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
Etude du rôle de protéines plaquettaires en hémostase et en thrombose artérielle
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Trente minutes de temps de saignement mesuré, ou une thrombose artérielle provoquée pendant quarante-cinq minutes à une heure quinze. 2 500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Certaines reçoivent deux injections puis un prélèvement de sang terminal à l'aorte abdominale, d'autres sont anesthésiées, réveillées, puis endormies de nouveau pour deux modèles de saignement successifs. Le porteur indique que la thrombose peut provoquer un accident vasculaire cérébral avec atteinte de la locomotion, et que les animaux ne sont pas réveillés parce que le sang perdu ou la thrombose l'interdit. L'espèce est retenue pour ses lignées déficientes en protéines plaquettaires, et une procédure utilise des souris de trois semaines, dont les vaisseaux encore dépourvus de lipides se laissent léser plus profondément.
Objectifs
Les plaquettes jouent un rôle central dans l’arrêt du saignement. Lors de ce processus, leur accumulation au niveau de la lésion d’un vaisseau forme un agrégat qui stoppe le saignement. Un processus similaire intervient dans la thrombose artérielle qui survient dans un vaisseau malade présentant une plaque d’athérosclérose. Suite à la rupture de la plaque, les plaquettes forment un thrombus pouvant entraîner des maladies ischémiques graves telles que l’accident vasculaire cérébral (AVC) ou l’infarctus du myocarde, qui représentent la première cause de mortalité dans le monde. Des antiplaquettaires sont actuellement utilisées en clinique pour traiter et prévenir la thrombose artérielle. Ils ont prouvé leur efficacité par leur capacité à réduire significativement la mortalité des pathologies de type thrombose, mais ils sont également responsables d’un risque de saignements important. Mieux comprendre les mécanismes impliquant les plaquettes dans l’arrêt des saignements et la thrombose artérielle permet de mieux maîtriser les traitements antiplaquettaires et de développer de nouveaux agents avec un risque hémorragique plus faible. Dans ce projet, nous utiliserons un modèle de prélèvement de sang à l’aorte abdominale permettant d’obtenir une grande quantité de sang non activé afin de réaliser des tests de thrombose in vitro, 2 modèles d’hémostase et 4 modèles de thrombose artérielle. Nous maitrisons largement ces modèles qui serviront d’outils d’évaluation de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de la thrombose artérielle, tout en vérifiant l’absence d’une trop grande augmentation du risque de saignement.
Bénéfices attendus
Le but de ce projet est d’évaluer le rôle de certaines protéines plaquettaires dans l’arrêt des saignements et la thrombose artérielle afin d’identifier et de tester de nouvelles cibles thérapeutiques pour la thrombose artérielle. Le bénéfice à long terme pourrait être une meilleure prise en charge des patients présentant une thrombose artérielle ainsi qu’une réduction des séquelles à long terme de par le développement de nouveaux traitements antiplaquettaires impactant peu l’arrêt du saignement et donc plus sûr pour le patient que les traitements actuellement disponibles.
Procédures
Dans une procédure, les souris sont soumises à une anesthésie, 2 injections et un prélèvement de sang terminal (20 min). Dans une autre procédure, les souris sont soumises à une anesthésie et une injection puis réveillées. Elles sont soumises à 2 autres anesthésie et à 2 modèles de temps de saignement distinct (30 min). Dans une autre procédure, les souris sont soumises à une anesthésie et une injection puis réveillées. Elles sont soumises à une 2e anesthésie, à 2 injections et à une thrombose (entre 45 min et 1h15).
Impact sur les animaux
Pour toutes les procédures, une des complications attendues est un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée) ainsi que le risque de saignement au site d’injection ou d’incision. L’administration éventuelle de traitement pourrait induire des désagréments au niveau du site d’administration comme une douleur localisée, une irritation ou une inflammation, ou encore un saignement en cas de blessure. Un stress lié aux manipulations (administration de la molécule, contention) pourrait apparaitre. La thrombose stable pourrait conduire à un accident vasculaire cérébral avec un impact sur la locomotion.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux sont mis à mort car la quantité de sang perdu ou la thrombose artérielle ne permet pas de réveiller les animaux.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’étudier le rôle de protéines plaquettaires dans l’arrêt du saignement et la thrombose artérielle. Il n’existe pas à l’heure actuelle de modèle d’arrêt du saignement in vitro. Cependant, il existe des modèles de perfusion de sang dans un système de flux qui miment partiellement les mécanismes de la thrombose artérielle. Ils seront utilisés au préalable pour tester certaines molécules sur du sang humain. Les processus d’arrêt du saignement et de thrombose étant particulièrement complexes et faisant intervenir plusieurs types cellulaires (plaquettes, globules rouges, protéines plasmatiques) ainsi que le vaisseau, la pression artérielle et le flux sanguin, les modèles in vitro ne sont pas assez sophistiqués pour en reproduire toute la complexité.
Réduction
Le projet se fera par étapes. Si aucun effet n’est observé lors de l’étude de la thrombose in vitro, les autres procédures ne seront pas mises en œuvre. De même, si une trop forte augmentation du temps saignement est observée, les autres procédures ne seront pas réalisées. Les mêmes animaux seront utilisés pour 2 modèles de temps de saignement afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Le critère recherché est la comparaison de moyennes. Les effectifs de chaque groupe ont été calculés. Pour la thrombose in vitro, le nombre de souris est fixé à 10 souris/groupe au maximum, pour le temps de saignement à 10 souris/groupe au maximum et pour les modèles de thrombose artérielle à 10 souris/groupe au maximum.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 2 semaines entre l’arrivée des souris à l’animalerie et leur utilisation sera respectée. Pour réduire le stress provoqué par la manipulation des animaux, ceux-ci auront une phase d’habituation à la contention et à la manipulation. Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum: • Par l’hébergement dans des cages en fonction des groupes expérimentaux 3 jours avant l’expérimentation. Ces cages seront munies de particules de bois et enrichies avec des carrés de cellulose, bâtonnets de coton, frisure de papier, ce qui leur permet d’organiser leur environnement selon leurs besoins. Les animaux sont entre 2 et 5 par cage afin d’éviter le stress causé par l’isolement. • Par la mise en place de nourriture de type « pâté » 3 jours avant le début des expérimentations faisant intervenir une chirurgie • Par une anesthésie de l’animal avant et pendant la durée de l’opération • Par l’installation de l’animal sur une plaque chauffée à 38°C afin lutter contre l’hypothermie pendant l’expérimentation. • Par l’injection d’analgésique et d’antalgique avant chaque procédure chirurgicale. • Par application d’ocrygel sur les yeux lors de l’anesthésie afin de les protéger. • Pendant toutes les expérimentations, les animaux sont surveillés par du personnel entrainé pour vérifier l’absence de signes de douleur grâce à des points limites spécifiques établis pour chaque procédure. Ces points limites permettront de soustraire l’animal aux procédures expérimentales et ainsi limiter sa souffrance et son inconfort.
Choix des espèces
La souris est un animal pour lequel les modèles d’études in vivo sont maitrisés, notamment les modèles d’arrêt du saignement et de thrombose artérielle. Les techniques de mutation ont permis de générer des souris génétiquement déficientes pour certaines protéines plaquettaires parfaitement adaptées à cette étude et qui constituent des outils originaux et uniques. Les animaux seront utilisés au stade adulte entre 2 et 6 mois excepté pour une procédure. Cet âge correspond à la période utilisant des souris pubères et ne présentant pas encore de vieillissement. Pour ladite procédure, les souris seront utilisées à l’âge de 3 semaines afin d’éviter la présence de lipides autour des vaisseaux sanguins, permettant ainsi de s’assurer de la lésion adéquate des couches de la paroi du vaisseau (en présence de lipides, la lésion serait trop superficielle).
Elevage d’une lignée murine nécessaire à la compréhension des mécanismes moléculaires d’activation endothéliale dans le purpura thrombotique thrombocytopénique
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Les souris qui ne portent pas le génotype recherché servent à la formation interne de l'équipe ou partent vers d'autres équipes, les autres étant tuées pour l'étude du purpura thrombotique thrombocytopénique. 240 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour maintenir une lignée invalidée pour un gène dans une zone sans pathogènes. Chaque animal subit une seule biopsie de la queue de 2 mm au maximum, vigile, avec une crème anesthésiante posée trente minutes avant et une compresse d'eau oxygénée pour arrêter le saignement. Le porteur retient la souris pour sa proximité génétique avec l'humain, sa facilité d'élevage en grand nombre et un coût inférieur à celui des primates.
Objectifs
L'objectif essentiel de cette demande de projet est d'assurer la préservation des souches de souris dans un environnement sans germes opportunistes, visant ainsi à garantir la reproductibilité de nos expériences tout en cherchant à minimiser le nombre d'animaux utilisés. La manipulation génétique par l'élimination d'un gène spécifique codant pour une protéine spécifique offre une approche précise pour mettre en lumière l'implication des mécanismes physiopathologiques endothéliaux. En maintenant cette souche de souris dans cet environnement, nous favorisons une constance dans nos expérimentations, ce qui s'avère essentiel pour parvenir à des conclusions fiables et significatives dans le domaine de la recherche médicale. Notre axe de recherche se concentre sur l'étude des mécanismes d'activation endothéliale au cours du purpura thrombotique thrombocytopénique. Des croisements sont effectués pour maintenir cette souche. La validation du génotype de ces souris demeure une étape cruciale assurant la fiabilité de notre modèle animal expérimental. La vérification systématique du génotype des souris invalidées pour ce gène survient après chaque naissance. Ces échantillons sont ensuite récupérés au sein de notre structure de recherche pour une analyse du génotypage.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra d'exercer un contrôle sur la population animale, offrant ainsi la possibilité de restreindre leur nombre au strict minimum pour résoudre nos hypothèses sur la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans le purpura thrombotique thrombocytopénique. Notre production locale d’animaux est adaptée à nos besoins.
Procédures
Les animaux sont soumis à une seule biopsie de queue (maximum 2 mm dans les deux cas) par animal. Ce geste est effectué sur des animaux vigiles. La procédure dure moins de 5 minutes
Impact sur les animaux
Les perturbations anticipées pour les animaux se résument à la possibilité de ressentir de la douleur, associée au prélèvement des biopsies de 2 mm maximum. Une seule biopsie par animal, le geste est réalisé par du personnel compétent et dure 2 à 5 minutes maximum avec la contention.
Devenir
Les animaux ne présentant pas le génotype d’intérêt sont utilisés pour de la formation interne à l’équipe ou rétrocéder à d’autre équipes. Les animaux de génotype d’intérêt nous permettent d’évaluer les mécanismes d'activation endothéliale au cours du purpura thrombotytique thrombocytopénique.
Remplacement
L’utilisation de ces animaux est justifiée par l’impossibilité de les remplacer par un modèle in vitro. A ce jour, il est impossible de reproduire in vitro un endothélium dans un contexte de purpura thrombotique thrombocytopénique,avec la totalité des cellules figurées du sang (neutrophiles, monocytes, érythrocytes, plaquettes) et les molécules solubles du plasma participant à l’activation endothéliale. L’utilisation de l’animal a pour but de reproduire des conditions physiopathologiques intégratives impossible à reproduire in vitro.
Réduction
Nous veillons à produire un nombre nécessaire et suffisant d’animaux pour réaliser le maintien de notre lignée dans un statut sanitaire sans pathogènes. Deux accouplements sont réalisés avec un male et deux femelles de 10 semaines afin d'assurer la reproduction de la lignée. Ces accouplements sont conservés jusqu'à ce qu'ils ne produisent plus puis remplacés par deux autres accouplements. D'autres accouplements peuvent être faits, mais seulement à la demande et selon les projets apafis en cours utilisant ces animaux. Sinon, le minimum de souris est élevé afin de réduire au maximum le nombre de souris euthanaisées en cas de non utilisation en expérimentation.
Raffinement
Les animaux sont hébergés par 5 maximum dans des cages de portoir ventilé avec de l’eau et de la nourriture ad libitum. Un cycle circadien est appliqué dans les locaux de l'animalrie. Un enrichissement de type « Nestlets » qui correspond à des nids végétaux à base de fibres de coton est ajouté dans toutes les cages. L’ensemble de la lignée est hébergé dans la partie sans pathogènes de l'animalrie . Seul le personnel de l'animalrie a accès à ces animaux et en assure l’entière surveillance (Bien-être animal et procédure incluse dans cette demande). Le personnel du de l'animalrie est en lien avec les expérimentateurs et les porteurs de projets via Expeboard pour réaliser les biopsies, les sorties de biopsies et les accouplements. Les animaux reproducteurs sont 3 par Cages (Un male pour deux femelles d’un âge supérieur à 7 semaines) pour cette lignée. Une application de crème anesthésiante EMLA est faite sur la queue des souris 30 min avant la biopsie de la queue. Puis, après chaque biopsie de la queue, une compresse imbibée d'eau oxygénée est appliquée sur le bout de la queue pour arrêter le saignement.
Choix des espèces
Les souris constituent un modèle simple à étudier compte tenu de la taille et de sa disponibilité. Des études ont montré que ce modèle d'étude, la souris, est adapté pour étudier notre pathologie. En effet, la souris présente des similitudes génétiques avec l'homme puisque la souris partage une grande partie de ses gènes avec celui de l'homme. Cette similitude génétique permet d'étudier des processus biologiques fondamentaux et des maladies humaines chez la souris. En outre, les souris sont des animaux de laboratoire relativement petits, faciles à manipuler et à élever en grand nombre. Elles ont un cycle de vie court et l'âge de 12 semaine correspond à une souris jeune. Nous choisissons cet âge étant donné que chez l'homme notre pathologie se développe plutôt chez les jeunes adultes. Nous devons donc choisir chez la souris un jeune âge également. D'autre part, le choix de la souris est associé aussi à un coût relativement faible, puisque comparé à d'autres modèles animaux tels que les primates, le coût des souris est moindre. Enfin, les précédentes études de la bibliographie justifient pleinement l'utilisation de souris pour notre pathologie, puisque c'est le modèle qui est le plus similaire à la pathologie développée chez l'homme.
Rôle des microglies dans la période critique chez la souris (EU 2/2)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
Pour savoir si la microglie participe à l'ouverture de la période critique du cerveau, 547 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. La microglie est appauvrie pendant la vie intra-utérine par un traitement mêlé à la nourriture des mères, ou une inflammation prénatale est provoquée par une injection intrapéritonéale sur femelle gestante vigile. Après transfert vers un second établissement, la moitié des souriceaux de chaque groupe subit la suture d'une paupière sous anesthésie, puis une imagerie du cortex visuel d'environ deux heures, avant d'être mise à mort sans avoir été réveillée. L'effectif compte 67 mères, dont 40 ne sont utilisées que pour accompagner leurs petits pendant le transport.
Objectifs
La plasticité cérébrale décrit la capacité du cerveau à remodeler ses connexions en fonction de l'environnement et des expériences vécues par l'individu. Cette plasticité est élevée peu après la naissance et diminue chez l’adulte. Elle est maximale au cours d’une période limitée dans le temps, appelée « période critique », pendant laquelle les circuits neuronaux sont particulièrement susceptibles d’être remodelés en réponse à un changement de l’environnement. Ainsi, une pathologie touchant par exemple la vision pendant la période critique aura des impacts irréversibles sur la perception visuelle par le cerveau. Comprendre les mécanismes permettant la mise en place des périodes critiques est donc essentiel pour espérer un jour rouvrir chez l’adulte une forte plasticité et recouvrer, après un handicap ou un environnement inadéquat pendant leur mise en place, des réseaux neuronaux optimaux. Cependant, nos connaissances sur ces mécanismes restent profondément incomplètes, et le présent projet a pour objectif d’étudier si la microglie participe à l’établissement de la période critique. La microglie est en effet une population de cellules du cerveau dont le rôle est d’assurer la défense immunitaire grâce à ses capacités phagocytaires. Des données préliminaires ont montré qu’une altération du niveau de microglie chez l’embryon de souris induisait une modification profonde des circuits neuronaux après la naissance. En particulier, certains de ces circuits neuronaux sont connus pour être des régulateurs importants de l'ouverture de la période critique. Cela suggère donc un rôle majeur de la microglie dans l’établissement de la période critique. Le but de ce projet est maintenant de tester si des changements de plasticité ont lieu in vivo dans le but de confirmer ces résultats préliminaires et de caractériser ainsi les conséquences de modifications prénatales des microglies sur la période critique. Ce projet, qui est multisite, a déjà fait l’object d’une demande similaire, qui a été validée, avec le même nombre d’animaux. Aucun animal supplémentaire n'est donc ajouté ici par rapport au projet principal déjà autorisé.
Bénéfices attendus
D’un point de vue fondamental, nos connaissances concernant le rôle de la microglie dans l’établissement des périodes critique est profondément incomplet. De plus, la compréhension des mécanismes qui sont impliqués ouvre donc des perspectives thérapeutiques de pouvoir réinstaller une plasticité neuronale chez l’adulte et rétablir des connexions corticales normales suite à une pathologie pendant l’enfance.
Procédures
Les animaux seront produits par accouplements contrôlés dans le premier établissement utilisateur (EU2/2), pour produire les 3 groupes d’animaux : 1) ceux dont lesquels la microglie aura été déplétée pendant le développement in utero (par traitement pharamacologique non dommageable présenté dans la nourriture), 2) ceux qui auront été exposé à une procédure mimant une inflammation prénatale (injection à un stade précis de la gestation- geste réalisé par des expérimentateurs entrainés (injection de quelques secondes réalisée sur animal vigile) et suivi intensifiés dans les 3 jours suivants (voir ci -dessous)), et 3) un groupe non manipulé d’animaux contrôle. Les animaux seront ensuite transférés dans un deuxième établissement utilisateur situé à proximité (EU1/2), dans des cages de transport scellés, avec des congénères de chaque portée, et ont une période d’acclimatation d’au moins une semaine après ce transport. Certains animaux devront être transporté avant sevrage pour leur laisser une semaine d’adaptation, et dans ce cas particulier, les mères seront également transportées. Dans le deuxième établissement utilisateur (EU1/2), nous procéderons à 3 actes sur les animaux. Pour la moitié des animaux de chaque groupe, nous réaliserons une fermeture transitoire de la paupière par suture chirurgicale, réalisée sous analgésie et anesthésie contrôlée (20 minutes environ pour l’entièreté de l’acte) et avec suivi post-opératoire pendant 3 jours. Après 3 jours, la plasticité induite par cette fermeture, ou l’absence de fermeture (autre moitié de chaque groupe), sera évaluée dans le cortex visuel par imagerie (environ 2h), réalisée sous analgésie et anesthésie contrôlée, et qui seront euthanasiés par méthodes règlementaires avant réveil.
Impact sur les animaux
L’induction des modèles d’étude se fera sur les mères et leurs embryons soit par l’alimentation sans contrainte autre que le changement de l’aliment, soit par une injection intrapéritonéale qui peut induire un stress lors de la contention une douleur de courte durée lors de l’injection au point de piqûre. Les animaux seront ensuite transportés dans un autre établissement ce qui pourra induire un léger stress. Dans le second établissement, la procédure chirurgicale mise en œuvre est rapide mais entraîne néanmoins un stress thermique et des risques liés à l’anesthésie générale. De plus, cela peut mener à un inconfort dans les jours suivants tels que grattages et petites plaies autour de l’œil. En fin de période de maintien, les animaux subiront une imagerie sous anesthésie (stress thermique/risques anesthésiques) puis seront euthanasiés.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par méthodes règlementaires, ce qui permet de réaliser les analyses et prélèvements nécessaires.
Remplacement
Des données préliminaires obtenues in vitro par notre équipe indiquent que les circuits neuronaux impliqués dans la période critique sont modifiés suite à une altération de la microglie in utero. La prochaine étape consiste à tester directement cette hypothèse in vivo au sein d'un organisme complexe. Il n’est pas alors possible de remplacer les enregistrements du cerveau intact par des simulations ou par des cultures de cellules du cerveau.
Réduction
Dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés, la taille de chaque lot a été optimisé pour pouvoir réduire au maximum le nombre d’animaux utilisé, mais pouvoir établir des conclusions scientifiquement et statistiquement fiables. Nous estimons à 10 animaux la taille optimale par lot, ce qui porte à 547 le nombre total d'animaux (480 animaux seront enregistrés, auxquels s'ajoutent 40 mères qui devront accompagner les animaux en plus bas âge au moment du transport et 27 mères ayant subies des traitements). Nous avons également choisi de réaliser un groupe contrôle unique pour les deux conditions expérimentales, afin de réduire le nombre total d’animaux.
Raffinement
Sur l’ensemble de la trajectoire de vie des animaux, et donc sur les deux établissments utilisateurs, nous utiliserons les analgésiques et anesthésiques appropriés pour limiter au maximum l’inconfort des animaux. Suite à la manipulation des souris gestantes, nous aurons un suivi particulier de ces animaux et de leur descendance (grâce à des points limites définis, et protocoles analgésiques dédiés). Pour les mères un suivi sera effectué en même temps que leur progéniture pour déceler des changements dans leur comportement et leur apparence. Pour le transport, nous veillerons à maintenir les congénères de chaque portées et une semaine d’adaptation. Suite à la chirurgie de fermeture d’un oeil, les animaux seront surveillés quotidiennement pendant 3 jours et une attention particulière sera donnée si l’animal se gratte et présente une plaie autour de l’oeil. Dans ce cas, nous procéderons à une désinfection de la zone opérée et, à l’application d’un anesthésique local. Nous examinerons en parallèle le comportement et l'apparence des souris opérées pour détecter tout inconfort et un analgésique pourra être injecté si besoin. Pour l'expérience d'imagerie, la procédure sera réalisée sous anesthésie et préparée par une injection analgisante. De plus, la technique d'imagerie utilisée pour l’enregistrement de l’activité cérébrale est minimalement invasive et ne nécessite pas de chirurgie lourde. Tous les animaux seront logés à plusieurs dans des cages enrichies à l'aide de coton pour faire leur nid et boisson et nourriture à volonté, dans les deux établisssments utilisateurs.
Choix des espèces
Nous utiliserons le modèle murin qui est un modèle idéal puisque son développement est proche de celui de l’homme. La souris est l’espèce animale la plus répandue dans les laboratoires de Neurosciences aujourd’hui. Elle permettra une meilleure reproductibilité des résultats et une meilleure comparaison avec ceux publiés dans la littérature. De plus, la période de gestation est courte et le nombre d’embryons important, ce qui nous permet de générer un nombre d’animaux suffisant pour plusieurs expériences à partir de relativement peu de parents. Ces animaux seront testés soit aux jours post-nataux 21, 28, 50 et 100. Ces âges constituent des âges remarquables pour la plasticité visuelle chez la souris car : - La période critique pour la dominance oculaire chez la souris est maximale vers le jour post-natal 28. - Au jour post-natal 21, la période critique commence à s’ouvrir. - Au jour post-natal 50, la plasticité est largement réduite - Au jour post-natal 100 la période critique est totalement fermée.
Etude de l’impact de la surexpression du facteur de transcription c-MYC sur le développement des Lymphocytes B, sur les réarrangements chromosomiques et dans la leucémogénèse
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Prélèvement du bout de la queue sous anesthésie gazeuse au sevrage, deux injections immunisantes, deux prises de sang, puis surveillance de l'apparition de tumeurs pendant douze mois. 486 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les lignées sont construites pour surexprimer le facteur c-MYC dans les lymphocytes B, afin d'observer la transformation tumorale qui mène à la leucémie lymphoïde chronique, la moitié des souris de la lignée témoin développant un lymphome vers neuf semaines. Le porteur décrit une douleur continue dès que la tumeur devient palpable, tout en classant l'ensemble du projet en souffrance modérée, la détection de la tumeur servant de point limite.
Objectifs
La Leucémie Lymphoïde Chronique est un lymphome, c’est à dire un cancer des lymphocytes B, très fréquent, particulièrement chez les personnes âgées, dont l’évolution est variable mais qui demeure encore aujourd’hui incurable. Les lymphocytes B assurent normalement la défense de l’organisme contre les agents pathogènes (virus, bactéries…) mais peuvent être sujets à la transformation tumorale en cellules cancéreuses. Nous cherchons à identifier les mécanismes à l’origine de la transformation des lymphocytes B en cellules cancéreuses de la leucémie lymphoïde chronique. A partir de prélèvements de patients nous avons identifié l’altération de l’expression d’un gène qui régule la prolifération cellulaire et la mort cellulaire dans les cellules tumorales. Aujourd’hui, nous souhaitons reproduire cette dérégulation dans les lymphocytes B de souris afin d’étudier son impact sur la transformation tumorale des lymphocytes B. Le modèle murin présente une très forte homologie de structure et de fonction des gènes avec l’humain, et permet de récapituler la complexité des systèmes et interactions cellulaires des organismes entiers nécessaires pour comprendre les évènements mis en jeu dans la transformation tumorale. Dans ces animaux, nous détecterons l’émergence de lymphome et nous étudierons la fonction des lymphocytes B normaux et tumoraux.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mettre en évidence le rôle de l'altération génétique identifiée dans l'altération de la fonction des lymphocytes B ainsi que dans la transformation tumorale de ces cellules. Les bénéfices attendus sont l’apport de nouvelles données permettant une meilleure compréhension de la transformation tumorale dans la leucémie lymphoïde chronique mais aussi de façon plus générale des mécanismes physiologiques qui régissent le développement, la fonction et l’homéostasie des lymphocytes B.
Procédures
Tous les animaux générés seront génotypés au moment du sevrage par prélèvement de bout de queue sous anesthésie gazeuse, un seul prélèvement sera effectué par animal. Tous les animaux du groupe immunisation vont recevoir deux injections de solution immunogène et une injection de marqueur de prolifération cellulaire. Ces animaux seront soumis à deux prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse.
Impact sur les animaux
La survenue de tumeur peut entrainer de la douleur continue. L’injection en intra-péritonéale peut entrainer une douleur d’intensité légère de courte durée. Le prélèvement de bout de queue ainsi que la pose de boucle sous isoflurane induisent un stress physique et transitoire chez l'animal provoqué par la contention ainsi qu'une douleur de faible intensité durant une courte durée au réveil de l'animal. L'immunisation va provoquer un stress physique chez l'animal dû à la contention et une douleur de faible intensité et de courte durée suite à l'administration de l'aiguille. L’apparition de tumeur chez l'animal va entrainer une gêne et une douleur continue chez l'animal lorsque celle ci pourra être détectée par palpation. L'administration de l’analgésique va provoquer un stress physique chez l'animal dû à la contention et une douleur de faible intensité et de courte durée suite à l'administration de l'aiguille.
Devenir
A l’issue des procédures 1 et 2, les animaux de génotype non d’intérêt seront euthanasiés. Tous les animaux sont euthanasiés au cours des procédures 1, 2, 3 et 4. Pour caractériser les sous-populations de lymphocytes B et caractériser les cellules cancéreuses nous devons travailler à partir des lymphocytes B isolés à partir des cellules de la rate et de la moelle osseuse des souris ce qui nécessite l’euthanasie des animaux.
Remplacement
Dans le but de remplacer l'utilisation des animaux, ce projet a été initié dans une étude pilote menée sur une lignée cellulaire cultivée in vitro. Les résultats obtenus justifient l'approfondissement du projet qui ne peut être mené autrement que dans un organisme entier qui récapitule la complexité du système immunitaire, des intéractions entre populations cellulaires et les évènements oncogéniques. La très forte homologie de structure et fonction entre les gènes d'immunoglobuline humains et murins faisant de la souris le modèle expérimental incontournable pour cette étude.
Réduction
Le nombre des animaux sera réduit au minimum permettant l'obtention de résultats avec une valeur statistique. L'analyse des lymphocytes B normaux et tumoraux des 4 lignées sera réalisée par 4 expériences indépendantes pour assurer la reproductibilité des données. Pour chaque expérience, l'utilisation de 5 souris de chaque lignée permettra de diminuer l'écart type entre les résultats obtenus. Nous pourrons ainsi réaliser une analyse statistique des résultats. Soit un total de 80 souris, c'est à dire 20 souris de chaque lignée. Pour les immunisations, 4 expériences indépendantes seront réalisées avec l'utilisation de 5 souris de chaque lignée (total de 80 souris). Pour l'analyse des lymphocytes B et les immunisations, nous utiliserons des souris d’âge entre 12 et 16 semaines. Pour le suivi du développement de lymphome dans la lignée test d'intérêt en comparaison de la lignée contrôle, pour avoir une valeur statistique, il est nécessaire d’observer l’émergence de tumeur sur un nombre suffisant de souris. Dans la lignée contrôle, l’incidence de lymphome est de 50% à l’âge moyen de 9 semaines. Alors, la surveillance de l’émergence de lymphome, sera effectuée par le suivi de 50 souris de chaque lignée, test et contrôle, jusqu’à l’apparition de tumeurs ou pendant 12 mois afin de pouvoir comparer l’émergence de lymphome entre les deux lignées.
Raffinement
Le phénotype de la lignée contrôle développant des lymphomes est bien décrit et connu, il s’agit d’un phénotype dommageable avec émergence de lymphome caractérisé par des tumeurs à un âge précoce. La lignée test est une lignée créée dans le projet. Son phénotype n’est pas encore connu mais très vraisemblablement il s’agira d’un phénotype dommageable proche de celui de la lignée contrôle avec émergence de lymphome. Les souris feront donc l’objet d’une surveillance accrue consistant à détecter les premiers signes de suspicion d’émergence de lymphome : -aspect : poils hérissés, dos courbé, perte de poids, anomalie du déplacement, apparition d’une masse; -comportement : isolement. En cas de suspicion, l’animal concerné sera palpé afin de déceler une masse cellulaire anormale non décelable à l’observation. La détection de tumeur est un point limite est les animaux concernés seront euthanasiés.
Choix des espèces
Il existe une très forte homologie de structure et fonction entre les gènes d'immunoglobuline humain et murin faisant de la souris un modèle expérimental incontournable pour l'étude du système immunitaire et des évènements oncogéniques aboutissant à des cancers des lymphocytes B, ainsi la souris est l'espèce de référence internationale pour l'étude des cancers des lymphocytes. Les souris utilisées seront adultes âgées d'au moins 10 semaines, âge à partir duquel le système immunitaire est mature, et euthanasiées à l'âge maximum de 12 mois, âge après lequel la lymphomégénèse peut être due à une immunodépression associée au vieillissement.
Etude la dose léthale 50 en intra-veineuse d’une formulation innovante de mitotane
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
48 souris au maximum vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacune reçoit une injection intraveineuse unique de cinq secondes d'une formulation de mitotane, l'effectif variant de 12 à 48 selon la réponse toxicologique observée, pour établir la dose qui tue la moitié des animaux. Le porteur annonce des troubles gastro-intestinaux fréquents, une surveillance matin, midi et soir pendant cinq jours, et la mise à mort de l'animal si l'analgésique morphinique ne suffit pas. Il affirme qu'il est "indispensable" de recourir à l'animal, les modèles cellulaires ne permettant pas d'établir une dose léthale 50, et présente cette étape comme le passage obligé avant les premiers essais chez l'humain.
Objectifs
L’adénocarcinome corticosurrénalien est une maladie rare (0,5 à 2/million/an) aboutissant dans la majorité des cas au décès du patient. Cette pathologie peut survenir à tout âge, principalement chez l’adulte de plus de 50 ans et chez l’enfant de moins de 15 ans. Le but de cette étude, est de trouver une nouvelle formulation de Mitotane éfficace.
Bénéfices attendus
Obtenir des données sur la toxicité d’une formulation innovante, afin de finaliser les études précliniques et pouvoir passer aux études cliniques de niveau 1 chez l’Homme.
Procédures
Une injection "unique"en intra-veineux sera réalisé sur chaque animal, le premier jour, durée de l'injection :5 secondes
Impact sur les animaux
Troubles Gastro-intestinal fréquemement obervés
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce protocole seront euthanasiés, suivant les procédures décrites dans cette DAP.
Remplacement
Il est indispensable pour notre étude d’avoir recours à l’animal. En effet, les modèles cellulaires ne permettent pas la réalisation d’un profil de DL 50 in vivo. Il est donc primordial avant de passer sur un modèle Humain de définir la DL 50 chez l’animal.
Réduction
Un faible nombre d’animaux sera utilisé, c'est à dire 12 souris au minimun et 48 au maximun, en fonction de la réponse toxicologique de chaque animal; selon les recommandations OECD 423 (ligne directrice de l'OECD), pour les essais de produits chimiques.
Raffinement
Les vistes de surveillance seront effectués , afin de vérifier l'atteinte des points limiets et ceux-ci, tous les matins, midis et soir, pendant les 5 journées du déroulement du protocole et en cas d'observation de souffrance de l'animal, un traitement analgésique à base de morphinique (Buprecare 0.1mL/Kg) sera effectué en IP sur chaque animal. Si le traitment antalgique n'est pas suffisant, il sera décidé de la mise à mort de l'animal (voir pragraphe sur la mise de mort de l'animal).
Choix des espèces
La souris est l’animal de référence pour les études de DL 50. Les animaux utilisés sont au stade adulte, la taille à cet âge permet une réalisation facile de l’administration par voie IV
Comparaison de différentes formulations d’alizarine pour optimiser la détection externe de la fluorescence après marquage des anguilles européennes
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturées en estuaire, transportées une heure dans des sacs gonflés à l'oxygène, puis immergées trois heures ou treize minutes et demie dans un colorant fluorescent, 630 civelles sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles sont ensuite maintenues en aquarium puis en mésocosme, soixante jours pour une partie, jusqu'à deux cent quarante jours pour les autres. Quatre-vingt-dix d'entre elles sont tuées pour que la fluorescence de leurs otolithes soit lue au microscope, et les 540 autres sont remises en liberté sur les sites de repeuplement, dont cent vingt après anesthésie et lecture externe de la marque. L'effectif de départ intègre une mortalité attendue de 40 à 55 % en captivité, que le porteur rapporte à la qualité des civelles récupérées chez le mareyeur.
Objectifs
Face au déclin des population d’anguilles européennes, des mesures sont mises en œuvre pour reconstituer les stocks et sauvegarder l’espèce, dans le cadre du plan national de gestion de l’anguille. Des opérations de repeuplement sont réalisées chaque année : des jeunes anguilles (civelles) sont capturées en estuaire et relâchées dans les zones amont des cours d’eau côtiers. Afin d’évaluer le succès de cette pratique de repeuplement, il est nécessaire de pouvoir différencier les individus introduits ; pour cette raison, les civelles capturées sont marquées par immersion dans un colorant avant d’être relâchées. Ce colorant génère une marque fluorescente fixée durablement dans les structures osseuses des jeunes anguilles, et en particulier dans des concrétions de l’oreille interne (otolithes). L’observation de ces structures nécessite toutefois la mise à mort des individus. La possibilité d’une détection externe des marques a été récemment démontrée sur des civelles et des tests réalisés de 2022 à 2024 ont confirmé la présence de marques dans les nageoires des civelles, détectables après 180 jours à l’aide d’un dispositif portatif. L’objectif de la présente étude est de tester différents fabricants du colorant, sachant que de récents travaux ont montré des différences importantes selon les fabricants sur l’intensité des marques fluorescentes détectées dans les otolithes d’anguilles.
Bénéfices attendus
LLa lecture externe des marques fluorescentes sur des individus vivants permettra en premier lieu la préservation des civelles analysées (pas de mise à mort), une simplification du protocole de détection, la réduction du temps de lecture des marques et l’augmentation de la taille de l’échantillon analysé dans un soucis de représentativité statistique.
Procédures
Les animaux seront soumis au marquage par immersion dans une solution de colorant fluorescent, selon 6 traitements et un contrôle. La durée des marquages sera de 3h (pour 3 traitements en balnéation longue) ou 13.5 minutes (pour 3 traitements en balnéation "flash"). 90 individus des traitements en balnéation longue seront prélevés, mis à mort, mesurés, pesés et la fluorescence de leur otolithe observé à l’aide d’un microscope à épifluorescence. 90 individus des traitements à balnéation flash seront prélevés, anesthésiés, mesurés, pesés et leur fluorescence externe (nageoire) observée à l’aide du lecteur portatif. La durée totale de l’intervention hors d’eau sera de 1 minute.
Impact sur les animaux
Les principaux effets indésirables potentiels sur les animaux concernent le transport après capture, le marquage, le maintien en captivité et l’anesthésie avant lecture de fluorescence. Toutefois, ces effets peuvent être considérés comme légers au vu de l’expérience des opérateurs dans le transport et le marquage des civelles, qui sont communément réalisés dans le cadre du programme de repeuplement.
Devenir
630 civelles seront capturées, transportées, marquées puis maintenues en captivité. Un effectif de 270 civelle sera maintenu en aquarium puis en mésocosmes pendant 60 jours, parmi lesquelles 90 seront mises à mort. Les autres individus seront remis en liberté. Le maintien en mésocosme sera prolongé jusqu’à 240 jours pour les 360 civelles restantes pamis lesquelles 120 seront anesthésiées, mesurées, analysées (mesure de fluorescence), puis remises en liberté. Tous les autres individus seront remis en liberté en fin d’expérience.
Remplacement
La civelle est l’objet d’étude et ne peut pas être remplacée pour cette expérience de recherche de fluorescence externe. Les résultats obtenus sur une autre espèce de poisson ne pourraient être transposés à la civelle, du fait de sa singularité morphologique (poisson serpentiforme), anatomique (épiderme translucide) et comportementale (activité nocturne).
Réduction
L’effectif initial prévu de 630 individus répartis dans 7 traitements tient compte de la mortalité attendue en milieu contrôlé au stade civelle (maximum 40-55%, en fonction de la qualité des civelles récupérées chez le mareyeur), pour garantir un effectif d’au moins 30 individus analysables après 60 jours (traitements T1 à T3) et 240 jours (traitements T0 et T4, T5, T6). A 60 jours après marquage, 30 individus par traitement T1 à T3 sera mis à mort et analysé. Les autres individus de ces traitements seront relâchés dans le milieu naturel sur les sites de repeuplement (180 individus maximum). A 240 jours, les 120 individus analysés (lecture directe de la fluorescence) seront préalablement anesthésiés puis relâchés dans le milieu naturel après réveil. Les individus non analysés seront relâchés simultanément (240 individus maximum). L’effectif analysé de 30 individus par traitement est un minimum pour prendre en compte la variabilité inter-individuelle de la fluorescence, potentiellement importante au regard des résultats obtenus au cours des projets précédents.
Raffinement
Lors du transport, les civelles seront réparties dans deux sacs de transport gonflés à l’O2 et contenant un volume d’eau adapté. La densité de civelles sera très faible comparé aux densités de stockage observées chez les mareyeurs et lors des opérations standards de marquages effectuées depuis 2011 pour les repeuplements. La durée de transport est limitée au minimum et estimée à environ 1 heure, ce qui permet de garantir le maintien d’un niveau d’oxygénation très élevé dans les sacs (très faible consommation par les civelles). Pour le marquage, l’oxygénation des solutions sera maintenue à 100% à l’aide de diffuseurs d’oxygène, point essentiel en raison des fortes densités d’individus. Les aquariums seront enrichis à l’aide caches constituées de tubes PVC puis des flottangs seront utilisés dans les mésocosmes, dispositifs permettant aux civelles de s’abriter. Des daphnies seront ensemencées pour leur alimentation. La concentration en déchets du métabolisme azoté sera contrôlée chaque semaine, la concentration en oxygène et la température seront également contrôlées quotidiennement. Des changements d’eau seront réalisés si nécessaire, notamment en période de fort réchauffement estival. Lors des contrôles de fluorescence (à 60 et 240 jours), les civelles seront anesthésiées individuellement puis au moment de la lecture de fluorescence, leur tête sera protégée des rayonnements laser à l’aide d’un cache opaque. La durée totale de la manipulation hors d’eau n’excèdera pas 1 minute.
Choix des espèces
L’anguille est une espèce menacée au niveau européen, qui fait l’objet d’un plan de conservation à l’échelle nationale. L’évaluation des pratiques de repeuplement par une méthode de détection externe non létale représente un fort enjeu pour la gestion future. Les animaux seront utilisés au stade civelle car c'est le stade utilisé en France pour réaliser les opérations de repeuplement d'anguille.
Développement de nouveaux modèles murins de l’infection avec le virus Cedar provenant de chauves-souris Australiennes
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
L'infection se fait par deux gouttes de virus déposées dans les narines ou par injection dans l'abdomen, suivies de sept injections abdominales et de onze injections dans la veine de la queue, chaque geste sous anesthésie gazeuse. 318 souris vont être utilisées ainsi, toutes tuées à la fin du protocole parce qu'elles portent le virus, 198 d'entre elles dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Certaines sont des souriceaux de six à neuf jours, choisis parce que leur système immunitaire immature les rend plus sensibles à l'infection, l'objectif étant de construire un modèle murin du virus Cedar utilisable en animalerie ordinaire plutôt qu'en confinement de haute sécurité. Le porteur décrit ce virus comme dépourvu du gène de virulence et sans symptômes chez la souris, tout en annonçant prostration, tremblements, perte d'équilibre et paralysie possibles.
Objectifs
Certains virus de la famille des henipavirus représentent un risque important pour la santé humaine et sont classés dans la liste des virus prioritaires de l’Organisation Mondiale de la Santé. Deux henipavirus dangereux pour l’homme, les virus Nipah et Hendra, sont responsables d’infections du cerveau et des poumons fatales dans 75% des cas. Ces virus sont naturellement portés par une famille de chauves-souris frugivores, chez qui ils n’engendrent à priori pas de pathologie spécifique. Il n’existe à l’heure actuelle ni vaccin, ni traitement, ces virus sont donc classés de niveau 4, nécessitant leur manipulation dans un laboratoire de très haute sécurité (niveau 4 maximale). De ce fait, les recherches menées sur ces virus sont donc limitées et extrêmement onéreuses. En 2012, le virus Cedar a été identifié chez des chauves–souris frugivores d’Australie, les analyses ont montré l’appartenance de ce virus aux henipavirus mais l’absence d’un gène, responsables de la virulence, marque une différence importante avec Nipah et Hendra. Ce virus a démontré une réplication très limitée chez plusieurs espèces (cobayes, souris, hamster), associée à une absence de symptômes justifiant son utilisation dans des conditions de confinement moins élevées (niveau 2). Une très forte réponse immunitaire a été observée chez le hamster et la souris en réponse à l'infection et est responsable du contrôle de la réplication de ce virus et de l’absence de symptômes. Ce projet de recherche vise à comprendre la réponse immunitaire et son rôle dans le contrôle de l’infection par le virus Cedar. Les résultats obtenus par ce projet permettront de mieux comprendre les infections à henipavirus et développer un modèle animal pour tester de nouveaux traitements antiviraux.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra tout d’abord de comprendre la réponse immunitaire, plus particulièrement le rôle des défenses antivirales et des cellules immunitaires, dans le contrôle de l‘infection par le virus Cedar. Les résultats obtenus dans ces souris, nous permettront de comparer la réponse immunitaire contrel le virus Cedar, à celle que nous avons caractérisé avec le virus Nipah par le passé . Nous pourrons ainsi mieux comprendre le contrôle de la réponse immunitaire car celui-ci fonctionne parfaitement chez le virus Nipah mais est absent chez le virus Cedar. De plus, ce projet permettra d’établir un modèle de souris plus facilement réalisable pour les henipavirus qui permettra de réaliser des essais de traitements dans des animaleries conventionnelles avant d'avoir recours à des animaleries de haute sécurité.
Procédures
Les animaux seront infectés par le dépot de 2 gouttes de virus sur les narines ou une injection dans l'abdomen. Les traitements se feront par des injections dans l'abdomen (7 injections ), et/ou dans la veine de la queue (11 injections). Dans tous les cas, les injections seront réaliseés sous anesthésie et ne dépasseont pas 20 secondes. Globalement, chacun des gestes sera réalisé sous anesthésie gazeuse (20 secondes) à l'exception de l'infection des souriceaux, un maximum de 12 anesthésies sera réalisé sur la durée du protocole.
Impact sur les animaux
Certains types de souris pourront être plus sensible au virus et pourront développer une maladie avec des symptomes tels que la perte d'équilibre. Les injections induiront une gêne mineure de très courte durée au niveau du site d'injection. Si l'infection se developpe activement, il sera possible d'observer une prostration, des tremblements, une perte d'équilibre voir une paralysie.
Devenir
Les animaux étant infectés par un virus, l’ensemble des animaux sera euthanasié à la fin du protocole.
Remplacement
L’obtention de données en culture de cellules, nous incite à mettre en place un étude chez la souris qui permettra de confirmer ou d’infirmer les hypothèses de recherche issues de ces données en culture de cellules. En effet, ces méthodes tendent à recréer artificiellement les interactions cellulaires que nous pouvons retrouver dans un organisme mais ne permettent pas de se focaliser sur la réponse d’un organe et encore moins d’un organisme vivant entier (système immunitaire, flux sanguin). Ces tests ne permettent pas de répondre à des questions globales, tels que la dissémination dans l'organisme, la mise en place de la maladie ou bien encore les réponses immunitaires (anticorps,...). Ainsi l'étude de la réponse immunitaire mise en place suite à l’infection par un virus, ici Cedar passe obligatoirement par l'utilisation d'un modèle animal.
Réduction
Nous utiliserons 6 animaux par groupe (mâles et femelles) afin de garantir une fiabilité de nos résultats dans les courbes de survie et des groupes de 3 animaux pour les différents points (J3 et J6) pour comparer les différence de quantité de virus entre les âges. Nous réaliserons les expériences de façon séquentielle, tout d’abord une première expérience exploratoire en souris au systeme immunitaire peu efficace et si cette expérience ne donne pas de résultats exploitables (pas de réplication virale) alors l’ensemble du projet est arrêté. Les données récoltées seront analysées à l’aide de tests statistiques pour valider les résultats.
Raffinement
Le personnel participant à cette étude aura été formé en interne à l’observation des symtomes et à remplir une grille d'évaluation, des points limites d'expérimentation seront fixés et marqueront l'arret definitif du protocolepour les animaux concernés. Les animaux seront anesthésiés deux fois durant le protocole : une fois par anesthésie gazeuse pour l'inoculation virale et une fois toujours par anesthésie gazeuse pour l'euthanasie. Nous n’effectuerons pas d’identification invasive des animaux mais réaliserons un marquage non invasif d'identification. Afin de maintenir le statut sanitaire des animaux, ceux-ci seront manipulés sous hotte stérile lors des expérimentations et des changes et seront maintenus en portoir ventilé dans l'animalerie . Nous suivrons les animaux tous les jours afin de mesurer l'évolution de leurs états cliniques et si le cas le nécessite (augmentation du score clinique) nous effectuerons une deuxième visite journalière. Nous effectuerons l'ensemble des infections pour les animùaux adultes sous anesthésie gazeuse.
Choix des espèces
Nous cherchons ici à utiliser un modèle de petit mammifère bien caractérisé dont de nombreux outils d'étude sont disponibles afin de caractériser la maladie induite par le virus. L'existence de modèles de souris dont certains gène ne fonctionnent pas constitue un réel avantage pour la recherche scientifique en permettant une compréhension approfondie du rôle du système immunitaire. Nous utiliserons des animaux jeunes adultes de 4 semaines dont le système immunitaire n’est pas complètement mature, afin de se mettre dans des conditions le plus favorables pour l’infection virale, qui nous permettra une mise en place d’un modèle de petit animal d’étude de la réplication virale. Dans certains cas nous utiliserons de jeunes souris de 6 à 9 jours car leurs systèmes immunitaires immatures les rendent plus sensibles à l'infection.
Complément à l’évaluation des mécanismes de neuroprotection de la barrière sang-cerveau dans un modèle de pathologie périnatale avec inflammation chez le rat en développement (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Des rates gestantes et leurs ratons nouveau-nés composent les 244 rats de ce projet, utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et tous mis à mort. Dix femelles sont mises à la reproduction pour une nuit, contrôlées par frottis vaginal sans anesthésie, puis soumises pendant les vingt-deux jours de gestation à un régime pauvre en protéines qui peut les rendre inactives et leur faire perdre du poids. Leurs petits reçoivent après la naissance une injection intrapéritonéale de lipopeptide sous anesthésie gazeuse et passent deux heures en atmosphère appauvrie en oxygène, ce qui divise par deux leur prise de poids dans les vingt-quatre heures suivantes, et dix-huit d'entre eux subissent en plus une IRM dans un second établissement. Les ratons sont tués à différents âges pour prélèvement des tissus, les mères après le sevrage.
Objectifs
Le cerveau est un organe privilégié au sein de l’organisme, notamment du fait de l’existence de barrières sang-cerveau qui protègent l cerveau et contribuent aux besoins de celui-ci. Ces barrières sont de deux types : la barrière hématoencéphalique (entre le sang et le tissu cérébral) et la barrière sang-liquide céphalorachidien (entre le sang et le liquide qui entoure le cerveau). Au cours de la période périnatale, le cerveau par l’intermédiaire de ces barrières sang-cerveau peut être soumis à des traumatismes multiples : inflammation, hypoxie (manque d’oxygène) ou autres facteurs de risque tel que le retard de croissance intra-utérin (RCIU). Ces traumatismes, surtout lorsqu’ils sont associés, peuvent être responsables de déficiences sévères à long terme. En France, on estime que la moitié des déficiences sévères constatées chez l’enfant de 7 à 8 ans est d’origine périnatale. L’objectif de notre projet qui sera réalisé au sein de deux établissements utilisateurs EU1 et EU2 , est d’évaluer les lésions induites par l’inflammation sur le cerveau en développement à l’aide de différents modèles. Nous souhaitons comprendre le lien entre les lésions cérébrales et l’altération des barrières sang-cerveau. Notre projet permettra de mieux comprendre comment et pourquoi surviennent des lésions cérébrales sévères en période périnatale. Nous avons également pour objectif de mieux prendre en charge ces lésions sévères en testant l’efficacité d’une molécule neuroprotectrice pour prévenir ou diminuer ces déficiences.
Bénéfices attendus
Nous estimons que ce projet nous permettra d’apporter des informations importantes sur le lien entre l’altération des barrières sang-cerveau et les troubles du neurodévelopement. Il est probable que la compilation de plusieurs agressions soit à l’origine de lésions cérébrales plus durables que dans le cadre d’un stress inflammatoire seul. Par exemple des différences de signal pourraient être visualisés en micro-IRM chez les animaux ayant subis une inflammation et une hypoxie. Par ailleurs nos premiers résultats montrent que la barrière sang-cerveau est plus impactée en cas d’agressions multiples à court terme. Les consequences à long terme doivent donc être caractérisées. Enfin ce projet ouvrira une perspective therapeutique interesante qui sera etayées par des données mécanistiques.
Procédures
Le projet débute avec une mise en reproduction de deux animaux (un mâle et une femelle par cage) pendant une nuit seulement. Un prélèvement vaginal sur animaux vigiles est ensuite effectué pour confirmer la présence de spermatozoïdes et donc valider le premier jour de gestation. Quelques secondes seulement sont nécessaires pour procéder au frottis et aucune contrainte physique n’est appliquée à l’animal. Une anesthésie n’est pas envisagée pour éviter d’appliquer un stress supplémentaire à l’animal. Ces femelles gestantes sont ensuite soumises à un régime alimentaire hypo-protéiné durant toute la période de gestation (22 jours, 10 femelles). Enfin les animaux des portées sont soumis en postnatal à une injection intraperitonéale de lipopeptide accompagnée ou non d'une molécule thérapeutique neuroprotectrice qui se fait sous anesthésie gazeuse, et à un environement hypoxique modèré pendant 2 heures. Les analyses sont ensuite effectuées entre 1 et 28 jours (216 animaux) . Certains animaux sont soumis à une IRM au plus tard 21 jours après la naissance, qui s'effectue également sous anesthése gazeuse (18 animaux). L'ensemble du projet sera réalisé dans l'établissement utilisateur EU1, sauf pour la réalisation des IRM qui sera réalisée dans l' établissement utilisateur EU2.
Impact sur les animaux
Les femelles sont soumises à un régime hypo-protéiné qui peut affecter leur comportement durant toute la période de gestation. Une inactivité ainsi qu’une perte de poids associé à ce régime pourra être observé durant la période de gestation. Les ratrons soumis à l'hypoxie à l'exposition au lipopetide se nourissent moins pendant les premières 24h (augmentation de poid réduite d'environ 50 % par rapport aux controles), difference qui disparait ensuite.
Devenir
Tous les animaux des portées ayant subi une intervention sont mis à mort à differents temps post-nataux afin de collecter les tissus pour analyses. Les mères soumises à un régime alimentaire hypoprotéiné sont mises à mort après utilisation ou sevrage des petits.
Remplacement
Bien que des modèles in vitro de barrières sang-cerveau (e.g. cellules endothéliales cérébrales) protectrices existent, ils ne permettent pas d’étudier l'influence globale des differentes cellules cérébrales sur la perméabilité de ces interfaces, et ne permettent pas de mimer des pathologies périnatales tels que le retard de croissance fetal. Par ailleurs, le role reconnu de la circulation du liquide cérébrospinal dans les processus neuroinflammatoire , en particulier comme vecteur de cellules immune et de cytokines, ne peut être reproduit in vitro à l'identique de la physiologie. Les séquelles neurologiques résultantes d’une atteinte périnatale dépendent de mécanismes complexes impossibles à reproduire in vitro. Nous testons une molécule neuroprotectrice dont l’administration ne prend sens que dans un modèle d’étude globale in situ. L’analyse in vivo reste donc incontournable pour ce projet de recherche.
Réduction
- Les rates gestantes ne bénéficiant pas d’un régime pauvre en protéine au cours de la grossesse pourront être utilisées pour de nouvelles reproductions (jusqu’à 5 reproductions par femelle). - Nous prévoyons un nombre de six animaux par lot expérimental, et chaque condition reproduite sur 2 portées différentes, afin d’assurer la fiabilité statistique des données générées. - Les portées chez ces rats sont habituellement d’au moins 12 animaux ce qui permettra de réaliser des comparaisons au sein d’une même portée. Enfin les données obtenues dans le cadre d’une étude précédente seront incorporées, ce qui limite fortement le nombre d'animaux inclus dans cette présente demande.
Raffinement
- Les rates utilisées pour les reproductions observeront une période quiescente d’un mois minimum entre une naissance et une nouvelle mise en reproduction. - La methode du régime pauvre en protéine est reconnue comme moins invasive que les autres méthodes d’induction d’un retard de croissance (ligature des artères utérines). Le poids des rates gestantes bénéficiant d’un régime pauvre en protéine sera suivi régulièrement tous les trois jours à partir de la mise en reproduction - Les ratons issus du modèle RCIU seront suivis attentivement avec un contrôle pondéral régulier. - Après traitement ou manipulation, les animaux seront replacés avec la rate avec suivi du comportement maternel et de l’allaitement. - Pour l’exploration par IRM, la mère avec la portée sera transférée avec la litière et l’enrichissement dans une cage de transport qui présentera un couvercle avec un emballage carton opaque. Les ratons seront transportés avec leurs mères dans des conditions de température controlée. La proximité des deux lieux géographiques (500 mètres) permet de minimiser le temps de transport. Les ratons seront séparés de leur mère uniquement pendant le temps de l’examen.
Choix des espèces
Les expériences décrites dans ce projet seront effectuées sur des rats Sprague Dawley (SD) puisqu’il s’agit de l’espèce utilisée dans les études précédentes. C’est une espèce de prédilection pour des expérimentations qui requiert une optimisation des gestations. Les femelles de cette lignée ont en effet des portées importantes et régulières. Elles s’occupent très bien de leurs petits et récupèrent très vite après une chirurgie. Les dnnées déjà acquisent l'ont été avec ce modèle. LLes prélèvements et mesure de perméabilité seront effectué chez le raton après la naissance, puis chez l’animal agé de 30 jours. Ces différents temps nous permettront d’évaluer l'effet du RCIU et de l'hypoxie associés ou non à l'inflammation sur l'integrité des interfaces sang-cerveau au cours du déveopement précoce, ainsi qu'une fois la fenêtre de plasticité cérébrale refermée (Impact sur la programmation foetale, P30).
BirdBiomech – Etude biomécanique de la vocalisation des oiseaux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Autres oiseaux : 110
Achetés adultes chez des fournisseurs, à raison de dix individus par espèce, 120 oiseaux de douze espèces captives, du diamant mandarin au loriquet à tête bleue, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des billes métalliques leur sont implantées dans la langue, le larynx, la trachée et la syrinx, jusqu'à huit par structure, pour rendre visibles leurs mouvements sous rayons X pendant qu'ils vocalisent. Les séances de radiographie et de vélocimétrie laser durent trente minutes par individu et par demi-journée, les lasers étant placés sous les oiseaux pour éviter les brûlures de rétine. Le porteur écrit que les 120 individus seront tués si tous les oiseaux implantés vocalisent devant les caméras, le microscanner nécessaire à la reconstruction en trois dimensions imposant leur mort, et que les oiseaux non implantés qui n'auront pas vocalisé seront gardés en vie et adoptés.
Objectifs
Bien que la production de sons soit essentielle dans l'évolution des oiseaux, elle reste encore mal comprise, notamment au niveau de la mécanique des mouvements. La plupart des études sur la façon dont les oiseaux produisent des sons (chants, cris, appels) ont utilisé des méthodes indirectes, comme des dissections ou des tests sur des oiseaux anesthésiés. Notre objectif est d'exploiter les nouvelles techniques pour observer et mesurer en détail les mouvements des organes vocaux des oiseaux pendant qu'ils chantent, tout en enregistrant le flux d'air sortant de leur bec et les sons produits. L’objectif de cette étude est d’enregistrer, de quantifier pour ensuite modéliser : 1) Les mouvements du système vocal interne et externe lors de la vocalisation 2) Les flux d’air impliqués et 3) Les vocalisations produites sur une diversité d’espèces d’oiseaux. Le but est de comprendre comment les oiseaux produisent et modulent activement le son dans des conditions physiologiques, au plus proche des conditions naturelles de vocalisation. Pour cela, nous voulons filmer les oiseaux vocalisant, en utilisant à la fois un système multi caméras et de cinéradiographie biplanaire (rayons X), pour quantifier la cinématique des parties externes (par exemple bec, cou) et des parties internes (par exemple, trachée, syrinx) du haut du corps. Les enregistrements vidéo seront synchronisés avec des enregistrements acoustiques, à l’aide de microphones. Nous voulons également coupler ces observations à des mesures de flux d'air circulant à la sortie du bec, synchronisées avec des enregistrements acoustiques pendant la vocalisation. Pour cela nous utiliserons la méthode de Particle Image Velocimetry (PIV), une technique de mesure optique permettant d’obtenir le champ de vitesse d’un écoulement d’intérêt à partir de lasers. Pour comparer la production et la modulation du son entre les espèces et les sexes, nous avons choisi 4 familles d’oiseaux, représentant une diversité d’anatomies et de sons produits (c’est-à-dire Passeriformes, Columbiformes, Galliformes et Psittaciformes). Trois espèces par groupes ont été sélectionnées et des individus mâles et femelles seront utilisés pour chaque espèce de façon à mener des analyses comparatives en contexte phylogénétique.
Bénéfices attendus
En comparant la façon dont différentes espèces d'oiseaux produisent des sons, chez les mâles comme chez les femelles, nous allons identifier des structures importantes pour mieux comprendre leurs capacités vocales, à l’échelle de l’individu, du sexe et de l’espèce. Pour la première fois, nous pourrons observer tout le système vocal en mouvement, grâce à l'utilisation combinée de plusieurs techniques : des radiographies en mouvement (cinéradiographie), une méthode optique pour mesurer les flux d’air (PIV) et des enregistrements sonores. Les données détaillées que nous allons collecter permettront de répondre à d’anciennes questions non résolues sur les mécanismes impliqués dans la production de sons chez les oiseaux. En approfondissant notre connaissance de leur communication vocale, nous pourrons mieux comprendre comment des systèmes complexes de communication se développent et évoluent.
Procédures
Les animaux seront filmés à l’aide de caméras rayons X à haute vitesse et enregistrés par des microphones. 1) Les enregistrements par cinéradiographie (rayons X) couplés à des caméras haute vitesse permettront de quantifier les mouvements des structures externes et des structures internes rigides (par exemple le bec, les anneaux cartilagineux de la trachée). Pour quantifier la cinématique des structures non rigides (comme la langue, le larynx) des marqueurs radio-opaques constitués de billes de métal (alliage d’étain et d’argent) seront implantés dans les différentes structures du système vocal avant les enregistrements. Le nombre de marqueurs variera en fonction de la taille de la structure (par exemple, 5 pour la langue, 3 pour le larynx, de 5 à 8 pour la trachée, 3 pour la syrinx) et leur position sera adaptée à la forme et la fragilité de la structure (par exemple, implantés dans les anneaux cartilagineux plutôt que dans les parties molles de la trachée). Une étude pilote sur 2 individus par espèce sera réalisée pour s’assurer que les oiseaux implantés sont bien capables de vocaliser. 2) Les oiseaux filmés en cinéradiographie sans marqueurs ou avec marqueurs seront enregistrés en vélocimétrie par images de particules. Cette technique permet de quantifier les mouvements d’air impliqués dans la vocalisation à l’aide de particules en suspension dans l’air et de lasers. Cela permettra de s’assurer que les mouvements du système vocal et de l’air pendant la vocalisation ne diffèrent pas entre les oiseaux implantés et les oiseaux non implantés.
Impact sur les animaux
Les risques pour les oiseaux pendant les enregistrements par vélocimétrie par images de particules, cinéradiographie et système multi-caméras seront prévenus au maximum. Nous maintiendrons la salle à moins de 27°C, fournirons de l'eau et limiterons les enregistrements à 30 minutes par individu et par demi-journée. Les lasers susceptibles de provoquer des brûlures seront positionnés sous les oiseaux pour éviter les impacts sur les rétines, déclenchés après leur phase d'exploration, avec des flashs brefs en salle obscure et éclairée par des lampes infrarouges. Les oiseaux seront étroitement surveillés pour tout signe de détresse, et des ajustements seront faits si nécessaire. Pour la cinéradiographie, les animaux seront surveillés pour éviter la surexposition aux rayons X, bien que les études précédentes n'aient pas montré d'effets secondaires. Toute mesure sera prise pour éviter l'inconfort et la douleur lors de l’implantation des marqueurs, avec une surveillance régulière des zones implantées et du comportement des oiseaux.
Devenir
Les animaux implantés, ayant permis la prise de données cinématiques doivent être scannés en microtomographie (CTscans) pour reconstruire le mouvement en 3D des organes étudiées. Cette procédure nécessite la mise à mort des individus. Par exemple, si tous les oiseaux implantés vocalisent dans le champ des caméras rayons X, les 120 individus seront mis à mort. Les animaux n'ayant pas vocalisé dans le champ de caméras (Rayons X) ou du système de vélocimétrie par images de particules et n'ayant pas été implantés seront gardés en vie et seront adoptés.
Remplacement
Comme les organes vocaux internes sont difficiles à visualiser, la plupart des mesures et des expériences ont jusqu'ici utilisé des méthodes indirectes, telles que des dissections, des préparations d'organes vocaux excisés et des mesures de la pression des sacs aériens, ou ont été enregistrées lors de stimulations neurales d'oiseaux anesthésiés. Malgré les résultats importants fournis par ces études, une contrainte majeure demeure : les structures impliquées ne peuvent pas bouger et moduler le son comme elles le feraient in vivo. Nous souhaitons mettre à profit les progrès méthodologiques récents en termes de collecte et de traitement des données pour comprendre comment les oiseaux produisent et modulent activement le son, dans des conditions physiologiques proches des conditions naturelles. De ce fait l’utilisation d’animaux vivants, libres de leurs mouvements est incontournable.
Réduction
À part une étude réalisée en 2015, aucune n’a examiné la diversité des mécanismes de production des sons chez différentes espèces d'oiseaux. Nous nous basons sur cette étude pour choisir les espèces et le nombre d’individus à étudier. Dans cette étude, quatre groupes d’oiseaux avaient été sélectionnés : les Paléognathes, Columbiformes, Psittaciformes et Passériformes, car ils représentent une grande diversité anatomique, sonore et évolutive. Comme les Paléognathes (autruches, émeus, nandous) sont souvent de grande taille et difficiles d’accès, nous avons les avons remplacés par les Galloanserae, un autre groupe ancien qui diverge tôt dans l’évolution des oiseaux modernes. Nous avons choisi d’inclure 3 espèces par groupe (soit 12 espèces au total), afin d’avoir une étude plus équilibrée et statistiquement solide que celle de 2015, dans laquelle le nombre d’espèces par groupe variait de 1 à 2. Habituellement, les études en biomécanique impliquant la cinéradiographie ne concernent que peu d’individus (2 à 4) et d’espèces (1 à 3). Nous avons donc décidé d’étudier 5 individus par sexe (soit 10 individus par espèce), et d’analyser les données d’au moins 3 individus par sexe, ce qui permet de pallier aux difficultés de prise de données (comme un oiseau qui ne vocalise pas). Nous prévoyons d’analyser entre 5 et 20 séquences de sons par individu, ce qui nous donnera 30 à 120 séquences par espèce, un nombre considéré comme suffisant pour obtenir des données exploitables statistiquement pour des analyses comparatives entre les espèces. Nous utiliserons des modèles mathématiques appelés modèles linéaires mixtes pour comparer certains paramètres des sons (comme les fréquences de vocalisation) en fonction du type de vocalisation ou du sexe, et nous prendrons en compte les différences entre individus.
Raffinement
Les études biomécaniques sur les vocalisations des oiseaux nécessitent des observations sur des animaux non anesthésiés et en bonne santé. Le bien-être des oiseaux est essentiel à chaque étape de l'expérimentation. Ils proviendront de fournisseurs externes et seront logés dans des cages adaptées avec des enrichissements comme des perchoirs, des balançoires et des zones de bain. Chaque espèce sera hébergée individuellement pour minimiser le stress, et les sexes seront séparés pour éviter les reproductions non souhaitées. Toutes les méthodes seront adaptées pour réduire la douleur et le stress des animaux. Les procédures invasives seront limitées aux cas strictement nécessaires, avec un protocole d'anesthésie élaboré avec un vétérinaire. Une période d'acclimatation à la salle d'expérimentation sera mise en place, et des experts veilleront au bien-être des oiseaux 7 jours sur 7.
Choix des espèces
Les espèces choisies sont des espèces captives, habituellement utilisées en expérimentation animale (elles ont toutes fait l'objet d'études expérimentales sur les vocalisations ou dans des conditions expérimentales similaires). Elles sont de taille relativement réduite et donc compatible avec le protocole expérimental choisi : Poule domestique (Gallus gallus), Sarcelle à collier (Callonetta leucophrys), Caille des blés (Coturnix coturnix), Diamant mandarin (Taeniopygia guttata), Canari domestique (Serinus canaria domestica), Moineau du Japon (Lonchura striata domestica), Pigeon biset (Columba livia), Tourterelle domestique, (Streptopelia risoria), Colombe diamant (Geopelia cuneata), Calopsitte élégante (Nymphicus hollandicus), Perruche ondulée (Melopsittacus undulatus), Loriquet à tête bleue (Trichoglossus haematodus) Bien que pour certaines espèces, seuls les mâles soient considérés comme chanteurs, toutes les espèces choisies produisent des vocalisations stéréotypées (mâles et femelles) mais diversifiées avec des mécanismes de production variés. Ces espèces représentent donc une diversité morphologique et acoustique au sein du groupe des Aves. Tous les oiseaux seront achetés adultes ou sub-adultes (>1 ans), de façon à ce que leur apprentissage du chant soit consolidé et leurs organes vocaux matures. Tous les oiseaux seront achetés adultes ou sub-adultes (>1 ans), de façon à ce que leur apprentissage du chant soit consolidé et leurs organes vocaux matures.
Méthotrexate pour le traitement curatif de l’arthropathie hémophilique dans un modèle murin d’hémophilie B
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
Trois ponctions articulaires sous anesthésie provoquent chez 22 souris hémophiles une arthropathie du genou, avant qu'elles reçoivent par injection le traitement de référence, seul ou complété par du méthotrexate. Seize d'entre elles relèvent d'un niveau de souffrance sévère, six d'un niveau léger, et toutes sont tuées. Le porteur écrit pourtant que l'expérience de son groupe ne lui fait "attendre aucunes douleurs" après le réveil, et ne retient comme nuisances que la piqûre des injections et une toxicité du méthotrexate sur la moelle osseuse. La mise à mort est justifiée par la "nécessité" de prélever tout le sang, geste qu'il juge incompatible avec le maintien en vie de l'animal.
Objectifs
L’hémophilie est une maladie hémorragique héréditaire rare liée à déficit en facteur VIII (FVIII) de la coagulation pour l’hémophilie A et le facteur IX (FIX) pour l’hémophilie B. La sévérité de l’hémophilie est définie par les taux de FVIII ou FIX plasmatiques. La forme sévère, où le taux du FVIII ou FIX est indétectable dans le sang, est caractérisée par des saignements spontanés surtout au niveau articulaire. Les saignements articulaires répétés, peuvent conduire à une atteinte articulaire handicapante appelée arthropathie hémophilique. Il s’agit d’une complication grave, de la maladie. La présence anormale du sang dans la cavité articulaire conduit à une inflammation et à terme à la destruction progressive de l’articulation. L’arthropathie hémophilique partage certaines caractéristiques avec d’autres maladies articulaires telles que la polyarthrite rhumatoïde. Comme dans le stade précoce de l’arthropathie hémophilique, chez les patients atteints de polyarthrite, il existe une inflammation articulaire. Le pilier du traitement de l'hémophilie est la substitution du facteur de coagulation manquant, cependant, aucun traitement actuellement disponible ne cible spécifiquement l’inflammation articulaire, alors que le méthotrexate utilisé dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde en première intention pourrait être efficace pour contrôler l’inflammation. Nous avons fait l’hypothèse que le méthotrexate pourrait réduire l’inflammation de la synovite comme traitement curatif chez les hémophiles et empêcher l’évolution de cette arthropathie handicapante, comme il fait dans la polyarthrite rhumatoïde. Lors d’un projet précédent, notre équipe a montré que le méthotrexate, comme traitement préventif administré avant les saignements articulaires, permet de réduire la synovite. Dans le cas de l’arthropathie, la première atteinte touche successivement la synoviale (membrane qui tapisse l’intérieure du genou), le cartilage et enfin l’os. Les premiers résultats nous montrent une diminution de la synoviale et du dépôt de fer sous forme d’hémosidérine. L’idée étant de proposer le méthotrexate comme traitement de manière temporaire et préventif à l’apparition d’une synovite L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité curative du méthotrexate pour traiter la synovite de l’arthropathie synoviale et de bloquer ainsi l’évolution de l’atteinte articulaire chez les souris hémophiles B.
Bénéfices attendus
La comparaison entre le traitement habituel par concentré de facteur de coagulation et le méthotrexate, va permettre d’évaluer l’efficacité potentielle de ce médicament dans le contexte d’arthropathie hémophilique, médicament couramment utilisée dans la polyarthrite rhumatoïde dont les dégâts articulaires sont similaires à ceux causés par l’hémophilie. Si les résultats de l’étude montrent une efficacité suffisante du méthotrexate dans l’arthropathie hémophilique, une étude clinique pourra alors être proposée pour évaluer l’efficacité du méthotrexate chez des patients hémophiles.
Procédures
Les souris seront séparées en 2 groupes pour comparer l'effet d'un adjuvent au traitement de référence dans la prise en charge de l'arthropathie hémophilique. Pour cela, les souris auront trois ponctions articulaires pour mimer la maladie et recevront soit le traitement de référence seul par injection ou le traitement de référence plus l'adjuvent par injection. Au terme de l'expérimentation, un prélèvement de sang total sera effectué. Les animaux seront soumis, sous anesthésie générale, à 1. Une ponction articulaire : 2-3 min 2. Un prélèvement sanguin: 1 min 3. La mesure du genou siège d’arthropathie : 30 sec 4. Une injection (groupe 1) et deux injections (groupe 2) : 1-2 min 5. Un prélèvement sanguin et mise à mort : 3-5 min
Impact sur les animaux
Au cours du projet, tous les gestes sont réalisés sous anesthésie et certains post mortem. Après le réveil suite à l’induction de l’arthropathie, l’expérience de notre groupe ne nous fait attendre aucunes douleurs. Les injections répétées des traitements peuvent provoquer une douleur légère (piqûre d’aiguille). Le traitement adjuvant peut avoir une toxicité au niveau de la moelle osseuse, sans incidence sur les plaquettes sanguines.
Devenir
La mise à mort est justifiée par la nécessité de prélèvement tous le sang, non compatible avec le maintien en vie de l'animal.
Remplacement
La nécessité d’un modèle animal est justifiée par le besoin d’un modèle vivant, dynamique et doté d’un système vasculaire et locomoteur pour cette étude sur les dégâts articulaire handicapants induits par l’hémophilie et son traitement.
Réduction
En accord avec l’expérience acquise par le groupe, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est réduit à son minimum sans compromettre la validité statistique des résultats. De plus, les tests développés au laboratoire nous permettent d’effectuer un maximum de mesure et d’étude sur le même animal. Les mesures biologiques et histologiques de chaque souris sont comparées à son propre genou droit (genou contrôle) pour l‘étude de l’articulation.
Raffinement
Toutes les mesures seront prises pour préserver le bien-être de l’animal. Quand cela est possible, les souris sont maintenues en groupe par fratrie avec l’utilisation de biberon à longues tiges. Tous gestes traumatiques ou stressants seront réalisés sous anesthésies et analgésie. Une possible gêne locomotrice peut être attendue, en cas d’apparition, de l’eau et de la nourriture seront mis à disposition dans la cage, au sol, pour éviter la station debout aux souris et le redressement sur les pattes arrière pour chercher leur nourriture. Afin d'éviter toute souffrance pour les animaux, nous appliquons les points limites strictes et spécifiques du projet.
Choix des espèces
La souris représente la seule espèce animale, après le chien hémophile, à permettre la mesure de l’activité des médicaments de l’hémophilie et d’étudier la destruction articulaire induite par la maladie. Il est important de préciser que la souris hémophile, paradoxalement à la forme humaine de cette maladie, n’est pas victime de saignement spontané et les saignements sont provoqués que par des traumatismes. Pour cette étude, nous allons utiliser des souris matures. Il est important de travailler avec des jeunes adultes dont la croissance est finie. Les souris très jeunes sont à éviter car leur croissance articulaire n’est pas encore terminée et les souris très âgées sont également à éviter en raison de la modification possible de la coagulation avec l’âge et par conséquent la tendance hémorragique.
Approches thérapeutiques pour améliorer les capacités ventilatoires et locomotrices suite à un trauma cervical sur des modèles précliniques murins : combinaisons innovantes en neurostimulation
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
- Système respiratoire
Rats : 966
966 rats et 924 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, chacun subissant d'abord une contusion ou une laminectomie de la moelle épinière cervicale de moins de quarante minutes. La lésion paralyse d'un côté les pattes avant et arrière et coupe la conduction nerveuse vers l'hémidiaphragme correspondant, réduisant la capacité respiratoire de l'animal. Suivent, cinq fois par semaine pendant deux à trois semaines, des séances de stimulation musculaire de trente minutes sous anesthésie et de stimulation médullaire de dix minutes sur animal éveillé, plus des injections sous-cutanées et l'injection d'un matériau végétal dans la moelle. Tous sont tués pour analyses histologiques, le porteur situant son objectif au stade de la preuve de concept tout en écrivant que "trouver une solution est indispensable" pour les patients dépendants d'un respirateur.
Objectifs
Chaque année, près de 500 000 personnes dans le monde subissent des lésions de la moelle épinière, que ce soit à la suite d'un accident ou d'une autre cause. La plupart de ces blessures touchent la région cervicale, ce qui entraîne non seulement une paralysie des muscles, mais aussi une réduction importante de la capacité pulmonaire, ce qui peut entraîner des difficultés respiratoires graves. De nombreuses personnes tétraplégiques (paralysées des quatre membres) ont besoin d’une assistance respiratoire, parfois à vie, ce qui a un fort impact sur leur qualité de vie et sur la société en général. Nos recherches visent à trouver des solutions alternatives à l’utilisation permanente de la ventilation mécanique. Dans ce cadre, nous travaillons sur des stratégies de réparation des réseaux neuronaux et des fonctions musculaires, en combinant des approches de stimulation neuromusculaire et nerveuse et des agents pharmacologiques. Pour tester nos idées, nous utilisons des modèles animaux bien établis dans la recherche scientifique. L'objectif de notre projet est de combiner ces différentes techniques pour maximiser la réparation après une lésion de la moelle épinière. Nous utilisons principalement des souris et des rats pour nos expérimentations, car ce sont des modèles qui ont fait leurs preuves. Par exemple, nous provoquons une lésion de la moelle épinière au niveau du cou, ce qui entraîne une paralysie des muscles respiratoires et des membres d’un côté (atteinte unilatérale). Cependant, ces animaux gardent une certaine capacité à respirer et à bouger, car certains circuits nerveux restent intacts. Enfin, nous avons pour objectif de tester de nouvelles techniques de réparation en combinant la stimulation neuromusculaire et l’ingénierie tissulaire. Nous veillons à respecter les principes éthiques de la recherche, notamment la règle des 3R : Remplacer, Réduire et Raffiner l'utilisation des animaux dans les expériences
Bénéfices attendus
Notre objectif ultime est d’apporter des preuves de concept de la récupération de l’activité ventilatoire partielle ou totale après une lésion médullaire cervicale, et ce par la combinaison d’approches thérapeutiques. De plus, nous attendons un effet de ces thérapeutiques sur la récupération de l'utilisation de membres supérieurs par les memes phénomènes de neuroplasticité induit par nos approches. Par ailleurs, nous poursuivrons notre processus de valorisation et d’interaction avec des cliniciens vers une perspective clinique, pour aboutir à des solutions transposables, réalisables et convaincantes pour leur application en clinique. Notre projet de recherche préclinique visera à démontrer qu’il est possible de réactiver et de soutenir la plasticité du système nerveux central (ici la moelle épinière), même dans les conditions les plus toxiques et néfastes de la lésion traumatique de la moelle épinière. Notre motivation dans cette thématique et qu’aujourd’hui aucune solution thérapeutique curative n’est disponible en routine clinique pour favoriser significativement la récupération médullaire chez les patients paralysés. Certains patients restent dépendants à vie d’un respirateur, les coupant d’une vie sociale et des centres de rééducation, et diminuant par conséquent leur espérance de vie. Trouver une solution est indispensable.
Procédures
Tous les animaux subiront une chirurgie qui consiste en une contusion ou une laminectomie (durée inferieure à 40 min) réalisée sous anesthésie et analgésie. Il s’agit du modèle de référence pour simuler une lésion de la moelle épinière qui est l’objet du projet de recherche. Par la suite les animaux seront impliqués dans différents traitements seuls ou combinés tels que la stimulation des muscle (30 min, 5 fois par semaine pendant 2 à 3 semaines sous anesthésie), la stimulation de la moelle épinière (10 min, 5 fois par semaine pendant 2 à 3 semaines, animal vigile), l’agent pharmacologique par voie sous-cutanée (injection de quelques secondes, 5 fois par semaine pendant 2 semaines, animal vigile), ou encore de l’ingénierie tissulaire (une injection unique sous anesthésie et analgésie). Ce dernier consiste en une injection d’un matériau végétal visant la régénération de la moelle épinière. Tous les animaux seront également impliqués dans des tests fonctionnels (déplacements libres dans un cylindre ou un espace libre mais restreint, filmé pendant 5 à 10min, à raison d’une fois par semaine).
Impact sur les animaux
Les nuisances principales attendues sur les animaux sont celles induites par la chirurgie de lésion médullaire. Lors de l’anesthésie, il y a un risque d’hypothermie et de douleur au réveil. La lésion entraine également un inconfort dû à la perte sensori-motrice des pattes postérieures et antérieures correspondant au côté lésé, ainsi qu’une réduction de la capacité respiratoire liée à l’atteinte de la conduction nerveuse vers l’hémi diaphragme correspondant au côté lésé de la moelle épinière. Ces atteintes sont cependant unilatérales, de fait qu’elle permette à l’animal de se mouvoir, de se nourrir et de respirer mais cela peut entrainer un inconfort du fait de ne pas se mouvoir complètement librement. Une hypoventilation (diminution du volume respiratoire) est possible les premiers jours mais compensée par une augmentation de la fréquence respiratoire. Il peut aussi exister un risque de soif et de malnutrition si les animaux n’arrivent pas à se nourrir et boire suffisamment les jours après la chirurgie. Les injections par voie sous-cutanée sont faites sans anesthésie donc cela peut entrainer un stress au moment de la préhension. Lors des tests fonctionnels, les animaux pourront ressentir du stress lié à la découverte d’un nouvel environnement et à la limitation de leur liberté d’expression physique pour les tests en enceinte de taille restreinte. Enfin, les traitements n’entrainent pas d’effets secondaires connus mais ils peuvent engendrer un stress lors de la préhension et du positionnement dans un environnement limité (notamment pour s’assurer que l’animal est bien dans le champ de la stimulation par exemple).
Devenir
Chaque animal sera euthanasié à l’issue de leur procédure, afin de réaliser des études histologiques et biochimiques sur les prélèvements post-mortem. Ces analyses constituent une part importante des projets sur lesquels nous travaillons, auxquelles les méthodes alternatives ne répondent pas.
Remplacement
À l'heure actuelle, il n'y a pas de modèle expérimental clinique autre que les sujets humains ou animaux pour étudier les réponses physiologiques intégrées. Ce projet a pour but de développer des preuves de concept de réparation d’une neuropathologie pour laquelle aucune thérapie n’est proposée aux patients. Nous ne serions pas en mesure d'effectuer les manipulations nécessaires chez l'homme (par exemple, une intervention pharmacologique dans les systèmes de neurotransmetteurs, des tests neurochimiques, des prélèvements de moëlle épinière), et nous devons donc recourir à l'expérimentation sur les espèces de mammifères non humains. Les connectivités neuronales de ces systèmes intégrés nécessaires pour mener "des études de modélisation" ne sont pas disponibles, ou encore, aucun comportement suite à un traitement innovant ne peut être prédit, et il n'existe actuellement aucun substitut à l'expérimentation animale. Les concepts qui ont guidé cette recherche sont nouveaux dans le domaine et, à ce titre, doivent être soigneusement étudiés dans des situations biologiquement significatives.
Réduction
Dans ce projet, le nombre total d’animaux impliqués sera de 1890. Les mêmes animaux sont utilisés pour diverses études (fonction, biochimie, anatomie). Nous analysons plusieurs paramètres sur un même animal, la localisation ou l'expression de certains antigènes en immunohistochimie. Les données sont comparées avec des tests statistiques adaptés et la taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance. Il nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Concernant le raffinement, les animaux seront hébergés avec un cycle jour/nuit adapté et avec la boisson et la nourriture ad libitum. Toutes les chirurgies sont effectuées sous anesthésie et analgésique. Les animaux auront bénéficié d’une acclimatation après réception pendant 1 à 2 semaines. Les animaux sont maintenus de 2 à 4 par cage après la chirurgie pour conserver les liens sociaux et hiérarchiques dans la cage. Ils sont regroupés au plus tard lendemain de la chirurgie pour limiter la période d’isolement. Ils sont réhydratés en post-opératoire avec une injection sous-cutanée de sérum physiologique et nous utilisation de plaques chauffantes au cours et après l’anesthésie, jusqu’à 2h après le réveil (période de surveillance post-chirurgicale). Un enrichissement adapté pour chaque espèce de rongeur (ajout de briques en bois pour les rats et nid végétal pour les souris) est placé dans la cage. Ils feront l’objet d’un contrôle quotidien par une personne formée et compétente. Nous réalisons un changement de la litière deux fois par semaine et une surveillance des animaux tous les jours (prise en compte du comportement et des expressions faciales des animaux), ainsi qu’un traitement si présence de plaies (pommade grasse si eczéma ou irritation...) Ces contrôles enregistrés et validés par la structure locale chargée du Bien Être des Animaux, permettent de repérer tout animal malade ou blessé et de prendre les mesures appropriées. Les points limites sont définis et les méthodes seront mises en place pour supprimer la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux comme l’injection d’antalgiques ou l’euthanasie. Par ailleurs, nous continuons à poursuivre des formations de mise à jour pour appliquer au mieux la réglementation et d’avoir l’opportunité d’introduire des améliorations pout le meilleur raffinement possible en le validant en amont par notre structure locale chargée du Bien Être des Animaux et en interagissant avec le vétérinaire référant.
Choix des espèces
Rats et souris sont les animaux d’expérimentation les plus utilisés dans la recherche préclinique sur le traumatisme du système nerveux, afin d’améliorer la connaissance de la physiopathologie et développer des stratégies thérapeutiques adaptées. Malgré des différences entre l’homme et les rongeurs, les changements pathologiques, la réponse inflammatoire et l’expression des gènes précoces post-traumatiques sont les mêmes. L’induction du trauma est très reproductible et standardisée chez la souris et le rat et de nombreux tests sensorimoteurs ont été très bien établis. Les outils disponibles sont multiples et permettent de caractériser l’évolution d’une lésion (notamment par immunomarquages). Malgré l’absence de formation de cavités chez la souris (présente chez l’homme et le rat), elle permet de démontrer la fonction d’un gène spécifique grâce à la transgénèse et les caractéristiques moléculaires, cellulaires et fonctionnelles post-traumatiques y sont comparables. Chez le mammifère, l’incapacité d’un neurone à régénérer son axone après une lésion mécanique est essentiellement notée à l’âge adulte. Ainsi nos expériences seront réalisées chez la souris et le rat adultes âgés de 6 à 7 semaines, soit en moyenne 20 à 30g et 250-300g, respectivement. A noter que les lésions arrivent en grande majorité sur des jeunes adultes.
Impacts mnésiques et cognitifs de l’invalidation d’un gène (PGBD5) jouant un rôle clé dans la mémoire dans les neurones hippocampiques de la souris adulte.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Une chirurgie cérébrale de trente minutes sous anesthésie gazeuse est pratiquée sur 70 des 75 souris de ce projet, avec injection d'un plasmide dans l'hippocampe et risque d'hémorragie cérébrale. Toutes sont ensuite tuées par perfusion d'un fixateur sous anesthésie profonde, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour la plupart d'entre elles. L'objet déclaré est de mesurer les effets de l'extinction d'un gène de la mémoire chez la souris adulte, et le porteur écrit qu'il est "prématuré d'espérer des effets en santé humaine" puisque la fonction de ce gène reste inconnue chez l'adulte. Il annonce trois tests censés mesurer l'anxiété, l'exploration et la mémoire, d'environ cinq minutes chacun, sans dire lesquels.
Objectifs
La mémoire est une fonction essentielle à la santé mentale, car elle guide les comportements des animaux. La formation d’un souvenir repose sur des modifications synaptiques entre neurones, qui doivent être stabilisées et consolidées pour éviter au souvenir de s’estomper. Une hypothèse est que cette stabilisation résulte de l’expression de gènes, activés par des réarrangements non aléatoires du génome neuronal induits par une ou plusieurs recombinases encodées par différents gènes dont notre gène d'intérêt. Ce dernier est exprimé dans tous les neurones au cours du développement normal du cerveau des mammifères et chez l’adulte. Cette expression est particulièrement marquée dans les neurones pyramidaux et granulaires de l’hippocampe, une région clé pour la mémoire. L’inactivation de ce gène chez la souris entraîne des déficits comportementaux complexes, des troubles anxieux et d’apprentissage, des crises d’épilepsie, des déficits moteurs, ainsi que des anomalies structurelles significatives du cerveau, notamment au niveau de l’hippocampe. Toutefois, ces résultats proviennent de lignées de souris dans lesquelles le gène est inactivé au niveau germinal, ce qui ne permet pas de distinguer les conséquences de son absence au cours du développement, de celles observées à l’âge adulte. La question du rôle de ce gène dans le cerveau adulte et de son implication dans les fonctions mnésiques ne peut pas être résolue en utilisant les souris transgéniques traditionnelles car la délétion de gènes dans le cerveau est partielle et variable et que les mutants sont créés durant le développement et non à l’âge adulte. Nous proposons d’utiliser une technique récemment mise au point qui implique l’injection d’un plasmide dans la région cérébrale d’intérêt afin de supprimer l’expression du gène d'intérêt. Après injection du plasmide des expérimentations comportementales sont prévues afin d’estimer les déficits mnésiques et cognitifs associés à la diminution d’expression de ce gène. Après réalisation des tests chez les souris mâles et femelles, le site d’injection du plasmide sera vérifié. Cette approche devrait nous permettre de mener des recherches innovantes sur le déterminisme génétique des capacités mnésiques et cognitives chez la souris adulte.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait nous permettre de comprendre le rôle chez l’adulte mâle et chez l’adulte femelle d'un gène essentiel à la mise en place de la mémoire dans les capacités exploratrices, les fonctions cognitives et l’anxiété chez la souris. Ce travail est seulement possible chez des souris dont l’expression du gène n’a pas été perturbée au cours du développement. Les résultats acquis devraient constituer des recherches innovantes sur le déterminisme génétique des capacités mnésiques et cognitives chez la souris adulte. Il est pour l’instant prématuré d’espérer des effets en santé humaine puisque la fonction du gène est encore inconnue chez l’adulte d’où l’objet de cette étude
Procédures
Chirurgie cérébrale chez l'animal anesthésié par inhalation : environ 30 minutes par animal sur 70 animaux du projet. Perfusion d'un fixateur chez un animal en anesthésie profonde : environ 10 minutes par animal, tous les animaux du projet (n=75). Trois tests comportementaux afin de mesurer l'anxiété, les capacités exploratoires et la mémoire: chaque test dure environ 5 minutes par animal
Impact sur les animaux
Effets directs: toute neurochirurgie peut entrainer des diminutions de la température corporelle, ainsi qu'une douleur localisée en post-opératoire au niveau du site d'incision de la peau du crâne et du périoste cranien. Plus rarement, parmi les effets directs, il peut se produire une hémorragie cérébrale lors de l'injection dans le cerveau. Les effets indirects peuvent découler de la chirurgie (trouble comportemental, baisse d'activité locomotrice) et de la protéine induite par le plasmide (perte ou gain de poids). Les effets directs sont de courte durée (de quelques heures à quelques jours). Les effets indirects peuvent survenir après quelques heures mais se poursuivre sur plusieurs jours. Les nuisances associées avec les tests comportementaux consistent en un stress léger de courte durée.
Devenir
Le projet porte sur le cerveau et sur l'analyse anatomique et fonctionnelle d'un traitement in situ constitué par un transfectant et un plasmide. De ce fait, il est nécessaire d'euthanasier toutes les souris de ce projet en fin d'expérimentation afin de vérifier d'une part le taux d'expression du gène cible dans l'hippocampe et d'autre part, de confirmer la zone d'injection, de mesurer son étendue et de caractériser d'éventuelles lésions tissulaires.
Remplacement
Les fonctions cognitives et mnésiques étant des fonction intégrées (sous influence de facteurs environnementaux, sociaux et hormonaux endogènes) contrôlée par différentes régions cérébrales dont l’hippocampe, elle ne peut s'observer que sur un organisme vivant. Les expériences s'appuieront néanmoins sur nos données in vitro et sur celles de la littérature pour sélectionner la meilleure construction de nos plasmides, les critères expérimentaux seront aussi affinés pour réduire le nombre de tests et s’appuieront sur notre expérience antérieure avec la même approche technologique acquise chez le rat.
Réduction
Le choix du nombre d’individus par lot s'appuie sur les données de la littérature et notre expérience antérieure montrant que des résultats exploitables et statistiquement fiables peuvent être obtenus avec des groupes compris entre 8 et 10 animaux selon les données à collecter. La réalisation successive des expériences permet de réduire le nombre d’animaux dans la dernière expérience. La comparaison des données quantitatives entre animaux témoins et animaux traités sera réalisée avec un test statistique fiable dans la dernière expérience. La taille des lots a été déterminée en nous basant sur notre expérience antérieure où selon les données quantifiées, la variabilité inter-animale et le test statistique utilisé il faut au minimum 9 animaux/groupe. Nous avons ajouté 1 animal par lot afin de prévenir tout risque lié à la chirurgie.
Raffinement
Les souris seront hébergées par trois à quatre en présence d'objets en carton (maisons) et habituées à la manipulation. Les souris auront toujours un contact visuel et olfactif avec leurs congénères dans les conditions d’hébergement. Les souris seront anesthésiées par inhalation gazeuse lors des neurochirurgies et recevront un traitement antalgique en période peropératoire. Les yeux de l'animal seront protégés au moyen d'une pommade ophtalmique pour conserver une bonne lubrification de l'oeil pendant la neurochirurgie. La température interne de l’animal sera également suivie pendant cette neurochirurgie. La molécule étudiée est une protéine endogène qui n'est pas connue pour avoir des effets nocifs sur la santé des animaux, de même l'absence de nocivité du transfectant a été établie. La surveillance post-opératoire s'appuiera sur l'observation quotidienne du comportement, de l'apparence physique et du poids corporel. Une surveillance quotidienne des animaux sera effectuée tout au long de l'expérimentation ainsi qu'un suivi de poids hebdomadaire.
Choix des espèces
Nous utiliserons dans tout ce projet des souris adultes car c’est l'espèce chez lesquelles une modification génétique a été réalisée pour permettre l’expression d’une molécule fluorescente sous contrôle du promoteur du gène d'intérêt. L’expression de la molécule fluorescente permet donc de mimer celle du gène cible. Ces souris sont aussi communément utilisées pour réaliser des tests comportementaux pertinents concernant la cognition, l’anxiété et la mémoire. De plus, les approches de neurochirurgie sur cette souche murine sont réalisées en se basant sur un atlas de référence développé pour la souris adulte.