Recherche fondamentale

1 050 souris vont être utilisées, chacune recevant une injection de cellules de sarcome puis une injection quotidienne de molécules expérimentales à partir du dixième jour, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La tumeur forme une masse abdominale ou cutanée, réduit la mobilité et affaiblit l'état général jusqu'à la cachexie dans les phases avancées, sur des expériences de dix à vingt jours. Toutes sont tuées sous anesthésie pour que leurs tumeurs soient prélevées et le microenvironnement tumoral analysé. Le porteur annonce un suivi de l'état général, du poids et de la tumeur trois fois par semaine, les lundis, mercredis et vendredis, pour des animaux qu'il décrit comme pouvant s'affaiblir jusqu'à la cachexie.

Objectifs

Les sarcomes des tissus mous sont des cancers rares et agressifs chez l’adulte. Ils ont souvent un mauvais pronostic, et les traitements existants, comme la chimiothérapie, sont rarement efficaces. Des traitements qui stimulent le système immunitaire ont montré un certain potentiel, mais restent peu performants, probablement parce que nous comprenons mal l’environnement autour de la tumeur. Cet environnement contient de nombreux types de cellules. Certaines aident le corps à lutter contre la tumeur, tandis que d’autres favorisent sa croissance. On y trouve également des structures organisées de cellules immunitaires, qui semblent coordonner la défense du corps contre le cancer. Notre projet vise à identifier des gènes spécifiques dans ces cellules et structures qui pourraient favoriser l’action du système immunitaire ou, au contraire, bloquer cette défense naturelle. En testant comment ces gènes influencent la croissance tumorale et la réponse aux traitements, nous espérons découvrir de nouvelles stratégies pour renforcer la défense du corps contre le cancer. En étudiant ces mécanismes, notre projet pourrait permettre de mieux comprendre l’environnement complexe des sarcomes et d’identifier de nouvelles approches pour développer des traitements immunitaires plus efficaces et mieux ciblés.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux comprendre comment le système immunitaire interagit avec les sarcomes des tissus mous. Nous nous intéressons en particulier à la formation et au rôle de structures de cellules immunitaires qui apparaissent dans certaines tumeurs, ainsi qu’aux mécanismes qui empêchent certaines cellules du système immunitaire de combattre efficacement la tumeur. Nous chercherons à identifier des gènes qui pourraient favoriser la formation de ces structures et améliorer l’activation et le recrutement des cellules immunitaires essentielles dans la tumeur. Nous étudierons aussi comment lever les freins qui limitent la réponse immunitaire dans les zones les plus agressives de la tumeur. En combinant des analyses de la localisation des cellules dans les tissus, des modèles animaux et des traitements stimulant le système immunitaire, ce projet pourrait permettre d’identifier de nouvelles cibles pour le traitement des sarcomes et de développer des stratégies combinées pour renforcer la défense naturelle du corps et ralentir la progression tumorale. À terme, ces résultats pourraient être appliqués à d’autres cancers solides, offrant de nouvelles perspectives pour de nombreux patients.

Procédures

Le projet prévoit l’utilisation de 1 050 souris réparties en différents groupes expérimentaux. Chaque animal recevra une injection unique de cellules tumorales, selon deux voies d’administration différentes, réalisée sur animaux anesthésiés pendant environ 2 à 5 minutes. À partir du jour 10, les souris recevront quotidiennement une injection de molécules expérimentales ou d’inhibiteurs, effectuée également sur animaux anesthésiés, pour une durée estimée à environ 2 à 3 minutes par animal. Tout au long de l’expérience, les animaux seront surveillés pour le contrôle de la croissance tumorale et du poids corporel, ce qui nécessitera environ 5 minutes par souris, trois fois par semaine. La durée totale des expérimentations variera selon les groupes, de 10 à 20 jours.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances attendues concernent la croissance tumorale et les interventions expérimentales. L’injection de cellules tumorales, selon deux voies d’administration , pourra entraîner une douleur transitoire, une légère inflammation locale, puis la formation de masses tumorales responsables d’une gêne abdominale ou cutanée, d’une perte de mobilité et d’un affaiblissement progressif de l’état général, pouvant aller jusqu’à une cachexie en phase avancée. Le développement tumoral pourra également induire une diminution de l’appétit et une altération du comportement. Les traitements expérimentaux (inhibiteurs pharmacologiques, protéines recombinantes, anticorps thérapeutiques) nécessitant des injections répétées pourront provoquer une douleur ou une irritation locale, parfois une inflammation, un hématome ou une réaction systémique transitoire (perte d’appétit, amaigrissement, baisse d’activité). La contention et les manipulations régulières représentent une source de stress modéré, pouvant entraîner anxiété et réduction des comportements exploratoires, avec un risque accru lié à la répétition des actes expérimentaux. Certaines étapes requièrent une anesthésie, pouvant induire une hypothermie, une sédation prolongée ou un retard au réveil, effets généralement transitoires mais constituant un inconfort potentiel. L’euthanasie réalisée sous anesthésie n’engendre pas de souffrance.

Devenir

Les souris seront euthanasiées après anesthésie afin de minimiser toute douleur ou stress. Les tumeurs seront ensuite prélevées pour analyser le microenvironnement tumoral. Cette euthanasie est nécessaire pour permettre la récupération des tissus dans des conditions optimales pour les analyses biologiques et histologiques.

Remplacement

Dans ce projet, nous avons d’abord travaillé sur des échantillons humains en utilisant différentes techniques : imagerie, analyse de l’expression des gènes dans les tissus et analyses à l’échelle d’une seule cellule, ainsi que sur des cellules cultivées en laboratoire. Ces études nous ont permis de mieux comprendre la composition des cellules autour des tumeurs des sarcomes des tissus mous et la formation de structures lymphoïdes tertiaires, qui sont des sortes de "centres de commande" du système immunitaire. Cependant, les cellules cultivées en laboratoire ne reproduisent pas la complexité et l’organisation des tumeurs dans un organisme entier. La formation et le développement de ces structures dépendent d’interactions entre différents types de cellules, de la circulation sanguine et de la présence de tout le système immunitaire. Ces processus ne peuvent pas être étudiés de manière fiable en dehors du corps. De plus, pour tester des traitements qui modifient le système immunitaire, il est nécessaire de travailler dans un organisme vivant afin de prendre en compte les réponses globales du corps et l’évolution de la tumeur. L’utilisation de modèles animaux modifiés génétiquement est également indispensable pour comprendre précisément le rôle de certains gènes dans la formation de ces structures et dans la réponse aux traitements. Ainsi, même si nous avons utilisé toutes les alternatives non animales possibles, les expériences réalisées sur des organismes vivants restent essentielles pour atteindre les objectifs de ce projet et mieux comprendre le microenvironnement tumoral des sarcomes.

Réduction

Le projet prévoit l’utilisation de 1050 animaux au total. Le nombre d’animaux pour chaque groupe expérimental a été déterminé sur la base d’un calcul de puissance, afin de garantir que les résultats obtenus soient fiables et significatifs, tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Chaque groupe comprendra un nombre suffisant d’animaux pour permettre des comparaisons entre groupes et réaliser des tests statistiques adaptés afin d’évaluer correctement les différences observées et d’interpréter les résultats de manière robuste. Les expériences seront organisées pour maximiser les informations obtenues à partir de chaque animal. Les protocoles prévoient des répétitions d’expérience afin d’atteindre un nombre de mesures suffisant par groupe, assurant la robustesse et la reproductibilité des résultats. Les tissus prélevés seront également réutilisés pour différentes analyses, ce qui permet d’obtenir un maximum de données biologiques tout en limitant l’usage d’animaux supplémentaires. Enfin, l’ensemble des protocoles sera mis en œuvre dans le respect du bien-être des animaux. Les conditions expérimentales sont conçues pour limiter le stress et l’inconfort, et toutes les mesures nécessaires seront prises pour surveiller régulièrement l’état des animaux et intervenir rapidement si nécessaire. Cette organisation garantit des résultats fiables et interprétables, tout en respectant les principes éthiques et le cadre réglementaire en vigueur.

Raffinement

Les souris commerciales non génétiquement modifiées ainsi que les lignées génétiquement modifiées bénéficieront d’une période d’acclimatation de sept jours avant le début des expérimentations afin de limiter le stress lié au changement d’environnement. Elles seront hébergées en groupes de cinq animaux maximum dans des cages ventilées individuellement de type IIL, conformément aux normes en vigueur. Les cages seront enrichies (matériaux de nidification, abris, objets manipulables) afin de favoriser l’expression des comportements naturels et de réduire le stress. Les conditions d’hébergement (température, hygrométrie, cycle lumineux) seront réglées selon les exigences réglementaires pour l’espèce concernée. Les animaux auront un accès libre à une alimentation standard et à l’eau de boisson. Une surveillance régulière sera réalisée par du personnel qualifié trois fois par semaine (lundi, mercredi, vendredi), comprenant l’observation de l’état général des animaux, leur poids corporel et l’évolution du développement tumoral. Des points limites prédéfinis seront appliqués afin d’assurer le bien-être animal et d’éviter toute souffrance prolongée. En cas d’atteinte d’un point limite ou d’apparition de signes altérés du bien-être, l’expérimentation concernée sera arrêtée pour l’animal. Des mesures de raffinement seront mises en place : -manipulation douce dans un environnement calme, -familiarisation préalable des animaux aux procédures répétées, -utilisation d’un dispositif chauffant pendant et après l’anesthésie pour prévenir l’hypothermie, jusqu’au réveil complet. L’ensemble du personnel impliqué est formé aux bonnes pratiques expérimentales et applique les exigences éthiques en vigueur tout au long du projet.

Choix des espèces

Les études utilisent des souris comme modèle expérimental. Cette espèce a été choisie car elle est bien caractérisée pour les recherches sur le microenvironnement tumoral et les réponses immunitaires. Les souris permettent d’étudier de manière fiable les interactions entre différentes populations cellulaires, la formation des structures lymphoïdes tertiaires et l’effet de traitements immunomodulateurs dans un organisme entier, ce qui n’est pas possible avec des modèles in vitro ou ex vivo. Les animaux utilisés ont entre 8 et 12 semaines. Ce stade de développement correspond à des souris sevrées ayant atteint leur taille adulte et possédant un système immunitaire mature. Cela permet d’obtenir des résultats pertinents sur le rôle du microenvironnement tumoral et sur l’efficacité des traitements étudiés. L’utilisation de souris adultes jeunes limite également les variations liées à l’âge et garantit un suivi optimal tout au long des expérimentations. Cette espèce et ce stade ont été choisis pour concilier pertinence scientifique et bien-être des animaux, en utilisant des modèles fiables et reproductibles tout en respectant les exigences éthiques et réglementaires.

6 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun est infecté par le virus de l'immunodéficience simienne, puis subit une quinzaine d'anesthésies générales, une quinzaine de prises de sang, trois ponctions de moelle osseuse et environ sept ablations chirurgicales de ganglions lymphatiques, avec un hébergement individuel une fois infecté. Le porteur attend de l'infection une perte de poids, des diarrhées, une chute des lymphocytes, des nodules palpables et des lésions cutanées, et prévoit de compléter l'alimentation si les anesthésies répétées coupent l'appétit. Il affirme que le macaque est le seul modèle animal reproduisant la maladie humaine et qu'il n'existe "pas d'autre modèle animal" pour le sida, l'objectif restant de comprendre pourquoi certaines cellules immunitaires échouent à contrôler le virus.

Objectifs

Malgré des décennies de recherche, il n'existe toujours pas de vaccin ni de traitement curatif contre le VIH/SIDA. Pour mieux comprendre les mécanismes immunitaires impliqués dans le contrôle de l'infection, nous utilisons deux modèles animaux primates non humains (il s’agit d’animaux d’élevage) infectés par le virus d’immunodéficience simienne (VIS) : • Le singe vert d’Afrique, naturellement infecté par le VIS sans développer la maladie, • Et le macaque cynomolgus, chez qui l’infection par le VIS est pathogène, comme chez l’humain. Un intérêt particulier est porté à un type de cellules immunitaires, les cellules tueuses naturelles (NK, natural killers), qui jouent un rôle crucial dans la réponse antivirale, notamment au sein des tissus lymphoïdes secondaires . Ces tissus, comme les ganglions ou la rate, sont les lieux stratégiques où les cellules immunitaires se rencontrent et s’activent pour organiser la défense de l’organisme. Parmi ces cellules, on retrouve les cellules T, des globules blancs spécialisés qui reconnaissent spécifiquement un agent infectieux et coordonnent la réponse immunitaire. Tout comme elles,ces cellules NK peuvent acquérir des caractéristiques de mémoire et s'adapter fonctionnellement. Il a été d’ores et déjà montré chez le singe vert d’Afrique que les cellules NK adaptatives fortement différenciées se développent dans les tissus lymphoïdes secondaires et contribuent à un contrôle efficace du virus. Il n’y a pas de contrôle chez le macaque cynomolgus. Pour comprendre l'absence de contrôle du virus chez ce dernier, cette étude sera menée sur six macaques infectés par le VIS. Cette étude se concentre sur l’analyse de la charge virale ainsi que l’évaluation de l’ensemble des caractéristiques phénotypiques, tel que leur apparence ou les molécules présentes à leur surface et fonctions des cellules NK dans divers tissus. L’objectif global est de comprendre les conditions qui favorisent ou empêchent la génération de cellules NK efficaces, et d’identifier des éléments précis du système immunitaire sur lesquels on peut agir afin de développer de nouvelles approches thérapeutiques contre le VIH.

Bénéfices attendus

Cette étude sur le modèle macaque vise à mieux comprendre pourquoi certaines cellules immunitaires, appelées cellules NK adaptatives, sont dysfonctionnelles et incapables de contrôler l'infection par le virus VIS, un équivalent du VIH chez ces animaux. En combinant des expériences en laboratoire et des observations directes sur ce modèle, nous cherchons à découvrir comment ces cellules se développent et comment elles sont régulées. Pour cela, nous utilisons des techniques de pointe, comme la cytométrie de flux et le séquençage de l'ARN à l'échelle d'une seule cellule, afin d'analyser en détail les cellules NK durant l'infection. Ces méthodes nous fourniront des informations précieuses sur la diversité et le rôle de ces cellules dans l’infection. L'objectif à long terme est d'identifier les facteurs qui pourraient rendre ces cellules NK particulièrement efficaces pour éliminer les cellules infectées. Nos résultats pourraient aider à développer de nouvelles stratégies de traitement pour le VIH chez l'humain, en ciblant les réservoirs du virus dans le corps et en contribuant à une rémission durable de l'infection.

Procédures

Les interventions seront réalisées sous anesthésie générale (15 fois environ, 30 minutes, tous les animaux) et seront regroupés pour limiter les anesthésies. Les différentes interventions dans ce projet sont : - Infection par le virus VIS (une fois, 5 min, tous les animaux) - Prélèvements de sang (15 fois environ, 5 min, tous les animaux) - Prélèvement de moelle osseuse (3 fois, 10 minutes, tous les animaux) - Retrait chirurgical de ganglions lymphatiques périphériques (7 fois environ, 20 minutes, tous les animaux)

Impact sur les animaux

Plusieurs nuisances ou effets indésirables peuvent survenir selon le type d’intervention : Nuisances suite à l’infection: Perte de poids, diarrhée, baisse importante des lymphocytes, observation de nodules à la palpation, lésions cutanées Nuisances suite aux prélèvements de sang, moelle osseuse et anesthésies répétées : Troubles de l’appétit avec plus ou moins des pertes de poids mineures, anémie transitoire (légère à modérée), hématome au niveau du site du prélèvement, infection cutanée dans les jours qui suivent le prélèvement. Nuisances suite à l’hébergement individuel : L’hébergement en individuel peut entraîner un stress. Nuisances possibles suite à l’ablation de ganglions : Réaction locale au site d’incision : gonflement, suintement de la plaie rare, durée de 1 à 5 jours.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés en fin de projet afin d’avoir accès à tous les organes lymphoïdes primaires et secondaires où sont activées les cellules NK.

Remplacement

Les expériences uniquement in vitro ne peuvent pas refléter le comportement de la cellule dans son contexte physiologique, ni mimer les conditions de fonctionnement d’un organisme entier. C’est pourquoi les études in vivo sont nécessaires. Le modèle primateest, pour toutes ses similarités avec l’humain, le plus adapté aux études physiopathologiques. Par ailleurs, pour le SIDA, il n’existe pas d’autre modèle animal que celui-ci. Par opposition aux études menées chez l’humain infecté par le VIH, l’utilisation des modèles primates où l’infection est pathogène, comme chez l’humain, nous permet d'analyser et de comparer, en absence de traitement, les réponses cellulaires dans différents tissus en plus du sang, notamment la moelle osseuse, les ganglions lymphatiques, l’intestin, le foie et la rate qui jouent un rôle dans la pathogenèse. Le modèle du macaque cynomolgus permet donc d’analyser les interactions hôte/virus dans des contextes contrôlés (virus, timing) facilitant ainsi l’identification des caractéristiques propres à l’organisme qui influencent sa réponse face au virus. Par ailleurs, seul le modèle animal permet d’analyser les interactions virus/hôte dès les premiers jours post-infection (période qui généralement est impossible à étudier chez l’humain infecté par le VIH), or il est connu que les temps précoces suites à l’infection sont fortement impliqués dans la régulation des réponses immunes et l’établissement des réservoirs viraux. Il est donc très important d’étudier cette période précoce pour mieux comprendre les facteurs responsables de l’induction d’un contrôle viral efficace.

Réduction

Le nombre d’animaux est réduit au minimum nécessaire à une analyse statistique fiable des résultats par des tests adaptés aux petits échantillons. L’élaboration et l’analyse des résultats de cette étude sont réalisées en collaboration avec une équipe de Bioinformatique et Biostatistique. Les tissus prélevés à l’euthanasie seront mis à disposition pour d’autres études.

Raffinement

Toutes les interventions seront réalisées sous anesthésie générale avec un soutien thermique pour éviter d’éventuelles douleurs. Si possible, les prélèvements seront groupés lors d’une seule anesthésie. Si des troubles alimentaires apparaissent suite aux anesthésies répétées, une diversification/complémentation alimentaire sera instaurée (patés pour singe, fruits secs, fruits frais additionnels, fortimel etc.). Les volumes de sang et de moelle osseuse prélevés seront réduits au minimum. En cas d’apparition de réaction locale, un traitement symptomatique pourra être instauré. Les animaux sains seront hébergés en groupe. Les animaux infectés seront hébergés en modules individuels permettant des interactions sociales avec un enrichissement augmenté. Les animaux seront observés quotidiennement. Des points limites sont prévus et le vétérinaire de l’installation sera alerté en cas d’apparition de signes cliniques inattendus afin d’adapter le suivi et les soins aux animaux.

Choix des espèces

Le macaque est le seul modèle animal, qui, lorsqu’il est infecté par le SIV présente une physiopathologie comparable à celle observée chez l’humain infecté par le VIH. C’est le modèle animal le plus pertinent pour étudier et comprendre les mécanismes de transmission du virus et de développement du SIDA chez l’Humain. Cela fait d'eux un modèle précieux pour étudier pourquoi le système immunitaire est dysfonctionnel pour lutter contre le SIDA. Les recherches se concentrent sur les singes adultes, car leur système immunitaire est pleinement développé, ce qui permet de mieux comprendre les mécanismes de protection. En étudiant ces animaux, les scientifiques espèrent découvrir des pistes pour renforcer la réponse immunitaire contre le VIH chez l'humain.

Injectées dans l'abdomen avec du tétrachlorure de carbone deux fois par semaine pendant quatre semaines et demie, 48 souris dont le gène IRE1 a été désactivé dans le foie développent une fibrose hépatique, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'injection dure dix secondes et se répète neuf fois, sous contention, sur animal éveillé. Le porteur qualifie la fibrose obtenue d'asymptomatique et sans douleur chez la souris, ce qui laisse le niveau modéré déclaré pour les 48 animaux reposer sur les seules piqûres. Toutes sont tuées à la fin du protocole, pour que leur foie soit prélevé et la surface de fibrose mesurée.

Objectifs

La fibrose hépatique correspond à une accumulation anormale de tissu cicatriciel dans le foie, qui apparaît lors de nombreuses maladies chroniques du foie. Aujourd’hui, il n’existe aucun traitement capable de stopper ou de faire régresser cette fibrose, ce qui explique la nécessité de mieux comprendre comment elle se développe. Dans ce projet, nous nous intéressons à une protéine appelée IRE1, présente dans les hépatocytes (les principales cellules du foie). Des études ont montré que cette protéine est fortement activée lorsque le foie est agressé et que son fonctionnement pourrait jouer un rôle important dans l’apparition de la fibrose. L’objectif de notre étude est de déterminer si l’absence d’IRE1 dans les hépatocytes peut protéger le foie contre la fibrose, en utilisant un modèle bien établi chez la souris, basé sur l'administration répétée d’une substance appelée CCl₄. En comprenant mieux le rôle d’IRE1 dans ce processus, nous espérons contribuer à l’identification de nouvelles pistes pour lutter contre la fibrose hépatique.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à déterminer si IRE1 constitue une cible thérapeutique potentielle dans la fibrose hépatique, une pathologie pour laquelle aucun traitement spécifique n’est actuellement disponible. Il permettra également de préciser la contribution de la réponse UPR à la physiopathologie de la fibrose, et ainsi de mieux caractériser le rôle d’IRE1α en vue de son ciblage thérapeutique.

Procédures

Les souris auront une administration par voie intrapéritonéale de CCl4 d'une durée de 10 secondes par souris, 2 fois par semaine pendant 4,5 semaines.

Impact sur les animaux

Les souris recevront une injection de CCl₄ ou de son véhicule (huile d’olive) deux fois par semaine pendant 4 semaines (douleur légère de courte durée au moment de l’injection). Ce traitement induira le développement d’une fibrose hépatique, qui reste asymptomatique chez la souris (comme chez l’homme) (sans douleur).

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de prélever le foie.

Remplacement

Des approches non animales existent dans le domaine de l'étude des mécanismes de fibrose hépatique, notamment les cultures d’hépatocytes ou de cellules stellaires, les cocultures, les modèles tridimensionnels (organoïdes) ou encore certaines simulations in silico. Ces méthodes sont utiles pour étudier des mécanismes moléculaires spécifiques, mais elles ne permettent pas de reproduire la complexité physiopathologique de la fibrose hépatique, qui implique l'interaction coordonnée entre hépatocytes, cellules stellaires, cellules immunitaires, inflammation, remodelage tissulaire et modifications du microenvironnement hépatique. Elles ne permettent donc pas de répondre aux objectifs du projet. Nous avons déjà utilisé des approches in vitro pour caractériser le rôle d’IRE1 dans les hépatocytes, mais la suite du projet nécessite impérativement un modèle intégrant un foie complet, perfusé, soumis à une agression chronique, ce qu’aucune alternative non animale ne permet aujourd’hui. Des alternatives animales partielles (tranches de foie, foies perfusés, modèles ex vivo) ont également été envisagées, mais elles ne reproduisent pas la fibrose qui résulte d’une maladie chronique, avec une dynamique d’activation des cellules stellaires sur plusieurs semaines. Elles ne permettent pas non plus d’évaluer l’effet d’une délétion génétique hépatocytaire spécifique dans un environnement physiologique complet. Ainsi, l’utilisation d’un modèle animal est indispensable pour étudier le rôle d’IRE1 dans la fibrose hépatique et aucune alternative, animale ou non animale, ne permet d’atteindre les objectifs scientifiques du projet.

Réduction

Le nombre de souris nécessaire a été déterminé comme celui permettant de démontrer une différence statistiquement significative de 30 % du paramètre étudié (aire de fibrose hépatique). Les résultats seront analysés grâce à un test statistique non paramétrique.

Raffinement

Nous effectuerons un suivi quotidien des souris tout au long du protocole en observant leur comportement et les indices pouvant suggérer une douleur. Si nous observons une douleur chez un animal, cela entraînerait sa mise à mort anticipée. Par ailleurs, les animaux sont hébergés en présence de papier kraft et de carrées de coton pour faire le nid, ainsi que des maisonnettes et des dômes en cellulose. L'injection de CCl4 sera réalisée par une personne expérimentée qui maîtrise donc parfaitement le geste ce qui réduit le temps nécessaire pour le réaliser et donc le temps de contention de la souris.

Choix des espèces

Le modèle "souris" présente l’avantage de permettre l’utilisation des souris génétiquement modifiées afin d'identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires responsables du développement de la fibrose hépatique. Dans ce projet, nous utiliserons les souris KO IRE1 dans les hépatocytes pour lesquelles la protéine IRE1 est spécifiquement invalidée dans les hépatocytes. La fibrose hépatique sont des processus qui surviennent chez l’adulte, nous utiliserons donc des animaux âgés de plus de 8 semaines dans notre étude.

Un prélèvement de sang dans la joue tous les quinze jours sur animal éveillé, plus une ponction dans le fémur qui laisse l'animal boiter : 984 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever les organes cibles. Elles reçoivent aussi un ou deux gavages pour déclencher, au moment voulu, l'extinction du gène étudié. Le projet cherche à comprendre le rôle d'une protéine de régulation de l'ARN dans le maintien et la différenciation des cellules souches du sang, sans annoncer d'application autre que la connaissance de ces mécanismes. Le porteur retient la souris pour ses similarités génétiques avec l'être humain et la facilité avec laquelle son génome se manipule, et indique que la transgénèse chez les mammifères a commencé chez elle.

Objectifs

Le système sanguin, composé des plaquettes, globules rouges, et globules blancs, a une capacité remarquable de régénération, et ce processus s’appelle l’hématopoïèse. Les cellules souches hématopoïétiques (CSH), grâce à leur capacité d’autorenouvellement et de différenciation, ont un rôle majeur dans le maintien de l’hématopoïèse au cours de la vie. Ce projet de recherche vise à étudier le rôle d’une protéine qui permet la régulation de l’expression des gènes dans le maintien, la survie, la prolifération et la différenciation des CSH.

Bénéfices attendus

Comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la régénération du système hématopoïétique est un enjeu majeur. La régénération du système hématopoïétique et la maintenance des CSH sont des processus physiologiques essentiels qui sont perturbés dans différentes pathologies mais aussi lors du vieillissement (anémie, leucémies, immunodéficience)

Procédures

Tous les animaux subissent les mêmes interventions : Gavage : 1 à 2 fois sur animal vigile et dure moins d’une minute. Prélèvement intrafémoral : réalisé sous anesthésie et dure moins de 5 minutes. Prélèvements sanguins en submandibulaire réalisés tous les 15jours sur animaux vigiles – durée moins d’1minute

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux comprennent : 1/ un stress dû à la contention/préhension des animaux, 2/ une gêne transitoire lors du gavage 3/ un boitement transitoire lors des prélèvements intrafémoraux. 4/ une gêne transitoire lors des prélèvements submandibulaires.

Devenir

A la fin de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort par du personnel expérimenté afin de prélever les organes cibles et ainsi réaliser les analyses phénotypiques, moléculaires et histologiques nécessaires à la conclusion de l'étude. La mort des animaux sera confirmée par l’absence de réflexes, de signes respiratoires et cardiaques.

Remplacement

Des expériences in vitro ont permis de démontrer que la délétion de notre protéine d’intérêt avait un effet sur la prolifération et la différenciation des CSH. Cependant, la régulation du système hématopoïétique fait intervenir un grand nombre de mécanismes physiologiques et de tissus avoisinants qui ne peuvent être modélisés in vitro de façon efficace. Nous devons donc avoir recours à un modèle physiologique complet et fonctionnel pour cette dernière étape : le modèle animal.

Réduction

Nous combinerons nos lots témoins dans le but de restreindre le nombre d’animaux. Les lignées transgéniques utilisées comportent 1. des systèmes inductibles qui vont permettre à la fois d’induire l’expression des transgènes dans un tissu spécifique mais également à un temps donné et 2. des systèmes rapporteurs fluorescents qui vont permettre d’analyser finement et spécifiquement l’évolution des cellules délétées pour notre gène d’intérêt et ainsi permettre de diminuer le nombre d’animaux utilisés. Des études pilotes seront réalisées avec de petits groupes d’animaux pour définir les doses et durées de traitement efficaces. Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé pour chaque expérience en utilisant un test de puissance et des tests statistiques seront utilisés post expérimentation pour évaluer la significativité de nos résultats.

Raffinement

Les lignées transgéniques utilisées comportent des systèmes rapporteurs fluorescents qui vont permettre d’analyser finement et spécifiquement l’évolution des cellules modifiées et ainsi permettre de détecter l’apparition de changements dans le système hématopoïétique très précocement ce qui permettra d’améliorer le bien-être animal par une prise en charge plus rapide. Les animaux recevront des analgésiques et des anesthésiques en pré et/ou postopératoire. Les animaux recevront des soins adaptés (mesure hebdomadaire du poids des souris, définition de points limites suffisamment précoces et mise en place de critères d’arrêt).

Choix des espèces

Nous avons choisi la souris comme le modèle de choix, en raison de ces similarités génétiques et physiologiques proches de l'homme, ainsi que la facilité avec laquelle son génome peut être manipulé et analysé. C’est la raison pour laquelle l’ensemble des techniques de la transgénèse chez les mammifères a débuté chez la souris. Nous utiliserons des souris âgées de 8 à 12 semaines lorsqu’elles ont atteint leur maturité sexuelle pour étudier l'impact sur l'hématopoïèse à l'âge adulte.

Inoculées dans le bas-ventre avec une souche de toxoplasme puis vaccinées par deux injections intramusculaires dans les pattes arrière, 60 souris femelles sont toutes tuées à l'issue, l'infection par un agent pathogène interdisant tout autre devenir. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance modéré pour la totalité des animaux. Le projet teste une immunothérapie à ARN visant les cellules qui hébergent les kystes du parasite, transposée des vaccins contre le Covid-19 et des traitements anticancéreux. Le porteur écrit pourtant que la souche choisie ne provoque ni symptôme clinique ni souffrance notable et que les seules nuisances attendues tiennent aux deux piqûres, ce qui laisse la souffrance modérée déclarée pour les 60 souris sans description.

Objectifs

Validation in vivo d'une immunothérapie à ARN contre les parasites persistants à l'intérieur des cellules. Ce projet propose une approche innovante pour traiter le parasite appelé toxoplasme en ciblant non pas directement le parasite dormant, mais les cellules qui l’hébergent sous forme de kyste. En s’inspirant des stratégies d’immunothérapie développées contre les rechutes du cancer et la vaccination contre le Covid-19, notre objectif est de stimuler une réponse capable de détruire de façon ciblé les cellules infectées par les kystes, via une thérapie à ARN. Nous testons une immunothérapie à ARN dans un modèle murin infecté par le toxoplasme. En ciblant des protéines capables d’activer les cellules immunitaires cytotoxiques, nous espérons éliminer les cellules infectées par les kystes. Ce modèle permettra d’évaluer l’efficacité, la sécurité et la réponse immunitaire de cette approche innovante.

Bénéfices attendus

L’approche que nous proposons, est une première étape de validation d’une nouvelle stratégie thérapeutique adapté à l’infection de la souris par le toxoplasme extrapolable à l'ensemble de ses hôtes mammifères . Cette méthodologie pourrait ensuite être étendue à d’autres infections parasitaire à formes dormantes.

Procédures

Les interventions qui peuvent causer des nuisances sont (1) l'inoculation dans le bas ventre de 100 µL d'une souche avirulente pour la souris (la durée de cette intervention est estimée à 15 secondes) et (2) l'inoculation de l’immunothérapie de 50 µL en intramusculaire dans chacune des 2 pattes postérieures soit 100 µL au total (la durée de cette intervention est estimée au maximum à 30 secondes par injections soit 2 x 30 s), qui peuvent entrainer une gêne sur un laps de temps très court. Ces interventions seront réalisées une seule fois pour chaque souris.

Impact sur les animaux

La souche de toxoplasme inoculée est sélectionnée pour sa non virulence pour la souris. Elles ne provoquent pas de symptômes cliniques ni de souffrance notable chez les animaux, ce qui garantit une charge parasitaire suffisante pour l’étude tout en préservant leur bien-être. Le protocole inclura un suivi rigoureux des animaux qui seront surveillés quotidiennement afin de détecter tout signe de détresse ou d'effet indésirable en lien avec le traitement. Les seules nuisances ou effets indésirables potentiellement attendus sont liés à l'injection vaccinale : 2 injections intramusculaires de 50 µL chacune, même si les traitements à ARNm (vaccins COVID-19 ou immunothérapies anticancéreuses) ont démontré une innocuité préclinique solide chez la souris.

Devenir

Les animaux ayant été infectés par un agent pathogène, les souris seront systématiquement mises à mort après avoir été au préalable endormis en fin de procédure.

Remplacement

Le remplacement n’est pas possible à ce stade du projet. L’objectif est de valider in vivo un traitement à base d’ARN visant à éliminer les formes dormantes de parasites intracellulaires. Les mécanismes immunitaires complexes ne peuvent être reproduits de manière fiable in vitro. Le modèle murin infecté par le toxoplasme est actuellement le seul disponible pour reproduire une infection chronique à formes dormantes.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été strictement limité. L’expérience sera conduite en duplicat sur trois groupes de 10 souris seulement, soit un total de 60 animaux, ce qui représente un compromis entre puissance statistique et minimisation du nombre de sujets. Ce design expérimental a été optimisé pour maximiser l’information obtenue par animal.

Raffinement

Un soin particulier sera apporté au bien-être des animaux tout au long de l’étude. Du fait du faible nombre de souris inclues dans l’étude les souris inoculées seront hébergées dans des cages pouvant contenir plus de souris d’après les normes en vigueur. Les souris font l’objet d’un enrichissement dès leur mise en cage et jusqu’à la fin de l’expérimentation. Les souris recevront un traitement antalgique en cas de symptôme afin d'éliminer toute douleur potentielle liée à la procédure. L’infection sera induite par une souche adaptée à l’établissement d’une infection chronique sans signes cliniques pour la souris, ce qui permet d’éviter toute souffrance chez ces dernières. Les animaux seront anesthésiés et sous antalgique pour minimiser tous risque de stress et souffrance au cours de l'injection du traitement en intramusculaire. Les animaux seront surveillés quotidiennement pour détecter précocement tout signe de détresse ou de dégradation de l’état général et la fréquence d’observation est accentuée (deux à trois fois par jour au lieu d’une seule) en cas de symtômes. Des critères d’arrêt (score clinique) seront mis en place pour garantir leur prise en charge immédiate si nécessaire.

Choix des espèces

Les souris (Mus musculus) sont l’animal de choix pour l'entretien du parasite. Mis à part le chat domestique, la souris représente l'espèce animale de laboratoire la plus adaptée pour l'isolement et l'entretien de souches de toxoplasmes (le modèle rat par exemple ne permet pas le maintien des souches). Elle est utilisée par l'ensemble des équipes de recherche internationale qui travaille sur la culture in vivo du toxoplasme. Des souris femelles (âgées de 4 à 8 semaines) seront utilisées pour la mise en place d'une infection chronique par le toxoplasme et tester la réponse au traitement ARN. L’âge des animaux utilisés dans nos procédures correspond à une taille et un poids de l’animal minimum pour lequel l’injection des volumes d’inoculum et de traitement envisagés sont bien tolérés.

Nourris pendant soixante semaines au plus avec un aliment riche en graisses et en sucres, 1 000 souris et 1 000 rats subissent jusqu'à 240 prélèvements sanguins pour mesurer leur glycémie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils développent obésité, diabète, dyslipidémie, insulinorésistance et stéatose hépatique pouvant aller jusqu'à la fibrose, la cirrhose ou un cancer du foie, et sont tous tués à l'issue sans pouvoir être réutilisés. Le protocole vise à vérifier qu'un aliment gras et sucré stérilisé par irradiation induit toujours le même état pathologique et que le modèle reste valide. Sur le dimensionnement de l'effectif, le porteur indique s'appuyer sur son savoir-faire et ses données historiques, et écrit qu'aucune approche statistique n'a été réalisée.

Objectifs

A l’échelle mondiale, les maladies liées au surpoids représentent une part non négligeable des décès estimés à plus de 1,2 million par an. En 2016, 650 millions d’adultes étaient obèses, soit 3 fois plus qu’en 1975. En 2021, le diabète affecte plus de 537 millions de personnes. La dyslipidémie et la stéatose hépatique non- alcoolique sont provoquées par le diabète et l’obésité. La dyslipidémie touche quelques milliers de patients chaque année en France et la société nationale française de gastro-entérologie considère qu’un quart de la population française est touché par la stéatose hépatique non- alcoolique. Par l'alimentation de rongeurs avec un régime riche en lipides et glucides, il est possible d'induire ces phénotypes spécifiques : obésité, dyslipidémie, diabète. Ce protocole a pour objectif de tester un aliment riche en lipides et/ou en glucides stérilisé par irradiation à différentes doses. L’étude permettra d’évaluer si le taux d’irradiation a un impact sur le modèle, en suivant notamment la prise de poids, le maintien du phénotype attendu et l’état général des animaux. Les observations recueillies permettront ainsi de vérifier si le modèle reste valide.

Bénéfices attendus

Ce projet aura des bénéfices pour l’homme. Ce projet pourra amener à long terme des solutions thérapeutiques pour traiter les syndromes métaboliques du surpoids et du diabète. Ce projet permettra de générer des données scientifiques robustes chez l'animal pour pouvoir passer ultérieurement aux premières administrations chez l'homme, étape indispensable dans le processus de développement et de mise sur le marché de nouvelles molécules. Pour l’animal, les bénéfices attendus sont principalement une amélioration des connaissances scientifiques pour l’espèce utilisée grâce au développement de méthodes de raffinement de plus en plus adaptées et à la sélection de l’espèce la plus adéquate pour répondre aux objectifs scientifiques attendus.

Procédures

Les animaux auront à disposition un aliment standard et/ou un aliment riche en gras et/ou en sucre et une eau standard et/ou une eau additionnée de sucre, pendant 60 semaines maximum. Des prélèvements sanguins pour mesure de glycémie pourront être faits avec ou sans mise à jeun (mise à jeun de 4 à 6 heures maximum) sur les animaux en aigue (maximum 2 mesures par jour par animal, avec 3 jours de récupération entre 2 séries de mesures, ce qui fait 240 prélèvements maximum sur toute la durée du protocole) ou en chronique (une mesure par animal par semaine, ce qui fait 60 prélèvements maximum sur toute la durée du protocole). Une goutte de sang sera prélevée pour mesure de la glycémie sur une bandelette de glucose. La durée de prélèvement sera d’1 minute maximum.

Impact sur les animaux

Au fil de la prise alimentaire riche en gras et/ou sucre et d’un abreuvement standard ou riche en sucre, les animaux pourront exprimés des signes cliniques plus ou moins modérés. Les animaux vont développer une obésité et des syndromes métaboliques tels diabète, dyslipidémie, insulino-résistance, NASH pouvant aller jusqu’à une fibrose, une cirrhose ou un cancer du foie à long terme (après la phase préparatoire). Le prélèvement sanguin peut induire un léger stress transitoire et une légère douleur.

Devenir

En fin de protocole, les animaux ne pourront pas être réutilisés dans un autre projet et seront donc mis à mort selon les procédures en vigueur.

Remplacement

L’induction de modification métabolique chez l’animal fait intervenir plusieurs types cellulaires produisant des facteurs tendant à moduler ou amplifier la réponse. Toute cette cascade d’événement faisant intervenir des facteurs autocrines, paracrines ou exocrines aussi variés que complexes ne permet pas une étude significative et déterminante in vitro. Par ailleurs, l'objet de cette étude est d'évaluer l'impact sur une fonction vitale de l'organisme, ce qui ne peut être fait que sur un organisme vivant.

Réduction

Nous réalisons ce protocole alimentaire pour proposer un modèle animal pertinent avec un nombre minimal et suffisant d’animaux pour atteindre l'objectif scientifique. Notre savoir-faire et nos données historiques permettent d’utiliser le minimum d’animaux avec une optimisation de rendement pour des résultats robustes et reproductibles. Aucune approche statistique n’a été réalisée.

Raffinement

Une surveillance des animaux est faite quotidiennement pour déceler tout signe clinique anormal et atteinte des points limites tout au long de cette phase préparatoire. En cas d'anomalie clinique observée sur un animal, une grille de scoring général sera utilisée afin de déterminer l'atteinte de points limites et de décider du devenir de l'animal. Enfin, les contentions et prélèvements seront réalisés par un personnel formé et expérimenté.

Choix des espèces

Les souris et les rats sont des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour évaluer les effets bénéfiques d'un produit sur les maladies métaboliques liés au surpoids car elles développent naturellement ce type de pathologie ayant une affinité à la nourriture grasse et sucrée similaire à l’Homme. Les animaux pourront commencer le régime alimentaire à partir de l’âge de 4 semaines (âge minimum). À cet âge, le métabolisme est encore en développement, ce qui permet une meilleure induction de l’obésité par le régime enrichi en graisses et/ou en sucre. De plus, une mise en place précoce du régime permet une meilleure standardisation entre les individus et augmente la robustesse du modèle DIO.