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Rôle des macrophages dans la cicatrisation cardiaque après un infarctus
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
Une chirurgie d'une heure et demie sous anesthésie interrompt puis rétablit l'irrigation du cœur de chaque animal, suivie de six injections d'analgésique sur trois jours. 144 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour que leur cœur soit récupéré et analysé. Le projet cherche à préciser le rôle des macrophages dans la cicatrisation du muscle cardiaque après un infarctus, et notamment dans la résorption de la cicatrice. Le résumé décrit jusqu'à sept injections d'un "produit non douloureux" sans dire lequel, et justifie les effectifs par l'expérience antérieure de l'équipe sans donner de calcul ni de nombre d'animaux par groupe.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’étudier la phase de cicatrisation du muscle cardiaque à la suite d’un infarctus du myocarde en s’intéressant plus particulièrement au rôle des macrophages, une population de cellules immunitaires impliquée à la fois dans l’élimination des cellules lésées et dans les mécanismes de réparation tissulaire. Si la cicatrisation constitue, en principe, un processus bénéfique visant à restaurer l’intégrité tissulaire, elle peut également avoir des effets délétères sur l’organe concerné. Dans le contexte de l’infarctus du myocarde, la formation initiale de la cicatrice permet de contenir les dommages ; toutefois, à long terme, elle peut évoluer vers une fibrose pathologique, caractérisée par le remplacement progressif du tissu musculaire par un tissu fibreux non contractile. Ce remodelage fibrotique altère la fonction cardiaque et peut conduire à une insuffisance cardiaque. Plus l’étendue de la fibrose est importante, plus la perte de fonction myocardique est sévère. On sait que les macrophages jouent un rôle essentiel, généralement bénéfique, à la fois dans les premières étapes de la cicatrisation, mais aussi dans la phase de résorption du tissu cicatriciel et dans la limitation de la fibrose. Notre objectif est de mieux comprendre, dans le détail, le rôle exact de ces cellules et leur mécanisme d’action. + Quelle est l’importance réelle des macrophages dans la cicatrisation du myocarde à la suite d’un infarctus ? + Les macrophages ne formant pas une population parfaitement homogène, quelles sont les caractéristiques de ceux impliqués dans la résorption de la cicatrice ? + Quels sont les mécanismes cellulaires intervenant dans la résorption de la fibrose par les macrophages ? Ces connaissances fondamentales pourraient, à terme, être appliquées à des objectifs médicaux comme la mise au point de traitements des séquelles cicatricielles de l’infarctus du myocarde.
Bénéfices attendus
Grâce à ce projet, nous approfondirons notre compréhension du rôle des macrophages dans la cicatrisation cardiaque post-infarctus. Nous nous attacherons notamment à distinguer les fonctions spécifiques des macrophages adultes par rapport à celles des macrophages résidents d’origine embryonnaire. Cette étude nous permettra de préciser leur implication non seulement dans le processus de cicatrisation initiale, mais également dans la résorption de la cicatrice, la revascularisation des tissus lésés, ainsi que dans la modulation de l’hypoxie cellulaire associée. Bien que ce projet relève, pour l’instant, principalement de la recherche fondamentale, il s’inscrit clairement dans une perspective médicale. Une meilleure compréhension des mécanismes immunitaires impliqués dans la guérison du cœur après un infarctus pourrait, à long terme, nourrir des approches plus appliquées en recherche clinique. Actuellement, l’intervention médicale post-infarctus repose essentiellement sur une prise en charge rapide, visant à limiter les lésions aiguës. Cependant, si la cicatrisation qui s’ensuit est indispensable à court terme, elle peut engendrer des effets délétères à long terme, notamment par l’excès de tissu fibreux non contractile. Notre étude pourrait ainsi contribuer, à terme, au développement de stratégies thérapeutiques destinées à contrôler l’extension du tissu cicatriciel et à favoriser la régénération d’un myocarde fonctionnel.
Procédures
1) Injection de produit non douloureux (quelques secondes par animal) entre une et 7 fois (sur une période de 10 jours) 2) Injection de produit non douloureux (une minute par animal) 2 injection 30 mn et 5 mn avant la mise à mort 3) Intervention chirurgicale sous anesthésie provoquant un infarctus cardiaque transitoire. Fréquence et durée :intervention unique, d’environ 1 heure 30 minutes par souris 4) Injections d’analgésie : 6 injections sur 3 jours (toutes les 12 heures) en post-opératoire sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Les injections même lorsqu’elles sont répétées, n’entraînent qu’une gêne légère et de courte durée pour les animaux, les produits administrés n’étant pas douloureux. Concernant les interventions chirurgicales, l’ischémie induite au cours de l’intervention est transitoire, et les animaux récupèrent rapidement, généralement dans les 24 heures suivant la chirurgie, sans signes de pathologie ni de souffrance post-opératoire. En conclusion, l’ensemble des procédures envisagées n’induiront qu’un inconfort modéré et transitoire, maîtrisé par des mesures adaptées d’analgésie et de soins post-opératoires.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour récupérer et analyser le cœur.
Remplacement
L’étude du fonctionnement du cœur et des mécanismes de cicatrisation après un infarctus ne peut être réalisée que sur l’animal vivant, aucun modèle in vitro ne permettant, à ce jour, de reproduire de façon fiable la complexité de ces processus. Il n’existe pas non plus de système artificiel capable de refléter fidèlement le fonctionnement global du système immunitaire d’un organisme adulte. Le recours à un modèle animal est donc indispensable pour cette recherche. Il permet de reproduire de manière réaliste l’interruption de l’irrigation cardiaque, le microenvironnement tissulaire post-lésionnel, ainsi que la réponse immunitaire, à la fois locale et systémique, impliquant le recrutement cellulaire via la circulation sanguine. Ce modèle offre également la possibilité d’étudier directement les interactions entre les macrophages et d‘autres cellules cardiaques.
Réduction
Les effectifs des groupes expérimentaux ont été ajustés : - en s’appuyant sur notre expérience antérieure ; - en fonction de la nature des expériences et des paramètres à mesurer, - en tenant compte de la variabilité attendue de ces paramètres. En particulier, les résultats obtenus lors d’un précédent projet ont montré que les différences observées entre les lots contrôles et expérimentaux étaient importantes et permettaient l’utilisation d’un nombre relativement restreint d’animaux pour chaque lot. Ceci permettra de produire des résultats fiables et interprétables, avec une puissance statistique suffisante.
Raffinement
Pour la chirurgie, outre l’anesthésie, une analgésie sera effectuée par injection juste avant l’opération et durant les 72 heures suivant l’opération pour limiter au maximum les douleurs post-opératoires. Le réveil se déroulera en cages individuelles, au calme. La cage sera munie d’un tapis chauffant pour lutter contre l’hypothermie post-opératoire. Du gel alimentaire sera ajouté dans la cage pour faciliter la prise alimentaire durant les premiers jours suivant la chirurgie. Les animaux seront suivi de manière régulière pour évaluer leur état de santé. Des points limites spécifiques et précoces seront estimés (apathie, perte de poids, aspect du pelage) pour permettre une intervention rapide afin d’éviter ou de minimiser la douleur, si nécessaire.
Choix des espèces
- Les souris sont des petits mammifères qui partagent de nombreuses similarités avec l’homme. - Elles constituent un modèle très maîtrisé par l’ensemble des équipes de recherche - Leur temps de génération est court et les effectifs des portées élevés, ce qui permet d’avoir rapidement accès à un grand nombre d’animaux - On peut utiliser des individus de lignées consanguines, ce qui permet une meilleure homogénéité dans nos populations, et on peut trouver d’énormes bases de données (ex : génétiques) et utiliser de nombreux réactifs spécifiques de cette espèce (ex : anticorps). - De nombreuses lignées existent (souris génétiquement modifiées) pour étudier les macrophages. - Les procédures chirurgicales, y compris les médicaments les plus efficaces (anesthésiques et analgésiques) et les doses à injectées, sont parfaitement connus. L’étude des effets de l’infarctus dans les différentes conditions expérimentales se fera à l’âge adulte (après 6 semaines). Le but est de produire un modèle proche de la pathologie humaine qui est une maladie de l’individu adulte. Chez la souris, la maturité sexuelle est atteinte à environ 6 semaines, cet âge est donc considéré comme le début de l’âge adulte.
Apprentissage profond à l’anisotropie tissulaire clinique : preuve de concept de caractérisation des lésions d’infarctus par échographie 3D
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Sept heures d'anesthésie générale par animal, dix sessions d'imagerie et trois prélèvements sanguins encadrent la chirurgie qui provoque un infarctus puis réouvre l'artère. 70 porcs vont être utilisés, 40 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 30 menées sous anesthésie sans réveil, tous tués pour que leur cœur soit prélevé et examiné. Le porteur prévoit des douleurs aiguës possibles pendant les 48 heures suivant l'opération, et une défibrillation externe en cas d'arrêt cardiaque, avec perte de l'animal pendant la procédure. Ces infarctus servent à valider une échographie 3D contre l'IRM de diffusion, et le porteur décrit le porc comme le modèle désormais recommandé "pour des raisons éthiques".
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès au niveau mondial, avec un taux de décès élevé dans le cas de l’infarctus du myocarde (IDM). Il se définit comme la lésion d'une partie du muscle cardiaque, suite à un manque d’oxygène. Cette situation est provoquée par une sténose (rétrécissement) partielle ou totale des artères qui alimente le cœur en sang oxygéné. Le traitement actuel consiste à rouvrir l’artère sténosée (appelé reperfusion). La prise en charge de l'infarctus reste donc un problème de santé publique. Après l’IDM, la structure locale du muscle cardiaque lésé est altérée dans ce contexte, il est primordial de mesurer les altérations de la structure musculaire tissulaire par imagerie non-invasive. Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est de développer une méthode d'imagerie avancée d’échographie 3D qui sera validée contre l’IRM de diffusion, et confronter à l’histologie, dans des modèles expérimentaux d'infarctus du myocarde sur modèle porcin. La nouvelle méthode d’imagerie devra aussi démontrer sa capacité à suivre l'évolution du muscle cardiaque à différents moments pendant l'IDM et après la reperfusion avec une validation histopathologique complète.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet seront une meilleure compréhension des altérations structurelles du muscle cardiaque et de leur retentissement fonctionnel grâce aux différentes réalisations du projet. Il permettra à la fin de disposer d’une technique de caractérisation de la microstructure myocardique rapide, transportable et peu coûteuse. L'imagerie UltraSon (US) augmentée de sa fonctionnalité de caractérisation serait ainsi rendu possible avant et même dès la prise en charge du patient à son domicile dans l’ambulance du Samu, pendant et après l’infarctus, et pourrait offrir de nouvelles perspectives de soin et de suivi des patients cardiaques. L’imagerie Ultrason (US) fonctionnelle et anatomique deviendra également une imagerie de caractérisation tissulaire. L'intérêt suscité par cette modalité d'imagerie avancée, avec l'imagerie 3D cardiaque haute résolution en temps réel, permettra son extension à d'autres applications de tissu fibreux, telles que l'imagerie 3D du muscle squelettique (dommages musculaires inhérent à des pathologies chroniques ou blessures, douleurs, processus cicatrisation), ou encore des reins.
Procédures
L’étude comprend : - Une procédure chirurgicale d’ischémie-reperfusion (IR), réalisée sous anesthésie générale (AG) avec suivi par imageries (échographie 3D et IRM). Durée AG environ 7 heures. Des sessions d’imagerie fonctionnelle et structurelle cardiaque avec deux techniques différentes (échographie 3D (nouvelle imagerie non-invasive à valider) et IRM (imagerie non-invasive de référence)) sont effectuées sous anesthésie générale (AG), et répétée régulièrement pour le monitoring physiologique et la validation, soit au total 10 imageries de 30 secondes à 1 minute. - Des prélèvements sanguins, réalisés 3 fois sous AG (3 minutes par prélèvement sanguin) aux différents instant cruciaux de la procédure d’ischémie-reperfusion, et synchronisés aux sessions d’imagerie.
Impact sur les animaux
Durant l’anesthésie générale : Les effets indésirables possibles serai tout événement inhérent au modèle pathologique d’infarctus du myocarde amène à pratiquer des réanimations nécessitant une défibrillation externe, qui entrainerait la perte de l’animal durant la procédure. Durant l’étape post-opératoire, les effets indésirables possibles sont une infection aux points d’entrée utilisés durant les procédures, une douleurs physiques aigues possibles au cours des 48h post-procédures avec le maintien des antalgiques.
Devenir
Tous les animaux seront placés sous AG pour être euthanasiés afin de prélever le cœur qui sera observé macroscopiquement après l’explantation. Si un animal doit être euthanasié pendant le protocole, il sera déjà placé sous anesthésie et imager quand même. Des échantillons seront ultérieurement étudiés par analyse histologique et biologique afin de nous permettre d’observer la structure tissulaire et de comparer avec les résultats d’imagerie. Cela nous permettra de valider la méthode innovante d’imagerie 3D échographique et d'anisotropie pour la caractérisation tissulaire locale après un IDM.
Remplacement
Des études préliminaires in vitro sur des matrices de collagène dont l'organisation fibrillaire imite l'organisation du tissu cardiaque sont prévues dans le cadre de ce projet pour la comparaison entre l'échographie et l'IRM de diffusion, et constitue un préalable avant les tests in-vivo sur animal. En effet, même s’il est possible de construire des matrices in vitro qui se rapproche structurellement de la réalité, il est impossible au modèle in-vitro de reproduire la physiologie fonctionnalisée de l’organe cœur. L’évaluation de l’impact de la fonction cardiaque (mouvement du cœur) et de la perfusion sanguine sur la mesure, tout comme l’étude de relation structure-fonction qui en résulte nécessite la mesure in-vivo ET la comparaison avec l’ex-vivo. La méthode doit en effet démontrer à la fois sa sensibilité aux variabilités physiologiques, sa reproductibilité in-vivo sur cœur battant, enfin sa capacité à détecter des changements sur un modèle pathophysiologique contrôlé avant toute application au monitorage physiopathologique sur l’homme ou au guidage de thérapie réparatrice. La démonstration d’efficacité de la méthode de mesure UltraSon (US) de la structure du cœur ne peut donc être effectuée de façon complète que sur des animaux vivants dans un protocole impliquant un suivi longitudinal avec un modèle d’infarctus du myocarde contrôlé.
Réduction
Le nombre de porcs pour ce projet correspond à l’effectif minimum permettant d’évaluer et de comparer les deux méthodes d’imagerie avec la puissance statistique nécessaire pour valider cette étude, compte tenu d'une variabilité inter-individuelle attendue et similaire à l’homme, de la précision des mesures IRM et échographiques, et de l’amplitude des changements physiopathologiques à détecter dans le modèle longitudinal d’infarctus . Ce nombre résulte également de notre expérience et de la difficulté du modèle expérimental longitudinal, pour nous permettre de disposer d’éléments suffisants pour montrer la sécurité, l’efficacité et la performance de l’imagerie. Notre équipe conduit plusieurs projets autour de l’infarctus du myocarde sur le porc et plusieurs animaux témoins ou « sham » (animaux servant de contrôles sans modèle physiopathologique, servant la mesurer la normalité du cœur, sans modèle d’ischémie et éventuellement juste l’effet de la chirurgie, anesthésie etc…) et faisant l’objet de thérapie de cardioprotection. Nous demandons 10 animaux témoins par procédure car l’étude prévoit de comparer échographie et IRM y compris sur sujets normaux dont nous ne disposons pas de référentiel échographique de la normalité. Dans le cas où des prélèvements ou des interventions additionnelles n’interfèrent pas, sont compatibles et ne nuisent pas à l’atteinte des objectifs du projet, des animaux pourront naturellement être mutualisés afin de réduire le nombre d’animaux utilisés. Nous portons par ailleurs un intérêt à publier nos résultats, même négatifs, pour apporter et attester de la connaissance acquise et éviter des sacrifices ultérieurs d’animaux pour les mêmes raisons scientifiques, offrir les conditions de reproductibilité nos travaux. Par ailleurs, pour la procédure non-invasive, si les résultats de l’étude sont obtenus avant d’atteindre le corum des 30 porcs, un nombre inférieur d’animaux pourra être utilisé.
Raffinement
Pour réduire le mal être et la souffrance de l’animal lors de nos interventions : - L’entrée des porcs dans la structure expérimentale est programmée de façon à fournir aux animaux un environnement optimum (mise en loge d’expérimentation au minimum 7 jours avant l’intervention, avec un enrichissement du milieu). Les porcs sont hébergés dans les conditions adaptées à leur espèce, logés sur copeaux, en groupes sociaux, avec jeux à leur disposition. Un suivi quotidien leur est apporté. Un vétérinaire assure le suivi sanitaire. - Pour le transport vers le site d’expérimentation, l’animal déjà isolé dans un box de l’animalerie à proximité de ses congénères la veille de son départ (et mis à jeun 12 heures avant la procédure), est tranquillisé par un sédatif. - Les animaux sont placés sous anesthésie générale pendant toute la procédure chirurgicale et d’imagerie avec une prise en charge de la douleur (perfusion continue et lente d’antalgique durant toute la procédure d’ischémie et de reperfusion). - Durant la procédure sous anesthésie générale, la température corporelle des animaux sera maintenue grâce à une couverture chauffante ou des bouillottes d’eau chaude (dont l’eau chaude sera régulièrement renouvelée). - Lors de la période de réveil, le protocole utilisé et validé chez l’animal comme chez l’homme est parfaitement maitrisé par notre équipe de chirurgiens cardiaques permet d’éviter la souffrance post chirurgicale. – Lors de la période post-opératoire, toute situation pouvant être invalidante et douloureuse sera prise en compte et notifiée dans une fiche d’évaluation de la douleur avec un scoring qui pourra faire l’objet de discussions et d’une prise de décision par les porteurs du projet pour apporter une solution éthique et appropriée. Cette grille prévoit des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet. Le personnel animalier de l’Etablissement Utilisateur sera formé au suivi comportemental de l’animal et au remplissage de cette fiche d’évaluation. - Pour l’euthanasie, l’animal est toujours placé sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Nous devons nous approcher le plus possible de la physiopathologie humaine, le porc est plébiscité et est désormais pour des raisons éthiques le modèle recommandé. Il n’est pas possible de remplacer le porc par un rongeur, dont l’imagerie nécessite des imageurs dédiés qui ne sont pas équipés des techniques d’imageries développées dans le cadre du projet pour une application humaine. Les imageries sont par ailleurs optimisées pour l’homme, avec les mêmes contraintes physiologiques (durée électrocardiogramme et durées d’acquisition relatives dans le cycle cardiaque, champ de vue, rapport signal bruit des images,) qu’il est impossible de réaliser avec des fréquences cardiaques supérieures à celles de l’homme. Nous utilisons des porcs adultes d’âge supérieur à 1 an, de sexe mâle ou femelle, ayant un poids compris entre 50 et 70 kg. L’éleveur est le spécialiste de cette souche de porcs qui est la seule lignée permettant de garantir des poids stables dans le temps et tout au long du modèle chronique. Nous avons des données expérimentales importantes sur la lignée elle-même et sur ce type d’expérimentation, nous permettant de limiter le nombre d’animaux à utiliser dans de nouveaux protocoles. Les résultats obtenus sur les animaux de cet âge sont convaincants et suffisants dans nos études. Les cœurs de modèle animal sont aussi les plus proche structurellement et physiologiquement des cœurs d’humains, avec un réseau de collatérales bien développé et une maturité tissulaire qui reflète bien le vieillissement. Il est pertinent pour l’adaptation structure-fonction que l’on cherche à mesurer et permettra de transposer les connaissances acquises vers l’imagerie clinique et la clinique elle-même.
Etude du vieillissement chez le poisson clown par l’analyse de la longueur des chromosomes
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Capturés puis anesthésiés par immersion, 25 poissons clowns subissent le prélèvement d'un carré de nageoire caudale de cinq millimètres de côté, chaque intervention durant une trentaine de minutes. Les prélèvements s'étalent sur trois jours, quatre individus le matin et quatre à cinq l'après-midi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'objet est de mesurer la longueur des télomères chez des adultes de sept et quinze ans et des juvéniles d'un an, pour tester si elle explique une longévité qui dépasse vingt ans. Les 25 individus restent ensuite en captivité dans le service d'aquariologie, le porteur affirmant qu'aucune méthode in silico ou in vitro ne permettrait de travailler sur des poissons dont l'âge est connu.
Objectifs
Les télomères sont des séquences répétées d’ADN qui sont situées à l’extrémité des chromosomes. Ces séquences d'ADN répétitives ne contiennent pas de gènes : elles sont là pour préserver l'intégrité du patrimoine génétique. Au cours du vieillissement, ces portions des chromosomes raccourcissent. L'objectif de notre projet est de mettre en relation la longueur des télomères et la longévité d’un organisme, ceci en utilisant le modèle biologique d’une espèce de poissons osseux particulièrement longévive. Dans ce but, nous mesurerons la longueur des télomères chez les poissons clowns car ce genre de poissons osseux se caractérise par une longévité exceptionnellement importante (supérieure à 20 ans). Les télomères seront extraits à partir d’un échantillon de nageoire caudale, un tissu facilement accessible par un prélèvement peu invasif. Ces échantillons seront traités dans le but de définir si la longueur des télomères varie avec l’âge et/ou le sexe des poissons clowns, ou si cette mesure est invariable. Ce projet permettra de comprendre les bases moléculaires et physiologiques de la longévité exceptionnelle des poissons clowns au regard de la majorité des téléostéens.
Bénéfices attendus
Ces résultats, de recherche fondamentale, serviront à tester une hypothèse encore non explorée : la longévité des poissons clowns peut s’expliquer par la longueur des télomères. Nos résultats bénéficieront à la communauté scientifique spécialisée dans le vieillissement et dans l’établissement du modèle poisson clown.
Procédures
Les animaux seront soumis à un prélèvement unique d’un échantillon de petite taille (5x5 mm) de nageoire caudale, après une anesthésie effectué par balnéation. L’intervention pour chaque poisson durera 30 minutes et sera faite successivement à raison de 4 individus le matin et 4 à 5 l’après midi durant 3 jours (total de 25 individus).
Impact sur les animaux
Des complications post-prélèvement sont envisageables, mais la taille du prélèvement de nageoire est suffisamment petite (5mm X 5mm) pour ne pas gêner les mouvements natatoires du poisson. Par la suite, le tissu de la nageoire caudale est régénéré en quelques jours. Le stress lié à la manipulation est minime car uniquement lié à la capture et les individus sont ensuite rapidement anesthésiés. En cas de complications, nous appliquerons les directives envisagées sur la grille de scoring.
Devenir
Les 25 individus seront gardés en captivité au sein de la structure d’élevage des poissons clowns du service d'aquariologie.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, il est crucial de connaitre l’âge des individus. Or, c’est le cas des individus sur lesquels nous proposons de travailler : les adultes sont élevés depuis plusieurs années (jusqu'à de 10 ans) et les juvéniles depuis 1 an. Ainsi, par la complexité de l'organisme vivant, aucune expérience in silico ou in vitro ne permet d’accéder à ce type de données. Par conséquent, il n’existe aucune méthode alternative à la réalisation de ce projet et l’utilisation du modèle animal est incontournable.
Réduction
Dans le cadre de ce projet, nous utiliserons des poissons dont nous connaissons l’âge, des adultes et des juvéniles. Nous en utilisons un nombre nécessaire et suffisant pour pouvoir appliquer des méthodes statistiques sur la comparaison des résultats obtenus (comparaison de moyennes, test de student...). Trois catégories seront échantillonnées : - 5 couples (5 mâles et 5 femelles) âgés d’environ 15 ans. - 5 couples (5 mâles et 5 femelles) âgés d’environ 7 ans. - 5 juvéniles âgés d’environ 1 an.
Raffinement
Une observation des animaux utilisés sera menée durant 48 h après le prélèvement. Les prélèvements seront réalisés sur une période de 3 jours avec : 8 individus pour le premier et le deuxième jour et 9 individus durant le troisième jour, soit un total de 25 individus. Ce planning permettra d’observer chaque individu de manière attentive. L’expérience sera stoppée dès qu’un point limite sera atteint avec un individu par euthanasie.
Choix des espèces
Depuis plusieurs années, les poissons clowns sont un excellent modèle d'étude dans les domaines de l'écologie, de l'évolution et du développement. La longévité des poissons clowns (au moins 20 ans) pose question. Les poissons clowns sont donc des animaux modèles de choix pour appréhender les bases moléculaires et physiologiques de cette longévité. L'un des objectifs de ce projet est de définir si la longueur des télomères varie avec l’âge. Ainsi, nous comparerons, les valeurs de ces longueurs de télomères obtenues pour des animaux juvéniles et adultes.
Evaluation du potentiel antithrombotique d’un candidat médicament Fab humanisé
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Modifiées génétiquement pour porter le récepteur plaquettaire humain, les souris de ce projet sont utilisées dès l'âge de trois à quatre semaines dans les modèles de thrombose, avant que la graisse ne s'accumule dans leurs vaisseaux et empêche le caillot de se former. 360 souris vont être utilisées, 180 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil, 120 à un niveau de souffrance modéré et 60 à un niveau sévère. Un AVC est provoqué chez certaines par une chirurgie de 45 minutes suivie d'un réveil, puis d'une seconde anesthésie et d'une nouvelle intervention, avec des troubles moteurs attendus au réveil, d'autres subissant six injections pour une inflammation cutanée ou deux pour une inflammation pulmonaire. Le porteur indique que la thrombose développée n'est pas compatible avec le maintien en vie des animaux, et renvoie à des points limites établis pour chaque procédure.
Objectifs
Les plaquettes sanguines ont un rôle primordial dans l’arrêt des saignements. Elles sont aussi impliquées dans les phénomènes de thrombose dans lesquels les plaquettes sont recrutées et forment un caillot, appelé thrombus. Un récepteur des plaquettes permet l’adhérence transitoire des plaquettes à la paroi du vaisseau lors d’une lésion vasculaire, conduisant à l’arrêt du saignement. Ce récepteur est une cible antithrombotique connue de par son rôle important dans l’adhérence des plaquettes et dans la croissance du thrombus. Nous avons précédemment généré deux molécules qui bloquent ce processus. Ils ont montré une inhibition de la formation de thrombi dans un modèle in vitro de perfusion de sang humain. Nous les avons évalués dans différents modèles de thrombose et de temps de saignement in vivo. Forts de ces résultats, nous avons modifié et maturé l’une de ces molécules afin de poursuivre son développement comme futur outil thérapeutique. L’objectif de ce projet est donc de tester cette nouvelle molécule afin de vérifier son efficacité et le risque de saignement associé à son utilisation. Les procédures seront réalisées chez des souris modifiées génétiquement présentant le récepteur humain puisque notre molécule cible le récepteur dans sa version humaine. Nous avons préalablement vérifié que cette modification du récepteur n’impactait pas les fonctions plaquettaires des souris.
Bénéfices attendus
Nous avons validé notre molécule comme étant un antithrombotique efficace avec un risque de saignement modéré, ce qui en fait un candidat pour une utilisation en clinique. Pour poursuive son développement, nous avons humanisé la molécule. Ce projet nous permettra de valider l’efficacité antithrombotique de cette version humanisée de l’agent, le risque de saignement associé et ainsi poursuivre son développement vers la clinique afin d’améliorer la prise en charge de patients atteints de thrombose artérielle.
Procédures
Pour les procédures de thromboses, les souris sont soumises à 1 injection sur souris vigile (anesthésie) puis 2 injections et une chirurgie (entre 35 min et 1h) sur souris anesthésiées. Pour la procédure d’AVC, les souris anesthésiées sont soumises à 2 injections, une chirurgie de 45min, puis réveillées. Une nouvelle anesthésie est effectuée afin de réaliser 1 injection et 1 chirurgie (15 min). Pour l’inflammation cutanée, les souris anesthésiées subissent 6 injections (20 min) puis sont réveillées . Pour l’inflammation pulmonaire, les souris anesthésiées subissent 2 injections (10 min).
Impact sur les animaux
Une des nuisances attendues est un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée). On pourra également observer une douleur localisée après les injections ainsi que d’éventuels saignements dus à la nature des molécules injectées. D’éventuelles douleurs pourront être observées lors du réveil de l’animal et dans les heures suivantes pour les procédures avec réveil . L’induction d’un AVC induit des troubles moteurs chez la souris au réveil. L’inflammation pulmonaire peut induire d’éventuels troubles respiratoires.
Devenir
A l’issue des thromboses, les animaux sont mis à mort car le développement d’une thrombose n’est pas compatible avec le maintien en vie des animaux. Les modèles d’inflammation cérébrale, pulmonaire ou cutanée nécessite la mise à mort des animaux afin de récupérer les tissus et de réaliser des analyses post-mortem.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact de la molécule sur la thrombose artérielle et le risque de saignement. Ces processus étant particulièrement complexe et faisant intervenir plusieurs types cellulaires (plaquettes, globules rouges, globules blancs, cellules endothéliales) ainsi que les conditions de flux (vaisseau, pression artérielle, flux sanguin), les modèles in vitro ne sont pas assez sophistiqués pour en reproduire toute la complexité. L’efficacité de la version humanisée de notre agent a toutefois été préalablement validée dans un modèle in vitro de formation de thrombi. La poursuite du développement de l’agent nécessite de valider l’efficacité de la version humanisée in vivo.
Réduction
Le nombre de souris par groupe est réduit au minimum pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Les groupes seront comparés avec des analyses statistiques.
Raffinement
Une habituation à la manipulation est prévue 5 jours avant le début des expérimentations. Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum : • Par l’hébergement dans des cages en fonction des groupes expérimentaux au minimum 7 jours avant l’expérimentation. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux. • Par une anesthésie avant et pendant la durée des procédures, ainsi qu’une anesthésie locale. • Par l’injection sous cutanée d’analgésiant aux sites d’incisions lors des procédures. • Par l’application de gel ophtalmique afin de protéger les yeux • Contre la déshydratation, une injection de sérum physiologique est réalisée avant la procédure. • Par l’installation de l’animal sur une plaque chauffée afin de lutter contre l’hypothermie pendant les procédures et son réveil dans une chambre thermostatée pour les procédures avec réveil • Pendant toutes les expérimentations, les animaux sont surveillés par du personnel entrainé pour vérifier l’absence de signe de douleur grâce à des points limites spécifiques établis pour chaque procédure. Ces points limites permettront de soustraire l’animal aux procédures expérimentales et ainsi limiter sa souffrance et son inconfort.
Choix des espèces
La souris est un animal pour lequel les modèles d’études in vivo sont largement maitrisés et caractérisés, notamment les modèles de thrombose et d’arrêt du saignement. Les techniques de mutation des gènes ont permis de générer des souris exprimant le récepteur plaquettaire dans sa version humaine, permettant d’étudier l’effet de notre molécule sur la thrombose artérielle et son potentiel effet sur l’hémostase. Dans les modèles de thrombose, les souris seront utilisées à un âge de 3-4 semaines. Les modèles de thrombose doivent être réalisés sur souris jeunes, avant l’accumulation de graisses au niveau des vaisseaux. La présence de graisse empêcherait le développement de la thrombose. Dans les autres procédures, les souris seront utilisées au stade adulte entre 2 et 6 mois. Cet âge correspond à la période utilisant des souris pubères et ne présentant pas encore de vieillissement.
Rôle d’une protéine de l’immunité innée dans l’immunité antitumorale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Les tumeurs greffées peuvent s'ulcérer et s'infecter, et l'irradiation de 210 secondes qui précède la greffe de moelle peut endommager l'intestin, les poumons ou le cerveau. 670 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyses post-mortem, sans qu'aucune soit maintenue en vie. Chaque souris reçoit une injection de cellules tumorales sur animal éveillé, puis un traitement tous les trois jours pendant dix-huit jours, une partie subissant une seconde greffe de tumeur huit à douze semaines après l'irradiation. Le porteur ne nomme pas la protéine étudiée et renvoie au long terme la possibilité d'explorer des molécules qui en modifieraient l'activité chez des patients.
Objectifs
Ce projet a pour but d’étudier le rôle d’une nouvelle protéine dans la réponse antitumorale. Le contrôle de la croissance des tumeurs chez les patients dépend de l’activation d’une réponse immune efficace contre les cellules cancéreuses. Cela passe par le déclenchement d’une réponse immunitaire. Les protéines responsables de cette activation ne sont pas totalement connues. Nous avons récemment identifié une nouvelle protéine centrale dans l’activation de l’immunité. Ce projet a pour but de comprendre son rôle dans le contrôle des tumeurs. A terme, il est possible que les résultats de cette étude permettent de mettre au point des thérapies d’activation de l’immunité chez les patients atteints de cancers solides tels le mélanome ou le cancer du poumon. L’objectif de ce projet est de comprendre le rôle de cette protéine immunitaire dans le contrôle du cancer.
Bénéfices attendus
La réponse immune antitumorale n’est pas totalement comprise. Nous avons récemment découvert une protéine nécessaire aux premières étapes d’activation du système immunitaire. Ce projet propose d’analyser son rôle chez la souris. À long terme, ce projet pourrait apporter la preuve que notre protéine d’intérêt joue un rôle dans l’organisme dans la protection antitumorale, ouvrant la voie à l’étude de cette protéine chez les patients. Nous pourrons ensuite explorer des stratégies thérapeutiques utilisant des molécules modifiant l’activité de cette protéine pour activer la réponse immune antitumorale.
Procédures
Toutes les interventions se font sur animaux éveillés. Dans un premier lot d’animaux, des cellules tumorales seront injectées aux animaux (1 fois au cours de l’expérience – durée du geste inférieure à 10 sec). Les animaux seront ensuite traités à raison d’1 injection tous les 3 jours pendant 18 jours maximum (durée de chaque geste inf à 10 sec). Dans un second lot, les animaux seront irradiés (durée : 210 sec), puis injectés avec des cellules immunitaires (durée : 10 sec). 8 à 12 semaines après, ils seront injectés avec des cellules tumorales (durée 10 sec) puis recevront un traitement anticancer à raison d’1 injection (durée 10sec) tous les 3 jours pendant 18 jours maximum. Un prélèvement sanguin sera réalisé sur certains de ces animaux. Dans un troisième lot, les animaux seront irradiés (durée : 210 sec), puis injectés avec des cellules immunitaires (durée : 10 sec). 8 à 12 semaines après, ils seront injectés avec des cellules tumorales (durée 10 sec) puis recevront un traitement anticancer à raison d’1 injection (durée 10sec) tous les 3 jours pendant 18 jours maximum. Une seconde injection de cellules tumorales sera réalisée sur ces animaux (durée : 10 sec). Un prélèvement sanguin sera réalisé sur certains de ces animaux.
Impact sur les animaux
L’injection de cellules tumorales, ainsi que des traitements au moyen d’une aiguille entraîne une douleur transitoire due à la piqure. Les potentiels effets indésirables de la greffe de moelle seront estimés lors d’une expérience pilote avec un petit nombre d’animaux. Il s’agit cependant d’effets indésirables très rares. La greffe de moelle osseuse implique une irradiation préalable du receveur afin d’éliminer ses propres cellules de moelle osseuse. Cette étape, bien que nécessaire, induit une toxicité significative : elle peut endommager des tissus non ciblés comme l’intestin, les poumons ou le cerveau, et affaiblir considérablement le système immunitaire, rendant l’animal plus vulnérable aux infections opportunistes. Les animaux greffés avec des cellules tumorales développeront des tumeurs qui seront mesurées régulièrement. Greffer une tumeur chez une souris peut avoir des effets négatifs sur sa santé. Avec le temps,l’animal peut parfois perdre du poids, manger moins et avoir du mal à se déplacer, si la tumeur est volumineuse ou mal placée. La tumeur peut dans certains cas s’ulcérer, s’infecter.
Devenir
Aucun animal maintenu en vie. Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Des expériences en laboratoire ont montré que notre protéine immunitaire joue un rôle clé dans l’activation des défenses immunes de l’organisme. Quand cette protéine est absente, les cellules ne réagissent plus aux signaux censés déclencher une réponse immune. Le projet cherche maintenant à comprendre comment cette protéine aide le corps à lutter contre les tumeurs, en utilisant des souris comme modèle vivant. Même si des méthodes alternatives comme la culture de cellules ont été utilisées, l’étude sur l’animal reste essentielle pour observer la réponse immunitaire dans son ensemble, telle qu’elle se produit dans un organisme complet et fonctionnel. Cette réponse n’est pas observable avec des méthodes impliquant de la culture cellulaire.
Réduction
Le nombre maximal d’animaux utilisés pour ce projet sera de 670 souris. Le nombre de souris a été réduit en effectuant une première expérience permettant de déterminer le modèle tumoral et le régime de traitement le plus adapté à notre étude. Le reste de l’étude sera effectuée uniquement avec ce modèle et ces conditions expérimentales. De plus, la dernière expérience ne sera réalisée que si le modèle tumoral choisi en dans la première expérience présente un rejet complet des tumeurs. Le nombre de souris utilisées dans chaque groupe a été réduit au strict minimum nécessaire. En utilisant 10 souris par groupe, les chercheurs peuvent détecter des différences significatives entre les groupes avec une grande fiabilité. Pour s’assurer que les résultats sont reproductibles, l’expérience sera refaite une seconde fois avec le même nombre d’animaux.
Raffinement
Les souris sont manipulées sans stress par des personnels compétents. Le bien être des souris sera suivi quotidiennement. Les points limites conduisant à l’euthanasie des souris seront précoces et prédictifs pour l’apparition d’une douleur. Le suivi et la détermination des points limites est effectué en utilisant une grille de score pour évaluer de façon objective l’état des animaux.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix pour les expériences menées en recherche antitumorale : souches murines parfaitement définies et modèles génétiquement modifiés, avec de grandes similarités entre les systèmes immunitaires humains et murins qui permet de transposer nos découvertes dans le modèle murin chez l’humain. De plus, nous avons documenté de manière robuste l’existence de notre protéine d’intérêt chez l’humain et chez la souris. Souris adultes ( >6 semaines) car leur réponse immune antitumorale est active.
Investigation du rôle de la pression dans la transition des monocytes en macrophages
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Opérées sous anesthésie générale pour recevoir une matrice de collagène, l'incision étant refermée par des agrafes, 288 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La lignée décrite est invalidée pour un gène d'intérêt, et le porteur prévoit après la chirurgie une douleur "modérée et transitoire", avant une prise de sang sous anesthésie générale terminale. Le projet vise à établir chez la souris une fibrose qui reproduise la rigidité des tissus tumoraux, pour étudier l'effet de la pression mécanique sur la transformation des monocytes en macrophages, avec des perspectives thérapeutiques que le porteur renvoie au conditionnel. Toutes sont tuées à la fin de la procédure pour des prélèvements destinés à "trois grandes techniques" que le porteur dit "indispensables", sans les nommer.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont de discerner, dans un modèle murin, l'impact de la pression mécanique sur la transition des monocytes en macrophages. Les macrophages constituent une population abondante de cellules immunitaires dans le cancer, associée à un mauvais pronostic pour les patients ; cependant, les facteurs précis qui régulent la fonction des macrophages dans le cancer sont mal compris. De nombreuses études ont identifié que le cancer induit une fibrose générale dans le microenvironnement tumoral, ce qui augmente la rigidité des tissus. L'impact de la rigidité tissulaire sur la fonction des macrophages est un aspect fondamental de la compréhension de l'immunologie tumorale. Pour mieux comprendre cet aspect, nous visons à : 1) établir un modèle murin de fibrose. 2) contourner la différenciation des macrophages pro-fibrotiques. 3) Appliquer nos observations obtenues sur les macrophages pro-fibrotiques et sur la fibrose associée au cancer. L’objectif 3 sera atteint en traduisant nos résultats en données générées précédemment à partir des modèles de cancer en laboratoire.
Bénéfices attendus
Les objectifs de ce projet sont de déterminer, dans un modèle murin, l’impact de la pression mécanique sur la transition des monocytes en macrophages. Les macrophages représentent une population abondante de cellules immunitaires au sein du microenvironnement tumoral et sont souvent associés à un pronostic défavorable chez les patients atteints de cancer. Cependant, les facteurs précis qui régulent leur fonction dans ce contexte restent mal compris. De nombreuses études ont mis en évidence que les tumeurs induisent une fibrose marquée dans leur microenvironnement, augmentant ainsi la rigidité des tissus. L’influence de cette rigidité tissulaire sur la fonction et la polarisation des macrophages constitue un aspect fondamental de la compréhension de l’immunologie tumorale. Afin d’explorer ce mécanisme, nous poursuivons les objectifs suivants : 1. Établir un modèle de fibrose afin de reproduire les conditions de rigidité mécanique observées dans les tissus tumoraux. 2. Identifier les voies de signalisation impliquées dans la différenciation des macrophages pro-fibrotiques et explorer les moyens de contourner cette polarisation. 3. Appliquer les observations obtenues sur la différenciation macrophagique et la fibrose à des modèles tumoraux déjà établis au laboratoire. L’objectif final est de mieux comprendre la diversité fonctionnelle (hétérogénéité) des macrophages et les mécanismes biomécaniques qui influencent leur phénotype et leur rôle dans des environnements rigides, tels que les tissus tumoraux. Ces connaissances pourraient, à terme, ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques, en ciblant la signalisation mécanique pour moduler la fonction macrophagique dans le cancer.
Procédures
Implantation chirurgicale d’une matrice de collagène sous anesthésie générale avec analgésie, durée 10 minutes, une fois. Prélèvement de sang sous anesthésie générale terminale, durée 5 minutes, une fois.
Impact sur les animaux
À la suite de la procédure chirurgicale, les souris pourront ressentir une douleur modérée et transitoire. Tout inconfort proviendra de la chirurgie elle-même et des agrafes utilisées pour refermer l’incision cutanée, et non du collagène injecté. Le collagène est de petite taille et très fin, et n’affectera pas la santé des souris.
Devenir
L'ensemble des animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de récupérer tous les prélèvements nécessaires pour mettre en œuvre les trois grandes techniques qui nous sont indispensables à la compréhension des mécanismes que nous souhaitons explorer dans ce projet.
Remplacement
Les modèles cellulaires alternatifs in vitro, in silico ou ex vivo ne permettent pas d’appréhender le comportement cellulaire dans un microenvironnement rigide dans toute sa complexité. En particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux régimes et traitements impliquant souvent différents systèmes au sein de l’organisme (système vasculaire, endocrine…), l’utilisation des modèles appliqués in vivo reste donc indispensable. Seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité le comportement des macrophages dans un microenvironnement rigide soumis à différentes conditions en interaction avec le microenvironnement. Enfin, notre projet offre des perspectives thérapeutiques qui justifient aussi la nécessité du modèle animal pour valider les expériences in vivo avant leur application chez l'homme. Pour réaliser les tests métaboliques et analyser la signalisation inter-organe, les modèles in vivo sont indispensables.
Réduction
Nous avons pris en compte de multiples facteurs qui nous permettent de réduire le nombre d'animaux nécessaires pour répondre aux questions scientifiques sous-jacentes. Le nombre d'animaux analysés dans les groupes expérimentaux est maintenu aussi bas que possible afin de pouvoir tirer des conclusions valables et significatives des expériences proposées, il a été déterminé par calcul de puissance. En outre, pour répondre à nos questions scientifiques, nous utiliserons des méthodes qui maximisent les connaissances acquises à partir de chaque animal. En outre, nous planifierons et exécuterons les expériences de manière à de combiner le plus grand nombre possible de tissus d'intérêt et de groupes de contrôle. Grâce à ces stratégies, nous visons à réduire le nombre d'animaux au minimum, tout en garantissant des résultats scientifiquement pertinents.
Raffinement
Les animaux disposeront d’une période d’acclimatation suffisante avant le début des procédures, incluant une familiarisation avec les expérimentateurs. Afin de réduire le stress lié à la manipulation, des méthodes raffinées seront employées . Des examens cliniques quotidiens seront effectués par l'équipe de recherche, et la fréquence des observations sera augmentée en cas de signes d’inconfort. Les procédures seront réalisées dans un environnement propre ou stérile, avec des mesures adaptées pour prévenir les infections post-opératoires. Une anesthésie et/ou une analgésie appropriée sera administrée chaque fois que nécessaire afin de minimiser la douleur et la détresse. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués.
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus pertinent dans notre étude car elle se rapproche physiologiquement des pathologies humaines. En effet, selon la littérature, les modèles murins sont utilisés dans les études de différentiation des cellules, le cancer et la fibrose. De plus, notre modèle murin (souris invalidées pour le gène d'intérêt) a déjà été validé dans des publications précédentes. Animaux à maturité sexuelle, entre 6 et 12 semaines du fait de la population de patients..
Rôle du thalamus antérieur dans la consolidation de la mémoire
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Jusqu'à cinq chocs électriques d'une seconde en huit minutes, puis une chirurgie du cerveau d'une heure et demie pour injecter des composés et implanter à demeure une fibre de verre : 528 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour vérification histologique. Des séances de rappel de dix minutes suivent le conditionnement, sans nouveaux chocs. Le projet vise à comprendre comment le thalamus antérieur et le cortex transforment un souvenir récent en souvenir durable. Le porteur qualifie le conditionnement de peur d'aversif par définition tout en écrivant que "toute souffrance sera évitée", au motif que le bien-être des rats conditionne la qualité des données comportementales.
Objectifs
Nous cherchons à comprendre où et comment nos souvenirs sont stockés dans le cerveau. Au début, certaines structures comme l’hippocampe sont essentielles pour se souvenir d’événements ou de faits. Avec le temps, ces souvenirs deviennent autonomes et sont conservés dans le cortex. Le Thalamus antérieur aide à rendre les souvenirs durables en reliant l’hippocampe au cortex, qui stocke les souvenirs à long terme. Les connexions entre le thalamus antérieur et le cortex aident à transformer les souvenirs récents en souvenirs durables. Notre projet étudie comment cette interaction entre thalamus et cortex crée des traces mémorielles solides dans le cerveau.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de connaitre l’architecture thalamocorticale et son implication dans la formation de souvenirs à long terme. Ce projet permettra ainsi de mieux comprendre comment le thalamus et le cortex travaillent ensemble pour former et stabiliser nos souvenirs. Ces connaissances seront précieuses pour affiner les modèles de la mémoire qui sont utilisés et dont les limites sont connues. Ce travail pourrait donner une nouvelle grille de lecture des pathologies de la mémoire comme la maladie d’Alzheimer. Ce projet fondamental a donc une claire perspective translationnelle.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une session de conditionnement aux chocs : maximum 5 chocs de 1s en 8 minutes. Et plusieurs séances de rappel (sans chocs) de 10 minutes chacune. Ils subiront une chirurgie d’injection intra cérébrale de composés et d’implantation à demeure d’une fibre de verre très fine d’une durée maximale d’une heure et demie.
Impact sur les animaux
Le protocole de conditionnement de peur au contexte est par définition aversif pour les animaux puisqu’il repose sur la survenue d’un évènement déplaisant qui consiste en un choc électrique faible répété 5 fois maximum. Les chirurgies du cerveau présentent un risque de diminution du bien-être animal dans les moments/jours qui suivent la chirurgie (inconfort, fatigue et parfois douleur). Certains animaux recevront des injections d’un produit ne provoquant pas de douleur. L’animal subira ainsi une restriction de mouvements et l’introduction d’une aiguille, l’ensemble peut provoquer un léger stress ainsi qu’une légère douleur.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux vérifications histologiques et à l'étude de marqueurs neuronaux
Remplacement
Etudier le fonctionnement du cerveau ne peut s’étudier que chez des organismes entiers. L’approche expérimentale chez l’homme n’autorise pas la manipulation fine des circuits neuronaux qui est nécessaire à la compréhension de leur fonctionnement. De même, les approches alternatives faisant appel à la modélisation sont utiles mais restent complémentaires des approches expérimentales sur les animaux qui permettent de valider ces modèles.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés par groupe a été calculé comme étant le nombre minimum nécessaire pour être en mesure de mettre en évidence une différence statistique significative sur les paramètres étudiés grâce à l’utilisation de tests robustes. Cependant le nombre de groupes pourra être réduit en cours de projet : si une des voies étudiées ne montre pas de résultats significatifs sur les premiers lots elle ne sera pas étudiée sur les lots suivants.
Raffinement
Le bien-être animal étant essentiel pour garantir des données comportementales exploitables, toute souffrance sera évitée. Les animaux bénéficieront d’un enrichissement adapté (matériel de nidification, tunnel et barre à ronger) et seront hébergés en cage collective, même après les chirurgies. Les protocoles de chirurgie ont été optimisés afin de garantir des conditions optimales (analgésie centrale, locale, gel oculaire, tapis chauffant, scoring post-opératoire). Des points limites généraux et spécifiques ont été identifiés et des mesures conservatoires mises en place afin de permettre une prise en charge optimale de la douleur et de l’inconfort.
Choix des espèces
D’une façon générale, les rongeurs sont un bon modèle d’étude du système nerveux. Les principes fonctionnels à l’œuvre dans ces circuits sont transposables à l'homme. De plus, de nombreuses épreuves comportementales spécifiques permettent de modéliser chez le rat des aptitudes cognitives complexes. Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes âgés d’environ 3 mois au début des expériences afin de limiter la variabilité de taille entre individus.
Effets de l’enzyme méthioninase de la bactérie Thermobrachium celere sur le métabolisme de la méthionine
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Toutes tuées pour doser les acides aminés dans leur sang, leurs muscles et leur foie, 316 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent deux injections par jour pendant deux jours sous sédation à l'isoflurane, et sont mises à jeun, ce que le porteur rapproche du jeûne physiologique. L'objet est de vérifier qu'une enzyme bactérienne fait baisser la méthionine dans le sang et de mesurer combien de temps elle agit, la privation de cet acide aminé bloquant la croissance des cellules cancéreuses. L'effectif se décompose en une étude pilote de 56 souris puis 260 ou 130 selon qu'un effet du sexe apparaît, sans que le résumé indique ce qu'il advient des 130 souris d'écart entre ces deux scénarios.
Objectifs
La restriction en un acide aminé la méthionine (Met) induit l’arrêt de croissance et la mort des cellules cancéreuses, les cellules normales y étant beaucoup moins sensibles. Cet effet est décrit depuis des décennies. La méthionine étant un acide aminé indispensable pour l’homme, il est difficile de mettre en place un régime sans cet acide aminé. On peut obtenir efficacement une diminution du stock de Met avec une enzyme bactérienne absente chez l’homme et présente dans certaines espèces de bactéries. Certaines enzymes bactériennes ont été étudiées mais n’ont pas pu être développées car elles étaient rapidement dégradées dans le corps humain, Cette insuffisante stabilité est une limitation générale pour l’utilisation des enzymes bactériennes décrites jusqu’ici. Nous avons recherché des candidats d’intérêt thérapeutique plus stables, et nous avons caractérisé une enzyme, qui dégrade la méthionine. Elle présente des paramètres cinétiques favorables, avec une bonne efficacité de dégradation de la méthionine et qui est plus stable à des concentrations compatibles avec une administration en clinique. L’objectif de cette étude est de déterminer l’efficacité de cette enzyme à induire une diminution des concentrations sanguines en méthionine et à étudier sa durée d’action in vivo chez la souris. Ceci permettra d’une part, d’un point de vue scientifique, de mieux comprendre les déterminants importants pour l’activité de l’enzyme sur des mammifères. Et il s’agira d’autre part d’une étape indispensable dans la poursuite du développement de cette enzyme comme candidat pour la thérapie anticancéreuse humaine.
Bénéfices attendus
Ces études fournissent des informations sur le métabolisme de la méthionine, dont les concentrations élevées jouent un rôle significatif et important dans le développement des tumeurs cancéreuses. Ces résultats sont importants pour évaluer la pertinence de poursuivre des études sur l’utilisation de l’enzyme en tant que médicament anticancéreux humain potentiel.
Procédures
Deux injections par souris sont prévues par jour, pendant 2 jours, durant la période expérimentale sur toutes les souris. Les injections seront réalisées en quelques secondes sous sédation pour réduire le stress.
Impact sur les animaux
Deux injections par souris sont prévues par jour, pendant 2 jours, durant la période expérimentale. Ces injections seront réalisées sous sédation à l’isoflurane et pourraient entrainer une légère douleur pour l’animal. Le jeune ne devrait entrainer qu’un stress léger puisqu’il correspond au jeûne physiologique.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour mesurer les concentrations en en acides aminés sanguines, musculaires et hépatiques.
Remplacement
Les expériences in vitro ont déjà été réalisées : dans du tampon, dans du plasma humain, et sur des lignées de cellules cancéreuses. Le développement de la nouvelle enzyme bactérienne qui dégrade la méthionine pour en faire un candidat utilisable en thérapie anticancéreuse nécessite des expériences in vivo chez l’animal pour étudier son efficacité et sa durée d’action. En effet, les résultats obtenus dans le plasma humain in vitro ne reflètent pas la stabilité de l’enzyme in vivo. Ces expériences sont nécessaires pour envisager l’utilisation de l’enzyme dans des traitement anti-cancéreux humains.
Réduction
Étant donné qu'aucune étude n'a encore été menée avec l’enzyme qui dégrade la méthionine, nous proposons donc de réaliser une première étude pilote avec 56 souris (première expérience n=8 par groupe, 4 mâles et 4 femelles) afin de déterminer la dose optimale de l’enzyme à injecter pour induire une diminution des concentrations plasmatiques en acide aminé. Pour la seconde étude, qui a pour objectif d’étudier la durée d’action de l’enzyme, nous estimons que le nombre doit être de 260 souris si un effet sexe est observé dans l’étude pilote ou 130 souris si aucun effet sexe n’est observé. Les effets du traitement seront étudiés à différents temps :2,3 et 8 jours. Un total de 316 souris sera nécessaire pour mener ce projet. Afin de déterminer la taille optimale de l’échantillon, nous avons utilisé des tests statistiques en prenant en compte l’effet attendu et le seuil de significativité. En utilisant ces paramètres, le calcul indique qu’un effectif d’environ 10 animaux par groupe est nécessaire.
Raffinement
Les souris seront hébergées par groupe de 5 en cage collective. Les cages seront enrichies avec des tunnels transparents. L’expérimentateur ou le personnel animalier passera tous les jours pour vérifier l’état de santé des animaux et détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement, ainsi que la disponibilité de la nourriture et de l’eau de chacune des cages. Les injections seront effectuées par un manipulateur expérimenté sous sédation. Les points limites seront appliqués, au-delà desquels les animaux seront sortis des procédures.
Choix des espèces
Comme l’homme, la souris a un régime alimentaire très diversifié et est omnivore. De plus l’anatomie et la physiologie du système digestif de la souris présentent des similarités suffisamment importantes avec ceux de l’être humain pour qu’une extrapolation des résultats obtenus soit envisagée. En outre, les souris sont les modèles utilisés dans les études de cancérologie et de toxicologie. L’espèce retenue pour ce projet est donc la souris qui sera le même modèle qui sera utilisé dans les études ultérieures pour étudier les effets de l’enzyme dégradant la méthionine sur le développement du cancer. Les animaux arriveront à l’âge de jeunes adultes (6 semaines, 25g), âge auquel les systèmes métaboliques sont matures, les besoins en methionine ne correspondent qu’au besoin d’entretien, ce qui nous permettra d’étudier vérifier la stabilité et l’efficacité de l’enzyme sur la dégradation de la méthionine.
Rôle de la Protéine de Transfert des Phospholipides et de la Protéine de Transfert des Esters de Cholestérol dans la biodistribution des lipoprotéines dans des modèles murins de sepsis
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
672 souris vont être utilisées, la moitié dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et l'autre moitié un niveau sévère, toutes tuées par ponction intracardiaque. Une injection de lipopolysaccharide bactérien déclenche chez elles un choc septique expérimental, avec hypothermie profonde, douleurs diffuses et perte de mobilité pouvant les empêcher d'atteindre l'eau et la nourriture, et elles subissent jusqu'à cinq prélèvements sanguins à la queue, immobilisées en tube de contention pour les injections intraveineuses. L'objet est de suivre où vont les lipoprotéines dans l'organisme pendant un sepsis et si deux protéines de transfert modifient ce trajet. Le porteur écrit que l'usage d'animaux est "indispensable" et qualifie d'"essentielles" ses deux lignées de souris, l'une privée d'une protéine, l'autre porteuse d'une protéine humaine.
Objectifs
La septicémie, ou sepsis, est une complication grave d’une infection. Elle survient lorsque la réponse de notre organisme face à une infection devient excessive et incontrôlée, entraînant des lésions sur différents organes. C’est un véritable problème de santé publique : en 2017, on estime qu’elle a été responsable d’environ 11 millions de décès dans le monde, soit près d’un cinquième de la mortalité annuelle. Malgré les progrès de la médecine, le sepsis reste l’une des principales causes de décès en soins intensifs. Une des clés de cette maladie est la présence dans le sang de substances issues de certaines bactéries, appelées lipopolysaccharides (LPS). Ces molécules, très inflammatoires, déclenchent une réaction de défense généralisée de l’organisme. Heureusement, notre corps possède aussi des systèmes de protection qui permettent de neutraliser et d’éliminer ces LPS. Les lipoprotéines, particules qui transportent les graisses dans le sang, jouent un rôle central dans ce processus : elles captent les LPS, réduisent leur toxicité et les transportent jusqu’au foie où ils peuvent être éliminés. Certaines protéines associées aux lipoprotéines, comme la PLTP (protéine de transfert des phospholipides) et la CETP (protéine de transfert des esters de cholestérol), pourraient aussi influencer ce mécanisme. La PLTP, par exemple, est capable de fixer directement les LPS et d’aider à leur neutralisation. La CETP, bien connue pour son rôle dans les échanges de graisses entre les lipoprotéines, pourrait également modifier la manière dont ces particules transportent les LPS, même si son rôle exact dans le sepsis reste encore mal compris. Le but principal de notre projet est donc de comprendre comment les lipoprotéines se répartissent dans l’organisme et comment leur circulation dans le sang évolue au cours d’un sepsis expérimental chez la souris. Nous chercherons aussi à déterminer si la PLTP et la CETP influencent ce processus, et si leur rôle change lors d’une inflammation sévère.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de mieux comprendre ce qu’il advient des lipoprotéines dans le sang et les organes au cours de la septicémie, et pourquoi leur fonctionnement est perturbé. Plus précisément, il pourrait : - Permettre de mieux comprendre les causes des perturbations observées. Déterminer si elles sont dues à une dégradation accélérée des lipoprotéines, à des fuites vers les tissus ou à une redistribution vers certains organes sous l’effet de l’inflammation. - Éclairer des observations cliniques. Expliquer pourquoi certains patients présentent, lors d’infections sévères, des modifications rapides et importantes de leur cholestérol sanguin, et en quoi cela peut aggraver la maladie. - Identifier de nouvelles pistes thérapeutiques en étudiant le rôle de protéines comme la PLTP et la CETP, qui pourraient moduler la manière dont les lipoprotéines neutralisent les endotoxines, le projet pourrait mettre en évidence de nouvelles cibles pour améliorer la défense naturelle contre l’infection. - Contribuer à une vision globale du sepsis en reliant la circulation des lipoprotéines, leur distribution dans l’organisme et leur rôle dans la neutralisation des toxines bactériennes, ce projet aidera à mieux comprendre les mécanismes qui rendent la septicémie si dangereuse.
Procédures
- Prise de sang (5 prélèvements ponctuels, de moins de 1 min chacun) - Injection intraveineuse caudale (1 ou 2 selon le groupe, injection bolus,
Impact sur les animaux
De faibles douleurs, de courte durée, peuvent survenir lors des prélèvements sanguins par voie caudale ou des injections intraveineuses et intrapéritonéales. Pour les injections IV, les souris seront placées dans un tube de contention afin d’éviter les mouvements brusques, de réduire le temps de manipulation et de garantir la précision de l’injection. Cette contention peut provoquer une gêne transitoire et un stress modéré, limité à quelques minutes. - L’injection de LPS à faible dose entraine généralement des signes modérés et transitoires, comparables à un syndrome pseudo-grippal, comprenant hypothermie modérée, douleurs diffuses, inflammation locale et généralisée. - L’injection de LPS à forte dose est associée à des effets plus marqués, correspondant à un état de choc septique expérimental comprenant hypothermie profonde, douleurs diffuses, diminution importante de la mobilité pouvant limiter l’accès spontané à l’eau et à la nourriture, inflammation locale et généralisée prononcée.
Devenir
La mise à mort des animaux est nécessaire pour l’analyse de la biodistribution des lipoprotéines au sein des différents organes. Un grand volume sanguin est nécessaire à la fin de l’expérimentation pour réaliser les cinétiques de clairance des lipoprotéines, l’analyse de l’inflammation sanguine et enfin l’analyse des lipides plasmatiques.
Remplacement
La septicémie est une maladie systémique complexe qui ne peut pas être reproduite fidèlement par des modèles cellulaires. Elle résulte d’interactions multiples entre les composants bactériens, comme le lipopolysaccharide (LPS), et l’organisme hôte. Ces interactions impliquent de nombreux acteurs : les cellules immunitaires (macrophages, neutrophiles, lymphocytes, cellules dendritiques) qui déclenchent l’inflammation, les cellules vasculaires responsables des altérations de la perméabilité, mais aussi des organes comme le foie, la rate et le tissu adipeux, essentiels pour le métabolisme lipidique et l’élimination des endotoxines. De plus, la distribution et l’élimination des lipoprotéines, vecteurs clés de neutralisation du LPS, reposent sur des mécanismes globaux (circulation sanguine, drainage lymphatique, excrétion biliaire) impossibles à reproduire in vitro. L’utilisation de modèles animaux est donc indispensable pour étudier ces processus dans leur globalité. Dans ce projet, deux modèles murins complémentaires sont employés. Les souris déficientes pour la PLTP permettent d’évaluer le rôle de cette protéine dans le transfert et la neutralisation du LPS. Les souris transgéniques CETP, exprimant la protéine humaine CETP (absente naturellement chez la souris), afin de reproduire plus fidèlement la situation humaine et d’étudier son rôle dans le remodelage des lipoprotéines en contexte inflammatoire. Ces modèles sont donc essentiels pour comprendre le rôle respectif de la PLTP et de la CETP dans la biodistribution et le devenir des lipoprotéines au cours du sepsis, et pour identifier de nouvelles pistes thérapeutiques.
Réduction
En raison des variations naturelles entre les animaux et des effets attendus des modifications génétiques, 7 souris par groupe seront utilisées. Ce nombre a été calculé grâce à un modèle mathématique, tenant compte de nos variables d’intérêts ainsi que les différences nécessaires pour obtenir des résultats fiables et pouvoir comparer correctement les différences entre les groupes. Les différences attendues concernent la vitesse à laquelle les lipoprotéines sont éliminées de l’organisme.
Raffinement
Afin de favoriser le bien-être des animaux, ceux-ci seront hébergés en groupe (5 à 10 par cage) dans un environnement enrichi (tunnels, coupelles, matériel de fouissage). Les souris recevant du LPS pouvant présenter des difficultés d’accès à l’eau et à la nourriture, une alimentation adaptée type Geldiet sera systématiquement mise à disposition afin d’assurer une hydratation et un apport nutritionnel adéquats. L’étude est limitée à une durée de 24 h après l’injection de LPS. Les animaux ne seront donc pas maintenus dans un état septique prolongé, ce qui limite le risque de souffrance importante. Les doses de LPS retenues sont basées sur la littérature et nos expériences antérieures. Elles permettent de reproduire un état de sepsis léger à sévère, tout en évitant une mortalité précoce. Les animaux seront suivis régulièrement (posture, mobilité, respiration, température corporelle). Des critères d’arrêt prédéfinis seront appliqués immédiatement en cas de signes de souffrance excessive. Les prélèvements sanguins caudaux seront réalisés après application d’un anesthésique local, via une légère incision, et le volume total prélevé n’excédera pas 3 % du poids corporel. Le prélèvement terminal par ponction intracardiaque sera effectué sous anesthésie générale (isoflurane), sur plateau chauffant pour maintenir la température corporelle. Une analgésie locale (lidocaïne) sera appliquée au point de ponction. Afin d’exclure toute douleur résiduelle, l’euthanasie sera effectuée sous anesthésie générale immédiatement après le dernier prélèvement.
Choix des espèces
Le protocole vise à élucider des mécanismes complexes impliquant plusieurs tissus et types cellulaires : détoxification et clairance des endotoxines bactériennes (LPS), distribution des lipoprotéines dans l’organisme, réponse immunitaire et inflammatoire. Ces processus ne peuvent être étudiés de manière pertinente à l’aide de modèles in vitro ou d’organismes inférieurs, dont le métabolisme lipidique et le système immunitaire diffèrent trop fortement de ceux des mammifères. Le modèle murin est couramment utilisé depuis de nombreuses années pour l’étude du métabolisme des lipoprotéines et des mécanismes de l’inflammation en contexte infectieux. Il offre des outils expérimentaux largement validés et une physiopathologie proche de celle de l’Homme. Toutefois, une différence majeure réside dans l’absence de CETP active chez la souris sauvage, alors que cette protéine joue un rôle clé dans le remodelage des lipoprotéines humaines. Pour pallier cette limite, des lignées transgéniques exprimant la CETP humaine sont disponibles et constituent une alternative robuste à l’expérimentation sur d’autres mammifères plus proches de l’Homme. Concernant l’âge des animaux, seuls des adultes jeunes (2 à 5 mois) seront utilisés. En effet, la réponse inflammatoire chez la souris varie fortement avec l’âge : les animaux plus âgés présentent une tolérance accrue aux endotoxines, un état d’inflammation chronique et une diminution de la production de cytokines pro-inflammatoires. L’utilisation d’animaux jeunes et d’âge homogène est donc nécessaire pour garantir la pertinence et la reproductibilité des résultats.
Evaluation de la mégacaryopoïèse dans les souris drépanocytaires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
La queue sectionnée, le saignement mesuré pendant une trentaine de minutes sous anesthésie, puis l'abdomen ouvert pour ponctionner l'aorte : 128 souris drépanocytaires vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie, tuées avant tout réveil. Une injection est pratiquée sur animal vigile entre ces deux temps. L'objet déclaré est de comprendre comment la drépanocytose dérègle la production et l'activation des plaquettes sanguines, une piste vers de nouveaux traitements. Le porteur indique que la ponction à l'aorte prélève un volume de sang incompatible avec le maintien en vie, et que les souris utilisées pour le temps de saignement ne sont pas réveillées non plus parce que leurs organes sont récupérés.
Objectifs
L’objectif de notre étude porte sur la compréhension des mécanismes qui gouvernent la production de plaquettes sanguines ainsi que les fonctions des plaquettes en cas de drépanocytose une maladie génétique héréditaire qui affecte la fonction des globules rouges du sang. En effet, dans la drépanocytose, la production excessive des plaquettes sanguines et leur activation anormale augmentent la survenue d’occlusions des vaisseaux, une complication majeure de cette pathologie. Les plaquettes activées favorisent alors la formation d'agrégats (caillot) avec les leucocytes et les globules rouges drépanocytaires, aggravant l'occlusion des vaisseaux. Actuellement, la prise en charge des patients atteints de drépanocytose repose sur la transfusion sanguine pouvant entrainer des effets secondaires tels que des réactions immunitaires pouvant mettre en jeu la vie des patients. Comprendre comment les plaquettes sont produites et par quels mécanismes et comment cette pathologie impacte les fonctions des plaquettes est important pour trouver de nouveaux traitements pour cette pathologie.
Bénéfices attendus
Cette étude devrait nous permettre de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la production de plaquettes et les fonctions des plaquettes lors de la drépanocytose afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques qui pourraient améliorer la prise en charge des patients atteints de drépanocytose.
Procédures
Les animaux seront soumis à une section de la queue pour un temps de saignement dont la procédure dure 30 minutes environ (animal anesthésié), à une injection (animal vigile) qui prend environ 1 minute, puis à un prélèvement de sang terminal nécessitant l’ouverture de l’abdomen (animal anesthésié) qui prend quant à lui environ 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les complications attendues peuvent être un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée) et un risque de saignement au site d’incision lors du prélèvement de sang.
Devenir
Le prélèvement à l’aorte est un prélèvement terminal car la quantité de sang prélevée est très importante et non compatible avec un maintien en vie des animaux. Les animaux utilisés pour le temps de saignement ne seront pas non plus réveillés car ils seront utilisés pour récupérer les organes et observer l’impact de la drépanocytose.
Remplacement
Les différentes étapes de la formation des plaquettes sanguines ne sont pas suffisamment caractérisées chez l’homme alors qu’elles le sont dans le modèle murin. En effet, si certaines cellules souches peuvent être utilisées pour reproduire des mutations retrouvées chez l’Homme, les techniques de culture cellulaires actuelles ne sont pas encore suffisamment efficace pour réaliser des études approfondies de la formation des plaquettes, ce qui nécessite l’utilisation de modèles murins. Concernant l’arrêt des saignements, les processus mis en jeu sont particulièrement complexes et font intervenir plusieurs types cellules ainsi que les conditions hémodynamiques (vaisseau, pression artérielle, flux sanguin). Les modèles in vitro ne sont pas assez sophistiqués pour en reproduire toute la complexité. De plus, il n’existe pas à l’heure actuelle de modèle d’hémostase in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés lors de cette étude est réduit au minimum pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Les effectifs ont été déterminés en amont par une approche statistique.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 2 semaines entre l’arrivée des souris à l’animalerie et leur utilisation sera respectée. Une habituation à la contention et à la manipulation, tous les jours pendant 5 jours est prévue, avant le début de l’expérimentation. Les conditions d’hébergement des animaux sont optimisées. Nous avons ajouté des matériaux tels que des carrés de cellulose, des bâtonnets de coton et des morceaux de papier froissé pour qu’ils puissent organiser leur environnement comme ils le souhaitent. Nous avons également veillé à ce qu’ils ne se sentent pas seuls en les plaçant en groupes sociaux. Les conditions de travail pour l’utilisation de modèles animaux ont été raffinées au maximum afin de limiter leur angoisse, stress et douleur lors des manipulations. Lors des procédures, les animaux sont anesthésiés, maintenus à une température de 38°C par l’utilisation d’une plaque chauffante (tout au long de la procédure). De plus, des points limites spécifiques ont été établis pour chaque procédure. Ces points limites permettront de soustraire l’animal aux procédures expérimentales et ainsi de limiter la souffrance et l’inconfort de l’animal. Les procédures sont sans réveil et l’animal sera anesthésié pendant la totalité des procédures.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce de la classe des mammifères proche de l’Homme pour sa physiologie. Les données bibliographiques démontrent que la souris est le plus adapté pour adresser les questions relatives à l’étude de la formation des plaquettes sanguines. En effet, les cellules responsables de la production des différentes cellules du sang chez la souris sont très semblables aux cellules responsables de la production des cellules du sang humain. Les techniques de mutation ont permis de générer des souris humanisées qui récapitulent la pathologie humaine de la drépanocytose et nous permettent de l’étudier. Les souris seront utilisées entre 10 et 14 semaines, correspondent à des souris adultes qui ne présentent pas encore de signes de vieillissement. Les modèles réalisés nécessitent des souris adultes de minimum 20-22g. Il n’est cependant pas nécessaire de laisser vieillir les souris donc nous les utilisons dès que possible.
Etude spatio-temporelle au long terme de l’implication de l’environnement neurochimique sur la régulation de l’excitabilité neuronale chez un modèle de souris épileptique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une à deux chirurgies du crâne sous anesthésie, puis des crises d'épilepsie généralisées provoquées ou une épilepsie du lobe temporal installée durablement : 300 souris subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une partie d'entre elles est en outre privée de sommeil ou exposée à un stress, sous surveillance vidéo continue, pour mesurer l'effet de ces facteurs sur les crises. Le porteur décrit les crises comme source d'un "stress de courte durée", tout en signalant l'atonie fréquente qui les suit et une perte de poids par malnutrition pendant les 24 à 48 heures suivant l'induction. Toutes les souris sont tuées puis perfusées pour prélever leur cerveau.
Objectifs
L’épilepsie touche environ 1% de la population mondiale et, dans 30% des cas, aucun médicament ne permet le contrôle des crises. Cette forme de la maladie dite pharmaco-résistante est souvent associée à de nombreuses comorbidités et complications (ex. troubles cognitifs). Son coût pour la société est estimé à 14 milliards d'euros par an en Europe et, malgré l’accès à plus d’une quinzaine de nouveaux médicaments anti-crises, le taux d’épilepsie réfractaire n’a pas changé en 30 ans. Ce constat difficile est en partie dû au fait que nous ne comprenons pas bien les mécanismes de déclenchement des crises épileptiques dans le cerveau. De plus, la plupart des patients souffrent de crises présentant une certaine rythmicité, suggérant l’existence de mécanismes biologiques sous-jacents liés au temps, comme des fluctuations cycliques dans l’activité cérébrale. Ces observations soulèvent l’hypothèse que l’excitabilité neuronale pourrait être modulée par des variations lentes de certains neurotransmetteurs et neuromodulateurs. Notre étude vise précisément à explorer cette hypothèse, en étudiant comment le cerveau contrôle l’excitabilité neuronale à long terme à travers les fluctuations de ces molécules.
Bénéfices attendus
L’observation des fluctuations de l’environnement neurochimique survenant dans une multitude de zones cérébrales, que nous permet notre approche expérimentale, apportera un regard nouveau non seulement sur les mécanismes de genèse des crises d’épilepsie, mais aussi, plus largement, sur la manière dont le cerveau régule l’excitabilité neuronale. Ce projet ambitieux permettra d’établir une carte spatio-temporelle de l’environnement neurochimique lié aux états cérébraux physiologiques et épileptiques, et aura donc un impact important pour les communautés neuroscientifique et médicale et à plus long-terme pour le developpemnet de nouvelles cibles therapeutiques.
Procédures
Les animaux subiront une à deux chirurgies sous anesthésie générale et avec analgésie.. De plus, la plupart des animaux vont subir soit une ou plusieurs crises aiguës généralisées (une crise dure quelques secondes à une minute) soit développer une épilepsie du lobe temporal. Tous les animaux seront suivis de près après chirurgie et induction d’une crise, et le cas échéant traités avec des soins adaptés (ex : analgésique pour la douleur, anti-convulsant pour la crise). Un certain nombre de souris sera également soumis soit à une privation de sommeil courte soit à un stress de courte durée de faible intensité, accompagnés d’un monitoring vidéo continu pour analyser les comportements et comprendre la place du manque de sommeil ou d’un événement stressant dans l’influence des crises épileptiques.
Impact sur les animaux
La procédure implique deux chirurgies sous anesthésie générale. Cette intervention entraîne une douleur modérée qui sera atténuée par un analgésique avant et pendant l’opération et des analgésiques pendant les 3 jours postopératoires. De plus, cela entraîne une déshydratation légère de courte durée qui sera prévenue par une dose de sérum physiologique durant la chirurgie. Crises épileptiques induites ou spontanées : les crises peuvent entraîner un stress de courte durée. Pendant la période post-crise, les animaux présentent très souvent une atonie et tout sera fait pour éviter de perturber les animaux pendant cette période critique. De plus, l’induction de l’épilepsie entraîne un stress métabolique/malnutrition chez beaucoup d’animaux avec une perte de poids durant les 24 à 48h post-induction que la plupart vont récupérer rapidement au cours de prochains jours. Nous avons mis en place un protocole de suivi spécifique post-induction pour suivre le bien-être de nos animaux durant cette période critique. Les animaux seront généralement hébergés avec leurs congénères mais séparés par des parois perforées, permettant un contact visuel, olfactif et auditif.
Devenir
À la fin de l’étude, les animaux seront euthanasiés puis perfusés, afin de collecter leurs cerveaux pour des analyses histologiques.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative tangible pour ce projet. En effet, notre étude utilise des méthodologies impossibles à utiliser chez l’homme/patients. Des modèles de simulations informatiques compléteront notre étude mais nous devons d’abord avoir une compréhension plus claire du rôle du stress sur les crises épileptiques.
Réduction
Afin de minimiser le nombre d’animaux requis pour ce projet, nous mettrons en place des contrôles internes (mesures répétées) chaque fois que cela sera possible. Cette approche présente un double avantage : elle permet de réduire le nombre de groupes expérimentaux nécessaires, tout en augmentant la puissance statistique (observations répétées sur le même animal) de l’étude grâce à une meilleure maîtrise de la variabilité interindividuelle.
Raffinement
Les animaux seront tous hébergés en groupe avec un suivi hebdomadaire renforcé sur l'état de chaque individu en termes de bien-être. Pour le modèle d’épilepsie utilisé, un protocole de suivi de la crise épileptique a été optimisé. En effet, comme pour les patients, si la crise dure moins de 5 minutes, l’animal n’est pas traité pour cette crise sauf être mis au calme. En revanche, si la crise dure plus de 5 minutes, l’animal se verra administrer un anti-convulsif. Pour toutes chirurgies, les animaux seront anesthésiés de manière générale avec l'administration d'analgésiques appropriés en amont, durant et après l'opération pendant plusieurs jours. De plus, tous les animaux seront suivis post-chirurgie induction d'épilepsie pendant plusieurs jours de manière renforcée pour limiter au maximum stress et douleur à l'aide de grille d'évaluation. Enfin, les points limites stricts propres au projet seront appliqués afin d'apporter des soins adaptés le cas échéant.
Choix des espèces
Ce projet utilise des modèles de souris adultes épileptiques pour étudier au mieux les épilepsies du lobe temporal chez les patients adultes. En effet, l’étude proposée ainsi que les méthodologies utilisées ne sont pas applicables aux patients. De tous les modèles expérimentaux, le cerveau de souris offre un grand nombre d'avantages : il est structurellement très proche du cerveau humain, et il est assez gros pour permettre l’utilisation de méthodes d’enregistrements précises. De plus, par rapport au rat ou au primate, la souris permet d’utiliser un éventail très large d’outils génétiques, développés dans cette espèce. Enfin, Il existe un très grand nombre de modèles d’épilepsie acquise et génétique qui reproduisent fidèlement différentes épilepsies qui pourraient être utilisés dans de futurs projets précliniques.
Lien entre activation des macrophages et l’emplacement des cellules B de la rate via un lipide naturel
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
90 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour analyse post-mortem, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le protocole tient en deux injections de moins d'une minute, pour savoir si les macrophages règlent la position des lymphocytes B dans la rate. Les retombées évoquées, réduire l'activité immunitaire dans la sclérose en plaques ou l'arthrite rhumatoïde, restent au conditionnel et supposent une longue chaîne d'hypothèses. Le porteur affirme qu'il n'est "pas possible de remplacer les animaux", les mécanismes du système immunitaire ne pouvant selon lui être reproduits en culture cellulaire.
Objectifs
Le contexte global du projet est de mieux comprendre la distribution des lymphocytes B dans la rate. Ceci est important car les lymphocytes B jouent un rôle clé dans l’initiation de la réponse immunitaire et dans la réponse immune elle-même par la production d’anticorps. Dans ce projet nous cherchons à comprendre si les macrophages, une autre cellule immunitaire, régulent la distribution des lymphocytes B et, si oui, par quel moyen.
Bénéfices attendus
Comprendre le mécanisme de la régulation du positionnement des lymphocytes B dans la rate aura des implications pour la manipulation de la réponse immunitaire. Ainsi, si –grâce à la compréhension du mécanisme- l’on était capable de réguler leur positionnement par des moyens pharmacologiques, l’on pourrait alors utiliser ces molécules pour diminuer l’activité immunitaire dans les maladies autoimmunes, par exemple la sclérose en plaque ou encore l’arthrite rhumatoïde.
Procédures
Les souris adultes sont soumises à deux injection (durée < 1 min).
Impact sur les animaux
Les injections nécessitent une contention qui est source d’inconfort et de stress pour l’animal pendant quelques secondes. Il n’y a pas de nuisance provoqué par les produits injectés.
Devenir
Mise à mort de toutes les animaux à fin du projet pour analyse post-mortem.
Remplacement
Il n’est pas possible de remplacer les animaux car les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant le fonctionnement du système immunitaire ne peuvent pas, à l’heure actuelle, être reproduits de manière juste par des expériences en culture cellulaire.
Réduction
Les sites et la fréquence des injections ont été choisis de manière à pouvoir diminuer la variabilité inter-expérimentale, car elles assurent une bonne réponse aux traitements. Le nombre d'animaux par groupe a été défini afin d’utiliser le minimum d’animaux tout en assurant l’obtention de résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupe dans une animalerie agrée avec un statut sanitaire contrôlé dans des cages enrichies par fratrie tout en respectant le nombre de souris admises. Les souris sont observées par un personnel expérimenté avec une mise en place de points limites évalués à l’aide d’une grille d’observation de critères définis. Des actions prévenant une possible douleur, stress ou inconfort sont entrepris. En cas ou le point limite est atteint l’animal est mis à mort.
Choix des espèces
Le modèle murin a été choisi pour réaliser les expériences de ce projet, car la souris est très bien étudiée du point de vue du système immunitaire. La procédure emploie des souris adultes >6 semaines, un âge où le système immunitaire est mature.