudal pour l’injection des agents de contraste.
Détermination par imagerie ultrasonore ultrarapide des pressions critiques d’autorégulation cérébrale et des mécanismes d’autorégulation cérébrale chez l’ovin en débit sanguin continu
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
Objectifs
L’autorégulation cérébrale est un phénomène physiologique de régulation du débit sanguin cérébral par variation du diamètre des vaisseaux cérébraux. Elle permet la protection du système nerveux central en assurant un transport stable et continu d’oxygène jusqu’aux neurones dans des conditions de pressions arterielles très variables. En effet, grâce à l’autorégulation cérébrale, le débit sanguin cérébral reste stable dans la zone comprise entre 50 mmHg et 150 mmHg de pression artérielle moyenne. Au-delà, les vaisseaux cérébraux se dilatent à l’excès ou se collabent arrêtant le flux sanguin cérébral. Dans différentes situations, l’autorégulation cérébrale peut-être perturbée ; anesthésie générale, chirurgie cardiaque sous circulation extra-corporelle, cardiopathie congénitale. Les techniques de surveillance du débit sanguin cérébral en routine tels que l’oxymétrie tissulaire par spectrométrie proche infrarouge (NIRS), ou bien le Doppler transcrânien (DTC) n’ont une visualisation du débit sanguin cérébral indirect et parcellaire. L’imagerie par ultrasons ultrarapide est une technique en cours de développement, dont plusieurs études ont validé les données dans l’étude de la perfusion cérébrale. Cette technique permet de visualiser la vascularisation cérébrale dans sa globalité, à haute résolution temporelle et haute sensibilité. L’objectif du projet est de déterminer les pressions de perfusion cérébrale critiques, au-delà desquelles les systèmes d’autorégulation cérébrale sont dépassés et où le débit sanguin cérébral n’est plus stable, grâce à l’imagerie par ultrasons ultrarapides. Cette imagerie nous renseignera sur des paramètres jusque-là jamais décrits à propos de l’autorégulation cérébrale, notamment les variations territoriales de cette autorégulation, l’importance et le rôle des territoires artériels et veineux, dans la situation singulière de débit sanguin continu, très différente du régime pulsatile physiologique par contraction cardiaque.
Bénéfices attendus
Les résultats de cette recherche permettront de comprendre les phénomènes physiologiques et les mécanismes de l’autorégulation cérébrale. Ils pourront ensuite être utilisés pour interpréter des situations physiopathologiques chez l’homme, et plus particulièrement chez l’enfant en période néonatale et périopératoire de chirurgie cardiaque congénitale.
Procédures
Les animaux seront hébergés en période pré-procédurale au sein de l’animalerie. Le jour de la procédure ils seront d’abord sédatés par voie intramusculaire, une fois sédatés ils seront emmenés jusqu’au bloc opératoire où ils seront perfusés. L’anesthésie générale est alors administrée par voie intra-veineuse et permet une sédation complète et un contrôle complet de la douleur. Une fois anesthésiés une assistance respiratoire est posée car l’anesthésie générale qui est un puissant dépresseur respiratoire. Sous anesthésie générale sera réalisée dans un premier temps une ouverture de quelques centimètres de la boite crânienne pour permettre l’apposition et la transmission des ondes ultrasonores au travers du système nerveux central, et ainsi pouvoir réaliser les mesures d’échographe ultrasonore ultrarapide. Ensuite la variation de pression artérielle sera assurée par un système de circulation sanguine extracorporel type ECMO (extracorporeal membrane of oxygenation) au moyen de canules artérielle et veineuse posées dans les vaisseaux de l’aine. Nous ferons varier la pression artérielle par paliers progressifs entre 20 mmHg et 180 mmHg. A chaque palier, des séquences d’imagerie ultrasonore ultrarapide seront réalisées, associées à une mesure Doppler vasculaire transcrânienne (échographie standard) et mesure de l’oxygéntaion tissulaire cérébrale par NIRS (spectrométrie proche infrarouge). Pour s’affranchir de la dérégulation cérébrale liée aux variations de concentration de CO2 contenu dans le sang artériel influencé par la circulation extracorporelle, une analyse sanguine sera régulièrement réalisée (2 ml par prélèvement, réalisé 10 fois au total par animal soit 20ml). Nous estimons la durée totale de procédure d’environ 6h par animal. A la fin de procédure, sous anesthésie générale, une euthanasie médicamenteuse par thiopental sera réalisée selon les recommandations en vigueur.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables potentiels incluent : le stress pré-procédural, le risque de saignement lié à la circulation extra corporelle et au retrait de la part d’os crânien, les troubles du rythme ou dysfonctions cardiaques.
Devenir
L’ensemble des animaux seront euthanasiés sous anesthésie générale, en effet le protocole induit des variations de pression artérielle supra-physiologique avec un risque de séquelle neurologique, ainsi que les risques de complication et la convalescence lourde de la craniectomie. Ainsi l’euthanasie de l’animal s’avère moins délétère pour l’animal.
Remplacement
Aucune méthode de modélisation sur ordinateur n’existe pour le moment par manque de connaissance sur les mécanismes d’autorégulation cérébrale étudiés par cette procédure. La brebis adulte par sa taille et son poids est un mammifère couramment utilisé pour modéliser la physiopathologie humaine, ses particularités cérébrales proche de l’homme permettent une bonne valeur prédictive des résultats qui seront retrouvés.
Réduction
Le nombre d’animaux a été estimé statistiquement pour permettre de tenir compte du risque d’intolérance hémodynamique de l’animal, des risques liés à la craniotomie, et enfin au risque d’aléa d’acquisition technique des données ultrasonores sur un système de recherche, parfois de qualité insuffisante pour permettre leur interprétation. Ainsi 15 animaux au total sont prévus pour ce projet.
Raffinement
L’animal est place dans les conditions d’hébergement initial avec les méthodes de raffinement adéquat a son espèce : groupe social, pierre a sel et jouets Les animaux sont suivis quotidiennement par du personnel formé. Pour l’intervention, l’animal sera prémédiqué. Sous anesthésie générale, le niveau de sédation et d’anti-douleur sera adapté aux besoins de l’animal L’ensemble des gestes invasifs, douloureux ou pourvoyeur de stress seront réalisés ensuite sous anesthésie générale. A l’issue de la procédure, toujours sous anesthésie générale, les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Les brebis adultes ont été sélectionnées pour leur similitudes morphologiques et physiologiques en termes de poids taille et caractéristiques neurologiques avec l’homme.