Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Imagerie TEP des récepteurs aux œstrogènes dans le cancer du sein chez la souris (EU1/2).
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Des cellules de cancer du sein humain sont injectées dans la glande mammaire de souris femelles immunodéprimées, qui sont ensuite gavées quatre jours de suite, mises à jeun une nuit, puis imagées deux fois sous anesthésie générale. 36 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur compte parmi les bénéfices d'"éviter des prélèvements invasifs" aux patientes, et qualifie l'état immunodéprimé des souris de "dommageable" tout en le jugeant "indispensable". Toutes sont tuées après les examens pour que leurs tumeurs soient analysées, faute de quoi les images de TEP ne pourraient pas être validées.
Objectifs
Ce projet, réalisé dans 2 établissements utilisateurs, cherche à savoir si un traceur radioactif utilisé en imagerie médicale peut aider à repérer certaines mutations génétiques dans les cancers du sein. Ce produit imite une hormone féminine, appelée œstrogène, et se fixe normalement sur des récepteurs spécifiques dans les cellules cancéreuses. Or, certaines mutations peuvent empêcher ces récepteurs de fonctionner correctement, rendant les traitements hormonaux inefficaces. L'idée est donc de vérifier si ce traceur peut détecter ces mutations sans avoir besoin de faire un prélèvement et ainsi prédire si un traitement hormonal sera efficace ou non pour chaque patiente.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait apporter plusieurs bénéfices majeurs, notamment : 1- Mieux prédire l'efficacité des traitements hormonaux : Certaines patientes atteintes d'un cancer du sein reçoivent un traitement hormonal, mais si leur tumeur présente certaines mutations, ce traitement peut être inefficace. Ce projet pourrait aider à adapter le traitement. 2- Éviter des prélèvements invasifs : actuellement, pour analyser les récepteurs aux hormones féminines et détecter d'éventuelles mutations, il faut prélever un échantillon de la tumeur, ce qui peut être douloureux et risqué.
Procédures
Site 1: Les souris recevront une injection de cellules tumorales humaines pour induire un cancer du sein, ce qui prendra environ 10 minutes par souris, sous anesthésie générale. Elles seront gavées 1x par jours pendant 4 jours avec une molécule permettant l'activation des récépteurs aux oestrogènes dans la tumeur, ce qui prends 1 minutes par souris. Elles seront suivies pendant 11 jours et auront 2 examens d’imagerie médicale à J9 et J11, toujours sous anesthésie générale. Site 2: Le premier examen, d’une durée de 25 minutes, servira à détecter la présence du récepteur aux hormones féminines, grâce à une hormone féminine radioactive. Site 2: Après une nuit de jeun, le second examen d’une durée de 25 minutes, permettra d’observer l'activité métabolique de la tumeur, grâce au glucose radioactif. Cette durée de 25-30 minutes comprend l'injection du produit radioactif (5 minutes), l'anesthésie (2 à 3 minutes), l'examen (11 minutes et 20 secondes) et le réveil de l'animal. Site 2: Avant l'examen de l'activité métabolique de la tumeur, un prélèvement sanguin pour mesurer la glycémie sera effectué sur chaque souris, ce qui prendra au maximum 30 secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables prévus sont les suivants : • Douleur liée à l’injection mammaire des cellules tumorales. • Irritation des muqueuses de l'oesophage • Hypoglycémie potentielle due à un jeûne d’environ 12 heures avant l’examen. • Hypothermie potentielle causée par l’anesthésie générale. • Douleur liée au développement tumoral. • Le modèle de souris immunodéprimées est indispensable pour permettre l’implantation de tumeur humaines sans provoquer de rejet. Cette caractéristique est essentielle pour garantir la validité des résultats dans un contexte préclinique visant à reproduire au mieux lce qui est observé chez l’humain. L’état immunodéprimé des souris peut entraîner une vulnérabilité accrue aux infections. Bien que les animaux soient maintenus dans des environnements strictement contrôlés, cette condition est considérée comme dommageable. Cette nuisance est compensée par une surveillance quotidienne rigoureuse et des conditions d’hébergement adaptées, visant à minimiser les impacts sur le bien-être des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés après les examens pour permettre l’analyse des tumeurs. Ces analyses sont essentielles pour valider les données obtenues lors des examens d’imagerie.
Remplacement
Les expériences sur les cellules en laboratoire ne permettent pas de reproduire précisément les interactions complexes entre les cellules tumorales, les vaisseaux sanguins et les tissus environnants. L’utilisation d’un modèle vivant est donc nécessaire pour répondre aux questions posées par le projet.
Réduction
Le nombre de souris a été calculé en fonction d’analyses statistiques basées sur des résultats préalablement obtenus, et des données bibliographiques, afin de minimiser les effectifs nécessaires tout en obtenant des résultats fiables. De plus, les techniques d'imagerie choisies permettent de suivre les animaux tout au long de l'étude sans avoir à les euthanasier à chaque étape, ce qui réduit considérablement le nombre d'animaux nécessaires. Un groupe de 6 souris a dû être ajouté à l'étude initiale du fait du non livraison de traceur.
Raffinement
À leur arrivée, les souris seront installées dans des cages adaptées, avec de la litière changée régulièrement, un enrichissement (comme des tunnels et du coton), ainsi que de la nourriture et de l’eau à volonté. Elles auront une semaine pour s’habituer à leur nouvel environnement. Ensuite, une injection sera faite afin que les souris développent une tumeur. Leur état sera suivi de près : on surveillera la taille de la tumeur pour s’assurer qu’elle ne grossisse pas trop, et on vérifiera aussi régulièrement leur poids. À partir du 5ème jour, elles seront gavées avec la molécule qui induit l'expression des récepteurs aux œstrogènes. Ce produit peut induire une déshydratation des souris lorsqu'il est donné dans l'eau de boisson, le gavage permet donc d'éviter cet effet indésirable. Pour les examens d’imagerie, les souris seront anesthésiées afin qu’elles restent immobiles. Elles seront placées sur un lit chauffant pour ne pas avoir froid, et leur respiration et leur cœur seront surveillés en continu. Une fois l’examen terminé, elles resteront sous une lampe chauffante jusqu’à leur réveil. Certains examens demandent aux souris d’être à jeun pendant une nuit. Comme cela peut baisser leur taux de sucre, on vérifiera leur glycémie en prélevant une goutte de sang avant de commencer. Pendant toute la durée de cette étude, nous appliquerons les points limites que nous nous sommes fixés afin d’éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Des souris femelles immunodéprimées seront utilisées pour permettre l’implantation de cellules tumorales humaines sans rejet. Le cancer étudié étant le cancer du sein, il est plus représentatif de la réalité clinique d’utiliser des femelles. De plus, des femelles âgées de 9 semaines ont une glande mammaire suffisamment développée pour garantir une injection correctement localisée.
Efficacité in vivo de nouveaux composés dérivés des flavonoïdes dans le glioblastome
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Quinze gavages par animal et une greffe de cellules tumorales directement dans le cerveau, opération de trente minutes : 61 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Toutes sont tuées, dans le cadre d'études de survie, pour l'analyse histologique des cerveaux ou à l'issue de la recherche de dose maximale tolérée. Il s'agit de tester des dérivés de flavonoïdes contre le glioblastome, la croissance de la tumeur entraînant perte d'appétit, dénutrition et perte de poids, et la craniotomie des douleurs après l'opération. Les souris utilisées sont des nude immunodéficientes, choisies pour accepter la greffe de cellules humaines, et le décompte annonce 45 animaux greffés et 61 recevant le composé par voie orale pour un effectif total de 61.
Objectifs
L'objectif du projet est d'évaluer le potentiel anti-tumoral de nouveaux dérivés de flavonoïdes sur un modèle murin de glioblastome. Des études in vitro dans nos équipes ont montré l’efficacité de ces nouveaux composés sur la croissance des cellules tumorales de glioblastome, ainsi que sur des modèles ex vivo (tumoroïdes de glioblastome). La validation in vivo de l'efficacité de ces composés sur la progression de la tumeur pourrait permettre la mise en place d’une nouvelle stratégie thérapeutique contre le glioblastome.
Bénéfices attendus
Le glioblastome est une tumeur cérébrale dont le pronostic est sombre. Il n’existe aucun traitement curatif et la survie médiane des patients est de un an environ avec un traitement combinant chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie. La validation in vivo de l'efficacité antitumorale de ces nouveaux composés permettrait la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques pour le glioblastome.
Procédures
Les animaux recevront une greffe intracérébrale de cellules tumorales (45 animaux, une seule intervention de 30 minutes environ). La greffe intracérébrale est une procédure chirurgicale. Des animaux recevront une administration orale de composé anticancéreux ou de solvant (61 animaux, intervention de 30 secondes environ, 15 interventions/animal).
Impact sur les animaux
La manipulation, contention des animaux, les injections d'anesthésiques ou d'analgésiques sont générateurs de stress pour les animaux. Les injections entrainent également une douleur légère de courte durée. La craniotomie peut générer des douleurs post-opératoires. La progression tumorale provoque à terme une perte d'appétit, donc une malnutrition et finalement une perte de poids. Des souris seront traitées par gavage. Les souris nude sont immunodéficientes.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés dans le cadre des études de survie, pour les analyses histologiques (prélèvement de cerveaux) et à la fin de l'étude de dose maximum tolérée (une semaine après la dernière administration).
Remplacement
L'efficacité thérapeutique de ces nouveaux dérivés de flavonoïdes sur la croissance tumorale de tumeurs cérébrales nécessitent une approche expérimentale in vivo. En effet, il n’existe pas à ce jour de système suffisamment robuste pour mimer toute la complexité biologique et physiologique de ces tumeurs. Ce travail sur l'animal vivant s'inscrit dans la continuité d'expériences et de résultats que nous avons obtenus in vitro et ex vivo.
Réduction
Le nombre d'animaux sera limité au strict minimum requis pour l'obtention de résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Pour le bien-être de l'animal, les souris seront logées avec un enrichissement (copeaux de bois, dômes) et en groupes de 5 individus par cage afin d’éviter le stress de l’isolement. Des cages pourvues de couvercles filtrants seront disposées dans une armoire ventilée. Les animaux seront anesthésiés avant l’intervention chirurgicale. Avant chirurgie et en post- opératoire, une analgésie est prévue. Pour les administrations orales, nous utiliserons des sondes souples. Un anesthésique local sera injecté sur le site d’incision et appliqué aux points de pression de l’appareil stéréotaxique. Du sérum physiologique préchauffé sera injecté pour hydrater et réchauffer l’animal. Un onguent ophtalmique sera appliqué sur les yeux durant la chirurgie pour assurer leur hydratation. Pour les administrations orales, nous utiliserons des sondes souples pour éviter la moindre irritation ou blessure. Des croquettes imbibées d’eau et de la gelée nutritive seront déposées dans la cage après la chirurgie pour faciliter la prise alimentaire. La détection de toute souffrance de l’animal sera assurée et le niveau de souffrance évalué en fonction d'une grille de score. En fonction des scores obtenus, il sera envisagé une analgésie ou l'euthanasie de l'animal.
Choix des espèces
Les données bibliographiques démontrent que le modèle murin est le plus adapté pour aborder les questions relatives aux tumeurs cérébrales. L'utilisation de lignées murines immunodéficientes permet la transplantation de cellules d'une espèce donnée (humaine) chez un individu hôte d'une espèce différente (souris). Les tumeurs de glioblastome générées dans ce modèle animal sont particulièrement similaires aux tumeurs humaines. Les souris seront réceptionnées à l’animalerie à l’âge de 5 semaines et utilisées à l’âge de 6 semaines, en accord avec les protocoles décrits pour ces modèles physiopathologiques.
Caractérisation du processus de calcification cardiovasculaire chez le poisson-zèbre
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Tous tués pour prélèvement d'organes, 169 120 poissons zèbres vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque individu peut passer sept séances d'imagerie avec coloration in vivo des tissus calcifiés, comptant 45 minutes de coloration et de lavage, et jusqu'à quatre échocardiographies. Certains sont soumis deux fois par jour à un régime riche en graisses pendant 90 jours ou plus, d'autres à un choc thermique local ou à des injections répétées, et les poissons génotypés sont isolés deux à sept jours en attendant le résultat de la biopsie. Le porteur explique cet effectif par la variabilité entre individus et par le caractère progressif de la calcification, et précise que 169 120 correspond au maximum qu'il peut utiliser.
Objectifs
La calcification cardiovasculaire (CCV) est une anomalie pouvant toucher différents tissus tels que les valves cardiaques, le myocarde ou les vaisseaux sanguins. La calcification vasculaire, qui inclut les pathologies de calcification de l’artère coronaire, touche 90% des hommes et 67% des femmes de plus de 70 ans. Malgré l’incidence mondiale de ces maladies, les traitements sont très limités, ce qui conduit à des taux de morbidité et mortalité élevés pour ces pathologies. De plus, les mécanismes exacts conduisant à la CCV restent mal définis, limitant la découverte de nouvelles pistes thérapeutiques. Nous utiliserons le modèle poisson zèbre pour clarifier les mécanismes de la CCV et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques en nous appuyant (i) sur la facilité d’imagerie in vivo (ii) les possibilités de criblage haut débit (test de centaines de molécules sur les poissons présentant une CCV) et (iii) la conservation entre mammifères et poissons zèbres de la plupart des voies impliquées dans les systèmes cardiovasculaires et osseux (facilitant ainsi la translation des données générées chez les poissons zèbres vers les patients). Pour cela, nous caractériserons la dynamique cellulaire et les interactions au niveau moléculaire à travers différentes voies et signalisations, ainsi que l'impact fonctionnel de la calcification in vivo chez des mutants de poisson zèbre présentant des phénotypes de calcification cardiovasculaire. Cette caractérisation permettra l'établissement de nouveaux modèles génétiques de calcification cardiovasculaire, qui pourraient être utilisés dans la recherche de nouvelles thérapies pour bloquer ou inverser la calcification cardiovasculaire, ayant un impact considérable sur la population européenne, gravement touchée par ces maladies.
Bénéfices attendus
Notre projet a pour objectifs d’identifier les voies de signalisation impliquées dans la calcification cardiovasculaire puis de tester différentes molécules thérapeutiques pour réduire les taux de morbidité et mortalité associés à cette pathologie.
Procédures
Pour tous les gestes techniques, les animaux seront anesthésiés. Lorsque cela est possible, nous suivrons le même animal pour réduire la variabilité et appliquer les principes des 3R. Les animaux seront analysés par microscopie d'imagerie en direct (10 minutes d'imagerie par point de temps) avec une coloration in vivo pour les tissus calcifiés (45 minutes de coloration et de lavage). Chaque animal sera soumis à cette procédure au maximum 7 fois (à 5, 8, 12, 15, 20, 25 et 30 jours post fertilisation) sur les 30 jours de l’expérience. Une échocardiographie (10 minutes d'imagerie par point de temps) sera réalisée au maximum 4 fois par animal sur une durée maximale de l’expérience de 60 jours. Certains poissons recevront 2 fois par jours une alimentation avec des régimes riches en graisses et occidentaux sur une durée pouvant aller de 90 jours, voire plus. En ce qui concerne les traitements médicamenteux, si l'administration se fait dans un bain, l’incubation varie de 3 à 6h ; si l’administration du médicament se fait par injection, le temps d'anesthésie est inférieur à 2 minutes et l'injection est très rapide (quelques secondes). Les poissons seront traités pendant une durée maximale de 15 jours et seront analysés à différentes étapes. Les médicaments seront administrés en doses uniques ou répétées en fonction de leur durée de vie et des périodes d'absorption. Une autre intervention consistera en un choc thermique local d’une durée inférieure à une minute suivi de 10 minutes d'imagerie par point de temps. L’expérience pourra durer jusqu’à 90 jours, ou plus. Concernant le génotypage des poissons, les animaux seront anesthésiés (moins de 2 minutes) pour une biopsie (quelques secondes). Les poissons seront isolés jusqu’au résultat de la biopsie (2 à 7 jours).
Impact sur les animaux
Les animaux adultes seront soumis, lors de l'administration des médicaments ou des composés destinés au traçage et au marquage des cellules, à une injection d’une durée inférieure à 30 secondes, douleur légère. L'effet du médicament ou du traitement peut entraîner des phénotypes spécifiques d’une durée de 1 à 14 jours dont les douleurs seront de classe légère à modérée. Les études échographiques pourront engendrer une douleur légère de courte durée (5 minutes maximum). Pour les besoins expérimentaux, les animaux pourront être hébergés de manière isolée pouvant durer jusqu'à 14 jours (sévérité légère à modérée selon la durée). Les phénotypes dommageables potentiellement observés sur les lignées mutantes incluent des modifications de la morphologie (déformations squelettiques, variations de taille ou de l’opercule), des atteintes oculaires ou des nageoires, ainsi que des changements d’aspect ou de vitalité liés au vieillissement. Les niveaux de sévérité peuvent varier de léger à modéré sur une durée de 6 mois maximum. Une surveillance accrue sera effectuée afin de prévenir et limiter la souffrance des animaux. Tout individu présentant des effets indésirables entraînant une souffrance significative sera mis à mort.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvements d'organe et analyse.
Remplacement
Notre projet se déroule dans la continuité de tests in vitro pour comprendre la calcification cardiovasculaire. Cependant, ces modèles ne permettent pas de prendre en considération les caractéristiques complexes de ces maladies, puisqu'elles résultent de l'action de multiples facteurs et types de cellules. Des travaux récents ont proposé comme alternative l’utilisation ex vivo d’aorte de souris ou de rat. Là encore, les résultats peuvent être biaisés par les conditions de culture. L'utilisation de modèles animaux reste donc cruciale.
Réduction
La diversité entre les individus, particulièrement prononcée chez les jeunes poissons zèbres (à leurs stades larvaires), explique pourquoi il est nécessaire d'utiliser un plus grand nombre d'animaux afin d'obtenir une puissance statistique suffisante pour valider nos résultats. De même, la calcification cardiovasculaire, qui évolue progressivement et de manière très variable, requiert également un nombre accru d'animaux pour obtenir des résultats fiables. Cependant, étant donné que chaque fond génétique peut présenter une variabilité différente, nous prévoyons de réaliser nos expériences en plusieurs étapes, augmentant progressivement notre effectif, afin d'éviter d'utiliser un surplus d'animaux si la puissance statistique est atteinte avec un effectif moindre. Par conséquent, le nombre d'animaux requis correspond au maximum que nous pouvons utiliser. Étant donné la nature dynamique et hétérogène de la calcification cardiovasculaire, nous suggérons d'exploiter et de créer un grand nombre de lignées génétiques. Ceci permettra d'explorer les mécanismes moléculaires et cellulaires contribuant à l'établissement et à l'aggravation du phénotype de calcification. En utilisant des techniques d'imagerie en direct, nous serons en mesure de suivre la progression individuelle de la calcification chez les mêmes animaux, réduisant ainsi le recours habituel à un grand nombre d'animaux pour caractériser et quantifier les échantillons post-mortem ainsi que les coupes histologiques de tissus.
Raffinement
Tout au long de notre projet, les animaux seront maintenus dans des conditions optimisées pour assurer leur bien-être. Les paramètres de l’eau (température, conductivité et pH) ainsi que le cycle lumineux seront contrôlés. Un enrichissement sera assuré par l’ajout de nourriture vivante (artémias). Les accouplements sont réalisés dans des aquariums dédiés mimant les conditions naturelles d’accouplement. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne. Des points limites sont fixés de manière à détecter précocement tout signe de souffrance et à prendre toutes les mesures nécessaires à la réduire. De plus, nous utiliserons des procédures non invasives (imagerie, échocardiographie) afin de caractériser le processus de calcification cardiovasculaire.
Choix des espèces
Le poisson zèbre est un modèle idéal pour la recherche en raison de ses caractéristiques uniques. Sa transparence durant les premières semaines après la fécondation permet des techniques d'imagerie exceptionnelles, impossibles avec d'autres modèles. Sa petite taille et sa grande progéniture facilitent son hébergement et sa manipulation, favorisant les études à haut débit. De plus, ses techniques avancées de transgenèse et de mutation offrent diverses méthodes pour étudier spécifiquement les gènes et les voies de signalisation. La similitude marquée entre le poisson zèbre et les mammifères renforce sa valeur en tant qu'organisme modèle. Sa remarquable capacité de régénération tissulaire tout au long de sa vie le rend particulièrement intéressant d'un point de vue d’application clinique. Pour notre projet, le poisson zèbre offre la possibilité d'acquérir des images en temps réel à différents stades de développement et de cibler des cellules spécifiques grâce à des techniques d'ablation génétique. Cela en fait l'organisme idéal pour notre étude sur l'établissement de la calcification cardiovasculaire, aussi bien au cours du développement que chez les adultes. Nous examinerons les stades larvaires et juvéniles (5, 8, 12, 15, 20, 25, 30 jours post-fécondation) pour comprendre les étapes clés du développement cardiovasculaire, ainsi que les stades adultes (60, 90 et >90 jours post-fécondation) pour observer les tissus sains et malades chez les jeunes et les animaux plus âgés.
Étude des altérations du protéome de manière pathologie-spécifique dans des modèles murins de la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Établir quelles protéines des neurones et des astrocytes se modifient dans la maladie d'Alzheimer conduit à utiliser 978 souris, dont des modèles transgéniques et des porteuses du facteur de risque ApoE. Toutes relèvent de procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et toutes sont tuées pour que leur cerveau soit prélevé. Elles reçoivent une injection sous anesthésie vers quatre ou cinq mois, puis une injection quotidienne pendant deux semaines, et la moitié passe un mois sous régime modifié destiné à supprimer les cellules immunitaires du cerveau. Paralysie des membres postérieurs, épilepsie, hydrocéphalie et malocclusion sont annoncées comme phénotypes possibles. Le porteur n'utilise que des mâles, en indiquant que le recours aux deux sexes exigerait un nombre d'animaux "bien trop important d'un point de vue éthique", tout en reconnaissant que ce serait un atout scientifique.
Objectifs
La maladie d'Alzheimer (MA) est la principale maladie neurodégénérative dans le monde et pour laquelle aucun remède n’existe à ce jour. Les pathologies Alzheimer dans le cerveau, ainsi que la neuroinflammation, sont des caractéristiques de la MA qui entraînent une perte synaptique et neuronale, constituant la base du déclin cognitif. Certains gènes sont connus pour contribuer à la neurodégénérescence, à la neuroinflammation, aux pathologies Alzheimer, mais les mécanismes restent encore mal compris. Nos études suggèrent que les microglies (cellules immunitaires du cerveau) et les astrocytes (cellules nourricières des neurones) pourraient être des médiateurs de cette toxicité génétique, mais des études sont nécessaires pour confirmer ou infirmer cette hypothèse. L'investigation des changements protéomiques des neurones et des astrocytes causés par les pathologies Alzheimer, ainsi que le rôle de certains gènes pro-Alzheimer et des microglies dans ces processus, est donc essentielle pour comprendre la MA et développer des traitements efficaces. Le projet vise à dévoiler comment 1) les pathologies Alzheimer, 2) les facteurs de risques génétiques, et 3) les microglies modifient les protéines des neurones et des astrocytes, conduisant à la neurodégénérescence. Nous utiliserons des souris : 1) contrôles (saines), 2) modèles Alzheimer, en présence ou en absence de microglies. Nous utiliserons également des souris exprimant le principal facteur de risque génétique (ApoE) de la MA. Cette étude nous permettra d'identifier avec précision les changements protéomiques émergents induits par la MA dans les neurones et les astrocytes.
Bénéfices attendus
Nous espérons que ce projet nous apportera : A court/moyen terme : Une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux menant à la dégénérescence neuronale dans la MA. A moyen/long terme : Le développement de stratégies thérapeutiques originales et innovantes basées sur la régulation des effets néfastes des pathologies Alzheimer et des microglies pour préserver les neurones et qui pourraient apporter des solutions thérapeutiques chez l’homme. La population européenne vieillissant, le nombre d'Européens atteints de la maladie d'Alzheimer doublera presque d'ici 2050, soulignant l'urgence de développer des traitements efficaces pour arrêter ou au moins retarder la maladie d'Alzheimer avant qu'elle n'atteigne des proportions épidémiques. À cet égard, on estime qu'un traitement qui retarde l'apparition de la MA de 5 ans réduirait automatiquement le nombre de cas de 50 %.
Procédures
Tous les animaux subiront une anesthésie gazeuse afin de recevoir une injection unique à 4/5 mois. Tous les animaux vigiles subiront une injection quotidienne (environ 30 secondes) pendant 2 semaines avant la fin du protocol. Un mois avant l'euthanasie et la collecte des tissus pour les 2 cohortes, la moitié des souris seront traité avec une diète modifiée afin de supprimer les cellules immunitaires dans le cerveau pendant un mois (soit à 6 ou à 9 mois).
Impact sur les animaux
L'injection unique à 4/5 mois peut générer une douleur, un saignement ou une inflammation. Les injections quotidienne pendant 2 semaines peuvent entraîner un stress et une douleur de courte durée et un risque d'infection. Un de nos modèles de la maladie d'Alzheimer peut développer une paralysie des membres postérieurs qui pourra à la longue les empêcher d'accéder normalement à la nourriture et à l'eau. Ces souris peuvent aussi faire de l'épilepsie, de l’hydrocéphalie et de la malocclusion (mauvais alignement des dents) qui pourront générer de la souffrance, du stress et une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélever le cerveau qui doit être analysé.
Remplacement
Bien que des progrès considérables aient été faits dans la modélisation des pathologies à l’aide de systèmes cellulaires et moléculaires innovants, ces modèles n’offrent que des informations très partielles. Il est encore à ce jour indispensable d’utiliser des animaux pour mieux appréhender la complexité des interactions cellulaires et moléculaires et développer de nouvelles thérapies adéquates pour traiter des maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer. En ce sens, la dégénérescence neuronale ainsi que les pathologies alzheimer sont très/assez difficiles à obtenir in vitro. Les souris modèles de la maladie d'Alzheimer du projet représentent un modèle de choix pour l’étude de la maladie d’Alzheimer car c’est l’un des rares modèles de la MA qui développent une dégénérescence neuronale et une atrophie cérébrale, comme observées chez les patients MA et responsables des troubles cognitifs. Les modèles MA in vitro (culture cellulaire ou organoïdes) actuels ne développant pas (ou très peu) de perte neuronale ainsi que les pathologies tau et amyloïde, nous nous tournons donc vers ce modèle murin.
Réduction
Afin de calculer au plus juste l'effectif des lots d'animaux, nous avons effectué un calcul des effectifs nécessaires grâce à plusieurs tests statistiques. Pour analyser comment les différentes pathologies alzheimer et les cellules immunitaires du cerveau modifient les protéines des neurones et des astrocytes (cellules nouricières du cerveau), nous utiliserons des mâles et des femelles. Concernant le rôle de certaines prédisposition génétiques, nous n’utiliserons que les mâles afin de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés. Les mâles et les femelles ne peuvent pas être analyser ensemble car les souris alzheimer ont une variabilité pathologique importante entre mâles et femelles. Nous utiliserons les mâles car ils développent une pathologie plus tôt par rapport aux femelles. Nous avons conscience que l’utilisation des deux sexes serait un atout scientifique mais le nombre d’animaux nécessaires serait bien trop important d’un point de vue éthique. Nous proposons donc de faire cette étude exploratoire chez les mâles. Dans le futur, nous ferons une nouvelle demande auprès du comité d’éthique afin de confirmer (ou non) les mécanismes découverts chez les mâles sur une petite cohorte de femelles.
Raffinement
Les souris seront hébergées sous environnement contrôlé, dans des cages enrichies. Une observation quotidienne sera effectuée afin de s’assurer de leur bien-être. Lors des injections, chaque souris sera anesthésiée et recevra un anesthésiant. Une attention particulière sera portée aux souris lors des observations pour détecter d’éventuels effets indésirables. Comme un des modèles peut développer des phénotypes dommageables, des points limites stricts ont été définis et seront appliqués afin de réduire les nuisances causées aux animaux.
Choix des espèces
Les souris modèles Alzheimer constituent des modèles de choix pour notre travail car elles sont couramment utilisées comme modèles pré-clinique pour tester des molécules thérapeutiques potentielles. De plus, les pathologies cérébrales, ainsi que la neurodégénérescence progressive responsable des troubles cognitifs dans la maladie Alzheimer sont très difficilement modélisables in vitro et nécessites des modèles transgéniques exprimant des protéines humaines mutées. - Une cohorte sera utilisée à 7 mois (avec tests comportementaux de un mois à une semaine avant) afin d'évaluer les stades précoces de la maladie sans neurodégénérescence mais avec pathologies Alzheimer. - Une cohorte sera utilisée à 10 mois (avec tests comportementaux de un mois à une semaine avant) afin d'évaluer les stades tardifs de la maladie avec neurodégénérescence résultant des pathologies Alzheimer.
Potentiel thérapeutique d’agonistes dans les déficits en ocytocine
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Opérées deux heures pour l'implantation d'un détecteur d'activité neuronale, ou tuées par ponction cardiaque sous anesthésie terminale, 4 828 souris vont être utilisées dans ce projet. 2 556 relèvent de procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 2 272 un niveau léger, toutes tuées pour des analyses ex vivo. L'objectif est de vérifier si l'activation d'une protéine restaure la sécrétion d'ocytocine chez des modèles murins d'autisme et de myopathie de Duchenne, jusqu'à sept tests de comportement et de force étant pratiqués par animal. Le porteur décrit ces tests comme des situations "soit non anxiogènes ou très peu", et fonde l'effectif de 4 828 animaux sur sa seule expérience du domaine.
Objectifs
De multiples maladies cérébrales sont associées à un déficit d’ocytocine (OT) et de vasopressine (VP), une neurohormone importante dans nos capacités d’interactions sociales et dans les comportements anxieux. Ceci concerne notamment des maladies neurodéveloppementales très différentes telles que le trouble du spectre de l’autisme (TSA) et les déficiences intellectuelles. Une possibilité intéressante émerge de nos données : améliorer la sécrétion endogène d'OT et/ou de VP cérébrale pour favoriser une libération physiologiquement appropriée. En effet , il a été démontré qu'une protéine joue un rôle majeur dans la libération d'OT et de VP par les neurones. Ainsi, le but de ce projet est de fournir la preuve de concept que cette protéine peut être pharmacologiquement ciblé pour restaurer les niveaux de ces neuropeptides dans des conditions pathologiques pour lesquelles elle sontt déficientes : le TSA, la myopathie de Duchenne (DMD) et la corticothérapie.
Bénéfices attendus
Les essais cliniques portant sur l’efficacité de l’administration exogène d’OT ne montrent pas de bénéfice à long-terme. Ce revers incite à une réévaluation de l'approche de supplémentation pour proposer des stratégies alternatives : augmenter la sécrétion endogène d'OT du cerveau pour obtenir une libération physiologiquement appropriée de ce neuropeptide. Cependant, cette quête est confrontée au défi important d'une compréhension insuffisante des mécanismes contrôlant la sécrétion d'OT. Notre étude permettra ainsi d’évaluer l'efficacité de l’activation de cette protéine comme stratégie thérapeutique de correction des sécrétions endogène d'OT mais également de VP dans des modèles murins de pathologies distinctes : TSA et DMD. Nous proposons en outre de tester si cette stratégie thérapeutique peut être efficace pour atténuer les effets secondaires associés à la corticothérapie dans la DMD. La corticothérapie étant utilisée dans de multiples maladies cérébrales associées à une neuroinflammation (par exemple, la sclérose en plaques, les lésions cérébrales périnatales, la neuroinflammation induite par le stress et la dégénérescence), nos résultats ont le potentiel d'avoir un impact thérapeutique élevé sur un certain nombre de conditions pathologiques.
Procédures
Une perfusion intracardiaque sous anesthésie sera réalisée sur les animaux pour un prélèvement du cerveau afin de réaliser une étude d'immunomarquage sur le cerveau ainsi fixé. La durée de cette procédure est de 30 minutes. Des souris seront sujettes à une intervention chirurgicale sous anesthésie pour analyser les variations cérébrales d'ocytocine et de vasopressine. La durée de cette procédure est d'une heure. Des souris seront également sujettes à une intervention chirurgicale d'une durée de deux heures visant à l'implantation d'un détecteur d'activité neuronale. Finalement, des animaux subiront une ponction cardiaque sous anesthésie afin de pouvoir mesurer l'ocytocine et la vasopressine plasmatique. Certain animaux subiront une série de tests comportementaux qui sera réalisée une seule fois après 5 semaines de traitement. Les tests d'une durée de 5 à 15 minutes seront réalisés une seule fois (un seul essai) avec des délais entre tests de 24h. Il y aura au maximun pour une souris 5 tests pour l'analyse comportementale et 2 tests pour l'évaluation de la force soit 7 tests maximun.
Impact sur les animaux
La contention ainsi que l’injection d’analgésique et d’anesthésique peuvent engendrer un stress chez l’animal. Certains animaux seront soumis à une chirurgie sous-anesthésie. Les animaux impliqués dans les tests d'évaluations comportementales sont dans des situations soit non anxiogènes ou très peu, n’impliquant pas de stress ou inconfort majeur. Finalement, des animaux subiront une ponction cardiaque sous anesthésie profonde et terminale sans réveil.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux sont euthanasiés pour l'analyses de parametres physiologiques ex vivo.
Remplacement
Le but du projet est d'étudier le potentiel thérapeutique de molécules dans la sécrétion de neurohormones qui regissent de nombreuses fonctions physiologiques et comportementales et dont la dérégulation est impliqué en dans de nombreuses maladies neurodéveloppementales. Dans ce contexte il est necessaire d'utiliser des animaux et un tissu nerveux intact afin de comprendre les mécanismes qui régulent les fonctions patho-physiologiques et comportementales liés à ces neurohormones hypothalamique. Effectuer cette étude sur un système in vitro aboutirait à une étude de processus non-physiologiques et ne serait donc pas pertinent.
Réduction
Pour réduire autant que possible le nombre d'animaux nécessaires, le nombre de souris total nécessaire utilisé pour chacune des stratégies correspond à notre expérience dans le domaine pour assurer la validité statistique des résultats.
Raffinement
Pour toute chirurgie, les animaux recevront les doses nécessaires d’anesthésiques, analgésiques et antalgiques en pré- et postopératoire. Les jours suivant l'opération chirurgicale, les animaux seront surveillés et pesés tous les jours par l'expérimentateur et/ou les animaliers (avec une fiche post-opératoire pour chaque animal), et recevront si besoin un analgésique. Une grille de score avec des points limites précoces pour évaluer le bien être des souris sera utilisée. Pendant la période de repos, aucune manipulation expérimentale n’est entreprise.
Choix des espèces
La souris est un petit mammifère dont le système nerveux central présente de nombreuses analogies avec les mammifères supérieur (dont l'humain). La grande maitrise des méthodes d'élevages, des conditions de bien-être animal et la haute standardisation des lignées en fait un organisme de choix pour une étude physiologique des interactions neurogliales. De plus, la modification génétique indispensable à la réalisation de ce projet est seulement disponible chez la souris. Les souris seront utilisées à partir de l'âge de 6 semaines, âge auquel les souris peuvent être traitées 5 semaines et être étudier à l’âge adulte (3 mois). Les souris seront utilisées à l'âge adulte à partir de 2 à 3 mois, âge auquel, la plupart des expériences décrites dans la littérature ont été réalisées. A ce stade de 2 mois, les animaux ont un cerveau qui a fini son développement et les animaux présentent un comportement d’adulte.
Evaluation de l’effet d’un additif anti-méthanogène sur les émissions de méthane, les rejets d’azote, les performances de productions et la digestibilité de la ration chez le jeune bovin en engraissement
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
40 jeunes bovins vont être utilisés pendant huit à dix mois, 24 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 16 dans un niveau léger. Trois séries de prélèvements comprennent 18 mL de sang à la veine caudale, une fouille rectale et 400 mL de jus de rumen recueillis par sonde gastro-œsophagienne, geste qui peut irriter l'œsophage. Quinze jours à l'attache en stalle complètent la mesure de digestibilité. L'additif testé doit réduire les émissions de méthane entérique, et les 24 animaux du volet digestibilité sont abattus pour que leur carcasse soit évaluée, les 16 autres vendus sur pied. Le porteur indique avoir déjà mené les tests in vitro sur la fermentation du rumen et revendique un "besoin" d'animaux expérimentaux pour confirmer les effets in vivo.
Objectifs
L'objectif de cette expérimentation, menée chez le jeune bovin engraissé avec des régimes à base d’ensilage d’herbe, est de mesurer les émissions de méthane entérique, les performances zootechniques (in vivo et à l’abattoir), la digestibilité de la ration, la partition de l'azote alimentaire, ainsi que les modifications du métabolisme protéique et de la structure du microbiote ruminal induites par la supplémentation de la ration avec un additif anti-méthanogène. Un objectif secondaire consistera à confirmer ou identifier des proxies plasmatiques, urinaires, fécaux et ruminaux permettant de prédire les émissions de méthane, la digestibilité de la ration et les rejets d'azote urinaire chez le bovin engraissé.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont de confirmer l'effet anti-méthanogène de l'additif, d'identifier les mécanismes d'action de l'additif sur le microbiote ruminal et d'évaluer les effets secondaires de cet additif sur la digestion, les rejets d'azote, le métabolisme, les performances et la qualité de la carcasse de l'hôte. L’ambition est d'implémenter des bases de données incluant des données phénotypiques de bovins, tels que l'émission de méthane entérique, la digestibilité de la ration, et les rejets d'azote, ainsi que des prédicteurs de ces phénotypes d'intérêt zootechnique (microbiens, analyse fécale (spir), abondance naturelle isotopique, métabolites sanguins) difficiles à mesurer en pratique avec des méthodes de réference.
Procédures
Durant les 8-10 mois de l'expérimentation, 3 prélèvements de sang, de fécès et de jus de rumen auront lieu en début, milieu et fin de période. Le volume de sang prélevé au niveau de la veine caudale sera à chaque fois de 18 mL. La prise de sang durera moins de 3 minutes. La collecte de fécès sera de 500g et se fera en quelques secondes lors de la déféquation de l'animal. Le prélèvement de jus de rumen d'un volume de 400 mL sera réalisé en 3 minutes par prélèvement gastro-oesophagien. La fréquence des prélèvements exclue tout type de complications liée à la récupération des animaux. La phase de digestibilité durera 15 jours (5 jours d'habituation à l'environnement et 10 jours de mesures).
Impact sur les animaux
Différents prélèvements (collecte de jus de rumen, fécès, sang) sont prévus pour caractériser la réponse physiologique, métabolique et digestive des bovins allaitants. Le prélèvement de jus de rumen sera réalisé par prélèvement gastro-oesophagien (PGO) et pourrait engendrer une légère iritation de l'oesophage. La prise de sang sera effectuée à la veine caudale et les de prélèvements de fèces par fouille rectale. Ces prélèvements seront réalisés en cage de contention et sont susceptibles d'induire de l'inconfort (léger à modéré) pendant la manipulation. La fréquence des prélèvements des 3 matrices (fécès, sang et jus de rumen) sera limitée au minimum nécessaire à savoir en début, milieu et fin d'expérimentation pour mesurer une cinétique d'action du produit. Au total, les animaux seront prélevés 3 fois pendant l'essai qui durera entre 8 et 10 mois. La contention de l'animal pour ces 3 prélèvements durera 10 minutes maximum. Concernant la digestibilité, les animaux seront à l'attache durant 15 jours dont 5 jours d'habituation. (cf préconisations consortium Eu-smartcow)
Devenir
A l'issue de cette expérimentation, les 16 animaux de la procédure 1 seront vendus sur pieds. Les 24 autres animaux (ceux ayant participé à la procédure 2) seront abbatus car leur carcasse sera évaluée pour l'étude des performances zootechniques à l'abbatoir.
Remplacement
La réponse concomittante de l'hôte et du microbiote ruminal à l'additif ne peut à ce jour être remplacé par aucune stratégie in vitro ou in sillico. L'un des objectifs du projet est d'identifier et de valider des indicateurs ou biomarqueurs capables de prédire la digestibilité de la ration et les rejets d'azote, deux paramètres qui nécessitent actuellement l’utilisation de cages de digestibilité. En conséquence, nous avons besoin de méthodes de référence qui ne peuvent être remplacées par la procédure en cours. À terme, ces indicateurs pourraient être proposés comme alternative aux méthodes de référence nécessaires en recherche. L'utilisation des techniques in-vitro pour étudier l'effet de l'additif sur la fermentation ruminale a été déjà réalisée et par conséquent nous avons besoin d'animaux expérimentaux pour confirmer les effets in-vivo.
Réduction
Pour cette expérimentation, 40 jeunes bovins seront mobilisés. Ce chiffre est basé sur les résultats obtenus au préalable par notre équipe chez le jeune bovin Charolais en engraissement alimentés avec des régimes comparables. Pour les mesures de digestibilité notre objectif est de démontrer l'absence de différence entre les deux traitements (test d'équivalence). Pour cela nous avons obtenu 20 animaux par traitement en considérant une absence d'effet lorsque la différence entre les deux traitements est inférieur à 2%. Dans le cadre cette expérimentation, les émissions de méthane seront mesurées au moyen de 2 collecteurs et analyseurs d'air (GreenFeed), une alternative toute aussi précise mais moins contraignante que les chambres respiratoires pour les animaux.
Raffinement
Les bâtiments sont dotés d'équipements pemettant un enrichissement du confort des bovins (brosses) et un suivi fin de leur santé et de leur bien-être (outils d'élevage de précision). Les animaux sont habitués à la cage de contention (passage systématique tous les 15 jours pour effectuer des pesées et notes d’état corporel). De plus, les prélèvements de fecès par fouille rectale ne sont réalisés que si les animaux ne défèquent pas naturellement. Concernant la phase d'étude de la digestibilité, les stalles ont été développées pour répondre aux besoins des animaux en termes de bien-être animal. Elles sont ainsi modulables pour s'adapter à la morphologie de l'animal, sont équipées de tapis et offrent un accès à volonté à l'eau et au sel. Ces stalles ouvertes permettent aux animaux de garder un contact visuel, auditif et olfactif entre eux. Concernant les points limites, l’ensemble des manipulations (contention + prélèvement) n’excèdera pas 10 minutes par animal et dans le cas contraire, sera reporté ou annulé. Pour le prélèvement d'adipocyte, une anestésie locale sera mise en place sur la zone d'incision. Les signes de modification de comportement dans la prise alimentaire, la posture, la réactivité ou/et les vocalisations seront surveillés les jours suivants les prélèvements. Dans le moindre doute, le vétérinaire d'élevage sera contacté et les soins prescrits mis en place et si besoin l'animal sera sorti de la procédure.
Choix des espèces
En France, l’agriculture représente 19% des émissions de gaz à effets de serre (selon le CITEPA), dont près de la moitié provient des élevages bovins lait et viande. Les émissions de méthane entérique, coproduit de la digestion de la cellulose par les ruminants, représentent environ 50% des émissions de GES d’une exploitation bovine. Le méthane entérique des bovins représente donc près de 5% des GES totaux français. Les élevages bovins lait et viande sont ainsi confrontés aux objectifs de décarbonation des activités. Il convient donc d'acquérir des références sur les bovins allaitants pour lesquels, on dispose de très peu de références. Les jeunes bovins seront en croissance dans des conditions similaires à ceux élevés pour la filière commerciale.
Influence du sexe et du cycle hormonal sur l’efficacité thérapeutique de la neurostimulation transcrânienne dans la migraine
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
928 rats vont être utilisés dans des procédures relevant toutes d'un niveau de souffrance sévère, chacun subissant au minimum une chirurgie d'implantation de vis crânienne. Certains subissent en plus une ablation des ovaires, une pose de canules pour l'injection d'une soupe inflammatoire, puis une intervention finale de huit heures sous anesthésie profonde sans réveil, comprenant trachéotomie, canulation de la carotide et de la jugulaire et craniotomie. Une hypersensibilité douloureuse est attendue après l'induction du modèle de migraine, et les mesures de seuil de réaction cutanée se répètent toutes les trente minutes pendant trois heures, puis une fois par jour pendant cinq jours. Tous les animaux sont tués pour prélever sang et tissus nerveux, et le porteur, qui décrit ces tests comme peu douloureux, annonce à long terme des traitements de la migraine mieux adaptés au sexe et au cycle hormonal.
Objectifs
La migraine, qui se manifeste par des maux de tête récurrents, touche environ 15 % de la population, en majorité des femmes. Une méthode prometteuse pour soulager cette douleur est la neurostimulation, en particulier la stimulation transcrânienne à courant continu, qui consiste à appliquer un faible courant électrique sur certaines zones du cerveau. Cependant, on connaît encore peu son efficacité réelle contre la migraine et les mécanismes par lesquels elle agit. Dans nos recherches précédentes, nous avons utilisé un modèle animal de la migraine et observé que : 1) La douleur n’est pas ressentie de la même manière chez les mâles et les femelles ; 2) Les neurones impliqués dans la transmission de la douleur réagissent différemment selon le sexe et le cycle hormonal des femelles. L’objectif de notre projet est donc de mieux comprendre comment la stimulation transcrânienne à courant continu agit sur la migraine, en tenant compte des différences entre les sexes et des variations hormonales chez les femelles. Ce projet se divise en trois grandes étapes : 1. Identifier les meilleurs protocoles de stimulation (préventive vs curatif) 2. Tester l’efficacité de la stimulation selon le sexe et le cycle hormonal chez les femelles et comparer les résultats avec des femelles opérées pour ne plus produire d’hormones sexuelles. 3. Explorer les mécanismes cellulaires à l’origine de ces effets, afin de mieux comprendre comment la stimulation modifie l’activité des neurones liés à la douleur.
Bénéfices attendus
Bien que la migraine touche plus souvent les femmes que les hommes et soit liée aux variations hormonales, la plupart des recherches ont été faites uniquement chez les mâles. Ce projet va donc nous aider, à moyen terme, à mieux comprendre comment le cerveau perçoit la douleur liée à la migraine et comment la neurostimulation agit, aussi bien chez les hommes que chez les femmes, en prenant en compte les changements hormonaux. À plus long terme, ces connaissances pourraient permettre de créer des traitements mieux adaptés à chacun, en tenant compte du sexe et du cycle hormonal. L’objectif est d’apporter des solutions plus personnalisées et efficaces pour soulager les personnes souffrant de migraine.
Procédures
Les différents gestes techniques utilisés lors de ce projet sont au nombre de 6 : • ovariectomie. L'opération durera 10 minutes sous anesthésie générale. • chirurgie d'implantation de vis pour réaliser des neurostimulations (1 par animal,
Impact sur les animaux
Certains animaux subiront une ablation des ovaires sous anesthésie gazeuse. Tous les animaux auront au minimum une chirurgie pour implanter une vis. Ces interventions peuvent entraîner une douleur passagère après l’opération. Nous prévoyons également une hypersensibilité à la douleur après l’induction des modèles de migraine. Les tests de sensibilité cutanée sont peu douloureux : ils consistent à mesurer le seuil de réaction à un stimulus, et l’animal peut s’en soustraire à tout moment.
Devenir
A la fin des procédures , les animaux seront profondément anesthésiés et seront mis à mort: pour prélever le sang et les tissus nerveux d'intérêts afin de réaliser des analyses immunohistochimiques, protéiques ou électrophysiologiques.
Remplacement
Il n’existe aujourd’hui aucune méthode alternative permettant de remplacer ce protocole. Pour bien comprendre comment la douleur est traitée par le corps, il est essentiel de faire des études chez l’animal vivant, car cela fait intervenir plusieurs zones du cerveau et du système nerveux en même temps. Travailler avec des animaux permet aussi de prendre en compte leurs variations hormonales naturelles, ce qui est très important, notamment pour mieux comprendre la migraine chez les femelles. À ce jour, aucune autre méthode ne permet d’évaluer l’efficacité d’un traitement anti-douleur potentiel de façon aussi complète. Même sous anesthésie, un animal avec un système nerveux intact est indispensable pour mener des recherches fiables dans ce domaine. Les études comportementales sur l’animal vivant restent donc nécessaires pour progresser dans la recherche sur la mise au point de nouveaux traitements liés aux effets thérapeutiques de la neurostimulation contre la migraine.
Réduction
Le nombre de rats utilisés par groupe a été déterminé à partir de nos expériences précédentes, en tenant compte des éventuelles difficultés pouvant survenir au cours des différentes étapes de l’étude. Nos données montrent que 8 rats par groupe sont généralement suffisants pour obtenir des résultats statistiquement fiables. Toutefois, certaines étapes (comme l’habituation, les injections, les tests comportementaux ou les prélèvements de tissus) peuvent poser problème. C’est pourquoi nous prévoyons, à titre préventif, jusqu’à 10 rats par groupe dans certaines procédures. De plus, nous allons combiner deux phases du cycle hormonal : un niveau élevé et un niveau bas d’œstrogènes. Pour chaque phase de l’étude, nous adapterons nos analyses en fonction des données recueillies, afin d’obtenir des résultats solides, avec une puissance statistique d’au moins 70 %. Si nous constatons que 8 animaux suffisent, nous n’en utiliserons pas davantage. Dans un souci de réduction du nombre d’animaux utilisés, les études seront réalisées par étapes. Si ces premières expériences ne montrent pas de résultats significatifs, les étapes suivantes ne seront pas réalisées.
Raffinement
Pour garantir le bien-être des rats, un enrichissement de leur environnement sera mis en place : des rouleaux seront placés dans les cages pour stimuler leur comportement naturel et améliorer leur confort. Les différentes interventions prévues seront réalisées sous anesthésie générale, afin que les animaux ne ressentent pas de douleur. Selon le type de procédure, différents produits anesthésiques seront utilisés. De plus, avant et après les interventions, une prise en charge de la douleur sera assurée. Les animaux seront étroitement surveillés, quotidiennement, par du personnel formé, en respectant les règles légales en vigueur. Nous serons particulièrement attentifs à tout signe de souffrance ou de mal-être, comme : un mauvais état général (poils hérissés, absence de toilette, amaigrissement), des difficultés à bouger, à se nourrir ou à se relever, une température corporelle anormale, des signes de douleur ou d’agressivité inhabituelle, ou encore des lésions visibles (sur la peau, les yeux ou la queue). Si un animal montre des signes de souffrance trop importants (par exemple, s’il perd plus de 20 % de son poids après une chirurgie ou présente des tumeurs), il sera retiré immédiatement de l’étude et mis à mort afin d’éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Le rat de la souche Sprague-Dawley est couramment utilisée au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Nous utiliserons des animaux adultes entre 8-12 semaines. Des animaux adultes sexuellement matures sont requis pour étudier l'influence du cycle hormonal.
Étude du rôle du gène H13 au cours du développement chez la souris pour évaluer son implication dans une maladie rare, le syndrome de Mulchandani-Bhoj-Colin.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Des souris construites pour porter l'anomalie d'empreinte parentale en cause dans le syndrome de Mulchandani-Bhoj-Conlin peuvent présenter un retard de croissance, un museau déformé, des troubles de l'alimentation et un tonus musculaire faible. 740 vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, dont une lignée jamais étudiée pour laquelle 40 animaux font l'objet d'une surveillance renforcée. 240 sont pesées chaque semaine de 2 à 12 semaines, 120 embryons sont prélevés 14 jours et demi après la fécondation, 144 passent jusqu'à six tests moteurs et de mémoire, et 60 subissent deux prélèvements sanguins sans anesthésie. Toutes sont tuées à la fin du protocole, la majorité de leurs organes étant disséquée pour des analyses moléculaires et anatomopathologiques.
Objectifs
A la fécondation, nous héritons de deux copies de chaque gène, une de notre mère et une de notre père. Contrairement à la plupart des gènes qui sont activés de façon identique sur les deux copies, certains gènes sont activés différemment selon qu'ils proviennent du père ou de la mère. Ce phénomène, appelé "empreinte parentale", joue un rôle essentiel dans le bon déroulement de la croissance et du développement. Ainsi, lorsqu'une erreur survient dans ce mécanisme, cela peut entraîner des maladies rares. C’est le cas du syndrome de Mulchandani-Bhoj-Conlin, qui se traduit par un retard de croissance, des difficultés pour s’alimenter et d’autres troubles du développement. Cette maladie est liée à une anomalie où un enfant reçoit deux copies d'un même chromosome uniquement de sa mère, au lieu d'une copie de chaque parent, ce qui perturbe l'équilibre nécessaire à une croissance normale. Afin de mieux comprendre les conséquences de ces erreurs d’empreinte, ce projet utilisera des lignées de cellules et de souris génétiquement modifiées. Plus précisément, les souris permettront d’étudier comment la transmission d’une modification génétique par la mère ou par le père influence la croissance, l’alimentation, le métabolisme et le développement général de l’animal. En comparant les effets selon l’origine maternelle ou paternelle, nous pourrons mieux cerner les mécanismes qui conduisent à l’apparition de troubles du développement. Ces recherches visent à améliorer la compréhension de ces maladies rares et pourraient, à long terme, aider à mettre en place de nouvelles stratégies de diagnostic et de traitement pour les patients.
Bénéfices attendus
Les maladies rares touchent environ 6 % de la population mondiale, ce qui constitue un enjeu important pour la santé humaine. La majorité d’entre elles sont dues à des anomalies génétiques et comprendre les causes de ces maladies est essentiel pour pouvoir mieux les diagnostiquer et, à terme, proposer des traitements plus adaptés. Ce projet s’intéresse à une maladie rare identifiée récemment, qui s’appelle le syndrome de Mulchandani-Bhoj-Conlin. Cette maladie provoque notamment des troubles de la croissance et du développement. Pour mieux comprendre ses origines, nous allons étudier une région de l’ADN, qui pourrait être impliquée dans son apparition. Grâce à des expériences menées chez la souris, nous allons analyser si des anomalies dans cette zone peuvent provoquer des symptômes similaires à ceux observés chez les patients. Si c’est le cas, cela permettra de mieux comprendre les mécanismes à l’origine de cette maladie. Cela pourrait aussi aider à identifier d'autres personnes atteintes de symptômes proches, mais dont la cause génétique n’a pas encore été trouvée. À terme, ce travail pourra contribuer à améliorer le diagnostic des maladies rares liées à la croissance et au développement, et ouvrir de nouvelles pistes pour aider les patients.
Procédures
Dans ce projet, plusieurs interventions seront réalisées afin d'étudier la croissance et le développement de différent modèle de souris. Pour l’une des lignées qui n’a jamais encore été étudiée, 40 animaux seront suivis de manière renforcée pour détecter tout signe de mal-être. Pour le suivi de la croissance après la naissance, 240 souris seront pesées une fois par semaine, de l’âge de 2 semaines à 12 semaines. Pour l’étude de la croissance embryonnaire, 120 embryons seront prélevés 14,5 jours après la fécondation (et 120 embryons à un autre stade si nécessaire) pour mesurer leur taille et leur poids. Parmi les souris dont la croissance aura été suivie, 144 seront soumises à des tests moteurs et neurodéveloppementaux, de difficulté légère à modérée, pour évaluer leurs capacités motrices, leur mémoire et leur niveau d'anxiété. Les nouveau-nés seront testés pour leur tonus musculaire entre 5 et 10 jours après la naissance. Ces manipulations seront brèves et limitées à 3 fois par animal. Chez les souris plus âgées, entre l’âge de 2 et 6 mois environ 144 souris seront observées pour évaluer leur activité motrice, leur équilibre, leur comportement face à des situations nouvelles ou légèrement stressantes, ainsi que leur capacité à mémoriser de simples trajets. Chaque animal réalisera jusqu’à 3 sessions d’observations espacées dans le temps (une toutes les 6 à 8 semaines environ), pour un total de 6 tests maximum par animal. Chaque session durera entre 5 et 30 minutes. Deux prélèvements sanguins (4 et 8 semaines) seront effectués sur 60 souris pour mesurer les hormones de croissance. Les prélèvements seront effectués sans anesthésie mais avec contention adaptée, par des personnes expérimentées.
Impact sur les animaux
Les animaux utilisés pourraient présenter certains signes observés dans une étude précédente, et proches de ceux décrits chez les personnes atteintes de la maladie étudiée. Cela peut inclure un retard de croissance, une augmentation du contenu minéral des os, une forme anormale du museau, des difficultés à bien réguler le taux de sucre après les repas, ainsi que des troubles de l’alimentation ou un tonus musculaire plus faible. Les interventions réalisées sur les animaux seront toutes effectués pour limiter l’inconfort des animaux. L’identification et le prélèvement pour analyse génétique seront réalisés une seule fois pour chaque animal. Cela pourra entraîner une gêne passagère et un stress très léger. Le suivi du poids, qui sera effectué chaque semaine, est une manipulation simple et rapide. Elle pourra générer un stress léger lié à la manipulation répétée. Les prélèvements sanguins, qui seront effectués au maximum deux fois dans la vie des animaux, pourra provoquer une gêne temporaire lors du prélèvement et un léger stress lié à la contention. Le test pour vérifier le tonus musculaire des nouveau-nés pourra entraîner un inconfort très bref dû à la manipulation. Les tests comportementaux réalisés sur les animaux plus âgés consisteront à observer leur activité, leur réaction à des environnements nouveaux ou leur capacité de mémoire. Ces observations, espacées dans le temps et limitées en nombre, pourront provoquer un stress passager lié à la nouveauté ou à une situation inhabituelle mais ne causeront pas de douleur.
Devenir
L'ensemble des animaux utilisés au cours des différentes procédures du projet décrit ici sera mis à mort à la fin du protocole. La majorité des organes sera disséquée et prélevée afin de poursuivre les études moléculaires et anatomo-pathologiques après avoir caractérisé le phénotype global des animaux.
Remplacement
Ce projet a pour but de mieux comprendre la fonction d’une région particulière de l’ADN, afin de savoir si elle joue un rôle dans une maladie rare qui affecte la croissance et le développement. Cette maladie entraîne notamment un retard de croissance, des difficultés de développement, et des problèmes touchant les muscles et les os. Pour répondre à cette question, nous utiliserons comme modèle la souris. Ce choix est nécessaire, car certains signes de la maladie – comme les retards de croissance ou les effets sur le développement de l’embryon – ne peuvent être étudiés que dans un organisme complet, en développement. Par exemple, pour savoir si un retard de croissance est lié à un problème de placenta (organe qui nourrit le bébé pendant la grossesse), il faut observer l’embryon au cours de son développement dans l’utérus, ce qui n’est pas possible sans utiliser un animal entier. En parallèle, certaines analyses plus fines, qui concernent l’activité de cette région de l’ADN seront faites en laboratoire sur des cellules. Ces cellules sont soit déjà disponibles, soit seront prélevées sur les animaux pour être étudiées sans avoir besoin d’utiliser à nouveau un animal entier.
Réduction
Le projet a été conçu pour utiliser le plus petit nombre d’animaux possible, tout en obtenant des résultats fiables et exploitables. Pour cela, les animaux sont élevés de manière optimisée : certaines portées contiendront à la fois les animaux à étudier ainsi que des contrôles, ce qui réduit le nombre total nécessaire. Les animaux participeront à plusieurs étapes de l’étude afin d’éviter les doublons : par exemple, les mêmes souris seront suivies pour leur croissance, soumises à des tests neuro développementaux simples, et recevront des prises de sang espacées. À la fin de l’étude, leurs organes seront conservés pour de futures analyses en laboratoire, ce qui permettra de continuer les recherches sans utiliser d'autres animaux.
Raffinement
Les animaux seront surveillés tous les jours par l’expérimentateur ou le personnel de l’animalerie afin de détecter rapidement tout signe de souffrance, et d’intervenir si nécessaire. Pour identifier les animaux, un prélèvement sera réalisé sur l’oreille. Cette procédure, effectuée par du personnel expérimenté, sera aussi rapide que possible pour limiter l’inconfort. La zone sera ensuite surveillée pendant deux jours afin de s’assurer qu’il n’y ait pas de complication. Certains animaux pourraient présenter des difficultés de croissance ou d’alimentation. Dans ce cas, un suivi renforcé sera mis en place, notamment par une surveillance régulière du poids. Si une perte de poids importante est constatée ou si l’animal montre des signes de difficulté à se nourrir, une alimentation spéciale et enrichie sera proposée. Pour l’un des modèles, pour lequel aucune donnée n’est disponible, une attention particulière sera portée sur deux générations. Des grilles d’observation standardisées permettront de décider si une surveillance renforcée est nécessaire ou, en cas de signes trop sévères, si l’animal doit être euthanasié. Enfin, tous les animaux vivront dans des cages spacieuses, en petits groupes, avec des éléments pour les stimuler et leur offrir du confort (abris en carton, papier pour faire des nids), conformément aux règles en vigueur.
Choix des espèces
La souris a été choisie comme modèle pour cette étude car elle partage avec l’être humain certains mécanismes importants (tel que celui étudié ici, l’empreinte parentale), ce qui permet d’étudier leur rôle dans des maladies humaines rares. Un modèle de souris spécialement conçu pour cette recherche existe déjà, ce qui permet de gagner du temps et d’utiliser des données déjà disponibles. La souris est aussi une espèce bien connue des chercheurs, pour laquelle de nombreux outils facilitent les analyses. Les souris utilisées seront âgées de quelques semaines à un an. Les études sur les jeunes souris commenceront à partir de 2 semaines après la naissance, pour suivre leur croissance et leurs comportements jusqu’à l’âge adulte. Pour comprendre les effets pendant la grossesse, certaines observations seront aussi faites sur les fœtus à différents moments de leur développement, en commençant par un stade précis et en adaptant ensuite si besoin.
Prélèvements de tissu pour la caractérisation phénotypique de souris génétiquement altérées élevés pour l’étude de structures cérébrales
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
2 000 souris vont être utilisées dans des procédures classées d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées. Les nouveau-nés sont maintenus une minute pour une biopsie de la queue. Celles qui n'ont pas le génotype recherché sont tuées, par décapitation avant dix jours et par dislocation cervicale ensuite, les autres par ponction intracardiaque sous anesthésie profonde pour prélèvement du cerveau. Le but déclaré est de cartographier en trois dimensions deux populations de neurones de l'hypothalamus rendues fluorescentes, l'une liée à l'appétence, l'autre à la satiété. Sur le raffinement, le porteur ne mentionne que les 2 mm de queue prélevés, et fixe l'effectif de 2 000 animaux d'après des stratégies d'accouplement calculées "selon nos expériences antérieures".
Objectifs
Ce projet a pour objectif d'identifier de façon précise certains neurones présents dans l'hypothalamus, structure majeure dans la régulation du métabolisme. Comme cette structure ne représente que 1% à 1.5% du cerveau total, les neurones qui le composent sont peu nombreux et présentent des localisations très précises. Parmi ceux-ci des neurones contrôlent respectivement l'appétence et la satiété. L'utilisation de souris exprimant des molécules fluorescentes marquant spécifiquement ces 2 populations neuronales permettront de les détecter in situ et d'en connaître l'architecture en 3 dimensions. Ces données complétées à celles de physiologie offriront une apporoche complémentaire du rôle de ces neurones dans la prise alimentaire.
Bénéfices attendus
Les principaux bénéfices attendus du projet sont l'identification des 2 populations neuronales d'intérêt grâce à la présence de fluorescence endogène au sein de ces neurones, d’en comprendre leur architecture et leurs connexions au sein de l'hypothalamus ainsi que la possibilité d’identifier des protéines s’exprimant spécifiquement dans ces 2 populations neuronales.
Procédures
Les nouveau-nés subiront une contention d'une minute et une biopsie de queue sera prélevée. Les adultes du génotype d’intérêt subiront une injection d'analgésique puis une anesthésie profonde suivie d'une perfusion intracardiaque terminale..
Impact sur les animaux
La contention et la biopsie peuvent provoquer un stress chez l’animal ainsi qu’une légère souffrance de courte durée.
Devenir
Les animaux ne possédant le génotype d’intérêt seront mis à mort. Les nouveaux nés jusqu’à 10 jours sont mis à mort par décapitation et les souris âgées de plus de 10 jours seront mis à mort soit par dislocation cervicale. Les animaux présentant le génotype d’intérêt seront mis à mort par ponction intracardiaque après analgésie et anesthésie profonde pour prélèvement du cerveau.
Remplacement
Les questions scientifiques posées ne peuvent être étudiées qu’in vivo sur des cerveaux prélevés sur des animaux adultes. Il s’agit de comprendre in situ les interactions qu'entretiennent 2 populations neuronales spécifiques avec les autres neurones, ainsi que leur organisation en 3 dimension, et cela ne peut pas être reproduit in vitro
Réduction
Les stratégies d’accouplements ont été calculés selon nos expériences antérieurs pour générer un nombre suffisant d’animaux pour réaliser au mieux nos expériences. En outre, les croisements ont été optimisés pour produire les animaux d’intérêt. D’autre part, les 2 sexes seront utilisés pour les expériences de qui réduit le nombre d’animaux. Enfin, la perfusion intracardiaque permet d’augmenter la viabilité des tranches individuelles, ce qui réduira le nombre d’animaux et en limitera leur nombre.
Raffinement
Le prélèvement lors de la biopsie est réalisé sur une extrémité réduite la queue (environ 2 mm) permettant néanmoins d'obtenir suffisamment d'ADN pour réaliser pour le génotypage.
Choix des espèces
La souris représente un organisme modèle de choix pour mener ces études sur l'importance des neurones régissant la prise alimentaire. Cette régulation trouve son siège dans l'hypothalamus, petite structure qui représente 1% à 1.5% du cerveau. Des outils adaptés à la souris et à la taille de cette petite structure sont disponibles pour la réalisation de ce projet tels que la détection de molécules biologiques, la disponibilité de modèles génétiques murins permettant de répondre aux questions scientifiques posés. Des animaux adultes (3 mois) seront utilisés car la maturité et l’organisation neuronale de l'hypothalamus est alors à son climax.
Étude de la réponse immunitaire associée aux cellules dendritiques et lymphocytes T dans le microenvironnement tumoral du mélanome cutané
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
1 244 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, presque toutes tuées à l'issue, quinze restant en accouplement continu pour entretenir les lignées. 148 reçoivent sur les oreilles un analogue de la vitamine D pendant trois jours pour déclencher un mélanome, 540 une injection intradermique de cellules dendritiques dans les deux oreilles, 556 des injections intrapéritonéales d'immunothérapie deux fois par semaine pendant deux semaines. Le porteur annonce inflammation, démangeaisons et rougeur des oreilles, et une mise à mort dès que la tumeur atteint un centimètre cube. Il justifie le recours aux souris par le fait que le microenvironnement tumoral engage plusieurs organes, ce qui rend selon lui l'expérience in vivo "nécessaire", onze lignées génétiquement modifiées étant mobilisées.
Objectifs
Le mélanome cutané est un cancer se développant à partir de mélanocytes cancéreux, les cellules pigmentées de la peau. Le système immunitaire est généralement en mesure d’éliminer les cellules tumorales. Toutefois, les cellules tumorales peuvent perturber la réponse immunitaire de manière à favoriser leur propre croissance, ce qui impacte négativement le pronostic des patients atteints de mélanome cutané. Ce cancer de la peau est hautement agressif, premièrement à cause de son potentiel à métastaser, et deuxièmement par sa fréquente résistance à la plupart des immunothérapies et thérapies ciblées utilisées aujourd’hui. Notre laboratoire s'intéresse à une molécule qui possède un rôle pro-tumoral dans le microenvironnement tumoral associé au mélanome cutané. Cependant, les cellules et molécules impliquées dans la réponse immunitaire pro-tumorale sont encore mal connues. Le projet vise donc (1) à étudier dans un modèle murin de mélanome cutané, l’impact de cette molécule sur les différentes sous-populations cellulaires immunitaires ; (2) à identifier et étudier la fonction des sous-populations cellulaires immunitaire induite par cette molécule ; et enfin (3) à évaluer et améliorer l’effet du blocage de cette molécule associée à une thérapie déjà utilisée pour soigner les mélanomes cutanés chez l'humain. Afin de répondre à ces questionnements, nous étudierons la réponse immunitaire au niveau du microenvironnement tumoral associé au mélanome cutané ainsi que dans les ganglions lymphatiques drainant la tumeur et dans le sang.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à approfondir notre compréhension de la réponse immunitaire impliquée dans le développement du mélanome cutané. Par ailleurs, ces nouvelles connaissances sur les différentes sous-populations cellulaires immunitaires dans le microenvironnement tumoral pourraient nous permettre éventuellement de la moduler en agissant sur ces types cellulaires spécifiques. De plus, cette étude permettra également d'évaluer le potentiel d’une nouvelle cible thérapeutique afin d’améliorer la survie des patients atteints de mélanome cutané.
Procédures
Lors de la 1ère partie, 148 souris au maximum seront anesthésiée par voie gazeuse et traitées pendant une durée de 3 jours (le traitement est d'une durée d'environ 30 secondes) afin d'induire un mélanome cutané. Pour la 2ème partie du projet, 540 souris seront anesthésiées et injectées par voie intradermique avec des cellules immunitaires au niveau des deux oreilles, et gardés pendant 7 jours (l'injection est d'une durée de 6 minutes). Enfin, la 3ème partie concernera 556 souris qui seront injectées par voie intrapéritonéale 2 fois par semaine pendant 2 semaines (durée de 20 secondes) avec une immunothérapie combinée.
Impact sur les animaux
Une minorité des animaux de 2 lignées de souris utilisées (moins de 30% des effectifs) est susceptible de développer un phénotype dommageable se traduisant par l'apparition de tumeurs spontanées non pigmentées et à croissance rapide, un suivi particulièrement attentif sera mis en place. L'application d'analogue de ka vitamine D sur les oreilles des animaux sous anesthésie gazeuse légère engendrera un léger stress d'une courte durée. (Lors des transferts des cellules dendritiques, les animaux donneurs seront de la même espèce, du même sexe et du même fond génétique que les animaux receveurs (qui recevront l'injection de ces cellules) éliminant les risques de rejet. Néanmoins, cette procédure engendrera un léger stress et douleur d'une courte durée sur les animaux receveurs et une inflammation au niveau des oreilles, accompagnées de démangeaisons et d'une rougeur. Les injections intrapéritonéales d'anticorps sur d'autres modèles ont déjà été réalisées par le passé dans notre équipe, et nous n'avons observé aucun changement de comportement de la part des animaux traités, cependant une rougeur pourrait survenir au point d'injection et un stress du à la contention sera ressenti pendant un temps court ( quelques secondes). Le traitement avec des anticorps devrait faire régresser la tumeur mais une rougeur pourrait apparaitre sur la peau recouvrant la tumeur.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures expérimentales afin de prélever les différents organes ou tissus nécessaires à l'étude de la réponse immunitaire dans le mélanome cutané. permettent de maintenir les lignées utilisées dans ce projet de recherche. Au maximum 15 animaux seront utilisés pour les expérimentations en utilisation continue, pour avoir 5 accouplements en continu.
Remplacement
Les lignées de souris génétiquement modifiées utilisées dans ce projet vont nous permettre d'étudier des gènes ou des cellules dont l'implication dans le mélanome a été suggéré in vitro par notre laboratoire ainsi que d'autres. Les phénomènes impliqués dans le mélanome cutané mettent en jeu différents organes et des réseaux impliquant plusieurs types cellulaires qui composent l'ensemble du microenvironnement tumoral. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre ce phénomène et identifier d'éventuelles cibles thérapeutiques.
Réduction
Afin de différencier les rôles de différentes cellules et molécules pouvant être impliquées dans le développement du mélanome, l’ensemble du projet va nécessiter l'utilisation de 11 lignées de souris différentes et d'un maximum de 1204 animaux. Ce nombre d'animaux nous permettra d'obtenir des conclusions statistiquement significatives. Par ailleurs, des études préliminaires in vitro ont été réalisées afin d’éliminer certaines hypothèses et de mieux définir les expériences à effectuer sur les modèles in vivo.
Raffinement
Tous les animaux feront l'objet d'une observation quotidienne basée sur leur apparence générale, leur posture et leur comportement. Tous les animaux intégrés dans une procédure expérimentale seront soumis à l'application de points limites définis, stricts et spécifiques de ce projet. En cas de signes cliniques tels qu'un dos courbé, un pelage ébouriffé, une absence de réaction aux stimuli ou encore une inflammation ou une infection au niveau des sites d'injection, l'animal sera retiré de l'étude et pourra recevoir des soins selon l'avis du vétérinaire. Si l'état de l'animal est jugé critique (blessure importante par exemple), une euthanasie immédiate sera pratiquée. Pour les souris développant des tumeurs cutanées, un suivi renforcé sera assuré quotidiennement. Le volume tumoral sera mesuré à l'aide d'un pied à coulisse et l'euthanasie sera réalisée si la taille de la tumeur atteint 1 cm3. Toutes procédures pouvant induire douleur ou stress chez l'animal sera effectuée sous anesthésie légère gazeuse, n'engendrant qu'un stress léger de courte durée dû à la contention. Les animaux seront hébergés en groupe et auront un accès constant à de l'eau et de la nourriture pendant toute la durée de l'expérience.
Choix des espèces
Les mécanismes cellulaires dans le microenvironnement tumoral du mélanome cutané impliquent plusieurs organes différents (peau, ganglions lymphatiques, etc.) et ces interactions inter-organes nécessitent plusieurs types cellulaires. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre la croissance tumorale, l'implication du système immunitaire et à terme, identifier d'éventuelles cibles thérapeutiques. Les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines de vie afin d'étudier le système immunitaire à l'âge adulte.
Etude de l’effet du pâturage séquentiel alterné mixte ovins/bovins sur le bien-être et le parasitisme des animaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Bovins : 22
Comparer deux conduites de pâturage, l'une mêlant ovins et bovins, l'autre spécialisée en ovins, place 292 brebis, agneaux et génisses dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Prélèvements de fèces par stimulation rectale chaque mois pendant quatre mois, prises de sang de 10 mL à la veine jugulaire ou caudale en début et en fin d'essai. Le porteur reconnaît qu'une très forte infestation parasitaire pourrait survenir, surtout chez les agneaux du lot spécialisé, ceux-là mêmes qui tiennent le rôle de point de comparaison. Aucun animal n'est tué dans le cadre du projet. Les brebis et les génisses rejoignent le troupeau de l'établissement, les agneaux repartent vers l'engraissement.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier les effets du pâturage séquentiel alterné entre ovins et bovins au printemps sur le parasitisme et le bien-être des animaux. Une de nos hypothèses de travail est que les bovins apportent un bénéfice aux ovins en termes de parasitisme, y compris lors de pâturage séquentiel alterné. L’expérimentation analytique vise donc à mesurer les effets de l’introduction d’un troupeau de bovins dans le cycle de pâturage d’un troupeau ovin. Pour cela, un système mixte sera comparé à un système ovins spécialisé pris comme témoin. Seront notamment abordées les questions de la conduite au pâturage des deux espèces et la gestion des lots. L’excrétion parasitaire, les performances zootechniques du troupeau, ainsi que les conditions de travail seront observées.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus sont dans un premier temps une réduction du parasitisme chez les ovins du système mixte par rapport à ceux du système spécialisé, particulièrement chez les agneaux plus sensibles que les agnelles ou les brebis. L’objectif sera de suivre l’excrétion parasitaire du troupeau d’ovins et du troupeau de bovins (strongles, douves) et de déterminer si cette pratique peut être une alternative à la résistance au traitement anthelminthique. En ce sens elle s’insère pleinement dans la transition agroécologique en mentant à profit des processus biologiques en remplacement de molécules chimiques (anthelminthiques) dont l’efficacité est de plus en plus limitée compte tenu du développement rapide de résistances dans les populations de parasites. D’un point de vue sanitaire, les anthelminthiques de synthèse sont les médicaments couramment utilisés en médecine vétérinaire pour gérer les infestations parasitaires. Cependant, des métabolites ou des molécules non dégradées se retrouvent dans les produits dédiés à la consommation humaine (viande, lait, fromage), et peuvent impacter indirectement la santé humaine. Pour certaines molécules, des conséquences environnementales ont aussi été signalées. Des temps d’attente sont donc à respecter avant de commercialiser et consommer ces denrées alimentaires. De plus, depuis ces dernières années, une multiplication des résistances aux anthelminthiques de synthèse est observée dans les élevages ovins et caprins. Pour pallier à ces problèmes, l’exploitation dans la ration de métabolites secondaires bioactifs naturellement présents dans certains végétaux ou ressources végétales serait une méthode alternative à l’emploi des traitements chimiques. Enfin, l’aspect innovant de ce projet tient également à l’étude de la mixité en pâturage séquentiel, qui a l’intérêt de faciliter la gestion des lots au quotidien (pas de mélange simultané des espèces) et pourrait en ce sens aider au développement de la mixité ovin/bovin pour plus de résilience.
Procédures
Deux types de prélèvements sont prévus sur les animaux : i) Des prélèvements de fèces (5 grammes) auront lieu tous les mois durant les 4 mois de l’expérimentation, sur 60 brebis et 60 agneaux préférentiellement mâles (30 brebis et 30 agneaux de chaque troupeau ovin, 40 agneaux l'année 2), ainsi que sur les 11 génisses. ii) Des prises de sang (10mL) seront réalisées sur les 11 génisses et sur 20 brebis (10 brebis de chaque troupeau ovin) en début et fin d’expérimentation. Les interventions n'excéderont pas 1 à 2 minutes par animal, et elles seront regroupées dès que cela est possible afin de limiter la manipulation et la contention des animaux.
Impact sur les animaux
On peut noter 3 types de nuisances attendues : tout d’abord pour effectuer des sérologies, des prises de sang seront réalisées à la veine jugulaire (ovin) ou caudale (bovin). Des hématomes peuvent apparaitre en cas de prélèvements répétés mais ceux-ci n’auront lieux qu’en début et fin d’essai soit un espacement de plus de 3 mois. Ensuite afin de réaliser des coprologies, des prélèvements de fèces auront lieu par stimulation rectale en évitant au maximum le prélèvement direct par fouille. L’ensemble des prélèvements (prise de sang + fèces) ne dure que 1 à 3 minutes par animal, et elles seront réalisées par du personnel compétent et formé. Enfin, une très forte infestation parasitaire pourrait survenir dans les troupeaux ovins, particulièrement chez les agneaux du système spécialisé. Pour cela le suivi régulier des performances et la de la santé des animaux, couplé à une surveillance quotidienne par le personnel animalier qualifié, permettra de déceler suffisamment précocement les animaux à traiter.
Devenir
Les agneaux poursuivront leur engraissement dans un schéma classique d’élevage ovin. Les brebis et les génisses retourneront dans le troupeau d’élevage de l’établissement utilisateur.
Remplacement
Aucun essai in vitro ni modélisation n’existe à ce jour pour une telle étude. L’étude in vivo est indispensable pour étudier le lien entre le parasitisme et pratiques de pâturage. De nombreuses mesures ne sont possibles qu’en expérimentation in vivo : mesures de parasitologie (évaluation de la charge parasitaire par analyses coproscopiques sur les fèces et sérologie sur prise de sang), étude des performances zootechniques (gain de poids, note d’état corporel). Ces analyses fines permettront de produire des références.
Réduction
Le nombre d’animaux a été optimisé et réduit au minimum pour i) s’assurer d’avoir un nombre d’animaux suffisant pour des analyses statistiques fiables des paramètres de parasitologie (mesure de coproscopie) sur les 2 lots infestés et ii) assurer des répétitions pour obtenir la puissance statistique nécessaire pour arriver à faire le lien entre infestation parasitaire et pratiques de pâturage. Ainsi le dimensionnement a cherché à être minimaliste tout en veillant à avoir des effectifs minimaux pour reproduire les effets troupeaux. Par ailleurs, les surfaces des parcelles doivent être suffisamment grandes pour être représentatives de la diversité et capter la variabilité des prairies permanentes de montagne ici étudiées. Le nombre d’animaux permet également d’avoir un chargement adapté au potentiel de production des prairies.
Raffinement
Les animaux se trouveront dans le cadre d’une conduite d’élevage classique (pâturage à l’herbe). Des points limites stricts et spécifiques au projet ont été définis (cf. 4.2.1) et l’état de santé des animaux sera suivie de manière rapprochée par une méthode de scoring. L’état de santé des animaux sera évalué tous les jours lors de la surveillance sur les parcelles par un animalier habilité, responsable de la mise en œuvre du protocole. Tout changement de comportement (isolement, abattement, baisse d’appétit ou refus de s’alimenter) ou tout autre comportement anormal sera signalé et pris en charge, consigné dans le cahier d’expérimentation. Les évaluations des performances zootechniques et du bien-être animal serviront également à surveiller la santé des animaux. Un diagnostic approfondi de l’animal malade sera réalisé, et si nécessaire un traitement adéquat sera administré sur avis du vétérinaire. Si aucune amélioration n’est constatée dans les jours suivants, l’animal sera sorti de la procédure.
Choix des espèces
L’étude vise à étudier la mixité ovin/bovin au pâturage. Les bovins seront de race charolaise et les ovins de race limousine et sont actuellement présentes sur la ferme expérimentale. Ces deux espèces sont l’objet d’élevage de rente et font parties des productions de viande majoritaire en France. Les suivis sur le parasitisme sont impossibles à réaliser sans l’utilisation d’animaux. Les agneaux mâles seront suivis préférentiellement car ils plus sensibles au parasitisme. Brebis allaitantes et agneaux en croissance avant sevrage
Cibler les signaux synaptiques « Mangez-moi » pour prévenir l’engloutissement synaptique excessif par la microglie et réduire la perte synaptique dans la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
505 souris porteuses de mutations Alzheimer vont être utilisées, chacune recevant une injection dans le sinus rétro-orbitaire sous anesthésie, passant trois demi-journées de tests comportementaux, puis subissant une chirurgie terminale. 300 relèvent de procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, 205 un niveau modéré, et toutes sont tuées pour que leur cerveau soit prélevé. Environ 15 % développent une paralysie des membres postérieurs, d'autres de l'épilepsie, une hydrocéphalie ou une malocclusion. Le porteur annonce trois tests destinés à explorer mémoire et anxiété sans préciser lesquels, et avance qu'un traitement retardant la maladie de cinq ans diviserait par deux le nombre de cas, projection qui reste à démontrer.
Objectifs
La maladie d'Alzheimer (MA) est la principale maladie neurodégénérative dans le monde et pour laquelle aucun remède n’existe à ce jour. Dans la MA, la perte des synapses (connexion entre les neurones) est le principal moteur du déclin cognitif. Des données récentes mettent en évidence le rôle central des microglies (cellules immunitaires du cerveau) dans cette perte synaptique, via un excès de phagocytose (destruction) des synapses par les microglies. Cela pourrait ouvrir la voie à des applications thérapeutiques ciblant le signal aberrant de type « mange-moi » émis par les synapses à destination des microglies, ce qui constitue l’objectif principal de ce projet. L’objectif global est de réduire la perte synaptique dans la maladie d'Alzheimer et de ralentir le déclin cognitif. Ce projet a pour but de tester deux molécules développées par l’équipe, conçues pour convertir le signal aberrant « mange-moi » des synapses en un signal « ne me mange pas », empêchant ainsi une phagocytose synaptique excessive par les microglies. Sur la base de résultats préliminaires prometteurs obtenus in vitro, nous souhaitons désormais évaluer l’impact de ces molécules sur la perte synaptique et neuronale dans un modèle murin de MA, ainsi que leurs effets sur la fonction cognitive, l’activité et la structure synaptique et les modifications protéiques, notament dans les synapses affectées par la MA.
Bénéfices attendus
Nous espérons que ce projet nous apportera : A court/moyen terme : Une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux menant à la perte des synapses (connexions entre les neurones) dans la MA. A moyen/long terme : Le développement de stratégies thérapeutiques originales et innovantes basées sur la transformation du signal aberrant « mange-moi » des synapses en un signal « ne me mange pas », empêchant ainsi la destruction excessive des synapses par les microglies qui pourraient apporter des solutions thérapeutiques chez l’homme. La population européenne vieillissant, le nombre d'Européens atteints de la maladie d'Alzheimer doublera presque d'ici 2050, soulignant l'urgence de développer des traitements efficaces pour arrêter ou au moins retarder la maladie d'Alzheimer avant qu'elle n'atteigne des proportions épidémiques. À cet égard, on estime qu'un traitement qui retarde l'apparition de la MA de 5 ans réduirait automatiquement le nombre de cas de 50 %.
Procédures
Tous les animaux subiront une anesthésie gazeuse (5 minutes maximum) afin de recevoir une injection intraveineuse unique dans le sinus rétroorbitaire. Tous les animaux subiront 3 tests comportementaux pendant 3 demi-journées et une chirurgie terminale sous anesthésie.
Impact sur les animaux
L'injection intraveineuse dans le sinus rétro-orbital peut générer une douleur, un saignement ou une inflammation. Tous les animaux subiront 3 tests comportementaux pouvant entrainer un stress, destinés à explorer leurs capacités de mémorisation et leur niveau d'anxiété.Notre modèle de la maladie d'Alzheimer peut développer une paralysie des membres postérieurs qui pourra à la longue les empêcher d'accéder normalement à la nourriture et à l'eau. Ces souris peuvent aussi faire de l'épilepsie, de l’hydrocéphalie et de la malocclusion (mauvais alignement des dents) qui pourront générer de la souffrance, du stress et une perte de poids. En ce qui concerne le comportement, il s'agit de manipulations répétées qui sont indolores et non invasives mais peuvent être stressantes pour les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélever le cerveau qui doit être analysé.
Remplacement
Bien que des progrès considérables aient été faits dans la modélisation des pathologies à l’aide de systèmes cellulaires et moléculaires innovants, ces modèles n’offrent que des informations très partielles. Il est encore à ce jour indispensable d’utiliser des animaux pour mieux appréhender la complexité des interactions cellulaires et moléculaires et développer de nouvelles thérapies adéquates pour traiter des maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer. En ce sens, la dégénérescence synaptique ainsi que les pathologies alzheimer sont très/assez difficiles à obtenir in vitro. Les souris modèles de la maladie d'Alzheimer du projet représentent un modèle de choix pour l’étude de la maladie d’Alzheimer car c’est l’un des rares modèles de la MA qui développent une dégénérescence synaptique et une atrophie cérébrale, comme observées chez les patients MA et responsables des troubles cognitifs. Les modèles MA in vitro (culture cellulaire ou organoïdes) actuels ne développant pas (ou très peu) de perte synaptique, nous nous tournons donc vers ce modèle murin. De plus, les modèles de test comportementaux n'étant pas possible in vitro, l’utilisation d’un animal qui développe des altérations mnésiques similaires à celles observées dans la MA est donc nécessaire, avec des capacités mnésiques mesurables.
Réduction
Afin de calculer au plus juste l'effectif des lots d'animaux, nous avons effectué un calcul des effectifs nécessaires grâce à plusieurs tests statistiques. Nous utiliserons mâles et les femelles témoins et les souris modèles de MA.
Raffinement
Les souris seront hébergées sous environnement contrôlé, dans des cages avec un environnement enrichi. Une observation quotidienne des animaux sera effectuée pour s’assurer de leur bien-être. Au cours de l'injection rétro-orbitaire, chaque souris sera préalablement anesthésiée au sévoflurane et recevra une goutte d'anesthésique local en collyre dans l’oeil. Suite aux injections rétro-orbitaires, une attention particulière sera accordée aux yeux lors de l'observation quotidienne afin d'identifier de possibles effets indésirables (oeil fermé, saignement, inflammation…). Les souris MA développant des phénotypes dommageables, des points limites stricts seront établis afin de réduire les nuisances causées aux animaux. Environ 15% des souris MA développeront une paralysie des membres postérieurs à partir de l'âge de 7-8 mois. Les premiers signes sont la rétraction des membres postérieurs quand la souris est soulevée par la queue. Au début, les souris sont entièrement ambulatoires et peuvent accéder normalement à la nourriture et à l'eau. Cela peut évoluer vers une faiblesse des membres postérieurs et éventuellement une paralysie. A ce stade de la nourriture humidifiée et/ou du gel hydratant seront disposés à l’intérieur de la cage. Les souris sont observées quotidiennement pour leur capacité à atteindre la nourriture et l'eau. Ce processus, lorsqu'il se produit, progresse au cours des semaines à plus d'un mois. Critères d’euthanasie : signes de douleur persistante (animal prostré, dos courbé, etc.) ou incapacité à se déplacer pour boire ou manger. Notre objectif est de les amener à 10 mois maximum. Les souris MA sont sensibles au bruit et à la manipulation. Si une crise épileptique se produit, nous laisserons la souris récupérer et observerons 5 minutes. Si elle est incapable de se remettre d'une crise, elle sera euthanasiée. Habituellement, les souris récupèrent et se comportent normalement. Si la souris développe une hydrocéphalie, elle sera euthanasiée. Si une malocclusion est identifiée, la souris sera évaluée. Une malocclusion dentaire empêche l’usure normale des dents qui poussent en continu, entraînant des douleurs, des blessures et une incapacité à s’alimenter. Les dents seront taillées chaque semaine par le personnel animalier et le poids sera surveillé.
Choix des espèces
Les souris modèles Alzheimer constituent des modèles de choix pour notre travail car elles sont couramment utilisées comme modèles pré-clinique pour tester des molécules thérapeutiques potentielles. De plus, les pathologies cérébrales, ainsi que la neurodégénérescence progressive responsable des troubles cognitifs dans la maladie Alzheimer sont très difficilement modélisables in vitro et nécessites des modèles transgéniques exprimant des protéines humaines mutées. - Une cohorte sera utilisée de 4/5 mois à 7 mois (avec tests comportementaux de un mois à une semaine avant) afin d'évaluer les stades précoces de la maladie sans neurodégénérescence mais avec pathologies Alzheimer. - Une cohorte sera utilisée de 4/5 mois à 10 mois (avec tests comportementaux de un mois à une semaine avant) afin d'évaluer les stades tardifs de la maladie avec neurodégénérescence résultant des pathologies Alzheimer. Les cohortes seront composées de mâles et de femelles.