Recherche fondamentale

Maintenir en animalerie la production d'une lignée de souris immunodéficientes, disponible pour d'autres projets : 545 souris NOD SCID vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Aucun acte expérimental ne leur est infligé, la souffrance vient du phénotype lui-même. Leur système immunitaire génétiquement affaibli les rend vulnérables aux infections, elles peuvent développer un lymphome spontané qui limite leur vie à huit mois environ, un diabète chez certaines femelles, une perte progressive d'audition dès trois mois et des difficultés de cicatrisation. Une partie sera tuée dès qu'un point limite est atteint, les autres gardées vivantes pour la reproduction de la lignée ou versées à un projet déjà autorisé.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de maintenir la production d'une lignée immunodéficiente en animalerie avec un statut sanitaire stricte

Bénéfices attendus

Les animaux utilisés dans ce projet possèdent une particularité importante : ils ne réagissent pas contre certaines cellules étrangères qu’on leur greffe. Cela permet d’introduire des cellules provenant d’un autre animal, ou même de l’humain, sans provoquer de rejet. Cette caractéristique est essentielle pour pouvoir étudier dans de bonnes conditions le devenir de ces cellules dans le corps. Les animaux seront gardés en vie pendant une période limitée, jusqu’à un maximum de 5 mois, car au-delà, ils peuvent développer une maladie naturelle à leur état fragile. Cette précaution est prise pour garantir leur bien-être, aussi bien pour les souris utilisées à des fins de reproduction que pour celles destinées à d’autres projets expérimentaux. Ce projet permettra de maintenir cette lignée fragile dans notre animalerie, afin qu’elle soit disponible pour des recherches futures, dans un autre cadre déjà autorisé.

Procédures

Les animaux ne subiront aucune intervention directe autre que celle liée à leur phénotype particulier. En effet, cette lignée est porteuse d’un phénotype dommageable, ce qui signifie qu’elle peut développer, avec l’âge, des troubles graves comme un lymphome thymique spontané. Pour éviter cela, les animaux sont utilisés sur une période 6 mois, avant l’apparition de ces signes, et suivis cliniquement chaque jour.

Impact sur les animaux

Les animaux utilisés dans ce projet sont très fragiles. Leur système de défense est génétiquement affaibli, ce qui les rend très vulnérables aux infections. Ils peuvent aussi développer spontanément une forme de cancer du système lymphatique (lymphome) à partir d’un certain âge, ce qui limite leur durée de vie à environ 8 mois. Chez certaines femelles, du diabète peut aussi survenir, ce qui peut réduire leur capacité à se reproduire. Certaines souris peuvent développer un faible niveau de cellules immunitaires fonctionnelles, ce qui peut affecter les résultats des études si cela n’est pas surveillé. Enfin, une perte progressive de l’audition dès l’âge de 3 mois, ainsi que des difficultés de cicatrisation en cas de blessure peuvent survenir. Toutes ces fragilités sont bien identifiées et seront surveillées de près.

Devenir

Certains animaux seront mis à mort lorsqu’un point limite est attaint, afin d’éviter toute dégradation de leur état de santé. D’autres animaux seront gardés en vie, soit pour être utilisés dans un projet expérimental déjà autorisé ainsi que pour assurer la reproduction et le maintien de la lignée dans l’animalerie. Ces décisions seront prises en fonction de l’état des animaux, de leur âge, et des objectifs de suivi dans les projets associés.

Remplacement

La lignée immunodéficiente est indispensable dans ce projet car aucun autre modèle murin ni aucune méthode in vitro ne permet de reproduire ses propriétés immunologiques. Ces souris sont dépourvues de lymphocytes T et B fonctionnels, ce qui rend possible la greffe stable de cellules allogéniques ou xénogéniques (notamment humaines) sans rejet. Cette tolérance est une nous permettant l’étude des effets neurofonctionnels à moyen terme de cellules greffées dans notre région cérébrale d’intérêt. Le recours à un système in vitro ou à un autre modèle murin immunocompétent exigerait une immunosuppression pharmacologique, ce qui pourrait interférer avec les résultats que nous obtiendrons en affectant les fonctions neuronales, gliales et vasculaires. De plus, aucun modèle computationnel ou organoïde ne permettrait d’évaluer de manière fiable l’impact des cellules greffées sur l’organisme in vivo. Ainsi, la lignée immunodéficiente ne peut être remplacée dans ce projet, car elle est la seule à permettre une analyse intégrée, physiologiquement pertinente et immunologiquement stable des greffes cellulaires dans le cerveau vivant.

Réduction

La production est strictement adaptée aux besoins expérimentaux et à la fragilité de la lignée. Seuls les animaux nécessaires sont élevés, avec une planification par petites cohortes. Le nombre de reproducteurs est limité, et renouvelé régulièrement en raison de la courte durée de vie reproductive des femelles. Cette organisation permet d’éviter toute surproduction tout en assurant une disponibilité continue des animaux pour les projets autorisés.

Raffinement

Bien que le phénotype dommageable associé à cette lignée ne s’exprime pas durant la période expérimentale prévue, des mesures spécifiques de raffinement sont mises en œuvre pour anticiper toute expression subclinique et garantir le bien-être des animaux. Les souris sont hébergées en conditions barrière, dans des portoirs individuellement ventilés, sous un tatut sanitaire strict, afin de minimiser l’exposition à tout agent pathogène. Leur environnement est enrichi avec des matériaux de nidification, des cachettes et des objets à ronger, afin de réduire le stress chronique, facteur aggravant dans les lignées immunodéficientes. La densité d’animaux par cage est limitée : pour la reproduction, un maximum de deux femelles avec leur portée est autorisé. Ces conditions strictes sont indispensables pour garantir la survie, le bien-être et la validité scientifique des données obtenues chez ces animaux vulnérables. Une surveillance clinique quotidienne est effectuée, intégrant des grilles d’observation standardisées portant sur l’état du pelage, la respiration, le comportement spontané et le poids corporel. Des points limites sont définis a priori. Une euthanasie immédiate sans attendre de dégradation supplémentaire sera envisagée une fois un point limite atteint.

Choix des espèces

Les souris sont des animaux de petite taille, à développement rapide, modifiables génétiquement et qui montrent de grandes similarités en termes de mécanismes moléculaires et cellulaires avec l'homme. Pour notre projet, l'utilisation d'un modèle murin est la seule approche permettant d’observer directement une corrélation entre les cellules qui nous intéresse et sa fonctionnalité. La souris est également est un modèle animal qui permet de disposer de lignées immunodéprimées, indispensables pour les séries d’expérimentation qui vont être effectuées. Celles-ci sont décrites dans une autre DAP Les souris seront mises en expérimentation après le sevrage, entre P21 et P25. La reproduction se fera entre 6 et 8 semaines d’âge, en restant attentif à l’éventuelle apparition de diabète chez les femelles, généralement observée entre 10 et 14 semaines.

Trépanés pour une chirurgie intracérébrale sous anesthésie générale, 520 rats reçoivent ensuite jusqu'à cinq injections d'un médicament activant les cellules ciblées, puis passent des enregistrements d'activité de vingt-quatre heures et un test d'anxiété en labyrinthe surélevé. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et durent de six à douze semaines après l'opération, tous les rats étant tués pour l'analyse post-mortem de leur cerveau. Il s'agit de savoir si perturber un circuit cérébral de la récompense augmente la consommation d'aliments gras et sucrés après un sevrage forcé, ce qui reproduit une rechute. Le porteur décrit une douleur de trépanation "généralement transitoire mais parfois prolongée" tout en la présentant comme "efficacement minorée", et héberge les rats seuls tout en qualifiant ce stress d'atténué par les contacts entre cages voisines.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de comprendre le rôle d’un circuit cérébral impliqué dans le contrôle de la récompense et de la motivation, dans la régulation des comportements alimentaires compulsifs et dans la rechute après un sevrage d’aliments très appétissants (riches en graisses et en sucres) chez le rat. Ces comportements reflètent des situations observées dans l’hyperphagie boulimique et l’obésité, deux troubles alimentaires fréquents où le système de récompense du cerveau est perturbé et où le risque de rechute est élevé. Dans des travaux préliminaires, nous avons montré que perturber sélectivement ce circuit entraîne une augmentation marquée de la consommation de graisses, aussi bien lors d’un accès continu à un régime gras et sucré qu’après une période de sevrage, ce qui reproduit un phénomène de rechute. Ces résultats suggèrent que ce circuit joue un rôle essentiel dans le contrôle des comportements alimentaires compulsifs et leur réapparition après une abstinence forcée, ce qui en fait une cible d’intérêt pour mieux comprendre et prévenir ces troubles chez l’Homme.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances nouvelles sur les circuits cérébraux impliqués dans la surconsommation d’aliments très appétissants et la rechute après une période de sevrage. L’étude ciblée de ce circuit, grâce à une approche pharmacogénétique (c’est-à-dire une méthode permettant d’activer ou d’inhiber temporairement certaines cellules cérébrales grâce à un médicament spécifique), permettra de préciser son rôle dans la modulation des comportements alimentaires compulsifs et dans les réponses émotionnelles et motrices associées.

Procédures

Les animaux seront soumis à une chirurgie intracérébrale, réalisée sous anesthésie générale avec analgésie multimodale. Ils recevront ensuite plusieurs injections d’une solution neutre ou d’un médicament permettant d’activer temporairement les cellules ciblées, d’une durée de quelques secondes chacune, réalisées au maximum cinq fois pendant la période expérimentale. Les animaux participeront également à des tests comportementaux : enregistrements d’activité locomotrice de 24 h (réalisés à plusieurs reprises selon la procédure) et un test d’anxiété dans le labyrinthe en croix surélevé (5 min). La durée totale de la procédure varie selon les groupes expérimentaux, entre environ douze semaines post-chirurgie pour les groupes comprenant un régime prolongé et environ six semaines post-chirurgie pour ceux comprenant une période expérimentale plus courte.

Impact sur les animaux

La principale nuisance attendue est liée à la chirurgie intracérébrale, pouvant entraîner une douleur principalement due à la trépanation osseuse, généralement transitoire mais parfois prolongée, et dont l’intensité est efficacement minorée par l’administration d’antalgiques. Un inconfort peut également survenir lors du réveil post-anesthésie. Des effets secondaires mineurs peuvent apparaître à la suite des injections répétées, tels qu’un stress léger ou un inconfort transitoire. Un stress modéré lié à la période d’hébergement individuel est également possible, bien qu’atténué par les contacts visuels, olfactifs et auditifs entre congénères.

Devenir

À la fin des procédures, les animaux seront mis à mort pour permettre l’analyse post-mortem des cerveaux.

Remplacement

Ce projet ne peut être mené à bien par l’utilisation de modèles in vitro, d’organoïdes, ou par simulation informatique et intelligence artificielle. Les comportements d’hyperphagie boulimique, le développement d’une obésité, et la rechute alimentaire sur des aliments hautement palatables reposent sur des interactions dynamiques entre circuits cérébraux et processus métaboliques, dont l’organisation et la contribution exacte restent à ce jour insuffisamment élucidées.

Réduction

Les effectifs ont été déterminés sur la base de nos données préliminaires, de la littérature et d’analyses statistiques de puissance, afin d’assurer la robustesse scientifique tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux par groupe est fixé de manière à garantir la validité des analyses comportementales et histologiques, sans utiliser plus d’animaux que nécessaire. Dans un cadre de formation, les effectifs sont volontairement restreints au minimum requis pour assurer l’apprentissage des gestes expérimentaux. Une progression expérimentale stricte sera appliquée : les étapes ultérieures ne seront pas conduites si les résultats obtenus permettent de conclure, ce qui contribuera à réduire le nombre total d’animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux bénéficieront de soins appropriés pour optimiser leur bien-être, indispensable à la validité scientifique de l’étude. Les chirurgies cérébrales seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse, associée à une analgésie complète incluant des traitements locaux et généraux pour prévenir la douleur et l’inflammation. Les pertes hydriques seront compensées par une réhydratation adaptée. Un suivi post-opératoire rapproché est mis en place : examen clinique et pesée quotidiens pendant la première semaine, puis trois fois par semaine en l’absence de complications. Les critères de suivi sont consignés dans une grille spécifique, avec application stricte de points limites prédéfinis. Une habituation progressive est réalisée durant la deuxième semaine d’acclimatation et avant les tests : manipulation quotidienne par du personnel expérimenté afin de réduire la réactivité et de faciliter les gestes expérimentaux. Les rats sont hébergés individuellement pour permettre des mesures précises, mais les cages sont disposées côte à côte pour maintenir les contacts visuels, sonores et olfactifs, et enrichies avec des éléments non nutritifs. Lors des mesures prolongées, ces conditions sont conservées. Des points limites ont été déterminés afin de soustraire les animaux à toute souffrance inutile

Choix des espèces

Le choix du rat se justifie par la continuité avec nos travaux antérieurs portant sur le rôle d’un circuit cérébral impliqué dans la régulation de la motivation et de la récompense dans l'obésité, déjà étudié dans cette espèce. Le rat constitue un modèle particulièrement pertinent pour l’analyse des comportements alimentaires pathologiques, tels que l’hyperphagie boulimique, la rechute alimentaire et l’obésité. Il possède un répertoire comportemental riche, permettant de reproduire des altérations comparables à celles observées chez l’humain. De plus, les structures cérébrales impliquées dans la régulation motivationnelle et émotionnelle présentent une forte homologie avec celles de l’homme. Ces circuits étant absents ou très simplifiés chez des organismes plus simples, le rat représente un modèle préclinique indispensable pour l’étude des mécanismes neurobiologiques des troubles alimentaires et pour l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Les rats Wistar mâles seront utilisés au stade de jeune adulte. Ils arrivent à 8 semaines et bénéficient de 2 semaines d’acclimatation, de sorte que les interventions chirurgicales sont réalisées à environ 10 semaines. Dans la procédure 1, les animaux sont suivis de 10 à environ 22 semaines, incluant les phases de récupération post-chirurgicale, d’exposition au régime palatable, de sevrage et de rechute. Dans la procédure 2, ils sont suivis de 10 à environ 15 semaines, incluant la récupération, les tests comportementaux et deux semaines de régime intermittent. Le choix de ce stade, utilisé également dans nos travaux antérieurs sur les comportements alimentaires et la modulation des circuits de la récompense, assure la comparabilité et la reproductibilité scientifique.

120 souris transgéniques vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles boivent pendant dix mois, de trois à douze mois d'âge, une eau contenant la mémantine associée à une seconde molécule, et passent trois fois deux tests de mémoire de dix minutes ainsi que trois fois un test de navigation spatiale étalé sur cinq jours. Le porteur indique isoler les souris, un stress qu'il justifie par le risque de blessures répétées voire de mort en cas d'agressivité après plusieurs mois d'hébergement en groupe. Il présente l'étude comme une preuve de concept "capitale" pour la mise sur le marché, et affirme qu'aucune méthode in vitro ne permet d'évaluer un effet sur la cognition, qui repose selon lui sur l'observation du comportement de l'animal vivant.

Objectifs

La maladie d’Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative la plus fréquente après 65 ans, et représente un enjeu majeur en santé publique en raison du vieillissement de la population, de son impact sur les patients et leurs proches, ainsi que de son coût économique considérable. Malgré des avancées thérapeutiques, les traitements actuels restent peu efficaces, rendant nécessaire le développement de nouvelles approches plus performantes. Un nouveau traitement a été conçu en associant deux substances aux propriétés complémentaires : l’une, déjà utilisée en clinique, aide à ralentir la progression de la maladie, tandis que l’autre possède des effets protecteurs sur le système nerveux. Leur combinaison a montré un effet renforcé en laboratoire, en particulier sur la mort neuronale, et l’innovation repose sur un dosage optimisé pour en maximiser les bénéfices. Pour confirmer son efficacité, des études précliniques seront menées sur un modèle animal reproduisant les caractéristiques de la maladie, afin d’évaluer son impact sur la protection des cellules nerveuses et les capacités cognitives.

Bénéfices attendus

Cette étude constituera une première validation de l’efficacité pré-clinique de ce nouveau traitement dans un modèle animal de maladie d'Alzheimer. L’étude permettra en outre d’évaluer l’étendue de l’effet observé et la présence d’un effet dose potentiel, ainsi que des effets potentiels à contrecarrer la physiopathologie de la maladie d'Alzheimer. Il s’agira d’une étude preuve de concept, capitale pour envisager le développement clinique de la molécule et aboutir in fine à la mise sur le marché de ce traitement pour l’amélioration du pronostic de la maladie.

Procédures

Tous les animaux seront exposés à deux tests de mémoire d’une durée de 10 minutes par test, trois fois pour chaque test sur toute la durée du projet. Un autre test (navigation et mémoire spatiale) nécessite plusieurs sessions de 5 minutes d’apprentissage par jour, pendant 5 jours. Ce test sera également répété 3 fois. Les traitements pharmacologiques seront administrés dans l'eau de boisson, quand les souris sont agées de 3 à 12 mois, soit pendant 10 mois. L'isolement des souris est un stress pour l'animal, mais permet d'eviter les blessures repetees voire la mort en cas d'aggressivite des souris entre elles, ce qui est tres previsible au bout de plusieurs mois d'hebergement en groupe.

Impact sur les animaux

Les tests comportementaux peuvent engendrer du stress lié à la manipulation des animaux et leur isolement ponctuel durant ces tests. Le traitement ne devrait pas entraîner d'effets secondaires notables, d'après les données existantes. À partir du 8e mois de vie, les souris transgéniques utilisées développent des caractéristiques pathologiques associées à la maladie d'Alzheimer. Cela inclut principalement la formation de plaques amyloïdes dans le cerveau, qui peuvent entraîner des troubles cognitifs et comportementaux. Ces troubles peuvent se manifester par des déficits de mémoire et des difficultés d'apprentissage.

Devenir

Afin d'etudier l'effet du traitement sur les marqueurs histopathologiques de la maladie d'Alzheimer,tous les animaux seront mis a mort a la suite de l'unique procedure du projet.

Remplacement

A ce jour, aucune méthode in vitro n’est disponible pour répondre à la problématique posée, a savoir l’efficacite d’un traitement sur la cognition qui repose sur l’observation du comportement de l’animal vivant.

Réduction

Les effectifs sont calculés et optimisés de manière à utiliser un minimum d’animaux tout en conservant une grande puissance statistique en tenant compte de la variabilité interindividuelle. Le calcul de la taille d’échantillon indique qu’un total de 60 animaux est nécessaire, soit environ 12 animaux par groupe. Afin d’assurer la représentativité biologique et d’examiner d’éventuelles différences liées au sexe, les expériences seront faites sur une cohorte de souris males, et une cohorte de souris femelles, ainsi l’effectif sera doublé avec un total de 120 animaux soit environ 24 animaux par groupe.

Raffinement

Les conditions d’élevage seront optimales au regard des normes en vigueur avec enrichissement du milieu (papier absorbant, cabanes, et/ou tubes). Les animaux sont hébergés une semaine avant l’initiation des expériences pour l’acclimatation. Des habituations à la pièce d’expérimentation d’au moins une heure sont réalisées avant les tests comportementaux pour diminuer le stress des animaux. Les expérimentateurs sont experts dans la préhension et la contention des souris, et sont soucieux d’éviter tout stress inutile lors de la réalisation des procédures. Un suivi du poids des souris et d’hydratation sera effectué de façon hebdomadaire, et une vigilance sera accrue sur la prise de boisson (pesee des biberons) pour s’assurer que le traitement ne perturbe pas la prise alimentaire et hydrique. Dans le cas peu probable ou la prise de boisson est pertubee par le traitement, un additif sucré sera ajouté à la preparation. Des points limites ont été mis en place et seront appliqués pour éviter toute souffrance inutile des animaux.

Choix des espèces

L'étude utilisera l’un des modèles de souris transgeniques les plus utilisés dans la littérature pour l’évaluation de l’efficacité de traitements pour la maladie d'Alzheimer. Il est bien connue que le phénotype associé, ainsi que les lésions cérébrales typique de celle-ci, se manifestent aux alentours de 8 mois de vie et sont encore davantage prononcés à 12 mois de vie. Les animaux adultes seront testés selon une chronologie bien decrite dans la literature pour ce modele transgénique.

3 360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour analyses histologiques et moléculaires, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles passent 28 ou 56 jours en hypoxie intermittente, des baisses répétées d'oxygène reproduisant l'apnée du sommeil, dans le bruit de la machine et avec la fatigue d'un sommeil dégradé, puis reçoivent une lésion musculaire provoquée sous anesthésie. Le bénéfice annoncé tient en une phrase, mieux comprendre comment ce manque d'oxygène perturbe le muscle chez des souris jeunes ou âgées, mâles ou femelles. Le porteur mène en parallèle des cultures de cellules souches musculaires, tout en écartant le remplacement total au motif que le in vitro ne rend pas compte des interactions dans un tissu entier, et fixe des groupes de huit à dix animaux sans dire combien de groupes composent les 3 360.

Objectifs

Le Syndrôme d’Apnées Obstructives du Sommeil (SAOS) est le trouble respiratoire du sommeil le plus courant, qui touche plus d’un milliard de personnes dans le monde. Cette maladie chronique se caractérise par des épisodes répétés de l'affaissement complet ou partiel des voies aériennes supérieures entraînant une diminution transitoire de la saturation en oxygène appelée hypoxie intermittente. Cette succession de phases hypoxiques et de réoxygénations crée un déséquilibre d’approvisionnement des organes en oxygène, responsable de nombreux effets délétères pour notre organisme tels que de l’inflammation, des anomalies vasculaires et de la mortalité cellulaire. Certains patients atteints de SAOS présentent des changements structurels et bioénergétiques dans les muscles squelettiques impliqués dans la respiration mais l’impact de l’hypoxie intermittente sur la biologie des muscles squelettiques périphériques et des cellules souches musculaires reste méconnu. Chez l’adulte, le muscle squelettique a une croissance prodigieuse et possède de grandes capacités régénératrices qui font de lui un organe très plastique. À l’origine de cette plasticité musculaire se trouve un réservoir de cellules souches, les cellules satellites nommées ainsi du fait de leur localisation en périphérie des fibres musculaires. Elles sont présentes dans toutes les masses musculaires squelettiques, où elles résident dans un état de repos jusqu’à ce que des stimuli notamment environnementaux viennent les solliciter afin de participer à l’homéostasie et à la régénération musculaire. Notre hypothèse est que l’hypoxie intermittente joue un rôle délétère sur la fonction des cellules satellites en homéostasie ou au cours de la régénération musculaire. L’objectif principal de notre projet est d’étudier l’impact de l’hypoxie intermittente sur l’homéostasie du muscle squelettique et au cours de la régénération chez la souris saine, jeune ou âgée, mâle ou femelle.

Bénéfices attendus

Ce travail offrira une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels l’hypoxie intermittente liée au SAOS perturbe l’homéostasie du muscle sain ou en régénération, chez des sujets jeunes ou âgés, mâles ou femelles.

Procédures

Les procédures invasives sur animal anesthésié sont au nombre de trois : 1. Modèle de régénération musculaire sur animal anesthésié (1 fois, durée : 10 min) 2. Mesure de la force musculaire sur animal anesthésié (1 fois, durée : 30min) 3. Prélèvement sanguin sur animal anesthésié (1 fois, durée : 2 min). Les procédures non ou peu invasives sur animal anesthésié ou vigile sont au nombre de trois : 1. Exposition à une hypoxie intermittente (28 ou 56 jours) 2. Mesure de la perfusion sanguine sur animal anesthésié (2 fois / souris, durée : 15 min) 3. Test d’agrippement sur animal vigile (2 fois, durée : 5 min)

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont principalement du stress lié à la contention et aux manipulations sur animal vigile (test d’agrippement). Les effets indésirables sont principalement ceux liés à l’exposition à l’hypoxie intermittente : à l'hypoxie au début de l'expérimentation et au bruit généré par la machine ainsi qu'une fatigue chez les souris due à une faible qualité de sommeil. Dans notre expérience, il est rare d’observer des signes de souffrance chez l’animal ayant subi une lésion musculaire passées les 24 premières heures post-lésionnelles suggérant que la période critique sera principalement celle de l’exposition des animaux à l’hypoxie intermittente.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des trois procédures afin de permettre les analyses histologiques et moléculaires nécessaires pour répondre à nos questions biologiques.

Remplacement

Afin de tester l’impact direct de l’hypoxie intermittente sur la biologie des cellules satellites, des expériences de culture cellulaire seront menées indépendamment. Pour répondre à notre question biologique, le remplacement total par de la culture cellulaire n'est pas envisageable. En effet, les modèles in vitro ne rendent pas compte de l'immense complexité des interactions physiopathologiques qui existent entre les populations cellulaires au sein d’un organisme ou d’un tissu entier. L'utilisation de modèles animaux, présentant des similitudes au niveau des systèmes de réparation du muscle squelettique humain, reste essentielle afin d’étudier les effets délétères de l'hypoxie intermittente sur le muscle squelettique. Par ailleurs, les souris âgées peuvent fournir des notions importantes sur l’impact de l’hypoxie intermittente sur le muscle squelettique dans les populations vulnérables, avec une grande pertinence pour la santé humaine.

Réduction

Nous allons réduire le nombre d'animaux par l'utilisation des méthodes non invasives (test d’agrippement) permettant de répéter les analyses sur le même animal mais aussi grâce à l'utilisation de tests statistiques appropriés (*) et au fait d’utilisation de la patte controlatérale comme contrôle sans lésion. Nos expériences dans le laboratoire ont démontré que des groupes de n=8-10 animaux par groupe expérimental sont nécessaires pour les analyses histologiques, moléculaires et fonctionnelles compte tenu de la variabilité biologique inter-individuelle dans notre modèle de régénération musculaire et de la mortalité potentielle des animaux exposés à l’hypoxie intermittente. (*)Un test de Student (également appelé test T) sera utilisé pour comparer deux groupes (effet de l’exposition à l’hypoxie intermittente versus contrôle). Pour les comparaisons multiples (effet de l’exposition à l’hypoxie intermittente en fonction du sexe et/ou de l’âge), nous utiliserons des tests ANOVA à un ou deux facteurs. Une valeur p < 0,05 sera considérée comme statistiquement significative.

Raffinement

Les animaux importés de fournisseurs agréés pour les besoins expérimentaux sont laissés en acclimatation une semaine avant toute manipulation. Pour raffiner, la souffrance des souris sera réduite en utilisant des sédatifs et analgésiques. Pour le modèle de lésion musculaire, les souris seront anesthésiées et des injections d’antidouleurs seront faites en pré- et post-opératoire afin de limiter la douleur. Les animaux seront examinés de façon quotidienne pendant les 2-3 premiers jours suivant le début de l’exposition à l’hypoxie intermittente et l’induction de la lésion musculaire afin de vérifier leur état général de santé. Tout au long de l’étude, nous suivrons la grille d’évaluation proposée tenant compte des changements du poids, de perturbation de l'apparence physique et du comportement. Tout animal auquel aura été attribué un score élevé à cette évaluation recevra des analgésiques. Tout animal auquel aura été attribué un score trop élevé sera immédiatement mis à mort. La qualité de l'élevage est améliorée en enrichissant les cages expérimentales avec des bâtons à ronger, des éléments permettant la nidification (papiers, maison en carton) ainsi qu’un accès illimité à la nourriture et à l’eau de boisson.

Choix des espèces

La souris est un modèle de choix car la physiologie du muscle squelettique est proche de celle de l’Homme. Par ailleurs, la souris a l’avantage indéniable de permettre l’utilisation des souris génétiquement modifiées. Les souris Tg :Pax7-GFP et Tg :Pax7CT2mTmG permettent l’expression ciblée de protéines fluorescentes dans les cellules satellites afin de faciliter leur analyse spatiale en histologie et/ou leur tri en cytométrie en flux pour l’analyse ultérieure de leur potentiel myogénique en culture ou de leur expression génique différentielle. Le modèle de lésion musculaire utilisé n'entraine aucune mortalité post-opératoire. Enfin, nous utiliserons des outils permettant les évaluations fonctionnelles et structurelles du muscle squelettique et des cellules satellites in vivo ainsi que ex vivo chez la souris. Nous utiliserons des animaux adultes de 4 mois. A ce stade, les muscles sont parfaitement formés et les cellules satellites résident en périphérie de la fibre musculaire à l’état de repos. Nous utiliserons également des souris âgées de 16 mois pour évaluer l’influence de l’âge un facteur de vulnérabilité majeure dans l’impact de l’hypoxie intermittente.

Des souris femelles reçoivent des lentivecteurs porteurs de mutations humaines pour développer un lymphœdème, cette accumulation de lymphe et de graisse dans un membre. 1 050 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, presque toutes des femelles parce que le lipœdème ne touche que les femmes. Elles subissent jusqu'à cinq injections quotidiennes d'affilée, une chirurgie de moins de vingt minutes et une mesure de composition corporelle, et le porteur écrit que la formation de l'œdème, la chirurgie et les injections engendrent des douleurs modérées. Une partie est transférée dans un second établissement pour y recevoir une anesthésie, une lymphographie et la mort, toutes finissant tuées pour prélèvement d'organes.

Objectifs

Le lymphœdème est une pathologie chronique résultant d’une accumulation massive de lymphe et de tissu adipeux dans un membre. Il existe deux sortes de lymphœdème : primaire et secondaire. Le lymphœdème primaire est d’origine héréditaire, lié à des mutations génétiques. Plus de 30 gènes ont été identifiés comme étant associés au lymphœdème primaire. Le lymphœdème secondaire survient à la suite d’une lésion du système lymphatique, souvent après une chirurgie, une radiothérapie ou une infection. Bien que cette maladie affecte 250 millions de patients, il n’y a à ce jour aucun traitement disponible. Notre équipe a développé une thérapie pour le traitement du lymphœdème secondaire qui passera en clinique en fin d’année. Notre objectif est maintenant d’évaluer son efficacité sur le lymphœdème primaire. Environ 30 mutations génétiques ont été identifiées comme responsables du lymphœdème primaire. Nous nous concentrerons sur les mutations les plus fréquentes. Dans un deuxième temps, nous allons étendre l’application de la thérapie au lipœdème. Le lymphœdème et le lipœdème sont des affections distinctes, mais partagent plusieurs caractéristiques cliniques communes. Tous deux se caractérisent par un gonflement persistant des membres, affectant généralement les membres inférieurs. Il est important de noter que le lipœdème ne touche que les femmes et qu’il n’existe à ce jour aucune thérapie curative. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.

Bénéfices attendus

À ce jour, il n’existe aucune thérapie curative pour le lymphœdème primaire et le lipœdème. Cette étude permettra d’évaluer la possibilité d’étendre l’application de l’Apernavec au traitement de ces pathologies. Le lymphœdème primaire étant causé par différentes mutations, évaluer l’efficacité sur plusieurs d'entre elles permettra un champ d’application de la thérapie plus large.

Procédures

Dans l’EU 1/2, les animaux seront soumis à des injections en vigile ou sous anesthésie gazeuse qui auront une durée maximale de 2 minutes chacune. Les injections vigiles pourront être ponctuelles ou sur une semaine à raison de 1 injection par jour (soit 5 jours d’injections au total), chaque injection ne durera pas plus d’une minute. Les injections sous anesthésie seront au maximum de 2 tout au long du projet pour chaque animal. Ils pourront être aussi soumis à une intervention chirurgicale d'une durée inférieure à 20 minutes sous anesthésie gazeuse. Une analyse de la composition corporelle serait faite par imagerie et aura une durée maximale de 6 minutes. Dans l’EU 2/2, les animaux recevront une injection intrapéritonéale d’anesthésie en vue d’une lymphographie ainsi que la mise à mort.

Impact sur les animaux

La formation d’œdème, la chirurgie, le minispec ainsi que les injections vont engendrer des douleurs modérées et un léger stress sur l'animal.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, certains animaux seront envoyés dans l’EU 2/2. Tous les animaux de la procédure seront mis à mort afin de prélever les organes nécessaires au projet.

Remplacement

Bien qu’il n’existe pas de modèle in vitro ou in silico reproduisant fidèlement la réponse immunitaire et tissulaire à une injection intradermique de l’Apernavec ainsi que des lentivecteurs codant pour les mutations, une phase préliminaire a été conduite sur des cultures cellulaires (kératinocytes et fibroblastes murins) pour évaluer la transduction et la cytotoxicité, limitant ainsi le recours aux animaux. Le choix s’est orienté vers l’espèce animale car il n’existe pas de modèle in vitro ou in silico reproduisant les paramètres physiologiques de la pathologie (réponse immunitaire, inflammation, formation d’œdème) nécessaires à la bonne évaluation de l’efficacité de l’Apernavec. Ces données permettront une étude plus fiable.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés dans le cadre de ce projet, nous utiliserons en grande majorité uniquement les femelles car ces pathologies touchent essentiellement les femmes. De plus, le nombre d'animaux utilises par groupe est réduit à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Le nombre de souris a été calculé par une analyse statistique rigoureuse afin de garantir la significativité des résultats tout en minimisant le nombre d’animaux utilisés. Les groupes expérimentaux sont restreints au strict nécessaire. Un lot contrôle (vecteur vide) est inclus afin d’évaluer l’effet de l’administration du vecteur indépendamment du gène muté qu’il contient. Toute mutation n'induisant pas d'effet pas d'effet pathologique ne sera pas retenue pour les tests d'efficacité de la thérapie afin de réduire le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux sont placés en pièce d'acclimatation lors de leur arrivée à la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie compétent qui vérifie leur état et place de l'enrichissement (carre de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de différents cartons de transport ne sont jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d'hébergement. Les animaux seront hébergés en cage de 4 ou 5 et seront acclimatés pendant une période de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-être de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillées quotidiennement selon les directives européennes relatives à l'hébergement des animaux de laboratoire. De plus, pour chaque procédure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffant et les conditions d’anesthésie générale avec analgésique sont réalisées pour une meilleure prise en compte de la douleur. L’injection est réalisée sous anesthésie afin de réduire la douleur. Toute souffrance anormale entraînera une euthanasie immédiate. Les techniques d’injection et de manipulation sont assurées par du personnel expérimenté afin de limiter le stress. Enfin, pour un meilleur raffinement, les souris à euthanasier seront placées dans une salle isolée du reste des souris et les manipulations post-euthanasies seront réalisées dans une troisième pièce. Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport).

Choix des espèces

Le choix de l’espèce s’est orienté vers la souris car les précédentes études menées sur l’Apernavec dans le lymphœdème secondaire ont été réalisées sur ces dernières. De plus, des lignées sur le même fond génétique précédemment établies dans l’équipe seront aussi utilisées pour les études sur le lipœdème en raison de leur pertinence scientifique. Le lymphœdème primaire et le lipœdème se caractérisent par une accumulation de tissus adipeux fibrotique dans les membres touchés. Ainsi, le modèle utilisé doit posséder un tissu adipeux suffisamment développé. Le choix s’est alors orienté vers des souris âgées de 10 à 12 semaines pour le lymphœdème primaire et de 5 à 12 semaines pour le lipœdème.