Depuis 2021, les États membres de l’Union européenne doivent publier sous un format standardisé les résumés non techniques (RNT) des projets d’expérimentation animale autorisés sur leur territoire.
Le système européen ALURES, qui recense ces RNT, est exclusivement en anglais et manque cruellement d’ergonomie (un nouvel outil proposé depuis 2026 résoud partiellement ce problème). L’OXA regroupe donc régulièrement ici les RNT français pour en faciliter l’exploration et la compréhension d’ensemble.
Le contenu des résumés non techniques est rédigé à des fins de communication par les établissements d’expérimentation animale. Ces résumés sont donc soumis, au minimum, au biais de désirabilité sociale, qui peut avoir pour conséquence de mettre en avant de manière détaillée les bénéfices attendus et de limiter les détails et la description des contraintes imposées aux animaux. Par ailleurs, n’étant pas sourcées ni soumises à une relecture par les pairs, les affirmations contenues dans les RNT sur des sujets scientifiques n’ont aucune valeur de preuve, mais fournissent des indications sur le cadre théorique dans lequel les établissements travaillent.
NB. La sélection d’une période temporelle, plutôt que d’une simple date, sera disponible dès que l’extension de filtrage utilisée le permettra.
La durée des projets, disponible dans la base ALURES, n’est pas indiquée ici dans la mesure où elle désigne uniquement une durée prévue d’autorisation et n’apporte aucune information sur la durée réelle des projets.
Documents
Niveau de souffrances
Données ajoutées au fil de l’eau au moins une fois par semaine
Étude de l’inflammation dans la cardiomyopathie dilatée MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Tuées à l'issue parce que leur modification génétique les rend, selon le porteur, non réutilisables et qu'il faut prélever organes et cellules, 900 souris vont être utilisées dans des procédures classées en souffrance légère. Elles sont échographiées sous anesthésie gazeuse à 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38 et 42 semaines de vie, épilées à la crème dépilatoire, sonde rectale posée, avec un prélèvement de sang à chaque séance. L'invalidation du gène étudié provoque une atteinte du cœur, et le porteur indique que les animaux de cette lignée ne dépassaient pas douze mois d'espérance de vie dans une étude antérieure, avec une perte de poids pouvant dépasser 15 %. Pour ces mêmes 900 animaux, il déclare le niveau de souffrance le plus bas de l'échelle réglementaire.
Objectifs
Plusieurs études visant à augmenter ou diminuer l’inflammation cardiaque in vivo par des approches génétiques et pharmacologiques ont établi une relation entre l’inflammation et la fonction cardiaque. Cependant, aucune étude à partir de modèles animaux directement visant l’importance l’inflammation dans le développement de la pathologie d’intérêt. Nous proposons d’évaluer directement d’un certain processus inflammatoire dans le développement de la pathologie.
Bénéfices attendus
À terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’importance de l’inflammation pour la fonction cardiaque. Ils pourraient permettre le développement de nouveaux médicaments ciblant l’inflammation, ce qui permettrait de prévenir ou de freiner le développement des maladies chez les patients.
Procédures
Cette procédure sera réalisée à 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, et 42 semaines de vie selon des 300 souris : La souris sera échographiée (10-20 minutes) sous anesthésie générale gazeuse. La souris sera épilée sur la zone d’échographie avec une crème dépilatoire appliquée pendant 2 minutes. Une sonde rectale sera insérée pour mesurer la température corporelle. A chaque séance d’échographie, un prélèvement sanguin de 100 μl sera effectué (quelques secondes).
Impact sur les animaux
L’échographie cardiaque nécessite une anesthésie gazeuse, durant laquelle un prélèvement sanguin de petit volume ne requiert aucune contention supplémentaire pour l’introduction d’une aiguille selon les bonnes pratiques vétérinaires. Pour ce geste les animaux ne sont pas susceptibles d’éprouver de douleur. L’invalidation du gène d’intérêt entraine une pathologie, qui peut être suivi par échographie cardiaque. L'étude de la lignée murine réalisée précédemment permet d'observer que ces animaux présentaient une espérance de vie ne dépassant pas 12 mois. De plus, une prise de poids diminuée par rapport aux souris contrôles est observée une ou deux semaines avant la mort. Les signes cliniques apparaissent au stade final, ce qui commence avec une perte de poids entre 5% à 10% et peut impliquer une perte de poids supérieure à 15% par rapport à la pesée précédent la 1ère diminution de poids.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation de la procédure (la mise à mort précède les prélèvements d’organes et cellules, et dans les autres cas les animaux génétiquement modifiés ne peuvent pas être réutilisés ou replacés).
Remplacement
La formation et la fonction du cœur impliquent une multitude de réponses et d’interactions cellulaires entre certaines cellules et leur environnement, au sein d’une structure complexe. L’environnement, ou niche, est composé de multiples facteurs. Les cultures in vitro ne peuvent pas reproduire toute la complexité de ces interactions. Néanmoins, l’approche in vitro pour les analyses moléculaires sera privilégiée chaque fois que cela sera possible, afin de limiter le recours à l’animal, en utilisant des lignées cellulaires ou des cellules primaires amplifiées in vitro.
Réduction
Des calculs statistiques de l'effectif nécessaire pour un test de comparaison de deux échantillons indépendants ont été réalisés avec l’aide de biostatisticiens. Nous prévoyons pour ce projet un total de 300 souris. Les animaux seront ensuite utilisés pour comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans les atteintes mitochondriale et cardiologique. Les études pilotes ont déjà été menées, permettant de réduire le nombre d’animaux en ciblant 3 phases distinctes détaillées ci-dessous. 2 types de tests statistiques sont envisagés pour comparer les résultats. L’effet des âge, sexe, date de la mise à mort, cage et nombre de souris dans la cage sera mesuré à l’aide de modèles statistiques pour vérifier qu’elles n’ont pas influé sur les résultats des expériences.
Raffinement
Dans un but de raffinement, l’utilisation d’une fiche d'observation détaillée (en lien avec le phénotype attendu) permettant un suivi optimal des animaux sera mise en place. Les animaux seront évalués hebdomadairement, ce qui permettra d’identifier précocement tout signe clinique, de stress ou de douleur. Pour ce qui est la gestion de la douleur, nous effectuons un suivi rigoureux et régulier et utilisation d’analgésique le cas échéant. De plus, toutes les procédures potentiellement invasives ou générant un inconfort significatif, telles que les échographies cardiaques, seront réalisées sous anesthésie appropriée afin de minimiser le stress et la douleur des animaux. Puisque les souris porteuses de la mutation d’intérêt manifestent la pathologie étudiée, nous suivrons la fonction cardiaque par échographie durant la durée de vie de l’adulte, ce qui permet d’anticiper l’apparences des nuisances sur le bien-être des animaux. La pathologie étant associée à une perte de poids, les animaux seront pesés une fois par semaine. Lorsqu'une perte de poids sera observée, une surveillance accrue sera effectuée, de l'eau et de la nourriture gélifiée seront également ajoutés dans la cage. Si, lors de cette surveillance quotidienne, un stress est observé, un enrichissement de la cage sera réalisé et une surveillance accrue sera effectuée.
Choix des espèces
La conservation élevée des mécanismes physiopathologiques entre l'humain et la souris a été largement documentée par de nombreuses études. En particulier, le modèle murin s’est révélé essentiel pour l’étude des pathologies cardiaques. Dans la continuité de cette approche, nous poursuivons notre étude sur une souris transgénique qui a permis de mettre en évidence l'impact d’une altération d’un certain mécanisme sur la fonction cardiaque. L’utilisation de la souris reste donc le choix le plus pertinent pour approfondir l’étude de ce processus in vivo. De plus, ce modèle permet une transposition rigoureuse des connaissances issues de la littérature à nos propres investigations expérimentales. Enfin, nous disposons de nombreux outils génétiques et analytiques spécifiquement adaptés à l’étude de la souris, facilitant ainsi l’exploration mécanistique et fonctionnelle. Pour les études cardiaques, les souris seront suivies par analyse de la fonction cardiaque à partir de 14 semaines (jusqu'à 42 semaines) car la délétion du gène d’intérêt est complète dès la naissance. Les suivis longitudinaux par échocardiographies représentent les fréquences idéales pour observer une défaillance de fonction cardiaque dans ce modèle de pathologie chez la souris.
Moduler les apports en acides aminés branchés comme une approche thérapeutique pour une cardiomyopathie dilatee genetique dans un modèle murin
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Des examens cardiaques répétés chaque mois pendant huit mois, sous anesthésie: 60 souris génétiquement modifiées pour développer une cardiomyopathie dilatée vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées à l'issue pour prélèvements. Le projet teste si moduler l'apport en certains acides aminés améliore la fonction cardiaque et ralentit la maladie. Les bénéfices médicaux sont présentés au conditionnel et à terme, pour une pathologie dont les options curatives restent limitées. Le porteur retient la souris adulte car les stades précoces ne reproduiraient pas la forme complète de la maladie.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer le potentiel thérapeutique de la modulation du métabolisme de certains acides aminés impliqués dans la production d’énergie, dans un modèle murin de cardiomyopathie dilatée (maladie du muscle cardiaque entraînant une dilatation du cœur et une diminution de sa capacité de contraction). Dans l’insuffisance cardiaque, des déséquilibres dans le métabolisme de ces acides aminés sont associés à un dysfonctionnement de la production d’énergie, à des altérations des mitochondries (structures responsables de la production d’énergie cellulaire) et à une baisse de la contractilité cardiaque. Nous testerons l’hypothèse selon laquelle la restauration de l’équilibre de ces voies métaboliques, par des approches nutritionnelles et/ou pharmacologiques, pourrait améliorer la fonction cardiaque et ralentir la progression de la maladie. Les effets seront évalués à l’aide de mesures de la fonction cardiaque, d’analyses métaboliques et d’études moléculaires, afin de déterminer si le ciblage de ces mécanismes constitue une stratégie thérapeutique pertinente dans la cardiomyopathie dilatée.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre le rôle du métabolisme de certains acides aminés dans la physiopathologie de la cardiomyopathie dilatée et à évaluer son potentiel comme cible thérapeutique. Les bénéfices attendus sont à la fois scientifiques et médicaux. Sur le plan scientifique, l’étude permettra d’identifier les mécanismes par lesquels l’altération du métabolisme de certains acides aminés contribue au dysfonctionnement cardiaque, notamment en lien avec le métabolisme énergétique et la fonction mitochondriale. Ces résultats apporteront de nouvelles connaissances fondamentales sur les interactions entre métabolisme et fonction cardiaque dans les cardiomyopathies. Sur le plan médical, le projet pourrait démontrer qu’une modulation nutritionnelle ou pharmacologique du métabolisme de certains acides aminés améliore la fonction cardiaque et ralentit la progression de la maladie. À terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les patients atteints de cardiomyopathie dilatée genetique (prevalence de 40 pour 100 000), pathologie grave pour laquelle les options curatives restent limitées. Enfin, ce projet s’inscrit dans une démarche de recherche translationnelle visant à transformer des découvertes fondamentales en applications thérapeutiques, tout en respectant les principes éthiques et réglementaires relatifs à l’expérimentation animale.
Procédures
Les animaux seront observés et suivis régulièrement au cours de l’étude afin d’évaluer leur état de santé et le fonctionnement de leur cœur. Certains examens seront réalisés alors que les animaux sont éveillés, par exemple des observations générales, des mesures de poids ou des prélèvements sanguins (animaux vigiles, interventions rapides d'environ 5 secondes). D’autres examens nécessitant une immobilité complète seront réalisés sous anesthésie, afin d’éviter toute douleur ou stress. Les gestes réalisés comprennent principalement des examens d’imagerie du cœur et des mesures non invasives de la fonction cardiaque. Les procédures sont brèves (environ 5 miuutes) et répétées à intervalles définis (tous les mois de 1 mois jusqu'à 8 mois).
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent présenter des effets indésirables transitoires liés aux procédures expérimentales. Les prélèvements sanguins peuvent entraîner une brève douleur locale, un stress lié à la contention et, plus rarement, un petit saignement ou une gêne temporaire au site de ponction. Les examens réalisés sous anesthésie peuvent provoquer des effets secondaires transitoires tels qu’une diminution de l’activité, une somnolence prolongée au réveil, une baisse temporaire de la température corporelle ou un ralentissement de la récupération. Les manipulations répétées et les examens peuvent également induire un stress modéré lié à la contention et à l’environnement expérimental. Enfin, les modifications du régime alimentaire ou de l’état de santé lié à la maladie étudiée peuvent entraîner une diminution de l’appétit, une perte de poids et une altération de l’état général.
Devenir
Les souris seront euthanasiées en fin de protocole par méthode réglementaire en vue des prélèvements tissulaires pour analyse.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est nécessaire car elle permet d’étudier le fonctionnement du cœur et du corps dans son ensemble. La maladie étudiée touche en effet non seulement le cœur, mais aussi la manière dont l’organisme produit et utilise l’énergie, ainsi que les échanges entre différents organes. Ces interactions complexes ne peuvent pas être reproduites entièrement en laboratoire avec des cellules seules. Certains aspects de la recherche sont cependant réalisés en amont sans animaux. Les premières étapes sont effectuées sur des cellules ou des tissus cultivés en laboratoire, ce qui permet de mieux comprendre les mécanismes de la maladie et de tester différentes conditions expérimentales avant de passer à l’étude chez l’animal. Toutefois, ces modèles ne reproduisent pas complètement le fonctionnement réel d’un organisme vivant, notamment en ce qui concerne le métabolisme et les interactions entre organes. C’est pourquoi les études chez l’animal restent nécessaires pour confirmer les résultats et observer les effets sur la fonction cardiaque dans un contexte global. L’utilisation d’animaux est ainsi limitée aux étapes indispensables, lorsque aucune autre méthode ne permet d’obtenir les informations nécessaires.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés (n de 60 au total) sera strictement limité au minimum nécessaire pour obtenir des résultats scientifiquement robustes et statistiquement exploitables. Le calcul des effectifs sera réalisé en amont à l’aide d’analyses de puissance statistique, en se basant sur nos données préliminaires et sur la variabilité attendue des paramètres fonctionnels et métaboliques. Cette approche garantit l’utilisation du plus faible nombre d’animaux compatible avec la validité scientifique de l’étude. Plusieurs stratégies seront mises en œuvre pour réduire le nombre d’animaux : Utilisation de mesures longitudinales non invasives (échocardiographie) permettant de suivre les mêmes animaux au cours du temps, limitant ainsi le besoin de cohortes supplémentaires. Mutualisation des animaux témoins entre différentes analyses lorsque cela est scientifiquement justifié. Collecte optimisée des tissus et échantillons biologiques afin de maximiser les données obtenues à partir de chaque animal (analyses métaboliques, moléculaires et histologiques). Standardisation rigoureuse des procédures expérimentales pour limiter la variabilité et éviter la répétition d’expériences. Ces mesures permettront de minimiser l’utilisation animale tout en garantissant la fiabilité et la reproductibilité des résultats, conformément au principe de Réduction.
Raffinement
Les souris sont stabulées sur des portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et nourriture à volonté. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour. Les zootechniciens assurent un contrôle quotidien des animaux afin de relever le moindre signe de souffrance, un changement régulier des cages, un nombre réduit d’animaux par cage (5 maximum hors cages d’accouplement) et pas d’animaux en hébergement individuel, sauf en cas de combats dans les cages. Dans ce cas uniquement, les animaux seront hébergés individuellement et les blessures eventuelles seront prises en charge par traitement local (anesthesiant/analgesique). Le changement des cages se fait sous hotte aspirante et les cages possèdent des filtres. L’enrichissement du milieu consiste en l’ajout de lanières de papier Kraft afin que les souris puissent faire un nid ainsi que des tunnels en carton. Enfin, si nécessaire, la nourriture pourra être mise à disposition sur le plancher de la cage et de la bouillie pourra être introduite dans les cages si nécessaire. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne jusqu’à leur euthanasie. L'état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent. Lorsque des procédures sont réalisées chez l’animal et peuvent entraîner une gêne, des mesures sont mises en place pour réduire l’inconfort. Les actes potentiellement douloureux, comme certains examens ou prélèvements, sont réalisés sous anesthésie ou avec des méthodes adaptées visant à limiter la douleur et le stress. Les animaux sont également surveillés pendant et après les procédures jusqu’à leur rétablissement complet.
Choix des espèces
La souris est un modèle pertinent pour étudier le rôle du métabolisme de certains acides aminés dans la cardiomyopathie dilatée car les souris transgéniques reproduisent fidèlement les caractéristiques cardiaques et métaboliques observées chez l’homme. Leur métabolisme de certains acides aminésest comparable à celui des humains, et le suivi longitudinal non invasif permet d’évaluer précisément l’effet des interventions tout en réduisant le nombre d’animaux. Les animaux sont utilisés à l’âge adulte, stade auquel le cœur et les systèmes métaboliques sont pleinement développés. Ce choix est nécessaire pour étudier une maladie qui apparaît chez l’adulte et pour évaluer correctement les effets des traitements sur une physiologie mature. L’utilisation de stades précoces de développement (embryons ou très jeunes animaux) n’est pas retenue, car elle ne permettrait pas de reproduire la maladie dans sa forme complète ni d’évaluer les effets sur la fonction cardiaque adulte. Ainsi, le choix de l’espèce et du stade de développement est guidé par la nécessité d’obtenir des résultats pertinents tout en limitant le recours à l’expérimentation aux modèles les plus appropriés.
Étude du rôle de la sénescence hépatique dans la cardiomyopathie diabétique via le métabolisme de la phénylalanine
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Nourries d'un régime destiné à imiter l'obésité humaine, 320 souris vont être utilisées pour étudier une atteinte cardiaque liée au diabète, dans des procédures classées en souffrance modérée, toutes tuées à l'issue. Elles subissent des échographies cardiaques sur animal vigile, des mesures de glycémie par prélèvement à la queue et des tests métaboliques après six heures de jeûne. Le porteur écrit qu'aucun effet douloureux n'est prévu, alors que le niveau de souffrance déclaré du projet est modéré. La mise à mort sert à prélever plusieurs organes jugés "indispensables" à l'évaluation de la maladie.
Objectifs
Ce projet étudie comment un régime riche en graisses et sucres, comme chez les personnes en surpoids et en obésité, peut endommager le foie (stéatose) et le cœur chez des souris adultes mâles et femelles. Nous comparons ces souris dans deux conditions : un avec ce régime riche en graisses et sucre, et un avec un régime pauvre en graisse . L'idée est de mieux comprendre ces maladies hepatiques courantes liées à l'obésité.
Bénéfices attendus
Ces observations pourraient aider à identifier des signaux précoces de lésions cardiaques dues à un foie malade, pour prévenir ou traiter mieux ces affections chez l'homme. Cela profiterait à des millions de personnes touchées par l'obésité, et leurs complications cardiaques, en guidant de futurs médicaments ou conseils alimentaires. Le projet valide aussi un modèle fiable pour d'autres recherches, en comparant les résultats de deux laboratoires.
Procédures
Echocardiographie : Geste non-invasif permettant d’évaluer les fonctions cardiaques, réalisé sur animaux vigiles préalablement épilés, sur tous les animaux. Il s’agit de maintenir les animaux sur le dos pour une durée de 3-4 minutes, le temps d’appliquer la sonde d’échographie et de procéder à l’enregistrement de l’échocardiogramme. Glycémie : Mesure du taux de glucose sanguin de tous les animaux. Sur animaux vigiles, on prélève une goutte de sang à la queue que l’on récupère sur un glucomètre afin de procéder à la lecture de la glycémie. Insuline-tolérance test (ITT) et glucose-tolérance test (GTT) : Tests métabolliques permettant d’évaluer la résistance à l’insuline et la tolérance au glucose. Sur animaux vigiles mis à jeun pendant 6h, injection (quelques secondes moins de 5 secondes) soit d’insuline (ITT), soit de glucose (GTT) et de suivre la glycémie à T=0, T=15min, 30 min, 60 min, 90 min et 120 min. La moitié des animaux seront soumis à un test GTT et l’autre moitié au test ITT en début et fin de régime (soit n=5 pour ITT et n=5 pour GTT).
Impact sur les animaux
Les animaux sont nourris avec un régime spécial pour imiter l'obésité humaine. Aucun effet douloureux prévu. On vérifie quotidiennement leur santé (poids, comportement). Lors des suivis métabolique et cardiaque, le moindre signe de malaise (ex. glycémie anormale, polyurie associé à diabète) entraîne un arrêt immédiat de l'analyse et exclut l'animal du protocole.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour permettre le prélèvement de plusieurs organes nécessaires à l’analyse de différents paramètres cliniques indispensables à l’évaluation du stade d’avancement de la maladie.
Remplacement
Le développement des pathologies du foie comme la stéatose et la stéatohépatite dépendent étroitement de la communication entre les organes (foie, tissus adipeux, intestins et pancréas notamment) mais aussi de la communication entre les différents types cellulaires qui constituent le foie. Par conséquent, compte tenu de la nature multifactorielle, de la composition hétérogène du microenvironnement cellulaire et de la contribution du microbiote intrahépatique, seuls les modèles précliniques in vivo permettent jusqu’à présent de reproduire les diverses caractéristiques d’un organisme multicellulaire atteint par cette pathologie.
Réduction
La stratégie expérimentale a été définie de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés en vue de l’obtention de résultats statistiquement significatifs tout en évitant des réplicats inutiles. En se basant sur les données de la littérature scientifique utilisant des modèles murins nourris par un régime alimentaire hypercalorique, un test statistique de calcul d’effectif minimal a été réalisé. Ainsi, un effectif de 10 animaux par groupe permettra de déceler de faibles variations quantitatives entre les groupes expérimentaux tout en prenant en compte la variabilité inter-individuelle. Afin d’optimiser au maximun le protocole en cours, nous regarderons simultanément différents tissus d’intérêt dans un même animal (réduction importante du nombre d’animaux prévus).
Raffinement
Des points limites ont été définis pour chacune des procédures. Tout signe témoignant d’une mauvaise tolérance au régime hypercalorique (par exemple perte de poids non désirée, souffrance, apathie, déshydratation des animaux) conduira à l’interruption de la procédure. Les animaux sont maintenus en groupes sociaux leur permettant d’exprimer leurs besoins avec leurs congénères et les cages sont enrichies avec une maison en carton et du papier kraft pour leur permettre de nicher. Un examen clinique des animaux sera effectué quotidiennement ou toutes les semaines selon le plan des procédures. De plus, les procédures que nous utilisons ont été optimisées et standardisées, ce qui permet de limiter la répétition des procédures.
Choix des espèces
Cette espèce (souris) permet de modéliser la pathologie humaine sur des temps raccourcis à l’échelle de vie de cet animal. Par ailleurs, ce modèle murin permet de tester in vivo le developpement de la pathologie stéatohépatite. D’ailleurs, la souris est un modèle classiquement utilisé dans les études concernant les désordres métaboliques causés par l’alimentation en raison des similitudes avec l’homme sur les paramètres liés au métabolisme du glucose et la surcharge pondérale. Les souris seront incluses aux protocoles expérimentaux au stade d’adultes (5 mois). En effet, la pathologie de la stéatohépatite se développe essentiellement chez les adultes.
Caractérisation de modèles génétiques de cardiomyopathies hypertrophiques et évaluation préclinique de nouveaux traitements.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Rats : 5850
Traités avec les molécules de clients industriels, 16 770 rats et souris porteurs de mutations cardiaques reçoivent des composés une à deux fois par jour, des pompes implantées sous la peau et un cathéter posé dans la carotide en fin de protocole. Ces animaux, dont 12 780 dans des procédures classées sévères, sont tous tués pour prélever le cœur et le sang. Le projet évalue l'efficacité de candidats médicaments contre les cardiomyopathies, maladies génétiques touchant une personne sur 200. Le RNT annonce vouloir réduire les effectifs mais ne justifie pas ce total de près de 17 000 animaux, dont beaucoup manipulés dès leurs premiers jours de vie.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de mortalité mondiale, il est primordial de poursuivre la recherche dans ce domaine afin d’identifier et d’évaluer des nouveaux médicaments potentiels. Les atteintes cardiaques peuvent se manifester de différentes façons avec, entre autres, les cardiomyopathies qui se caractérisent par des anomalies fonctionnelles et structurelles du cœur. Elles touchent 1 personne sur 200 dans la population générale et sont, dans la majorité des cas, de causes génétiques/héréditaires. Elles touchent toutes les tranches d’âge, depuis l’enfance jusqu’à l’âge adulte. Il existe différentes formes de cardiopathies. Cette classification est basée sur les différences structurelles du cœur et les manifestations fonctionnelles associées. Il est donc nécessaire de caractériser le développement des cardiomyopathies, de comprendre les mécanismes mis en jeu pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et d’évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments. Le développement de modèles prédictifs et robustes, ainsi que leur utilisation en recherche pré-clinique permettront d’évaluer des nouveaux médicaments potentiels dans la prise en charge des cardiomyopathies.
Bénéfices attendus
A l’heure actuelle, le prise en charge des cardiopathies consiste à traiter les symptômes et les complications en modifiant l’hygiène de vie des patients (alimentation, arrêt du tabac, activité physique) ou avec des médicaments. Ces mesures n’étant pas toujours suffisantes, la prise en charge de la maladie va, dans certains cas, nécessiter l’implantation de dispositifs tels que des stimulateurs ou des défibrillateurs ou encore des interventions chirurgicales. Afin d’améliorer la prise en charge de cette maladie il est nécessaire de développer des modèles précliniques au plus proche de la physiopathologie humaine, afin de comprendre les mécanismes mis en jeu dans le développement de la maladie, et leur temporalité au cours du développement de l’animal. Le but est d’identifier de nouvelles cibles potentielles qui pourraient devenir de nouveaux leviers dans la prise en charge des cardiomyopathies. Ainsi, l’ensemble des expériences effectuées dans ce projet ont pour but de valider ou non l’efficacité de nouveaux médicaments. Les animaux seront traités avec les molécules de nos clients aux doses qu’ils auront déterminées.
Procédures
Pour reproduire les atteintes cardiaques des patients atteints de cardiomyopathies, des modèles rongeurs présentant des modifications génétiques seront utilisés afin d’évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments. Ces maladies se développant à des stades précoces, des expérimentations seront réalisées sur animaux dès leurs premiers jours de vie. Pour les animaux adultes, les composés à tester seront administrés une à deux fois par jour par différentes voies sur animal anesthésié ou vigile. L'administration dure 1 minute sur animal vigile et 5 minutes sur animal anesthésié. Des pompes permettant une diffusion du composé en continu pourront être implantées sous la peau des animaux (chirurgie de 10 à 15 minutes). Pour les animaux non sevrés (avant 21 jours), les composés à tester seront administrés une fois par jour sur animal vigile à partir du 7ème jour de vie. Après le sevrage, des prélèvements de sang (uniques ou répétés) seront réalisés (toutes les 3 semaines au maximum). Avant le sevrage, un seul prélèvement sera réalisé (entre 10 et 21 jours). Un prélèvement de sang dure environ 2 minutes par animal. Avant le sevrage, les animaux seront soumis à des suivis de l'évolution de la fonction cardiaque sous anesthésie gazeuse (15 minutes maximum) tous les 3 jours maximum à raison de 5 fois maximum sur 21 jours. Après le sevrage, les animaux seront soumis à des suivis longitudinaux de la fonction cardiaque et vasculaire sous anesthésie gazeuse (15 minutes maximum). Ces examens seront effectués au maximum toutes les 3 semaines. Les animaux (âgés d’au moins 4 semaines) seront soumis à un test d’effort réalisé sur un tapis de course à 2 reprises : avant le début des traitements et à la fin des traitements. Les mesures terminales nécessiteront la mise en place d’un cathéter dans la carotide au cours d’une procédure chirurgicale sous anesthésie générale et sans réveil.
Impact sur les animaux
Les modèles génétiques faisant l’objet de ce projet vont développer des cardiomyopathies qui seront plus ou moins sévères selon la mutation génétique. Le retrait et le retour des nouveau-nés dans les cages lors des examens et/ou traitements vont générer du stress, à la fois pour le nouveau-né mais également pour la mère. Si les portées sont composées de plusieurs profils génétiques, une étape de génotypage sera nécessaire pour identifier et inclure les animaux portant la mutation d’intérêt. Ceci impliquera la réalisation d’une biopsie tissulaire (queue, oreille ou phalange) afin de procéder à l’analyse du profil génétique. Les mesures de la fonction cardiovasculaire, bien que non invasives, requièrent une anesthésie gazeuse des animaux à l’issue de laquelle l’animal met quelques minutes pour récupérer. Lors des chirurgies effectuées en fin de procédure, la douleur sera prise en charge par une anesthésie/analgésie adaptée à la procédure utilisée.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort à la fin des procédures afin de procéder à la collecte des organes et du sang pour l'évaluation de critères d’efficacité des composés.
Remplacement
Les nouveaux médicaments doivent avoir validé leur efficacité pré-clinique (chez l’animal) avant de passer en phase clinique (chez l’homme). L’utilisation des animaux permet de réaliser ces tests dans un système biologique complet et donc d’augmenter la prédictibilité des effets chez l’homme. Des projets de cultures ainsi que de co-cultures cellulaires sont de plus en plus développés pour tenter de mimer les différents organes. Ce seront des alternatives à l'utilisation de l'animal, notamment pour sélectionner des candidats médicaments, de toxicité et d'efficacité sur l’organe cible. Cependant, ces modèles ne sont pas encore suffisamment développés et ne peuvent pas refléter la complexité des mécanismes au sein de l’organisme de manière physiologique et intégrée. A l’heure actuelle, les répercussions fonctionnelles des cardiomyopathies ne peuvent être pleinement reproduites et donc étudiées que dans un système in vivo. Le remplacement par un animal d'une autre classe (comme le poisson zèbre) ne permettra pas une analyse aussi précise des mécanismes pathologiques à cause sa très petite taille et contrairement aux rongeurs il n’appartient pas aux espèces réglementaires pour le développement de nouveaux médicaments.
Réduction
Le projet a été organisé de manière à réduire au maximum le nombre d'animaux. Les premières expérimentations permettront la caractérisation des modèles et l’évaluation de l’impact des mutations sur la fonction cardiaque. En se basant sur ces données, nous pourrons ajuster le nombre d’animaux par groupes dans les études d’efficacité. Les premières estimations seront basées sur notre expérience, les données bibliographiques et l’échange avec d’autres chercheurs. La possibilité de réaliser des mesures non invasives permettra un suivi longitudinal de la fonction cardiaque réduisant le nombre d’animaux utilisés dans le projet. Par ailleurs, chaque animal est utilisé pour mesurer plusieurs caractéristiques (physiologiques, anatomiques, histologiques, biochimiques et moléculaires) du développement de la pathologie.
Raffinement
Plusieurs types d'enrichissements seront placés dans les cages hébergeant les animaux. La durée de ces projets étant souvent longue, nous alternerons les enrichissements au fil du temps (petits ou gros tunnels, boules ou briquettes en bois, lanières de papier ou morceaux de coton). Le change de la cage sera planifié 1 à 2 jours avant la date de mise bas afin de permettre à la mère de construire son nid et éviter un nouveau change les jours suivants la mise-bas et ainsi limiter le stress. Autour de la période de mise-bas et la semaine suivante, une attention particulière sera portée aux cages concernées. Pendant toute la durée de nos études, les animaux sont suivis quotidiennement, pesés au moins une fois par semaine afin d’identifier une potentielle souffrance. Afin de limiter au maximum la manipulation des nouveau-nés, les pesées seront réalisées lors des examens échographiques. Pour les animaux âgés de moins de 7 jours, un point de vigilance sera porté à la poche de lait observable en l’absence de fourrure et au poids. A partir de 7 jours, d’autres critères tels que l’activité et l’aspect général seront également pris en compte. Si les animaux présentent des signes de souffrances (tels que perte de poids, défaut de toilettage, agressivité, …), une grille de score spécifique est mise en place. Des soins tels que : hydratation et mise en place de nourriture dans la litière si nécessaire seront effectués. Si l'animal présente une dermatite, par exemple, un protocole de soin sera effectué (nettoyage / désinfection / cicatrisation). Si l'état de l'animal ne s'améliore pas, l’animal concerné sera mis à mort. Lors de la procédure, des mesures non invasives de la fonction cardiaque peuvent être répétées sur un même animal (suivi longitudinal) en ayant recours à des techniques d'imagerie non invasives. Pour les procédures qui peuvent induire de la douleur chez l’animal une analgésie pré et per-opératoire est mise en place pour la prévenir et la réduire.
Choix des espèces
Les modèles rongeurs (rat et souris) sont largement utilisés et caractérisés par la communauté scientifique afin d’évaluer les effets de molécules sur les fonctions cardiovasculaires dans des modèles de maladies cardiovasculaires. Le génome des deux espèces étant connu et proche de celui de l‘Homme, il est possible de recréer chez la souris et le rat les mutations responsables des cardiomyopathies. Ainsi, il est possible d’induire chez ces espèces des atteintes similaires à celles observées chez l’Homme et d’en suivre l’évolution avec les mêmes outils qu’en médecine humaine (échographe). Les maladies cardiomyopathiques pouvant se développer dès le plus jeune âge, les expérimentations se feront dans certains cas sur des animaux nouveau-nés. Les femelles gestantes seront réceptionnées dans nos locaux jusqu’à leur 16ème et 17ème jour de gestation pour les souris et les rats, respectivement. La mise-bas aura lieu dans nos animaleries et les expérimentations se feront sur les nouveau-nés à partir de 24h de vie. S’agissant d’un modèle de maladie chronique, les animaux seront utilisés, dans certain cas, jusqu’à l’âge adulte afin d’effectuer un suivi longitudinal de l’évolution de la pathologie (jusqu’à 24 semaines d’âge).
Rôle de la lipide kinase PIKfyve dans la cardiomyopathie diabétique EU 2/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Rendues obèses par un régime gras pendant douze semaines, elles reçoivent des injections quotidiennes sur la même durée, des échographies cardiaques hebdomadaires sous anesthésie et des tests de tolérance au glucose de deux heures. L'objectif est de préciser le rôle d'une enzyme dans la cardiomyopathie diabétique, les retombées pour les patients restant renvoyées au long terme. Le porteur affirme que seul le recours à un "organisme entier" permet de prévoir la réponse à la molécule testée.
Objectifs
L’insuffisance cardiaque (IC) est l’une des premières causes de mortalité/morbidité dans le monde. Le diabète est une complication majeure de l’IC, et l’augmentation épidémique actuelle de l’obésité et du diabète font que la cardiomyopathie de type diabétique devient un problème majeur de santé publique, pour lequel les solutions thérapeutiques sont très limitées. L’objectif de ce projet est de déterminer le rôle d’une enzyme spécifique dans le développement de la cardiomyopathie de type diabétique et également de tester de nouvelles thérapeutiques pour lutter contre cette pathologie. Le projet se déroule dans deux Etablissements Utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de comprendre le rôle d’une enzyme dans la progression de la cardiomyopathie diabétique, problématique majeure de santé publique, et permettra d'améliorer nos connaissances sur la progression de cette pathologie multifactorielle et complexe. A long terme, ce projet pourrait permettre d’améliorer les traitements existants et offrir de nouvelles options thérapeutiques pour les patients souffrant de cette pathologie, réduisant ainsi la morbi-mortalité associée.
Procédures
Les souris suivront plusieurs types d’interventions : alimentation modifiée enrichie en graisse pendant 12 semaines ; des examens hebdomadaires du cœur par échocardiographie (une fois par semaine, environ 10 min, sur animal anesthésié) ; des mesures de la composition corporelle (% masse grasse) réalisées en début et à la fin du protocole (sur animal vigile, 2 min par mesure) ; des injections journalières pendant 12 semaines (durée environ 10 secondes chacune, sur animal vigile) ; des exercices physiques adaptés, en début et en fin de protocole (quelques minutes par séance) ; un test de tolérance à l’insuline et au glucose en début, milieu et fin de protocole (intervention de 2h). L'ensemble des interventions auront lieu dans l'établissement utilisateur 1.
Impact sur les animaux
Certains régimes peuvent entraîner une prise de poids, une fatigue ou une réduction de mobilité. Des traitements peuvent provoquer une tension élevée ou une inflammation. Les signes de douleur ou d’inconfort seront surveillés, et des mesures seront prises pour soulager les animaux ou les retirer de l’étude si nécessaire. Les anesthésies nécessaires aux échocardiographies peuvent entraîner une récupération lente ou une hypothermie passagère.
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin de protocole afin de permettre les prélèvements d’organes et leurs analyses, qui ne peuvent pas être réalisés sans mise à mort.
Remplacement
L’utilisation du modèle murin est indispensable pour étudier l’interaction entre les différents types cellulaires cardiaques, les systèmes vasculaire et immunitaire. Seul le recours à un organisme entier permet de prévoir la réponse thérapeutique à la molécule testée.
Réduction
Le nombre d’animaux a été limité au strict nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement interprétables tout en respectant la variabilité biologique et sans compromettre les résultats scientifiques attendus. Chaque animal sera utilisé pour mesurer un maximum de caractéristiques du développement de la pathologie (physiologiques, anatomiques, histologiques, biochimiques et moléculaires). Ceci permettra de limiter au maximum le nombre de souris utilisées au final.
Raffinement
Dans un souci de raffinement, nous mettrons en place plusieurs mesures visant à assurer le bien-être des animaux et à réduire au maximum la douleur et la souffrance associées aux procédures expérimentales : - litière absorbante, renouvelée régulièrement, permettant les comportements naturels (fouille, creusage, nidification). De plus, les animaux obèses seront suivis plus régulièrement (remplissage des biberons, changement de litière plus fréquent si nécessaire). - interaction sociale préservée : les souris seront hébergées en groupes de 5 individus pour éviter l’isolement. - accès libre à l’eau et à la nourriture. Les échocardiographies seront réalisées sous anesthésie légère avec maintien thermique et du gel oculaire sera appliqué pour prévenir la déshydratation. - Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement tout signe de souffrance, de détresse ou d’inconfort : poil ébouriffé, posture anormale, signes de déshydratation, détection de signes de douleur (respiration anormale, mouvements réduits, vocalisations inhabituelles), analyse du comportement : isolement, diminution des interactions sociales, réduction de l’activité locomotrice, perte de poids. Toutes les manipulations seront réalisées par du personnel formé et qualifié, afin de réduire la durée et le stress des interventions. Ces mesures permettront de limiter au maximum la souffrance animale tout en assurant la qualité et la fiabilité des résultats obtenus dans cette étude. Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs sera effectué à pied (moins de 10 minutes), à l’écart du public, dans les cages de transport sécurisées. Les cages seront placées dans des sacs spécifiquement conçus pour garantir l’obscurité et l’isolement des stimuli extérieurs. Cette procédure vise à réduire au maximum le stress des animaux pendant le déplacement.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car elle représente le modèle mammifère le plus couramment utilisé pour les études sur l’insuffisance cardiaque et le plus représentatif de la pathologie humaine. Ainsi, les résultats obtenus seront plus facilement transposables à l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge de 2 mois, correspondant à un stade jeune adulte, adapté aux objectifs de l’étude.
Rôle de la lipide kinase PIKfyve dans la cardiomyopathie diabétique EU 1/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Soumises pendant douze semaines à un régime enrichi en graisse, à des injections quotidiennes et à des échocardiographies hebdomadaires sous anesthésie, 800 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes. Le projet vise à préciser le rôle d'une enzyme, PIKfyve, dans la cardiomyopathie du diabète et à tester des pistes thérapeutiques. Les retombées annoncées pour les patients restent renvoyées au conditionnel et au long terme. Le porteur affirme que seul le recours à un "organisme entier" permet de prévoir la réponse au traitement et conclut que la souris est "indispensable".
Objectifs
L’insuffisance cardiaque (IC) est l’une des premières causes de mortalité/morbidité dans le monde. Le diabète est une complication majeure de l’IC, et l’augmentation épidémique actuelle de l’obésité et du diabète font que la cardiomyopathie de type diabétique devient un problème majeur de santé publique, pour lequel les solutions thérapeutiques sont très limitées. L’objectif de ce projet est de déterminer le rôle d’une enzyme spécifique dans le développement de la cardiomyopathie de type diabétique et également de tester de nouvelles thérapeutiques pour lutter contre cette pathologie. Le projet se déroule dans deux Etablissements Utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de comprendre le rôle d’une enzyme dans la progression de la cardiomyopathie diabétique, problématique majeure de santé publique, et permettra d'améliorer nos connaissances sur la progression de cette pathologie multifactorielle et complexe. A long terme, ce projet pourrait permettre d’améliorer les traitements existants et offrir de nouvelles options thérapeutiques pour les patients souffrant de cette pathologie, réduisant ainsi la morbi-mortalité associée.
Procédures
Les souris suivront plusieurs types d’interventions : alimentation modifiée enrichie en graisse pendant 12 semaines ; des examens hebdomadaires du cœur par échocardiographie (une fois par semaine, environ 10 min, sur animal anesthésié) ; des mesures de la composition corporelle (% masse grasse) réalisées en début et à la fin du protocole (sur animal vigile, 2 min par mesure) ; des injections journalières pendant 12 semaines (durée environ 10 secondes chacune, sur animal vigile) ; des exercices physiques adaptés, en début et en fin de protocole (quelques minutes par séance) ; un test de tolérance à l’insuline et au glucose en début, milieu et fin de protocole (intervention de 2h). L'ensemble des interventions auront lieu dans l'établissement utilisateur 1.
Impact sur les animaux
Certains régimes peuvent entraîner une prise de poids, une fatigue ou une réduction de mobilité. Des traitements peuvent provoquer une tension élevée ou une inflammation. Les signes de douleur ou d’inconfort seront surveillés, et des mesures seront prises pour soulager les animaux ou les retirer de l’étude si nécessaire. Les anesthésies nécessaires aux échocardiographies peuvent entraîner une récupération lente ou une hypothermie passagère.
Devenir
Les animaux seront mis à mort en fin de protocole afin de permettre les prélèvements d’organes et leurs analyses, qui ne peuvent pas être réalisés sans mise à mort.
Remplacement
L’utilisation du modèle murin est indispensable pour étudier l’interaction entre les différents types cellulaires cardiaques, les systèmes vasculaire et immunitaire. Seul le recours à un organisme entier permet de prévoir la réponse thérapeutique à la molécule testée.
Réduction
Le nombre d’animaux a été limité au strict nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement interprétables tout en respectant la variabilité biologique et sans compromettre les résultats scientifiques attendus. Chaque animal sera utilisé pour mesurer un maximum de caractéristiques du développement de la pathologie (physiologiques, anatomiques, histologiques, biochimiques et moléculaires). Ceci permettra de limiter au maximum le nombre de souris utilisées au final.
Raffinement
Dans un souci de raffinement, nous mettrons en place plusieurs mesures visant à assurer le bien-être des animaux et à réduire au maximum la douleur et la souffrance associées aux procédures expérimentales : - litière absorbante, renouvelée régulièrement, permettant les comportements naturels (fouille, creusage, nidification). De plus, les animaux obèses seront suivis plus régulièrement (remplissage des biberons, changement de litière plus fréquent si nécessaire). - interaction sociale préservée : les souris seront hébergées en groupes de 5 individus pour éviter l’isolement. - accès libre à l’eau et à la nourriture. Les échocardiographies seront réalisées sous anesthésie légère avec maintien thermique et du gel oculaire sera appliqué pour prévenir la déshydratation. - Les animaux seront surveillés quotidiennement afin de détecter précocement tout signe de souffrance, de détresse ou d’inconfort : poil ébouriffé, posture anormale, signes de déshydratation, détection de signes de douleur (respiration anormale, mouvements réduits, vocalisations inhabituelles), analyse du comportement : isolement, diminution des interactions sociales, réduction de l’activité locomotrice, perte de poids. Toutes les manipulations seront réalisées par du personnel formé et qualifié, afin de réduire la durée et le stress des interventions. Ces mesures permettront de limiter au maximum la souffrance animale tout en assurant la qualité et la fiabilité des résultats obtenus dans cette étude. Le transport des animaux entre les deux établissements utilisateurs sera effectué à pied (moins de 10 minutes), à l’écart du public, dans les cages de transport sécurisées. Les cages seront placées dans des sacs spécifiquement conçus pour garantir l’obscurité et l’isolement des stimuli extérieurs. Cette procédure vise à réduire au maximum le stress des animaux pendant le déplacement.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car elle représente le modèle mammifère le plus couramment utilisé pour les études sur l’insuffisance cardiaque et le plus représentatif de la pathologie humaine. Ainsi, les résultats obtenus seront plus facilement transposables à l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge de 2 mois, correspondant à un stade jeune adulte, adapté aux objectifs de l’étude.
Caractérisation des liens entre les mitochondries et les maladies neurologiques à l’aide de modèles murins génétiquement modifiés
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
48 souris porteuses d'une mutation humaine liée à la sclérose latérale amyotrophique subissent une chirurgie unique de moins de cinq minutes, sous anesthésie, et sont tuées avant tout réveil. Le porteur décrit chez 36 d'entre elles une dégradation qui court sur des mois avant cet acte, prise de poids réduite dès dix semaines, tremblements, cardiomyopathie sévère, survie médiane de 10,8 mois. La gravité déclarée pour le projet reste "sans réveil", la maladie qui précède l'opération n'y figurant pas. Les tissus sont prélevés juste après la mise à mort, à un stade précoce de cinq mois ou avancé de dix mois.
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative. Elle se déclare à l'âge adulte (40-80 ans) et évolue, en 3 à 5 ans, vers la paralysie complète et le décès du patient. Elle est causée par la mort de certains neurones, entraînant un affaiblissement progressif et une atrophie des muscles. A ce jour, il n'existe pas de traitement contre la SLA car les mécanismes physiopathologiques sont méconnus. La SLA touche les deux sexes et son incidence augmente avec l'âge à partir de 40 ans. De plus, elle peut dans certains cas être associée à des troubles cognitifs de type démence. Des travaux précédents sur une cohorte de patients souffrant de cette forme de démence, avaient permis d’identifier une mutation sur le gène d'une protéine de la mitochondrie. Un modèle murin portant la même mutation a été créé et caractérisé. Parmi tous les facteurs impliqués dans la pathogenèse, certains défauts structurels dans la cellule s’avèrent essentiels et pourrait contribuer à la pathogenèse des maladies neurodégénératives. Nous émettons l'hypothèse qu’un type de désorganisation cellulaire déclenche des cascades inflammatoires dans le système nerveux central, contribuant à la pathogenèse des maladies mitochondriales et neurodégénératives. L’objectif de ce projet sera d’évaluer l’effet de l’inhibition de cette cascade sur la neurodégénération grâce au modèle de souris génétiquement modifiées qui a été créé.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l’origine de la neurodégénérescence. Il permettra également de mieux caractériser un modèle animal pertinent pour tester de nouveaux traitements ciblant les maladies mitochondriales et neurodégénératives, en vue de prévenir ou ralentir leur progression. Si l’invalidation de certains gènes montre un effet protecteur, cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques. Le projet financé et mené en collaboration avec des cliniciens, s’inscrit dans une démarche translationnelle. Il présente des retombées cliniques et sociétales potentielles, notamment en améliorant le diagnostic moléculaire et l’implication des patients pour plusieurs maladies rares. En ciblant les mécanismes pathogènes, il contribuera à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. À ce jour, les options thérapeutiques restent limitées, et la prise en charge de ces maladies a un fort impact sur la santé publique. Si les bénéfices économiques sont difficiles à quantifier à ce stade, les avancées attendues en matière de diagnostic et de traitement pourraient avoir un impact majeur pour les patients.
Procédures
Tous les animaux subiront une unique chirurgie sans réveil de l’animal d’une durée de moins de 5 minutes, sous anesthésie et analgésie
Impact sur les animaux
Chez cette lignée de souris, les animaux naissent sans problème apparent. À partir de 10 semaines, ils prennent moins de poids que les autres, puis commencent à en perdre vers 6 mois, en raison d’un dérèglement de leur métabolisme. Vers un an, ils développent une maladie musculaire liée à un dysfonctionnement des mitochondries. Leur état se détériore alors rapidement, avec une perte de poids importante, des tremblements et de graves problèmes cardiaques, entraînant la mort autour de 14 mois (avec une survie moyenne de 10,8 mois). Des troubles de l’apprentissage et de la mémoire apparaissent dès 10 mois, mais l’atteinte neurologique reste modérée et n’est pas la cause principale de la mort, qui est due à l’insuffisance cardiaque. Les signes visibles de la maladie apparaissent en fin de vie, notamment une perte de poids de plus de 5 pour cent, parfois supérieure à 15 pour cent en une semaine. Les animaux peuvent ressentir un inconfort et une légère douleur passagère lors des injections. L'opération sera pratiquée sous anesthésie générale, qui peut entraîner certains effets secondaires comme un refroidissement du corps, une sécheresse des yeux ou, très rarement, une baisse du rythme cardiaque ou respiratoire.
Devenir
Un total de 48 animaux sera donc utilisé dans cette procédure. Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure afin de prélever les tissus d’intérêt à analyser pour répondre à notre question scientifique.
Remplacement
Pour mieux comprendre le lien entre mutation génétique et pathologie, une première étape a consisté en la caractérisation d’un modèle cellulaire : des expériences ont été réalisées sur des fibroblastes issus de patients porteurs de la mutation d'intérêt. Ces expériences ont permis d'identifier de potentiels mécanismes impliqués dans les atteintes mitochondriale et neurodégénérative. Cependant, pour l’étude de maladies neurodégénératives avec des composantes motrices et cognitives, les modèles cellulaires ne peuvent pas être utilisés pour disséquer les effets des variations moléculaires sur des profils de comportements. C’est pourquoi nous devons utiliser le modèle murin pour mieux comprendre la pathologie au cours du temps et pour tester si l’inactivation d’un processus moléculaire peut ralentir ou inverser les processus pathologiques permettant d’envisager des voies d’intérêt thérapeutiques dans l’avenir. L'utilisation de modèles murins, permet aussi d'accéder à des tissus auxquels on n'a pas accès chez l'homme, en particulier la récupération de tissus post mortem permettant des études électrophysiologiques.
Réduction
Avec l’aide de biostatisticiens, des protocoles ont été établis pour analyser plusieurs paramètres à partir d’un même prélèvement, ce qui permet de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Dans cette logique de réduction, un calcul de puissance a été réalisé afin de déterminer la taille minimale des groupes nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Des statistiques prédictives ont également été utilisées pour ajuster les effectifs, en tenant compte de notre expérience, de la nature des expériences, des paramètres mesurés et de leur variabilité. Il a ainsi été déterminé que des groupes de 3 souris par stade d’analyse sont suffisants. Deux stades de développement seront étudiés, avec 4 génotypes d’intérêt, chez les mâles et les femelles. Cela représente un total de 48 souris. Parmi elles, 36 développeront un phénotype dommageable, les 12 autres n’en présenteront pas. Enfin, des tests statistiques seront réalisés pour garantir une interprétation fiable et robuste des résultats obtenus.
Raffinement
La dimension des cages permettra aux souris d’être hébergées dans un groupe dont la taille dépendra du poids des animaux (6 animaux (25-30g), 5 animaux si poids supérieur à 30g) leur permettant de répondre à leurs besoins comportementaux. Un suivi quotidien des animaux, axé sur leur état général de santé, est prévu. Il sera associé à l’utilisation d’une fiche d'observation détaillée permettant un suivi optimal des animaux. Ce suivi quotidien permettra d’identifier précocement tout signe clinique, de stress ou de douleur notamment en lien avec le phénotype dommageable des animaux. Le phénotype de notre modèle murin étant associé à une perte de poids, nous pèserons nos animaux chaque semaine dès leur entrée en procédure, et renforcerons la fréquence de pesée en cas d’observation d’une perte de poids . De plus l'analyse de survie a révélé que les souris avaient une survie significativement réduite par rapport à leurs compagnons de cages non génétiquement modifiés, avec une survie médiane de 10.8 mois. Ainsi, dès 8 mois, en plus d’être pesés une fois par semaine, une surveillance accrue sera mise en place : la fréquence du suivi augmentera, de l'eau et de la nourriture gélifiées seront placées au sol dans la cage pour éviter des complications si les animaux éprouvent de l'inconfort ou des difficultés à atteindre la nourriture et la source d'eau. De plus si des signes de stress sont observés, l’enrichissement de la cage sera amplifié (maison en carton, coton, etc.). Tous les animaux seront euthanasiés à 10 mois maximum afin d’éviter d’observer une mortalité liée au phénotype dommageable. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance des animaux. La procédure chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale avec une prise en charge analgésique adaptée.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris car il s’agit de l’espèce la plus utilisée et la mieux caractérisée en recherche biomédicale, notamment pour l’étude des maladies neurodégénératives. Son système nerveux présente de fortes similarités avec celui de l’humain et il existe de nombreux modèles transgéniques validés de sclérose latérale amyotrophique (SLA) permettant de reproduire des aspects essentiels de la pathologie. La souris est également adaptée pour des suivis sur plusieurs mois, grâce à sa durée de vie relativement courte, sa taille permettant des manipulations standardisées et l’existence de nombreuses ressources génétiques. Dans notre projet, nous utiliserons un croisement de deux lignées génétiquement modifiées : l’une reproduit une mutation retrouvée chez des patients atteints de SLA, l’autre est modifiée au niveau d’un gène impliqué dans l’inflammation. Ce croisement nous permettra d’évaluer si l’invalidation de certains gènes liés à l’inflammation peut limiter les effets de la neurodégénérescence. Deux stades de développement seront étudiés, avec 24 animaux par stade : – un stade précoce (5 mois), correspondant à l’apparition des premiers signes moléculaires, sans symptômes visibles ; – un stade avancé (10 mois), proche de la phase terminale de la maladie, où les animaux présentent une perte de poids importante et une cardiomyopathie sévère
Thérapie génique et suivi phénotypique d’une lignée de souris avec une cardiomyopathie arrythmogène
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
384 souris porteuses d'une mutation qui détruit la cohésion des cellules du cœur vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La thérapie génique leur est injectée entre le deuxième et le cinquième jour de vie, sur souriceau vigile, puis chaque animal passe quatre à six examens cardiaques, électrocardiogramme sans anesthésie ou échographie sous anesthésie légère. Le porteur indique qu'une mort subite peut survenir à partir de huit mois, comme chez les personnes atteintes, et que les souris reproductrices seront tuées à cet âge. Il décrit par ailleurs les tissus cardiaques humains qu'il fabrique en trois dimensions à partir de cellules souches comme très prometteurs, avant de conclure qu'un modèle animal "reste nécessaire".
Objectifs
La cardiomyopathie arythmogène du ventricule droit est une maladie génétique du cœur qui touche environ 1 personne sur 5000, soit plusieurs milliers de cas en France. Elle provoque une perte de cohésion entre les cellules du cœur, ce qui entraîne des troubles du rythme cardiaque et peut provoquer une mort subite chez de jeunes adultes. À ce jour, il n’existe aucun traitement curatif pour cette maladie. Les recherches se concentrent sur le muscle du cœur, pour mieux comprendre sa structure et son fonctionnement. Pour étudier la maladie de façon réaliste, il est nécessaire d’utiliser une lignée de souris qui reproduit fidèlement la maladie humaine. L’objectif est de tester chez ces souris une thérapie génique capable de prévenir l’apparition de la maladie ou, au minimum, d’en ralentir le développement.
Bénéfices attendus
Ce projet utilise un modèle de souris déjà existant, qui reproduit très fidèlement la maladie humaine appelée cardiomyopathie arythmogène du ventricule droit. Cette maladie génétique empêche les cellules du cœur de bien rester attachées entre elles, ce qui provoque des troubles du rythme cardiaque et peut conduire à une mort subite chez de jeunes adultes. Les résultats de ces recherches permettront de valider une stratégie de thérapie génique et pourront aussi aider à mieux comprendre d’autres formes de la maladie causées par d’autres gènes. À long terme, l’objectif est de mettre au point une thérapie génique capable de traiter tous les patients atteints de cette maladie, quelle que soit l’anomalie génétique en cause.
Procédures
Dans ce projet, la thérapie génique sera testée avec une seule injection, effectuée sur le souriceau vigile. L’injection ne dure que quelques secondes. Pour suivre l’évolution, chaque souris sera examinée minimum 4 fois au cours de sa vie (et 6 foix au maximum) grâce à des méthodes simples et indolores : un électrocardiogramme sur animal vigil pour contrôler le rythme du cœur, ou une échographie cardiaque sous légère anesthésie pour observer son fonctionnement. Ces examens sont rapides (environ 15 minutes au total) et réalisés de façon regroupée pour limiter le stress et les manipulations des animaux.
Impact sur les animaux
L’injection prévue peut provoquer une douleur légère et passagère chez le nouveau-né. Comme pour toute injection, il existe aussi un faible risque d’infection à l’endroit où elle est réalisée. La manipulation des animaux peut être une source de stress. Avant l’âge de 8 mois, certains animaux peuvent présenter une augmentation des troubles du rythme cardiaque, ce qui peut leur causer un inconfort. À partir de 8 mois, une mort subite peut survenir, comme cela est décrit dans cette maladie. Les examens cardiaques (électrocardiogramme et échographie)sont non invasifs et largement utilisés, sans effets secondaires connus. Pour l’échographie, une anesthésie légère est nécessaire : elle peut entraîner un refroidissement de l’animal, un ralentissement de la respiration et du rythme cardiaque, mais ces effets sont contrôlés et réversibles.
Devenir
Les animaux utilisés dans le cadre de ce projet seront euthanasiés en fin de procédure. Les animaux surnuméraires dans un groupe serviront pour compléter d'autres groupes. En fin d'inclusion, des euthanasies seront effectuées par une méthode règlementaire.
Remplacement
Depuis plusieurs années, nous essayons de développer des modèles de cœur humain en laboratoire, grâce à des cellules souches et à des techniques de bioingénierie en 3 dimensions. Ces approches permettent de créer des tissus cardiaques et de réduire l’utilisation d’animaux pour les recherches. Cependant, il n’est pas encore possible de reproduire en laboratoire toute la complexité d’un organisme vivant, avec l’ensemble des mécanismes qui régulent le cœur et expliquent l’apparition de maladies comme la cardiomyopathie arythmogène du ventricule droit. De plus, l’effet réel d’une thérapie génique ne peut pas encore être évalué uniquement avec ces méthodes de substitution, même si elles sont très prometteuses. C’est pourquoi un modèle animal reste nécessaire pour répondre à certaines questions essentielles, notamment pour vérifier et valider de nouvelles approches thérapeutiques.
Réduction
Pour ce projet, nous avons utilisé des simulations statistiques afin de déterminer le nombre minimal de souris nécessaires. L’objectif est d’obtenir des résultats fiables tout en réduisant au maximum le nombre d’animaux utilisés. Les calculs tiennent compte des différents groupes de comparaison (selon les gènes et les traitements) et de la mortalité attendue dans certains cas. De cette façon, nous nous assurons d’avoir 5 à 10 animaux par groupe en fin d’étude, ce qui est le strict minimum pour pouvoir tirer des conclusions solides. Les deux sexes sont utilisés et répartis de façon équilibrée. Les naissances sont ajustées au fur et à mesure pour éviter un excès d’animaux, et les souris surnuméraires sont intégrées uniquement si elles permettent de compléter un groupe manquant. Au total, le plan de recherche prévoit environ 384 souris sur 5 ans, auxquelles s’ajoutent une petite marge liée à la reproduction nécessaire pour maintenir la lignée. Ce chiffre correspond au nombre le plus réduit possible, tout en permettant de répondre aux questions scientifiques posées.
Raffinement
Les souris sont élevées dans de bonnes conditions de confort, en groupe avec leurs congénères, dans des locaux où la température, l’humidité et l’alternance jour/nuit sont soigneusement contrôlées. Elles ont en permanence accès à de la nourriture et de l’eau grâce à un système automatique. Leur environnement est maintenu parfaitement sain grâce à la stérilisation du matériel et à l’utilisation d’eau purifiée. Des objets d’enrichissement (papier, coton, bois, rouleaux en carton ou abris) sont également ajoutés pour stimuler leur comportement naturel. La santé des animaux est vérifiée chaque jour. Pour limiter le stress, les manipulations sont réduites au minimum, faites rapidement et avec douceur. Lors des injections, tout est prévu pour réduire au maximum l’inconfort : les souriceaux sont sortis de la cage pour une durée très courte, maintenus au chaud, manipulés avec précaution, puis replacés immédiatement dans leur nid, avec vérification qu’ils soient bien repris par leur mère. Pendant les examens cardiaques non-invasifs, des mesures spécifiques assurent leur bien-être : l’échographie est réalisée sous une anesthésie très légère pour stabiliser cœur et respiration, et un gel protecteur est appliqué sur les yeux si l’examen dure plus de dix minutes ; l’électrocardiogramme (ECG) est effectué sans anesthésie, afin d’éviter des manipulations supplémentaires. Les animaux sont suivis attentivement tout au long de leur vie. Une surveillance renforcée est mise en place dès l’âge d’un mois pour les animaux les plus fragiles. Si un problème de mobilité survient, de la nourriture hydratée est placée au sol pour qu’ils puissent s’alimenter facilement.
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé et le mieux documenté pour étudier les maladies du cœur. La lignée sur laquelle nous travaillerons reproduit fidèlement la cardiomyopathie arythmogène du ventricule droit chez l’homme, une maladie grave pour laquelle il n’existe pas encore de traitement curatif. C’est le seul modèle connu qui permette de tester une thérapie génique et d’étudier les modifications au niveau des cellules, des molécules et du fonctionnement du cœur. L’objectif est de stabiliser les structures des cellules cardiaques affectées par la maladie. Le suivi du cœur se fera grâce à des examens non invasifs qui permettent de mesurer le rythme et la contraction cardiaque, et de vérifier l’efficacité de la thérapie. Les résultats obtenus chez la souris pourront ensuite servir à envisager un développement de cette thérapie chez l’homme. Comme la maladie se déclare tôt chez l’homme, les injections de thérapie génique seront réalisées sur des souris très jeunes (2 à 5 jours), et les animaux seront suivis jusqu’à l’âge de 6 mois. Les souris utilisées pour la reproduction seront employées jusqu’à 8 mois avant d’être euthanasiées, conformément aux règles de l’expérimentation animale.
Modulation des acteurs cellulaires dans le développement de la cardiomyopathie atriale chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une partie des souris utilisées est immunodéficiente, donc porteuse d'un phénotype dommageable dès le départ. 1 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour comprendre comment les cellules immunitaires participent à la maladie de l'oreillette qui accompagne l'obésité. Certaines subissent l'ablation de la rate, puis quatre mois de régime gras, une prise de sang hebdomadaire sur animal vigile, deux tests métaboliques de deux heures avec huit prélèvements chacun, des échocardiographies et des électrocardiogrammes sous anesthésie, d'autres l'implantation sous-cutanée d'une pompe. Toutes sont tuées en fin de procédure pour prélever les tissus, une mise à mort que le porteur présente comme "la seule solution éthique permettant d'obtenir des résultats fiables".
Objectifs
La fibrillation atriale est l’arythmie cardiaque la plus fréquente en pratique clinique. Elle est la principale cause d’accidents vasculaires cérébrales et de l’insuffisance cardiaque. Sa prévalence augmente avec le vieillissement de la population. Les thérapies actuelles sont limitées, ce qui en fait un enjeu majeur de santé publique. De nombreux facteurs de risques y sont associés tels que le vieillissement, l’hypertension et les syndromes métaboliques comme l’obésité. Chez les patients obèses, son incidence augmente avec l’indice de masse corporel. A l’échelle du tissu, l’oreillette est dilatée et accumule du tissu gras. Ce remodelage tissulaire est une cardiomyopathie atriale qui évolue par une disparition du tissu gras et un remplacement par une matrice, la fibrose. Comme les autres tissus affectés par l’obésité, une réponse systémique active l’inflammation et le système immunitaire contribuant ainsi à l’activation de précurseurs qui sont à l'origine du tissu gras et de la fibrose. L’hypothèse est que les cellules immunes sont impliquées dans le développement de la maladie. Les objectifs sont 1-d’identifier la nature et la source des cellules immunes, et 2-de moduler leur rôle dans la maladie. Pour développer ces objectifs, des modèles murins soumis à une alimentation enrichie en régime gras sera utilisée pour induire l’obésité et le développement de la cardiomyopathie. L’étude du rôle des cellules immunes sera aussi effectuée dans des modèles de souris génétiquement modifiés.
Bénéfices attendus
Le projet porte sur la compréhension du remodelage atrial dans le contexte de l'obésité et sur la modulation de molécule cible. Cette étude permettra de développer une thérapie ciblée en vue d'une meilleure prise en charge des patients. En effet, le but de se projet est de pouvoir cibler des biomarqueurs précoce afin de ralentir le dévelopement de la maladie et de prévenir la fibrillation atriale.
Procédures
Une partie des animaux subiront une chirurgie d’ablation de la rate (1 fois, 10-15 minutes par animal) effectuée sous anesthésie générale et avec une prise en charge analgésique pré et post-opératoire. Les animaux seront ensuite placés sous régime enrichie en graisse pendant 4 mois. Après 1 semaine de régime, les animaux seront soumis à un prélèvement sanguin chaque semaine sur animal vigile (1 fois par semaine, quelques secondes par animal). Après 2 mois (8 semaines) et 4 mois (16 semaines) de régime, 2 tests métaboliques seront réalisés afin d’évaluer les syndromes métaboliques (2 tests, 2 fois à 2 mois et 4 mois, espacés de 5 jours, durée 2h par test). Ces tests consistent à administrer une molécule (1 fois, quelques secondes sur animal vigile) et à prélever une goutte de sang 8 fois sur une période de 2 heures pour tester l'évolution de la glycémie (8 fois, quelques secondes sur animal vigile). Des échocardiographies cardiaques seront effectuées sous anesthésie générale (2 fois à 2 mois d’intervalle, 15 minutes par animal) suivi 5 jours après d’un électrocardiogramme effectuées sous anesthésie générale et analgésie (2 fois à 2 mois d’intervalle, moins de 5 minutes par animal). Une seconde partie des animaux seront préalablement placés sous régime riche enrichie en graisse pendant 2 mois. Après 4 semaines de régime, ils subiront une chirurgie d'insertion sous-cutanée d'une pompe osmotique à délivrance contrôlée de molécules (1 fois, 5 minutes par animal). La réalisation est effectuée sous anesthésie générale et avec une prise en charge analgésique pré et post-opératoire. Après 1 mois (4 semaines) de régime, 2 tests seront réalisés afin d’évaluer syndromes métaboliques (2 tests, 1 fois à 1 mois, espacés de 5 jours, durée 2h par test). Ces tests consistent à administrer une molécule (1 fois, quelques secondes sur animal vigile) et à prélever une goutte de sang 8 fois sur une période de 2 heures pour tester l'évolution de la glycémie (8 fois, quelques secondes sur animal vigile). Des échocardiographies cardiaques seront effectuées sous anesthésie générale (1 fois après 2 mois de régime, 15 minutes par animal) suivi 5 jours après d’un électrocardiogramme effectuées sous anesthésie générale et analgésie (1 fois après 2 mois de régime, 3 mintues par animal). A la fin de chaque période de maintien, les animaux subiront un dernier prélèvement sanguin sous anesthésie avant l’euthanasie par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les injections et les prélèvements sanguins pourront induire une douleur aux animaux. Les régimes alimentaires spéciaux pourront entrainer une prise de poids ou une perte de poids pouvant modifier la mobilité et le comportement des animaux. Les tests métaboliques sont une nuisance associée à la sensation de faim liée à la mise à jeun, le stress et la douleur de courte durée lors des administrations de molécule puis celles associés aux prélèvements sanguins de faible volume et un risque de saignement. Le régime gras peut engendrer des démangeaisons cutanées. Le gavage par canule apporte un stress à l'animal notamment par la contention au niveau de la nuque et peut également irrité la cavité buccale/œsophage de l’animal. La chirurgie peut conduire à des risques anesthésiques (détresse respiratoire, hypothermie, arrêt cardio-respiratoire). Elle engendre aussi des difficultés de déplacements et une fragiltié à s'alimenter et peut engendrer une douleur post opératoire. Les manipulations des animaux pourront induire un stress. Des animaux à phénotype dommageable (immunodéficience) seront utilisés.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de chaque procédure, par une méthode réglementaire sous anesthésie générale par une personne expérimentée, afin de permettre la récupération des tissus nécessaires aux analyses scientifiques. Cette étape est indispensable pour atteindre les objectifs du projet. Les prélèvements post-mortem permettent de réaliser des analyses de type histologique, immunologique, transcriptomique ou moléculaire, qui ne peuvent pas être effectuées sur des animaux vivants sans entraîner une souffrance importante ou des biais expérimentaux. L’euthanasie est donc justifiée scientifiquement et a été retenue comme la seule solution éthique permettant d’obtenir des résultats fiables tout en respectant le bien-être animal.
Remplacement
Des lignées de cellules de macrophages sont étudiées in vitro. Néanmoins le statut métabolique et le phénotype des macrophages sont un biais dans la véracité des résultats. D'autre part, l'étude porte essentiellement sur un dialogue inter-organe influencant le phénotype des cellules et l'environnement du tissu. Ainsi, un organisme vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans le développement de la cardiomyopathie atriale (CMA) et est indispensable dans la mise en oeuvre de ce projet. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité du système immunitaire et son impact dans l'organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu dans le développement cardiaque.
Réduction
1000 animaux seront utilisés. Le nombre d'animaux pour notre étude est calculé statistiquement afin d'obtenir des résultats fiables. Le nombre d'animaux est aussi calculé suite à des études antérieures. Les paramètres échocardiographie et d'obésité seront étudiés sur les mêmes lots d'animaux afin de réduire le nombre d'animaux.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Les anesthésies utilisés sont adaptés selon la procédure. Lors de la procédure de chirurgie, les animaux sont placés sus un tapis chauffant pour maintenir la température corporelle. Les analgésiques sont utilisés par injection. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (5 animaux maximum par cage) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Les animaux sont mis en présense de jouet de raffinement (tunel, maisonnette). Leur cage est enrichi avec des objects réglementaires d'enrichissements, des batonnets. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement sur les critères de prise de poids et de l'état de la cicatrice post-chirurgie. Les points limites seront définis pour ce projet.
Choix des espèces
La souris est l’animal le plus approprié pour nos études car elles sont vulnérables à la fibrillation atriale (FA) et susceptibles de développer la cardiomyopathie atriale (CMA). C’est le seul modèle dans lequel ont été générées les lignées déficientes pour l’expression des gènes que nous souhaitons étudier. La souris permet de garantir l’homogénéité des résultats et la possibilité de surveiller le développement des complications cardiaques dans un espace de temps raisonnable. La souris est l'espèce pour laquelle la technologie de transgénèse est la plus fiable et la mieux établie. Souris adultes de 8 semaines à 12 semaines d’âge. Ce stade de développement corrobore avec le début de l’âge adulte, un stade qui correspond au début du développement des maladies cardiovasculaires chez l’homme.
Nouveaux modèles transgéniques murins pour étudier les cardiomyopathies et neuropathies associées à des déficiences génétiques mitochondriales
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Un lot de souris est laissé vivre jusqu'à l'âge létal, pour caler la chronologie entre le remodelage moléculaire et l'apparition des phénotypes délétères. 917 souris vont être utilisées au total, toutes tuées à l'issue, dont 872 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent sous anesthésie une injection de particules virales dans le sinus rétro-orbitaire, une injection sous-cutanée, une injection intrapéritonéale, et pour une partie d'entre elles un prélèvement de 200 microlitres de sang par incision de la queue juste avant la mise à mort, afin d'élucider le rôle des mitofusines dans les cellules cardiaques et nerveuses. Le porteur justifie le choix de la souris par la présence des mitofusines chez les seuls mammifères et par la possibilité de constituer de grands lots expérimentaux, et juge ce recours "indispensable" à la compréhension du rôle des mitochondries dans l'insuffisance cardiaque.
Objectifs
Les mitochondries sont les centrales énergétiques de nos cellules car elles consomment l’oxygène afin de produire l’énergie chimique nécessaire au fonctionnement cellulaire. Les mitochondries possèdent leur propre génome essentiel qui est essentiel à la production d’énergie. Du fait de leur rôle clé pour l’apport d’énergie, les mitochondries possèdent une machinerie enzymatique complexe contrôlant leur positionnement, leur mobilité et leur morphologie au sein des cellules. Bien qu’exprimées dans l’ensemble de nos cellules, les pertes de fonction des protéines médiant la fusion et la dynamique des mitochondries (comme les mitofusines) aboutissent à des altérations tissues spécifiques telles que l’atrophie optique ou des neuropathies périphériques telles que la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 2A (CMT2A). La CMT2A est une neuropathie héréditaire sensitivomotrice génétiquement associée à des mutations invalidant la fonction de la protéine mitofusine 2. L’absence de compréhension des mécanismes pathogènes impliqués dans les maladies neurodégénératives associés à la dynamique mitochondriale explique en grande partie les difficultés diagnostiques mais aussi l’absence de traitement pour ces pathologies invalidantes. Les travaux du laboratoire ont récemment mis en évidence que la perte de fonction de mitofusine 2 entrainait une perte du génome mitochondrial causant une crise énergétique cellulaire. La découverte de ce nouveau mécanisme pathogène pourrait ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour le traitement des maladies neurodégénératives associées aux enzymes de la dynamique mitochondriale. Pour autant, bien qu’ayant démontré la validité des modèles transgéniques murins dans l’étude des mécanismes pathogènes des défauts des mitofusines, nos études étaient jusqu’alors concentrées sur des modèles animaux n’atteignant l’âge adulte et donc une maturation du métabolisme cellulaire comparable à celui de l’homme. Ainsi, cette saisine vise à encadrer la validation et l’établissement de nouvelles stratégies permettant de générer des modèles transgéniques chez la souris adulte visant à (i) élucider les différentes fonctions des mitofusines dans les cellules cardiaques et (ii) élucider les mécanismes pathogènes des neuropathies associées à mitofusine 2 à travers une étude se focalisant spécifiquement sur la physiologie des neurones.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de comprendre comment la dysfonction de la fusion mitochondriale peut perturber à la fois le mécanisme gérant la réplication de l’ADN mitochondrial et le métabolisme énergétique. Nos travaux s’inscrivent dans le contexte clinique de la neurodégénérescence périphérique et des cardiomyopathies. Les modèles transgéniques seront générés grâce à l’utilisation de particules virales de dernières générations ciblant spécifiquement soit les neurones soit les cellules cardiaques et deviendront à la suite du projet disponible pour les communautés scientifiques et cliniques. Les nouveaux mécanismes moléculaires découverts dans ce projet seront en partie transposables aux cellules humaines dysfonctionnelles secondairement à l’altération de la dynamique mitochondriale. De plus, nous utiliserons un système de particules virales équivalent à celui utilisé dans le contexte de la thérapie génique chez l’homme. Nous espérons faire avancer les connaissances sur les mécanismes biologiques fondamentaux responsables du développement des symptômes de la CMT2A. Notre objectif à long terme est de participer au développement d’une stratégie thérapeutique pour les patients diagnostiqués avec cette neuropathie périphérique qui à ce jour reste incurable. Nos travaux amèneront également un nouveau regard sur l’impact de la déficience du génome mitochondrial sur l’homéostasie métabolique et énergétique cardiaque avec des applications potentielles dans le domaine de l’insuffisance cardiaque.
Procédures
L'injection dans le sinus rétro-orbitaire des particules virales sera réalisée sous anesthésie générale et analgésie locale. Elle prendra en moyenne 3 minutes de l'induction jusqu'au réveil. Les souris recevront une injection sous-cutanée d'anticoagulant puis une injection intrapéritonéale d'un anesthésiant et analgésiant. Le prélèvement sanguin (200µL), réalisé sur une partie seulement des animaux inclus dans le projet, sera effectué sur animal anesthésie et analgésié suite à l’incision au niveau de la queue juste avant la mise à mort.
Impact sur les animaux
Élevage et suivi des lignées présentant un phénotype délétère : Ces animaux seront surveillés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie avec feuille d’observation pour suivre la santé et le bien-être. Notamment, la motivation des souris pour (i) s’alimenter, (ii) explorer la cage, et (iii) interagir avec ses congénères seront surveillés. La réduction et/ou l’absence de toilettage seront également surveillés. La feuille d’observation permettra donc de suivre la santé et le bien-être des animaux à travers l’aspect extérieur (activité dans la cage, isolement de l’animale, posture normale ou voutée, aspect du pelage, respiration) et le poids des animaux. Un lot de souris sera suivi jusqu’à l’âge létal afin de définir la temporalité du remodelage moléculaire par rapport au développement des phénotypes délétères. L’atteinte d’un point limite sera communiqué par téléphone et par mail à l’expérimentateur qui prendra alors la décision de l’euthanasie, par dislocation cervicale ou asphyxie au dioxyde de carbone. Procédures expérimentales sur animale vivant : Ces procédures seront strictement restreintes à (i) l’injection dans le sinus rétro-orbitaire des particules virales adéno-associées. La procédure d’injection d’une durée totale de 3 min sera réalisées sous-anesthésie générale et secondairement à l’application d’une analgésie locale au niveau du site d’injection.
Devenir
Tous les animaux seront sacrifiés à l'issue de l'ensemble des procédures expérimentales.
Remplacement
Le premier objectif de ce projet est d’affiner notre compréhension des mécanismes biologiques responsables du développement de la neuropathie périphérique de Charcot-Marie-Tooth de type 2A (CMT2A). Le deuxième objectif vise à évaluer les conséquences d’une altération de la réplication du génome mitochondrial sur le fonctionnement et le métabolisme cardiaque. L’incidence fonctionnelle sur le myocarde sera étudiée à travers les modèles transgéniques cardiaques et les mécanismes pathogènes de la CMT2A seront étudiés grâce aux modèles transgéniques neurones spécifiques. Nos analyses requièrent l’utilisation de modèles animaux, qui expriment les protéines mitofusines 1 et 2. Notre projet comprend également la mise en place de nouveaux modèles cellulaires dans lesquels l'invalidation des mitofusines sera induite pendant la culture des cellules et non chez les animaux. Cette stratégie permettra l’établissement d'un modèle d'étude robuste, du point de vue des interprétations scientifiques, assurant ainsi la mise en place d’une stratégie de remplacement solide pour les futurs projets du laboratoire. En effet, la congélation d’ampoules de cellules permettra de réaliser de nombreuses expérimentations visant à caractériser les fonctions des protéines mitofusines sur de nombreux aspects sans avoir à sacrifier de nouvelles souris.
Réduction
La première phase du projet vise à étudier in vitro, sur un nouveau modèle cellulaire inductible, les effets de la perte des mitofusines ou de TFAM (une protéine indispensable pour la réplication de l’ADN mitochondrial) sur le métabolisme énergétique cellulaire. La validation de cette approche réduira de manière significative le nombre de souris nécessaire pour caractériser les effets de l’invalidation des mitofusines ou de TFAM. Les résultats générés par cette première approche guideront en partie le choix des paramètres biologiques à étudier sur animaux et permettra donc d’optimiser le nombre d’animaux à utiliser pour tester la solidité des hypothèses scientifiques du projet de recherche.
Raffinement
Tous les animaux sont utilisés soit pour l’expérimentation soit pour le renouvellement de géniteurs. Nos conditions d'élevage permettent aux phénotypes dommageables de ne pas s’exprimer : cages ventilées, change sous hotte à la pince, litière, eau et aliments stérilisés. Les enrichissements sont variés et adaptés au type d'animaux dans la cage. L’induction des KO via l’injection des AAVs s’exprimera de manière tissue spécifique limitant ainsi la sévérité et le nombre de phénotypes délétères. L’injection des AAVs dans le sinus rétro-orbitaire sera réalisée sous anesthésie en présence d’une analgésie. Les souris gestantes portant les embryons exprimant les KO inductibles ubiquitaires seront utilisées pour la mise en place d’un nouveau modèle de fibroblaste embryonnaire portant le KO d’intérêt qui sera induit in vitro uniquement. Dans notre projet une partie des animaux vivants subiront une injection dans le sinus rétro-orbitaire (réalisée sous anesthésie, durée procédure 3min), une injection sous-cutanée et une injection intrapéritonéale. Les animaux seront surveillés et en accord avec l’application de points limites stricts et spécifiques du projet.
Choix des espèces
La souris reste le modèle expérimental de référence pour la mise en place des modifications génétiques permettant l’étude de mécanismes biologiques impliqués dans le développement de maladies humaines. Notre projet vise à mieux comprendre les différentes fonctions des mitofusines, comme la mitofusine 2, dont le dysfonctionnement est responsable du développement de la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 2A. Les protéines mitofusines sont uniquement présentes chez les mammifères empêchant ainsi l’utilisation d’organismes modèles unicellulaire (bactéries, levures) ou d'invertébrés. De nombreuses études réalisées par différents laboratoires indépendants ont précédemment établit que le modèle souris transgénique est un modèle valide pour l’étude des maladies neurodégénératives. Le modèle souris permet la production de lots expérimentaux de taille importante offrant une flexibilité au projet de recherche mais également la possibilité de reproduire de nombreuses fois les expérimentations afin d’en évaluer la solidité du point de vue statistique. Finalement, la proximité des mécanismes physiologiques entre la souris et l’homme donne la possibilité de transférer une partie des connaissances développées vers le lit du patient. Notre projet, utilisant des souris adultes (8 semaines), permettra de faire un premier pas vers la clinique en étudiant les mécanismes biologiques de la maladie de Charcot-Marie-Tooth de type 2A dans un modèle murin adulte. Pour les mêmes raisons l'utilisation du modèle souris s'avère indispensable à la compréhension du rôle des mitochondries dans le développement de l’insuffisance cardiaque.
Remodelage du système de Purkinje dans les arythmies ventriculaires chez la souris (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Des femelles gestantes reçoivent par voie orale une molécule qui déclenche une cardiomyopathie chez leur descendance, au risque de provoquer la mise bas ou une fausse route. 654 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les souriceaux sont injectés au deuxième jour, tatoués à dix jours, biopsiés de la queue pour génotypage, puis anesthésiés pour un électrocardiogramme, une stimulation cardiaque et une IRM, l'induction d'arythmies pouvant provoquer une fibrillation ventriculaire et la mort de certains animaux. Sur la réduction, le porteur écrit que les animaux subiront "le maximum de procédures possibles" afin d'obtenir le maximum de données sur un minimum d'individus.
Objectifs
Ce projet se déroule sur 2 établissements EU1 et EU2. La mort subite cardiaque due aux arythmies cardiaques représentent jusqu’à 85 % des cas de mortalité chez des patients atteints d’infarctus ou de maladies cardiaques (cardiomyopathies). Ces arythmies sont souvent déclenchées par des cellules cardiaques spécialisées appelés fibres de Purkinje. Ces fibres forment un réseau de conduction électrique rapide assurant la contraction coordonnée du cœur afin de pomper efficacement le sang. Bien que ces fibres ne représentent qu’une infime partie du cœur (2% de la masse du cœur), plusieurs études suggèrent que des dysfonctionnements au niveau de ces fibres jouent un rôle important dans les arythmies cardiaques et la mort subite chez l’Homme. L’objectif principal de ce projet est d’élucider comment ces dysfonctionnements peuvent provoquer des arythmies cardiaques. Notre hypothèse est que des perturbations de la structure ou de la fonction des fibres de Purkinje dans certaines formes de maladies cardiaques (cardiomyopathies) représentent un facteur de risque élevé de mort subite. Pour cela nous allons étudier la structure et l’activité électrique de fibres de Purkinje des modèles de cardiomyopathies chez la souris. Parmi les modèles de cardiomyopathies, nous travaillerons sur des souris modifiés génétiquement avec une dysfonction des fibres de Purkinje, identifiés chez des patients atteints de malformations cardiaques ou de cardiomyopathies très souvent associées à des arythmies.
Bénéfices attendus
La survenue de mort subite est très souvent liée à une arythmie ventriculaire imprévisible qui dans sa grande majorité provient d’un défaut du réseau de Purkinje. Malheureusement ce réseau ne représente qu’une infime partie du cœur et son étude chez l’Homme est limitée à des mesures invasives et indirectes. L’utilisation de souris transgéniques, chez lesquelles ce réseau est facilement identifiable, est un atout majeur pour comprendre l’origine des arythmies ventriculaires. Ce projet devrait nous permettre d’identifier des facteurs de prédisposition aux arythmies ventriculaires dans plusieurs modèles de cardiomyopathies.
Procédures
La première intervention consiste au traitement des souris gestantes, juste avant la naissance et par voie orale avec une molécule qui induit les cardiomyopathies chez la descendance (durée : moins d’une minute). La descendance issue de ces mères gestantes recevra une injection du même traitement au 2ème jour après la naissance (durée : moins d’une minute), une identification par tatouage digital à 10 jours (durée : moins d’une minute), une biopsie de la queue pour le génotypage (identification de la variation génétique) (durée : moins d’une minute). Ces interventions auront lieu dans l’établissement EU1/2 Ces animaux seront sous anesthésie générale, et leur activité électrique sera analysée au niveau du cœur entier par électrocardiogramme (ECG), au niveau tissulaire par stimulation cardiaque, et au niveau structurel par IRM. Ces interventions auront lieu dans l’établissement EU2/2.
Impact sur les animaux
Les animaux présentant les points limites suivants seront euthanasiés par dislocation cervicale : L’administration par voie orale du tamoxifène peut provoquer un stress à l’animal et provoquer la mise-bas des femelles gestantes. De plus, au moment du traitement par voie orale, le tamoxifène peut également suivre une fausse route. Chez les nouveau-nés, l’injection de tamoxifène peut provoquer un retard de croissance. L’anesthésie générale peut entraîner des difficultés respiratoires se manifestant par des spasmes abdominaux et ne devraient pas engendrer de nuisances ou d’effets indésirables particuliers sur les souris. L’induction d’arythmies ventriculaires par la stimulation cardiaque pourrait entrainer des effets indésirables sévères (fibrillation ventriculaire, tachycardie ventriculaire) et même conduire au décès de certains animaux.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet seront euthanasié suite à la fin de fertilité ou bien afin d’effectuer des analyses ex vivo.
Remplacement
Pour le moment, les études sur cellules, organes artificielles ou par modélisation informatique ne peuvent pas remplacer l’organisme entier en raison de la structure et fonction complexe des fibres de Purkinje. Cependant, les résultats obtenus pourront enrichir de futurs modèles mathématiques des fibres pour la réalisation de simulation virtuelle de la fonction cardiaque et des arythmies.
Réduction
Les animaux subiront le maximum de procédures possibles (sous anesthésie générale) afin d’obtenir le maximum de données sur un minimum de d’animaux. Dès que les résultats auront une puissance statistique minimale pour être exploités, la production de souris sera arrêtée.
Raffinement
Les mesures de raffinement sont mises en place à toutes les étapes du projet, notamment au cours de l’hébergement (cage collective, litière et enrichissement adaptés) et seront manipulés par des personnes compétentes et formées. L’état des animaux sera contrôlé quotidiennement afin d’éviter toute souffrance. Les animaux seront anesthésiés quand nécessaire et des points limites sont déterminés afin d’utiliser une méthode analgésique ou bien d’interrompre le protocole en cas d’apparition de signes de détresse.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris comme modèle pour plusieurs raisons : -animal de petite taille, facile à héberger et à contentionner -modèle idéal pour la création de lignée : temps de gestation court (19 à 21 jours), -6 à 15 souriceaux par portée -modèle très utilisé pour mimer les maladies humaines de par les 99 pourcents d'homologies entre son génome et le génome humain - modèle très bien maitrisé en termes de manipulation génétique. Les stades de développement utilisés dans ce projet sont les suivants : -Souris adultes : des souris génitrices qui permettront le maintien de la lignée de souris transgéniques (à partir 6-8 semaines jusqu’à 24 semaines) et la descendance à partir du 3ème jour jusqu’à 6 semaines.
Evaluation par imageries non invasives d’un traitement innovant d’une cardiomyopathie de Takotsubo chez le rat
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Jusqu'à seize anesthésies générales d'une heure trente par animal sur six mois, et jusqu'à huit injections d'agent de contraste : 576 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour prélever des tissus. Le syndrome de Takotsubo leur est provoqué par une injection d'hormone de stress dans le péritoine, qui déclenche selon le porteur un stress important pendant environ une heure et peut évoluer vers une insuffisance cardiaque, une perte de poids et un affaiblissement. L'imagerie doit servir à évaluer un médicament candidat contre cette atteinte cardiaque, faute de traitement validé chez les patients. Le rat Wistar a été retenu parce que les appareils d'imagerie sont adaptés à sa taille et pour comparer les résultats aux études de scintigraphie déjà publiées.
Objectifs
Le syndrome de Takotsubo est une pathologie cardiaque causée par un stress physique ou émotionnel, qui déforme temporairement le ventricule gauche. Bien que les symptômes ressemblent à ceux des infarctus du myocarde, il n'y a pas d'obstruction des artères du coeur, et les signes cliniques sont réversibles. À long terme, cependant, ce syndrome évolue vers de l'insuffisance cardiaque et présente un taux de mortalité comparable à celui d'un infarctus. Les mécanismes et traitements de cette pathologie sont encore mal connus, et il n'existe pas de consensus sur le traitement thérapeutique. Cette étude vise à évaluer à l'aide de techniques d'imagerie médicale non invasives les effets d'un nouveau médicament pour traiter le Takotsubo dans un modèle de rat.
Bénéfices attendus
À l'heure actuelle, il n'existe pas de traitement spécifique validé pour le syndrome de Takotsubo, mis à part les soins de support, malgré une mortalité non négligeable. La recherche de nouvelles options thérapeutiques pourrait combler cette lacune, offrir des solutions plus ciblées, et améliorer la qualité de vie des patients souffrant des suites de ce syndrome.
Procédures
Les animaux seront soumis à une injection intrapéritonéale sous anesthésie (
Impact sur les animaux
Tous les rats de cette étude seront soumis à une injection intrapéritonéale d'hormone de stress pour induire le modèle ce qui provoque une douleur faible de courte durée au point d'injection. L'hormone de stress provoque un stress important durant environ une heure. Par la suite, à plus long terme, une insuffisance cardiaque peut être induite et entrainer des effets indésirables comme par exemple une perte de poids et un affaiblissement de l’animal. Au cours des injections intraveineuses et intrapéritonéales, les animaux peuvent ressentir du stress et de l’inconfort lors de la manipulation (nuisance courte et de faible intensité) et une douleur faible et de courte durée lors de l’injection. Un stress léger et de courte durée peut également être généré lors des examens d'imagerie, qui nécessitent manipulation et anesthésie.
Devenir
A l'issue de ce projet, tous les animaux seront mis à mort afin d’obtenir des échantillons de tissus qui seront utilisés pour des analyses ex vivo nécessaires au projet.
Remplacement
Il n’existe pas aujourd’hui de modèle alternatif pour évaluer des thérapies pour le syndrome de Takotsubo. Cette pathologie cardiaque liée au stress est un processus physiologique global faisant interagir différents organes et différents types cellulaires au sein des organes. De plus, les méthodes de diagnostique et suivi thérapeutique testées dans ce projet sont des méthodes d'imagerie médicale qui ont vocation à être appliquées ensuite chez l'homme. Ce projet ne peut donc pas être réalisé in vitro.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire a été évalué à l'aide d'un logiciel d'aide à l'expérimentation animale, proposant un outil de calcul statistique. Les groupes ont été établis de façon à ce que les résultats obtenus soient suffisants pour aboutir à des conclusions statistiquement significatives. Le nombre d'animaux obtenu est cohérent avec nos expériences précédentes de protocoles d'imagerie lors desquels nous avons pu obtenir des résultats cohérents et reproductibles. Les données générées seront ensuite analysées à l'aide de tests statistiques appropriés.
Raffinement
Le suivi quotidien des animaux par un personnel qualifié (zootechniciens et expérimentateurs) avec une surveillance accrue post induction du Takotsubo. La mise en place de points limites adaptés permettra d’identifier et de limiter toute souffrance et douleur, d’abord par l’injection d’antalgiques dans la mesure du possible pour ne pas interférer avec l’expérience en cours et par une mise à mort anticipée selon les méthodes réglementaires, dans le cas d’atteinte de plusieurs points limites. Les méthodes d'imagerie que nous utiliserons dans ce projet sont non invasives et non douloureuses. Elles nécessitent l'anesthésie des animaux afin qu'ils restent immobiles pendant l'examen. Le bien-être animal passera également par de bonnes conditions d'hébergement selon la réglementation en vigueur (animaux hébergés à deux par cage, dans la limite réglementaire) avec un enrichissement du milieu.
Choix des espèces
Le modèle animal choisi est le rat qui est le modèle le plus utilisé pour les études de cardiomyopathies. Les intruments d’imagerie sont adaptées pour la taille des rats. De plus le modèle rat est le modèle le plus répandu pour étudier ce syndrome d’après la littérature. Le rat Wistar a été choisi pour la comparaison avec les études en scintigraphie de la littérature. Adultes de 12 semaines car c’est l’âge adulte auquel les animaux auront atteint la maturité, nous permettant ainsi de s’affranchir des problèmes liés à l’âge. De plus, cet âge est retrouvé dans la littérature, ce qui nous permettra de confronter nos résultats.