Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
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- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
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- Système urogénital
Élevage de souris immunodéficientes
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Pour fournir des souris immunodéficientes à d'autres projets, 566 souris vont être élevées dans des procédures classées en souffrance légère, sans intervention autre que la naissance et l'entretien d'une lignée dont le phénotype est déclaré dommageable. L'absence d'une partie de leur système immunitaire les expose à un risque accru d'infection, ce à quoi le porteur répond par une litière et un aliment irradiés et des changes sous hotte stérile. Les reproducteurs sont tués à dix mois d'âge, après huit mois d'accouplement au plus, pour être remplacés par des souris plus jeunes et fécondes. Le devenir déclaré porte 566 morts, alors que le résumé indique que les petits issus de ces accouplements sont transférés vers une autre animalerie, entre sept et vingt-quatre semaines, pour y être inclus dans des procédures expérimentales.
Objectifs
Ce projet consiste à élever une lignée murine immunodéficiente afin de générer les animaux nécessaires a la réalisation de plusieurs projets scientifiques. Ces souris possèdent une mutation génétique qui conduit à l’absence d’une partie du système immunitaire dans l’organisme. L’intéret d’utiliser de tels animaux immunodéficients dans des études scientifiques en immunologie est majeur. L’étude de la manière dont les modèles de dégénérescence rétinienne, y compris la dégénérescence maculaire liée à l’âge, sont affectés par les changements dans le système immunitaire) est importante pour améliorer notre compréhension de l’étiologie de la maladie et pour découvrir des interventions thérapeutiques potentielles.
Bénéfices attendus
L’utilisation de ce modèle immunodéficient permet de mieux comprendre le rôle de différents sous-ensembles du système immunitaire dans les dégénérescences rétiniennes, notamment la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Les systèmes immunitaire et visuel de la souris sont très similaires à ceux de l'humain. Une meilleure compréhension de la maladie chez les modèles murins pourrait donc améliorer notre compréhension des maladies rétiniennes chez l'humain et ouvrir la voie à de nouveaux développements thérapeutiques potentiels.
Procédures
Les animaux ne seront pas soumis à une intervention mais il s'agit d'un projet d'élevage dont le phénotype des animaux est considéré comme dommageable.
Impact sur les animaux
Les animaux ici en élevage présentent une immunodéficience acquise ce qui implique un risque accru aux infections.
Devenir
Quelques animaux seront mis en accouplement dans ce projet d’élevage. Après 8 mois maximum en accouplement soit à 10 mois d’âge, les animaux seront euthanasiés afin de renouveler les accouplements avec des animaux plus jeunes et féconds. Les animaux issus de ces accouplements seront inclus dans d’autres protocoles expérimentaux dans le cadre d’une utilisation continue. L’inclusion des animaux dans un projet expérimental interviendra entre 7 et 24 semaines d’âge.
Remplacement
Le modèle animal est indispensable pour étudier le rôle du système immunitaire lors de la dégénérescence rétinienne, dans différents contextes pathologiques. Les organes et les réponses immunitaires étudiés sont complexes et il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires entrant en jeu.
Réduction
566 animaux seront utilisés dans le cadre ce de projet d’élevage. Ces animaux seront inclus dans un projet en cours (qui ne nécessite aucune expérimentation in vivo) et dans un projet in vivo. La méthode de calcul (nombre d’accouplements, nombre de portées et nombre de petits par portée) a été effectuée grâce aux données de notre logiciel de gestion d’animaux. Le nombre d’animaux nécessaires aux projets expérimentaux ont été établis grâce à notre expérience avec des projets précédents afin d’obtenir des résultats significatifs. Le nombre d’accouplement sera suffisant et nécessaire pour la production des animaux et toujours maintenu au strict nécessaire pour éviter un surplus d’animaux qui ne serait pas utilisés. Si cette lignée de souris n’est pas nécessaire pendant une période prolongée, la reproduction sera suspendue ; dans ce cas, soit la lignée sera cryoconservée, soit de nouveaux fondateurs seront commandés lorsque la lignée sera à nouveau nécessaire.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères en portoirs ventiles avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec 2 types d’enrichissement pour toute la durée de l’élevage : croquettes au fond de la cage pour la mastication et les comportements de recherche de nourriture et lambeaux de papier kraft pour la nidification changé toutes les semaines. Pour protéger les animaux immunodéficients, le change des animaux s'effectue sous hotte de change en conditions stériles et la litière et l'aliment sont irradiés. Les contrôles sanitaires sont réalisés tous les trimestres. Les animaux seront examinés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie. Une mise en place d’étiquettes au niveau des cages permet d'assurer un meilleur suivi (note d’observation au cas de blessure, présence de souris gestante ou naissance). La douleur et le stress sont réduits au minimum grâce à des soins adaptés et à une surveillance attentive. Tout signe classique de détresse ou douleur (posture, pelage, oreilles, comportement exploratoire, etc.) entrainera soit un soin adapté si possible (en concertation avec la structure chargée du bien-etre animal et le vétérinaire) soit l’euthanasie l’animal.
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilité pour les études dans le domaine de l’immunologie car son système immunitaire est proche de celui de l’Homme. Les animaux utilisés pour les accouplements pourront être mis en duo ou trio à partir de 8 semaines d’âge, âge de bonne maturité sexuelle. Les accouplements seront renouvelés au maximum tous les 8 mois, soit lorsque les animaux seront âgés de 10 mois. Les animaux utilisés pour l’élevage seront donc euthanasiés au maximum à 40 semaines (8 semaines, additionnées de 32 semaines d'accouplements). Au-delà, les animaux sont vieillissants et voient leur reproduction décroitre. Les animaux issus des accouplements seront quant à eux transférés vers une autre animalerie pour être inclus dans des procédures expérimentales entre 7 et 24 semaines d’age.
Immunophénotypage d’un nouveau mutant (MODIFICATION)
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Les souris de ce projet portent une mutation créée en laboratoire d'après l'anomalie génétique d'un nourrisson de sept jours atteint d'un déficit immunitaire rare. 86 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune subissant quatre prises de sang à six, huit, dix et douze semaines, compensées par une injection de sérum physiologique sous la peau. Toutes sont tuées en fin de protocole pour prélever leurs organes, et le porteur précise qu'une modification importante des paramètres immunitaires pourrait avancer cette mise à mort. L'effectif d'abord annoncé était de 32 souris, augmenté de deux lots de vingt après qu'un "effet batch non attendu" a empêché de conclure, le total déclaré du projet s'établissant à 86.
Objectifs
Notre recherche porte sur une protéine présente dans les cellules, qui joue un rôle important dans la régulation du calcium. Ce calcium est essentiel à de nombreuses fonctions du corps : il participe à la croissance, à la production d’énergie, au bon fonctionnement des cellules et même à leur disparition quand cela est nécessaire. Cette protéine semble donc impliquée dans plusieurs mécanismes clés, bien que son rôle exact ne soit pas encore totalement compris. Un cas particulier nous a récemment interpellés : un bébé de 7 jours souffrant d’un trouble rare du système immunitaire. Il présente une anomalie génétique inhabituelle, jamais décrite auparavant et portant sur la protéine mentionnée ci-dessus, qui pourrait être liée à son déficit en cellules immunitaires. Ce lien possible a poussé notre équipe à explorer cette piste plus en détail. Pour mieux comprendre les effets de cette anomalie, nous avons mis au point un modèle animal, en modifiant le patrimoine génétique de souris grâce à une technique de pointe. Le but est d’observer les conséquences de cette modification, en particulier sur le sang et le système immunitaire. L’étude prévoit d’analyser deux groupes de souris : celles qui portent la modification, et celles qui ne l’ont pas. Des prélèvements sanguins seront effectués pour comparer leur état de santé et leur fonctionnement immunitaire. Au total, 32 souris seront nécessaires pour obtenir des résultats fiables. MODIFICATION : Pour palier à un effet de lot lors de la génération des cohortes expérimentales, nous ajouterons 2 lots chacun composé de 5 mâles mutants et 5 mâles WT, 5 femelles mutantes et 5 femelles WT. (soit 2x20 animaux)
Bénéfices attendus
L'objectif de notre projet est l'étude du système immunitaire, nous souhaiterons comprendre les mécanismes biologiques qui découlent de la mutation du gène d'intérêt et son effet sur l'immunité des souris.
Procédures
Dans le cadre de cette procédure, quatre prélèvements de sang seront réalisés sur chaque animal à 6 semaines, 8 semaines, 10 semaines et 12 semaines d'âges. Pour compenser la perte de volémie, la quantité de sang prélevé sera équilibré par une injection sous-cutanée de sérum physiologique d’un volume équivalent. Ce geste dure environ une minute.
Impact sur les animaux
Comme la mutation chez l’homme induit une dysfonction de la fonction immunitaire, un faible risque de faiblesse immunitaire pourrait être observé sur notre modèle de souris mutantes. Le prélèvement sanguin sera effectué sur animal vigile pouvant induire un stress. MODIFICATION: Aucun signe de phénotype dommageable sur les animaux mutants générés n'a été constaté sur la partie déjà réalisée de ce projet.
Devenir
En fin de protocole, tous les animaux sont mis à mort afin de procéder a la collecte de différents organes afin de les analyser.
Remplacement
Une partie importante de l’étude de caractérisation du gène ne nécessite pas l’utilisation d’animaux vivants et peut être étudié in vitro sur des lignées cellulaires modifiées génétiquement. Cependant, le modèle animal reste indispensable et nécessaire pour identifier l’effet de la modification du gène à l’échelle de l’organisme entier dans le cadre d'un syndrome multi-systémique ; le système in vitro ne pouvant apporter un même niveau d’information. De plus, le système immunitaire est complexe et impliques plusieurs organes. Ce projet vise à mettre en évidence l'impact de la modification d’une protéine sur des fonctions métaboliques complexes lors d’une maladie immunitaire. Celles-ci ne sont modélisables que dans un organisme complet à même d'exprimer l'ensemble des fonctions physiologies de régulations (régulation et production des cellules immunitaires). Seul une approche sur un mammifère permet une première collecte de données concernant les mécanismes physiologiques complexes mis en jeu dans cette étude (fonctionnement du système immunitaire), fournissant de nombreuses données qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle afin de mieux comprendre la physiologie humaine.
Réduction
L’objectif est de réduire au maximum le nombre de souris pour l’étude tout en s’assurant d’une analyse statistique fiable et reproductible. Vu l'expérience que nous avons sur l'étude de mutation génétique notamment au sein de consortiums, des groupes de 8 animaux par sexe sont nécessaire pour obtenir des résultats robustes. Durant cette étude nous allons générer des données (analyses sanguines, caractérisation des populations cellulaires du système immunitaire) qui seront analysées à l'aide de tests statistiques appropriés. MODIFICATION : Suite à une difficulté à la génération des animaux expérimentaux, nous avons réalisés les analyses en deux parties. Tous les animaux mâles et 4 femelles ont été étudiés dans une première partie et 12 animaux femelles dans un deuxième temps. Un effet batch non attendu a été observé ne permettant pas de conclure dans les conditions initialement prévues. Nous ajouterons ainsi deux lots de 5 mâles mutant et 5 mâles WT, 5 femelles mutantes et 5 femelles WT. Si le premier lot permet de conclure dans les conditions prévues nous ne générerons pas le second lot d’animaux.
Raffinement
Dans le cadre des procédures expérimentales, nous nous efforcerons de réduire autant que possible le stress des animaux. Un suivi régulier de leur état général sera mis en place pour garantir leur bonne santé. Si la surveillance générale (apparence, comportement, posture, présence de vocalisation) indique un changement pouvant impacter la santé de l’animal, une surveillance rapprochée comportant un tableau de suivi sera mise en place. Par ailleurs, nous nous engageons à offrir les meilleures conditions d'hébergement possibles, avec un enrichissement adéquat. Ils disposeront sans limitation de nourriture, boisson et d'un milieu enrichi. Des soins locaux seront administrés à tout animal blessé. Si une douleur est présente, un antalgique pourra être administré selon les recommandations vétérinaires. Des points limites sont mis en place, si un des points limites est atteint, la mise à mort de l'animal pourra être envisagée afin d'éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le modèle souris est très pertinent et est nécessaire pour étudier de la modification de notre gène d'intérêt à l’échelle de l’organisme entier dans le cadre d'un syndrome multi-systémique. Le modèle de souris est très étudié pour les fonctions immunitaires. La souris est un animal dont la modification génétique est aisée et nous possédons des techniques éprouvées pour obtenir une lignée génétiquement modifiée. Par ailleurs, ce mammifère permet une première approche informative concernant les mécanismes physiologiques, fournissant de nombreuses données qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle afin de mieux comprendre la physio-pathologie humaine. En particulier, les systèmes immunitaires chez l’humain et chez la souris ont de nombreuses similitudes (réponse innée et adaptative, même protéines exprimées…). Les prélèvements commenceront sur les animaux à 6 semaines car c'est un âge compatible avec un prélèvement sanguin suffisant pour effectuer les analyses, mais aussi un âge où le système immunitaire est développé et permet une analyse fonctionnelle. Les prélèvements sont échelonnés sur quelques semaines pour permettre d'observer une modification du système immunitaire si la modification devait apparaitre plus tardivement. Les prélèvements s'arrêteront au plus tard à 12 semaines d'âge. Sur le temps des prélèvements, les résultats nous permettront de déterminer l'intérêt de ce gène. Si les résultats devaient montrer une modification importante des paramètres immunitaires, les animaux pourraient être sacrifiés avant pour prélèvement des organes.
Étude de la mise en place et diversification fonctionnelle du muscle squelettique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Une administration par gavage intragastrique ou par injection chaque jour, pendant cinq jours d'affilée au plus, plus une injection sous anesthésie : 4 608 souris déficientes en protéines musculaires vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. Certaines sont hébergées seules de deux jours à trois semaines pour les tests, et le porteur signale que des produits dissous dans l'huile peuvent provoquer une inflammation. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever les tissus, l'objet étant de comprendre pourquoi certaines maladies musculaires atteignent des muscles et en épargnent d'autres. Les tests comportementaux structurent le protocole et justifient l'isolement, mais le résumé ne dit à aucun moment lesquels sont pratiqués.
Objectifs
Le mouvement constitue une propriété fondamentale des organismes vivants, résultant d’interactions précises entre les muscles, les nerfs et les tissus conjonctifs. Si les muscles du tronc assurent principalement la locomotion, les muscles du visage et de la tête coordonnent des fonctions motrices finement régulées, telles que les mouvements des yeux, l’expression faciale, l’alimentation et la parole. Même si tous les muscles du corps sont spécialisés pour la contraction, une hétérogénéité remarquable existe entre les différents muscles de la tête et du tronc au niveaux physiologique et pathologique. L’ensemble du projet vise à apporter des connaissances fondamentales nouvelles sur la mise en place de la diversité musculosquelettique et leur intégration avec le système nerveux au cours du développement pré- et post-natal, leur fonctionnement à l’âge adulte et les processus de régénération lors de pathologies musculaires. Afin de répondre à ces questions chez le mammifère, nous étudions des modèles de souris déficients pour des protéines musculaires spécifiques. Nos travaux ont des applications potentielles dans le domaine médical, pour la compréhension des maladies musculaires qui affectent de façon sélective les muscles du corps.
Bénéfices attendus
Nos travaux ont un impact fondamental sur la compréhension des caractéristiques uniques des différents muscles du corps. L’ensemble de ces résultats nous permettra d’apporter des informations nouvelles sur les bases moléculaires qui contrôlent la prédisposition de certains muscles aux pathologies musculaires et épargnent d’autres. De ce fait, ce projet apportera des informations essentielles pour les thérapies à développer, notamment dans le contexte des dystrophies musculaires.
Procédures
Les administrations de produits se feront par administration orale, intragastrique ou par injection. Ces interventions sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les souris subiront une intervention par jour pendant 5 jours maximum à la suite. Elles pourront aussi recevoir une seule injection un peu plus invasive de quelques minutes sous anesthésie. Lors des tests comportementaux, certains animaux devront être hébergés individuellement de façon temporaire (entre 2 jours et 3 semaines maximum).
Impact sur les animaux
Les nuisances pour l’animal incluent le stress dû aux contentions manuelles de l’animal pour les administrations de produits, le stress lié à un nouvel environnement ou une tâche difficile lors des tests comportementaux et lors de l’hébergement temporaire en cage individuelle. L’injection des produits devrait engendrer tout au plus une douleur légère au point de piqure et de courte durée. Les administrations intragastrique des produits peuvent causer de l’inconfort aux animaux. Certains produits dissouts dans l’huile peuvent entrainer une inflammation.
Devenir
Les animaux qui auront suivi la totalité de chaque procédure expérimentale seront mis à mort pour collecter les tissus nécessaires à nos travaux de recherche.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer le système neuromusculaire dans son environnement et dans sa globalité fonctionnelle. En effet, le système neuromusculaire est composé de différents tissus (fibres musculaires, cellules souches, vasculaires, nerfs, tissus connectifs) de physiologie différente et soumis aux variations environnementales. Nous avons considéré des alternatives comme la culture cellulaire ou les organoïdes mais ces approches ne permettent pas de suivre le développement embryonnaire, la mise en place des connections neurone-muscle complet ou la maturation des fibres musculaires durant le développement postnatal. Ainsi, malgré les progrès dans le domaine des alternatives non animales, il n'existe actuellement aucune méthode qui puisse reproduire fidèlement les processus que nous souhaitons étudier. D’ailleurs, en établissant une description fonctionnelle précise du système neuromusculaire le long du corps, nous avons espoir que dans le futur cela rende possible des modèles in silico pour ce type d’études.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été ajusté: 1) en tenant compte de notre expérience et des données bibliographiques, 2) en fonction de la nature de l'expérience et de la variabilité des paramètres mesurés, 3) de façon à pouvoir utiliser les animaux dans des tests de comportement non invasifs avant la mise à mort pour l’analyse des organes. Cela permet de maximiser l’apport de résultats par animal et, ainsi, de réduire le nombre de souris nécessaires pour produire des résultats significatifs.
Raffinement
Le bien-être des animaux sera évalué régulièrement. Les anesthésies et analgésies sont adaptées aux manipulations avec un suivi renforcé durant et post manipulation (tapis chauffant, protection des yeux, signes physiques, poids). Les animaux sont logés dans des cages spacieuses, enrichies, et adaptées à leurs besoins comportementaux et physiologiques. En cas d’ulcération ou de blessures à la suite de comportements agressifs entre congénères, des traitements par analgésiques locaux sont prévus pour assurer un confort total des animaux. Si l’état de santé général de l’animal se dégrade et atteint un point limite la mise à mort sera effectuée. Pour les expériences de comportement, nous permettons aux animaux de s'habituer à l'environnement d'enregistrement (lieu, expérimentateur), réduisant ainsi leur stress global. Pour l’administration de produits par voie orale nous allons essayer d’apprendre aux souris à ingérer le produit volontairement au bout d’une pipette, notamment pour les traitements répétés, pour limiter les administrations intragastriques et ainsi réduire leur stress. Ces mesures pour assurer le bien-être des animaux dans nos expériences participent aussi à la diminution la variabilité de nos résultats et permettent aussi une réduction du nombre d’animaux nécessaires pour l'obtention de résultats fiables.
Choix des espèces
L’utilisation de la souris est basée sur plusieurs critères : - Les souris sont des petits Mammifères. Ils partagent donc de nombreuses similarités avec l’homme au niveau neuromusculaire. - Elles constituent un modèle très maîtrisé au laboratoire ce qui est un facteur important pour la réussite des expériences envisagées et pour la minimisation du nombre d'animaux impliqués dans les expériences. - Leur temps de génération est court et les effectifs des portées plutôt élevés, ce qui permet d’avoir assez rapidement un nombre suffisant d’animaux. - De nombreuses lignées de souris génétiquement modifiées existent pour tracer les cellules d’intérêt en les rendant fluorescentes ou bloquer/activer l’expression de gènes que nous voulons étudier. Comme nous intéressons à la mise en place du système neuromusculaire, les stades embryonnaires, post-natals précoces et adulte sont nécessaires.
Organisation et plasticité du microenvironnement hypothalamique : contribution de la matrice extracellulaire, des tanycytes et des signalisations neuro-immunes au contrôle des fonctions métaboliques et reproductives chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
14 038 souris vont être utilisées, chacune pouvant subir jusqu'à quatre heures d'anesthésie pour une chirurgie crânienne, une ablation des ovaires ou des testicules de quinze à vingt minutes, des prélèvements sanguins répétés et douze semaines de régime gras ou sucré. Les protocoles s'étalent de deux à soixante-douze semaines, avec des jeûnes allant jusqu'à seize heures et des isolements de deux semaines répétés deux fois, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. L'objet déclaré porte sur la communication entre l'hypothalamus, les vaisseaux sanguins et le système immunitaire, avec un espoir formulé au conditionnel d'améliorer des traitements de l'obésité. Le porteur justifie la mise à mort de toutes par "la nécessité de récupérer les organes et tissus à l'issue des expériences".
Objectifs
Le fonctionnement de l’organisme repose sur une communication constante entre le cerveau et les organes périphériques. Ce dialogue permet de réguler des fonctions essentielles telles que l’équilibre énergétique, qui contrôle la prise alimentaire et la dépense d’énergie, ainsi que la reproduction. Une partie clé de cette régulation se déroule dans l’hypothalamus, une région du cerveau spécialisée dans l’intégration des signaux provenant du reste du corps. Au sein de l’hypothalamus, le noyau arqué joue un rôle central. Cette structure reçoit en permanence des informations issues de la circulation sanguine, notamment sous forme d’hormones, qui renseignent sur l’état physiologique de l’organisme. Ces signaux doivent ensuite être transmis aux neurones pour déclencher des réponses adaptées. Plusieurs types de cellules participent à cette communication. Les cellules endothéliales, qui tapissent les vaisseaux sanguins, régulent le passage des molécules depuis le sang vers le tissu cérébral. Les tanycytes (cellules spécialisées du cerveau), localisés à l’interface entre le cerveau et le liquide cérébrospinal, contribuent également au transfert et à la distribution de ces signaux. En parallèle, l’environnement extracellulaire, c’est-à-dire l’espace situé entre les cellules, constitue un milieu de diffusion essentiel pour les molécules avant qu’elles n’atteignent leurs cibles neuronales. L’ensemble de ces éléments forme un système dynamique dans lequel les interactions cellulaires et moléculaires permettent d’assurer une communication fine entre la périphérie et le cerveau. Certaines composantes de cet environnement, comme la matrice extracellulaire, pourraient jouer un rôle actif dans la distribution et l’efficacité des signaux. De plus, des échanges étroits entre les tanycytes et les cellules vasculaires semblent contribuer à coordonner le passage de l’information. Enfin, des liens existent entre ces mécanismes de régulation et le système immunitaire, suggérant que cette région du cerveau est également sensible aux signaux liés à l’inflammation ou à l’état immunitaire de l’organisme. Mieux comprendre ces interactions représente un enjeu important pour décrypter les mécanismes qui contrôlent les grandes fonctions physiologiques et leurs dérèglements.
Bénéfices attendus
L’hypothalamus médio-basal est une petite région du cerveau qui joue un rôle essentiel dans la régulation de fonctions vitales comme le métabolisme (équilibre énergétique et pondéral) et la reproduction. Ce projet de recherche s’intéresse à l’environnement qui entoure les cellules de cette région cérébrale, ainsi qu’aux échanges entre différents types de cellules, notamment les tanycytes (cellules spécialisées du cerveau), les vaisseaux sanguins et le système immunitaire. L’un des objectifs est de mieux comprendre le rôle de la matrice extracellulaire, c’est-à-dire le réseau de molécules qui entoure les cellules. Cette structure pourrait influencer la manière dont le cerveau répond à certaines hormones impliquées dans le métabolisme, y compris celles utilisées actuellement pour traiter l’obésité. En améliorant ces connaissances, il serait possible d’optimiser les traitements existants ou de développer de nouvelles approches pour lutter contre les maladies métaboliques qui représentent un enjeu majeur de santé publique. Le projet cherche également à identifier de nouveaux mécanismes de communication entre les tanycytes et les vaisseaux sanguins. Ces interactions sont importantes pour maintenir des barrières protectrices entre le sang et le cerveau. Mieux comprendre ces mécanismes pourrait permettre, à terme, de contrôler temporairement ces barrières afin de faciliter l’entrée de médicaments dans le cerveau, ce qui constitue aujourd’hui un défi important pour de nombreuses thérapies. Enfin, cette étude vise à identifier pour la première fois les cellules immunitaires présentes dans cette région du cerveau et à comprendre leur rôle potentiel dans la régulation du métabolisme et de la reproduction. Jusqu’à présent, ces cellules ont été peu étudiées dans ce contexte. Elles pourraient pourtant représenter de nouvelles cibles pour développer des traitements innovants.
Procédures
Selon les procédures, des traitements pourront être administrés de différentes manières : par voie orale (1min), par injection (1min) ou via un implant sous cutané (durée maximale 20 minutes) selon les volumes et fréquences maximales recommandées pour le bien être de l’animal et dans le respect de la réglementation en vigueur. Dans certains groupes, après une anesthésie par voie gazeuse ou par injection, des interventions chirurgicales seront réalisées afin d’administrer des traitements par injection au niveau du cerveau (durée anesthésie : 1h, intervention : 30 à 45 min) ou de mettre en place des dispositifs permettant d’enregistrer l’activité cérébrale (durée intervention/anesthésie : 2 à 4h). Afin d’étudier les fonctions reproductrices, des ablations des ovaires ou des testicules pourront être réalisées (Durée intervention : 15-20 min. Durée anesthésie maximum 1h). Afin d’étudier les effets des différents traitements sur les animaux, certains groupes pourront : - Subir des prélèvements sanguins unique ou répétés (5 à 20 minutes) - Être isolés physiquement de leurs congénères (pas d’isolement olfactif ou visuel) (maximum 2 semaines, répété 2 fois) - Subir des traitements complémentaires par injection (1 min) - Être pesés plusieurs fois par semaine (1min) Les animaux impliqués dans l’études du métabolisme pourront avoir un régime alimentaire modifié, tel que des régimes riches en graisses ou en sucre (durée maximale 12 semaines), ou une mise à jeun (durée maximale 16h). La prise en charge de la douleur impliquera également des injections d’anti-douleur (1min). Les animaux seront suivis pendant 2 à 72 semaines en fonction des protocoles avec des temps d’acclimatation et de récupération suffisants entre chaque intervention.
Impact sur les animaux
Les procédures de chirurgie, d’injections ou de prélèvements de sang peuvent provoquer des douleurs à court-terme qui seront limitées par l’utilisation d’analgésiques pendant et après la procédure si nécessaire. Afin d’évaluer l’impact du métabolisme ou des rythmes naturels, il sera parfois nécessaire d’isoler les animaux individuellement pendant deux semaines (pour l’analyse en cages métaboliques par exemple). Cet isolement reste limité puisque les animaux seront maintenus dans des cages transparentes adjacentes, permettant un contact visuel entre congénères.
Devenir
La nécessité de récupérer les organes et tissus à l’issue des expériences implique la mise à mort de l’ensemble des animaux de ce projet
Remplacement
Dans la mesure du possible, nous privilégions des approches sur cellules et réalisées par ordinateur pour atteindre les trois objectifs de ce projet. Ces méthodes incluent : 1) l’analyse des interactions matrice/récepteur par modélisation informatique, 2) l’étude des voies de signalisation cellulaire et 3) la culture en laboratoire de cellules spécifiques. Cependant, pour obtenir une compréhension globale et intégrée de l’hypothalamus médio-basal et de ses mécanismes physiopathologiques, l’approche animale reste indispensable. En effet, les modèles n’utilisant pas d’animaux présentent des limites majeures : 1) Ils ne permettent pas d’étudier les interactions dynamiques entre les cellules et leur matrice extracellulaire, essentielles pour comprendre la plasticité tissulaire, 2) Ils ne reproduisent pas les dialogues complexes entre les cellules spécialisées et les vaisseaux sanguins, cruciaux pour le contrôle de la perméabilité de la barrière entre les vaisseaux et le cerveau, 3) Ils ne capturent pas les interactions entre les cellules immunitaires et le système neuroendocrine, qui jouent un rôle clé dans la régulation métabolique et reproductive. Seule l’approche animale permet d’appréhender ces processus dans leur ensemble, en tenant compte de la complexité des réseaux neuronaux, vasculaires et endocriniens qui régissent cette région cérébrale, essentielle au contrôle du métabolisme et de la reproduction.
Réduction
Nos approches expérimentales ont été conçues pour extraire un maximum de données de chaque groupe d’animaux, en intégrant des mesures multiples et des suivis longitudinaux. Cette démarche permet de réduire le nombre d’animaux utilisés tout en assurant la robustesse des résultats. Par ailleurs, certaines parties sont partagées entre les trois objectifs principaux du projet, évitant ainsi une utilisation excessive d’animaux. La taille des groupes a été définie par une analyse de statistique spécifique, fondée sur : 1) les effets biologiques attendus, estimés à partir de nos précédents travaux et 2) les données issues de la littérature pour des modèles similaires.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans le respect strict des conditions standard et réglementaire d’hébergement. L’eau et la nourriture sont fournies à volonté. Un enrichissement est ajouté dans la cage pour stimuler l’activité naturelle et diminuer le stress. Les périodes d’isolement sont limitées et justifiées. Les manipulations sont effectuées par du personnel formé et les animaux sont habitués aux manipulations afin de limiter le stress. Une attention particulière est accordée au principe de raffinement afin de limiter tout stress, angoisse ou douleur. Une surveillance quotidienne de l’état général et du comportement est réalisée tout au long du projet. Tout animal présentant des signes de souffrance, de détresse persistante, de perte de poids excessive ou d’altération de l’état général sera immédiatement retiré de l’étude et, si nécessaire, sera mis à mort.
Choix des espèces
Nos projets de recherche en physiologie intégrée visent à élucider les interactions entre le cerveau et les organes périphériques, dans le but d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour des pathologies métaboliques et reproductives, telles que le diabète, l’obésité et l’infertilité. La souris, modèle d’étude largement validé dans ce type de recherche, nous permet de nous appuyer sur un socle de connaissances scientifiques solide. Par ailleurs, la disponibilité de nombreux modèles murins génétiquement modifiés offre la possibilité de concevoir des approches ciblées, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires tout en limitant les variations expérimentales. Tous les animaux de ce projet sont utilisés au stade adulte entre 6 semaines et 24 mois selon les objectifs.
Etude des effets de nouveaux composés dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Un peptide est injecté directement dans le cerveau de 9 360 souris sous anesthésie gazeuse pour y induire des symptômes de la maladie d'Alzheimer, suivi d'injections quotidiennes pendant un à sept jours. Ces souris passent ensuite dix-huit jours de tests de mémoire, dont un ou deux tests d'évitement passif reposant sur une stimulation électrique appliquée aux pattes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées à la fin pour prélever le cerveau et procéder à des analyses biochimiques. Le résumé décrit pourtant ces souris comme ayant "des pertes de mémoire mais qui n'impactent pas la qualité de vie des animaux dans leur lieu d'hébergement".
Objectifs
La mise au point d’un traitement contre la maladie d’Alzheimer constitue aujourd’hui un enjeu majeur. Toutefois, en raison de la complexité de cette pathologie, il est largement admis qu’une approche thérapeutique ciblant un seul mécanisme ne suffira pas. Dans ce contexte, nous nous attachons à identifier de nouvelles molécules présentant un fort potentiel neuroprotecteur. Il est donc essentiel d’évaluer l’efficacité de ces molécules dans un modèle in vivo de la maladie d’Alzheimer, en vue d’une future application clinique. Pour ce faire, un modèle murin pharmacologique sera utilisé : les animaux recevront les molécules, seules ou en association, pendant une durée de sept jours. Leur mémoire sera ensuite analysée à l’aide de tests comportementaux adaptés.
Bénéfices attendus
Le projet a pour but de découvrir des molécules neuroprotectrices très efficaces sur un modèle aigu prédictif de la MA, avant de plus longues expérimentations sur un modèle transgénique, pour contrer les symptômes de la maladie d'Alzheimer, et espérer un développement pré-clinique et clinique de molécules de nouvelle génération active seule ou en combinaison pour une action modifiant de façon durable le décours de la maladie.
Procédures
Les animaux recevront, sous anesthésie gazeuse, une injection intracérébroventriculaire du peptide. Cette procédure dure environ 7 minutes entre le début de l’anesthésie et la fin de l’injection. Pendant une durée de 1 à 7 jours, les animaux recevront ensuite une administration quotidienne des molécules à tester par injection intrapéritonéale ou par voie orale. À l’issue du traitement, les fonctions de mémoire seront évaluées au moyen de tests comportementaux (10 jours). Les animaux réaliseront notamment 1 à 2 tests d’évitement passif, d’une durée de 5 minutes maximum chacun. D’autres tests comportementaux complémentaires pourront également être réalisés afin d’évaluer la mémoire à court et long terme (18 jours au total).
Impact sur les animaux
Les animaux auront au cours de leur vie une chirurgie permettant l'injection d'un peptide directement dans le cerveau afin d'induire les symptômes de la maladie d'Alzheimer (MA). Cette procédure sera suivie par une ou plusieurs injections systémiques, ce qui pourra engendrer du stress chez l'animal. Par ailleurs, le test d'évitement passif permettant d'évaluer la mémoire à long terme repose sur la perception d'une stimulation électrique de très faible intensité au niveau des pattes de la souris. Ces animaux ont des pertes de mémoire mais qui n'impactent pas la qualité de vie des animaux dans leur lieu d'hébergement. En fin de procédure les animaux seront euthanasiés pour prélèvement des tissus d'intérêt.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de récupérer le cerveau et procéder à des tests biochimiques post-mortem.
Remplacement
Les molécules sont d'abord testées (et donc sélectionnées) in vitro sur des modèles de culture cellulaire ou sur des larves de poisson zèbre. Seules les moléculesayant montré une efficacité sont ensuite sélectionnées pourune évaluation in vivo. L’utilisation de modèles murins de la Maladie d'Alzheimer reste néanmoins indispensable car ces modèles sont le seul recours « in vivo » autre que l’humain à présenter les symptômes pathologiques de la maladie dans une fenêtre de temps relativement courte permettant l'élaboration d'un traitement curatif plus rapidement.
Réduction
Les molécules sont testées sur une gamme limitée de doses définie selon les résultats antérieurs du laboratoire pour chaque type de composé. Les animaux passent plusieurs tests comportementaux afin d’évaluer différentes formes de mémoire chez un même individu . Les tests sont organisés du plus simples au plus contraignant. Les analyses statistiques validées par un logiciel de calcul de puissance sont ajustées pour limiter le nombre d’animaux, avec en général 12 souris par groupe.
Raffinement
Nous procéderons à un enrichissement limité du milieu, car un enrichissement trop important peut interférer avec l’étude de la mémoire. Les animaux auront uniquement accès à des copeaux de carton afin de créer un environnement sécurisant permettant la construction d’un nid. Les animaux seront également manipulés quotidiennement afin de favoriser leur habituation à la présence de l’expérimentateur et de diminuer le stress lié aux manipulations. Leur état de santé et leur bien-être feront l’objet d’un suivi quotidien tout au long de l’étude.
Choix des espèces
Le modèle utilisé chez la souris permet de reproduire rapidement certains troubles de la mémoire observés dans la maladie d’Alzheimer et d’obtenir des résultats préliminaires utiles avant des études plus approfondies sur d’autres modèles de recherche. Les animaux sont utilisés à l’âge adulte, à partir de 6 semaines, âge auquel les troubles de la mémoire et les modifications biologiques recherchées sont les mieux caractérisés dans ce modèle.
Rôle d’un canal exprimé par des cellules du système immunitaire dans la capacité du gras à produire de la chaleur chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
688 souris sont hébergées à des températures dérogatoires, 344 pendant 24 heures et 344 pendant sept jours, la moitié d'entre elles seules dans leur cage. 864 subissent en plus un prélèvement sanguin éveillées, dans un ensemble de 1 032 souris utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées à la fin pour prélever leur graisse brune, l'objectif déclaré étant de savoir si une protéine des macrophages, TRPV4, leur permet de détecter la chaleur produite par ce tissu. Sur le remplacement, le porteur écrit que les cultures cellulaires ne reproduisent pas "les interactions complexes qui existent entre les différents types cellulaires présents dans la graisse brune", et en conclut que seul le recours à des souris vivantes répond à la question.
Objectifs
Les macrophages sont des cellules du système immunitaire présentes partout dans notre corps. On les connaît surtout pour leur rôle de « nettoyeurs » : ils éliminent les microbes, les cellules mortes et les déchets. Mais, ils ont aussi des fonctions beaucoup plus spécialisées selon l’endroit où ils se trouvent dans l’organisme. Dans la graisse brune (un type de graisse qui sert à produire de la chaleur et à brûler de l’énergie, surtout quand il fait froid) les macrophages jouent un rôle important. Ils aident à contrôler les nerfs qui activent cette graisse et influencent ainsi la capacité du corps à produire de la chaleur et à gérer son énergie. Cependant, une question reste ouverte : ces macrophages sont-ils capables de détecter eux-mêmes la chaleur produite par la graisse brune ? Des analyses ont montré qu'ils possèdent une protéine appelée TRPV4, connue pour être sensible à la chaleur. Le but de ce projet est donc de comprendre si cette protéine permet aux macrophages de « sentir » la chaleur produite par la graisse brune et d’influencer la capacité du corps à gérer son énergie et à maintenir sa température lorsque l’organisme est exposé au froid.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre de mieux comprendre des fonctions encore peu connues des macrophages, au-delà de leur rôle habituel de "nettoyeurs". Il aidera aussi à mieux comprendre comment ces cellules influencent le fonctionnement de la graisse et la gestion de l’énergie par le corps. À plus long terme, ces découvertes pourraient ouvrir la voie à de nouvelles approches pour améliorer la santé métabolique et lutter contre certaines maladies comme l’obésité ou le diabète.
Procédures
688 animaux seront hébergés à des températures dérogatoires pendant 24h (344 souris) ou 7 jours (344 souris) dont la moitié sera hébergée individuellement (172 souris pendant 24h et 172 souris pendant 7 jours). Un prélèvement sanguin sera réalisé sur 864 animaux vigiles.
Impact sur les animaux
L’exposition au froid induit un stress physiologique et une augmentation de la dépense énergétique qui entraîne une hausse de la prise alimentaire. L’isolement social peut induire un stress. Les prises de température peuvent induire un stress léger et un inconfort transitoires. Le prélèvement sanguin provoque une douleur légère.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de prélever la graisse brune dans le but de l’analyser.
Remplacement
Les études in vitro seront réalisées sur des lignées cellulaires. Cependant, pour comprendre le rôle des macrophages dans la régulation de la production de chaleur par la graisse brune, il est indispensable de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents types cellulaires présents dans la graisse brune et entre les différents organes.
Réduction
Nous utiliserons des schémas de croisement qui permettent d’éviter la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure sera réalisée sur un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes.
Raffinement
Nous serons particulièrement attentifs à tout changement physique ou de comportement. Nos visites quotidiennes permettront de déceler précocement tout signe de douleur, de souffrance ou d’angoisse et d'appliquer les points limites que nous avons définis. Des critères d’arrêt précis et précoces ont été définis pour chaque procédure.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser la souris car notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriées à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’humain nous permet, dans la mesure du possible, d’extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’humain. De plus, nous étudions le rôle des macrophages dans le tissu adipeux et nous disposons déjà du modèle de souris permettant d’enlever TRPV4 dans les macrophages. Enfin, les données in vivo de la littérature sont obtenues essentiellement sur des souris. Il s’agit donc de l’espèce la plus appropriée pour ce projet. L’ensemble des procédures se fera sur des souris adultes (âgées d’au moins 8 semaines).
MODIFICATION Etude des mécanismes de sensibilisation nociceptive
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une injection de substance détruisant les neurones dopaminergiques est pratiquée sur des souriceaux de cinq jours : 6 050 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modéré à sévère, toutes tuées à l'issue pour des analyses histologiques. S'y ajoutent une chirurgie d'implantation de deux heures, cinq jours de restriction calorique à partir du 49e jour, puis trois à cinq heures d'imagerie et d'enregistrement électrophysiologique sur la moelle épinière au 53e jour. Le porteur attend une perte de poids et une hypothermie liées à l'injection, un risque d'infection lié aux implants, et un stress social qu'il rattache à l'hébergement individuel. Il situe l'âge adulte de la souris à 21 jours dans la description des procédures, et à plus de cinq semaines dans sa justification du choix de l'espèce.
Objectifs
Nous nous intéressons à la régulation de la nociception dans le cerveau et à ses effets sur l’intégration sensorielle dans la moelle épinière. La nociception est une douleur déclenchée par une agression de l'organisme elle est ensuite intégré par le système nerveux central et périphérique dont la moelle épinière. Nous étudions en particulier les dysfonctionnements cérébraux qui caractérisent certaines pathologies émotionnelles et psychiatriques et qui sont aussi responsables de douleurs. A ce titre, nous nous intéressons aux anomalies sensorielles fréquemment décrites en clinique dans des conditions d’anxiété pathologique, ou dans les troubles de l’attention et de l’hyperactivité, avec ou sans impulsivité (TDAH). Plus précisément, nous cherchons à comprendre le rôle de différents systèmes moléculaires dans l'activité de certaines régions corticales et dans le développement de la douleur et des symptômes du TDAH. Dans ce but, nous combinons des approches méthodologiques variées pour étudier les comportements et pour analyser l’activité des populations neuronales impliquées
Bénéfices attendus
Les bénéfices de cette étude concernent le traitement de la douleur, et en particulier des douleurs associées à des pathologies anxieuses ou au TDAH. Au-delà d'un inconfort temporaire. la sensibilisation chronique à la douleur provoque une dégradation générale de la qualité de vie et entraîne un coût économique très important (arrêt de travail, consultations médicales, prise en charge complexe des patients). Cette sensibilisation amplifie à son tour les symptômes du TDAH et de l'anxiété et contribue à la mise en place d'un cercle vicieux qui aggrave les conditions médicales des patients. Nos études permettront de développer des traitements efficaces car ils empêcheront les interactions entre ces pathologies et les douleurs, et bloqueront l'aggravation mutuelle des symptômes. L’innovation consiste à étudier des circuits, ou des systèmes moléculaires, qui interviennent à la fois dans ces pathologies neuropsychiatriques et dans la douleur. Ce sont les mécanismes moléculaires partiellement communs aux douleurs et aux troubles neuropsychiatriques associés qui seront la cible des traitements à développer.
Procédures
Chirurgie et implantation à l’âge adulte à 21 jours (2heures), injection cérébrale et injection de substance qui induit la neurodégénérescence des neurones dopaminergiques chez les souriceaux à 5 jours (30minutes), restriction calorique à 49 jours (pendant 5 jours), imagerie et enregistrement électrophysiologique sur la moelle épinière à la fin de la procédure à 53 jours (3-5heures),
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux comprennent: 1/ un risque de douleur durant la chirurgie et douleur aiguë lié à la récupération post-chirurgie implantatoire, ce risque est compensé par l’analgésie. 2/ un risque d'infection lié aux chirurgies et aux implants et la CFA 3/ un risque de stress à court terme induit par notre paradigme expérimental 4/ un risque de perte de poids et d'hypothermie à cause de l'injection de la 6-OHDA. 5/ STRESS SOCIAL SUITE A L’HÉBERGEMENT INDIVIDUEL.
Devenir
Mise à mort à la fin de la procédure pour collecter les tissus pour les analyses histologiques et la vérification des coorodonées des injections et l'histologie des tissus
Remplacement
La souris est l'espèce de choix pour étudier le système nerveux des vertébrés, ce qui fournit des informations très facilement transposables à l'homme. Pour vérifier et valider le concept du projet dans des approches plus intégrées, il est nécessaire d’utiliser des approches in vivo avec des animaux de façon à observer le cerveau en fonctionnement. Le recours au modèle animal est indispensable car ce projet demande une évaluation comportementale et aucun modèle in vitro (cellules ou tissus) ne peut reproduire les conditions des pathologies étudiées
Réduction
Dans cette étude, la réduction du nombre d’animaux est prise en compte tout en conservant une signification scientifique statistique (hétérogénéité inter-individuelle), le nombre de souris utilisées dans chacun des groupes expérimentaux ne dépassera pas ainsi 15 animaux par groupe. Nous avons adopté des mesures visant à réduire le nombre d'animaux lié à leur mode production : en utilisant pour la réalisation de ce projet tous les animaux quel que soit leur sexe (i.e mâle et femelle). La force de notre hypothèse, les expériences pilotes précédentes ainsi que la qualité de nos procédures basées sur des années d'expérience, nous permettront de réduire significativement le nombre d'animaux utilisés. Le nombre d'animaux a été calculé par l'estimation de la variance observée avec ce type de donnée permettant d'atteindre une signification statistique. Nous utiliserons des tests statistiques appariés
Raffinement
Tous les protocoles sont optimisés pour soulager le stress et la douleur des animaux. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie gazeuse comme indiqué lors des procédures et un anti-douleur sera administré avant et après chirurgie pour éviter les douleurs post-chirurgicales. Les animaux seront surveillés quotidiennement par l'expérimentateur avec une surveillance renforcée après la chirurgie jusqu’à la fin de l’expérimentation avec la mise en place d’une réhydratation, un réchauffement et des traitements vétérinaires si besoin. Nos animaux naitront dans notre animalerie de haut statut sanitaire, hébergés en cages collectives sur racks ventiles, garnies de litières leur permettant de reproduire un comportement naturel de fouissage et d’un enrichissement constitué d'un nid végétal et de tubes de cartons, pour leur permettre de construire des nids, de jouer, ronger. Leur bien-être sera contrôlé par la cellule de bien-être de l’animalerie. Leur soin est confié à des personnels qualifiés et experts. Ils surveillent quotidiennement l’ensemble des animaux et de façon plus poussée et spécifique pendant les phases de récupération qui suit les procédures invasives (chirurgie). Des points limites sont définis pour éviter la souffrance des animaux. Dans toutes les procédures où cela sera possible, un antalgique sera donné. Pour les autres procédures, les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne renforcée, et les points limites définis permettront de maîtriser cette douleur. AFIN DE DIMINUER L’IMPACT DU STRESS SOCIAL SUITE À L’HÉBERGEMENT INDIVIDUEL, UN ENRICHISSEMENT ENVIRONNEMENTAL RICHE EST MIS EN PLACE. UN SUIVI COMPORTEMENTAL RENFORCÉ SERA AUSSI ASSURÉ POUR DÉTECTER PRÉCOCEMENT TOUT SIGNE DE DÉTRESSE. CE SUIVI INCLUT UNE OBSERVATION CLINIQUE SYSTÉMATIQUE TOUS LES JOURS(ACTIVITÉ, POSTURE, PELAGE, RÉACTIVITÉ). AUSSI DES MANIPULATIONS, RÉALISÉES DE MANIÈRE DOUCE ET RÉGULIÈRE POUR MAINTENIR LE CONTACT TACTILE ET OLFACTIF
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix pour les études sur le système nerveux central des vertébrés. L'organisation du système nerveux central de cette espèce est assez similaire à celle de l'homme, ce qui permet d'extrapoler les résultats obtenus dans cette espèce à l'espèce humaine pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires au niveau comportemental. Les propriétés du système nerveux central de la souris présentent de nombreuses similitudes avec d'autres mammifères, dont l'homme. Ainsi, les enseignements tirés de l'étude des tissus de la souris sont largement transférables à l'homme. Les injections de virus seront effectuées sur des animaux âgés de P0 semaines à 3 semaines. Le reste des procédures expérimentales sera réalisé sur des animaux âgés de plus de 5 semaines, ce qui correspond à l'âge adulte chez cette espèce lorsque l'animal est en pleine capacité d'apprentissage. Leur poids et leur taille sont stabilisés, et la taille du cerveau est homogène garantissant ainsi une bonne reproductibilité des sites d'injection et/ou d'implantation.
Evaluation pharmacologique, comportementale et métabolique de modulateurs du métabolisme énergétique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Injectées une fois par jour pendant dix jours, contenues à chaque administration, pesées deux fois par semaine, 6 780 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Viennent ensuite les tests moteurs, poutre, rotarod jusqu'à 40 tours par minute et agrippement, puis l'open field pendant trente minutes et cinq minutes de nage forcée, chacun précédé d'une nouvelle injection. Sept jours d'hébergement individuel en cage calorimétrique, sans enrichissement, closent le protocole avant la mise à mort et le prélèvement des organes. Le porteur écrit que le nombre de souris "est réduit à son minimum" et le rattache à la littérature et à sa propre expérience, sans donner de calcul pour ces 6 780 individus.
Objectifs
La perte d’appétit, pouvant aller jusqu’à l’anorexie, est un problème fréquent dans de nombreuses situations de maladie ou après des épisodes de stress physique ou psychologique importants. Elle peut entraîner une perte de poids, une fatigue marquée et une dégradation de l’état général, rendant le rétablissement plus difficile. Ce phénomène constitue aujourd’hui un enjeu important pour la santé. Le projet vise à étudier l’effet de différentes substances capables d’agir sur ces mécanismes biologiques de faim, afin de mieux comprendre comment l’appétit et l’équilibre énergétique peuvent être influencés. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer à l’identification de nouvelles pistes pour limiter la perte d’appétit et améliorer l’état nutritionnel dans des situations de maladie sévère.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à améliorer notre connaissance des mécanismes biologiques impliqués dans la régulation de la prise alimentaire, du poids corporel et du métabolisme énergétique. Il permettra d’identifier et de comparer des substances susceptibles de moduler ces paramètres, et de sélectionner les candidats présentant les profils d’efficacité et de tolérance les plus favorables.
Procédures
Injections (10 max par souris; 1 fois par jour pendant 10 jours; durée
Impact sur les animaux
Administrations (injections et contention quotidienne) : peuvent provoquer une douleur légère au point d’injection et un stress transitoire lié à la manipulation, sans chirurgie ni anesthésie générale. Variations de prise alimentaire induites par les composés : peuvent entraîner des fluctuations du poids corporel (jusqu’à une perte de poids significative) avec possible altération transitoire de l’état général (baisse d’activité, pelage altéré, posture inhabituelle). Tests locomoteurs, moteurs et comportementaux : peuvent induire un stress aigu et transitoire lié à l’environnement nouveau et à l’effort demandé. Calorimétrie indirecte : l’hébergement individuel et l’absence d’enrichissement pendant l’enregistrement peuvent générer une gêne/anxiété transitoire liée à l’isolement.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort afin de prélever les différents organes pour analyses biochimiques, histologiques, métaboliques.
Remplacement
Pour étudier de manière intégrée la prise alimentaire, le poids corporel, le comportement et le métabolisme énergétique, un modèle souris est indispensable. La souris est le modèle le plus pertinent pour cette étude, car elle présente des similitudes avec la physiologie humaine et constitue une référence largement utilisée dans les travaux sur la régulation métabolique.
Réduction
Le nombre de souris est réduit à son minimum. De nombreux tissus seront collectés après mise à mort, afin d'approfondir les études moléculaires, cellulaires et protéomiques. Chaque souris génèrera donc de nombreuses informations. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. Le nombre de souris a été déterminé en accord avec les données de la littérature et d’après notre propre expérience des différents modèles présentés. De plus, afin de réduire le nombre d'animaux, des premiers tests ont été effectués in vitro.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur et aux bonnes pratiques de l’établissement utilisateur. Ils sont maintenus en cages collectives de même sexe, avec un accès ad libitum à une alimentation standard et à l’eau, en dehors des contraintes strictement nécessaires à certaines procédures expérimentales. L’environnement est systématiquement enrichi par la mise à disposition de matériaux de nidification et d’abris, favorisant l’expression des comportements naturels et contribuant à la réduction du stress. Une période d’acclimatation est respectée avant toute intervention expérimentale. Un suivi clinique régulier est assuré tout au long des procédures, permettant une détection précoce de toute altération de l’état général. Les critères surveillés incluent le comportement, l’activité spontanée, l’aspect du pelage, la posture, la mobilité et la respiration. Des points limites précoces et prédictifs, spécifiques à chaque procédure, ont été définis et appliqués de manière stricte afin d’éviter toute souffrance prolongée.
Choix des espèces
La souris constitue un modèle de référence pour l’étude de la régulation de la prise alimentaire et du métabolisme énergétique, en raison des similitudes fonctionnelles avec la physiologie humaine et de la sensibilité de la souche C57BL/6 aux variations nutritionnelles. Les animaux seront utilisés à partir de 7 semaines d’âge. À ce stade, ils ont atteint la maturité physiologique et métabolique, garantissant la robustesse des mesures expérimentales et limitant l’impact de la croissance sur l’interprétation des résultats.
Impact de l’obésité et de l’hyper/hypo-charge mécanique sur les atteintes osseuses du myélome
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Des souris sont placées seules dans des cages aménagées pour les empêcher de poser leurs pattes arrière, quatorze jours durant, après avoir reçu une injection de cellules cancéreuses provoquant un myélome et un régime gras destiné à les rendre obèses. 480 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à sévère, avec des séances d'imagerie aux rayons X de trente minutes sous anesthésie et des prises de sang hebdomadaires à partir de la moitié de l'étude. Le résumé qualifie pourtant ces procédures de "gêne limitée" et parle d'un "inconfort temporaire, comme une mobilité réduite" d'un à deux jours, quand la gravité déclarée pour une partie d'entre elles est sévère. Toutes sont tuées sous anesthésie profonde à la fin des quatorze jours de contrainte mécanique, pour prélever leurs os et leurs organes.
Objectifs
Ce projet vise à comprendre comment l’obésité et les contraintes mécaniques sur les os (moins ou plus de charge) influencent la progression de la maladie osseuse liée au myélome multiple. Le myélome multiple est un cancer de la moelle osseuse qui perturbe le renouvellement de l’os. Environ 80 % des patients développent des atteintes osseuses douloureuses qui dégradent fortement leur qualité de vie. Les personnes en surpoids sont plus à risque de développer cette maladie, avec des formes plus graves et une moins bonne réponse aux traitements. Cependant, on comprend encore mal le rôle combiné de l’obésité et des contraintes mécaniques sur cette évolution. Pour répondre à cette question, nous étudierons des souris atteintes de myélome, avec ou sans obésité, soumises à différentes conditions mécaniques (moins ou plus de charge sur les os). Nous analyserons leurs os pour observer les changements structuraux et biologiques. L’objectif est de mieux comprendre comment l’obésité et les contraintes mécaniques influencent la santé osseuse dans cette maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera de nouvelles connaissances sur la façon dont certaines cellules du skelette, appelées ostéocytes, réagissent aux contraintes mécaniques dans des situations d’obésité et de maladie. Ces cellules jouent un rôle central dans le maintien de l’équilibre de l’os. Les résultats permettront aussi de créer une base de données utile pour de futures recherches. À court terme, ce travail sera utile pour les chercheurs dans plusieurs domaines, comme les maladies du sang, le cancer, la physiologie de squelette, le métabolisme et l’étude des mécanismes qui régulent l’activité des gènes. Il servira également de référence pour mieux comprendre l’impact du manque d’activité physique, par exemple chez les patients alités, sur l’évolution du myélome multiple et des maladies osseuses associées, en particulier chez les personnes obèses. Il aidera aussi à mieux comprendre pourquoi les effets de l’exercice physique sur les os peuvent varier selon les patients. À moyen et long terme, cette étude pourra aider à adapter les traitements en fonction du profil des patients, notamment leur état métabolique, et à mieux ajuster les recommandations d’activité physique pour les personnes atteintes de myélome multiple.
Procédures
Nous utiliserons une technique d’imagerie aux rayons X pour observer les os des souris (le tibia et le fémur) directement sur des animaux vivants. Pour cela, les souris seront brièvement endormies puis placées dans l’appareil d’imagerie pendant environ 30 minutes. Plusieurs examens seront réalisés au cours de l’étude pour suivre l’évolution de leurs os. Après chaque examen, les souris seront réchauffées jusqu’à leur réveil, puis remises dans leur cage. L’exposition aux rayons X dans ces conditions est sans danger pour leur santé et n’affecte pas leurs os. À partir de la moitié de l’étude, de petites prises de sang seront réalisées chaque semaine sur des souris éveillées afin de suivre certains paramètres biologiques. À la fin de chaque procédure, les animaux seront placés sous anesthésie profonde afin de permettre un prélèvement final sans réveil.
Impact sur les animaux
Les souris peuvent ressentir un stress modéré lié à l’isolement et aux manipulations, mais leur état de santé sera surveillé régulièrement et les procédures seront adaptées si nécessaire. Certaines manipulations peuvent entraîner une légère perte de poids temporaire. Cette perte est réversible et le poids des animaux sera suivi quotidiennement. Les différentes procédures peuvent provoquer une gêne limitée : les examens d’imagerie sont réalisés sous anesthésie et ne sont pas douloureux ; les prises de sang entraînent une douleur minime ; et les injections dans l’os peuvent causer une gêne légère et passagère, avec prise en charge de la douleur si besoin. Les modèles expérimentaux peuvent aussi entraîner un inconfort temporaire, comme une mobilité réduite ou de légers troubles de l’alimentation pendant un à deux jours. Les animaux restent cependant surveillés en continu, avec un accès adapté à la nourriture et à l’eau pendant la contrainte mécanique. Tout au long de l’étude, l’état de santé des souris et l’évolution de la maladie seront suivis de près grâce à des observations, de l’imagerie et des analyses non invasives. Toutes les précautions seront prises pour limiter au maximum la douleur, la gêne et le stress, en respectant les règles éthiques en vigueur.
Devenir
Toute autres analyses et récoltes d'échantillons sera effectuée après la mise à mort sur toutes nos souris. Les mises à mort seront réalisées par une personne habilitée à la fin du protocole expérimental après les 14 jours de contrainte mécanique, par anesthésie profonde. Toutes les souris seront mis à mort pour prélèvement d'organes à des fins d'investigations moléculaires, histologiques, biochimiques et physiologiques.
Remplacement
Les modèles en laboratoire ou informatiques ne permettent pas de reproduire toute la complexité du squelette. Le squelette est un tissu vivant, où de nombreuses cellules interagissent entre elles et avec d’autres systèmes du corps. Les modèles actuels ne permettent pas de recréer correctement ces interactions, ni d’étudier des phénomènes complexes comme l’obésité ou les effets des contraintes mécaniques sur les os. Ces approches sont surtout utiles pour observer des mécanismes simples, mais elles ne permettent pas d’étudier le renouvellement de l’os ni l’évolution globale d’une maladie osseuse dans l’organisme. C’est pourquoi l’utilisation de la souris est nécessaire. Les souris ont un fonctionnement osseux et un métabolisme proches de ceux de l’humain, ce qui en fait un bon modèle pour étudier les maladies des os. Le modèle utilisé dans ce projet permet de reproduire la progression de la maladie au plus près de ce qui se passe chez l’humain, et d’étudier en même temps l’effet de l’obésité et des contraintes mécaniques sur les os.
Réduction
Le nombre de souris utilisées a été déterminé de manière rigoureuse à partir de précédentes expériences du laboratoire portant sur l’étude du squelette, afin de garantir des résultats fiables tout en limitant le nombre d’animaux. Lors de ces expériences, il a été observé qu’environ 20 % des souris ne développent pas de tumeur après injection des cellules cancérueses, et qu’environ 5 % ne deviennent pas obèses malgré un régime riche en graisses. Ces animaux ne peuvent pas être inclus dans l’analyse. Le protocole expérimental a été soigneusement conçu pour réduire au maximum la variabilité entre les groupes (conditions de vie identiques, suivi du poids, alimentation contrôlée, suivi dans le temps par imagerie). Cela permet d’obtenir des résultats solides avec le nombre minimum de souris nécessaire. Enfin, ce sujet étant encore peu étudié, il n’existe pas de données publiées équivalentes à ce jour.
Raffinement
Chaque souris est suivie attentivement par du personnel formé afin de garantir son bien-être tout au long de l’étude. Les conditions d’hébergement sont adaptées aux différentes procédures, conformément aux recommandations en vigueur. Dans le cas de la suspension, les souris sont placées seules dans des cages aménagées pour éviter qu’elles ne puissent poser leurs pattes arrière. L’environnement est simplifié progressivement pour les habituer, tout en laissant des éléments à ronger pour leur confort. Les animaux sont surveillés tous les jours, et même deux fois par jour lors des phases plus contraignantes. Leur état de santé général est suivi de près (poids, comportement, alimentation, hydratation), ainsi que tout signe de stress ou d’inconfort. Toutes les observations recueillies serviront à analyser les résultats de l’étude et à appuyer les conclusions scientifiques.
Choix des espèces
Les invertébrés ne peuvent pas être utilisés pour cette étude, car ils n’ont pas d’os mais un squelette externe. Chez les vertébrés, la souris est le modèle le plus adapté, à la fois pour des raisons scientifiques et pratiques. Elle permet d’étudier en détail le fonctionnement des os, le myélome multiple et les effets des contraintes mécaniques. La souris est particulièrement utile car elle permet de suivre l’évolution de la maladie au cours du temps chez un même animal, grâce à des techniques d’imagerie. Elle permet aussi d’analyser précisément les tissus après l’étude. Nous utiliserons des souris adultes, afin d’éviter les biais liés à la croissance. Le régime alimentaire débutera à un jeune âge (8 semaines) pour induire une obésité stable avant le début de l’étude. Cela est important, car l’obésité est un élément central du projet. Les expériences commenceront une fois que les souris auront atteint un stade de maturité comparable à celui des patients adultes. Enfin, le modèle utilisé est bien établi et permet de reproduire de manière fiable la maladie observée chez l’humain, ce qui garantit la pertinence des résultats.
Mécanismes des actions conjointes avec application à un modèle d’autisme
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système respiratoire
432 souris subissent une chirurgie de 60 à 90 minutes sous anesthésie, dont 240 reçoivent une électrode implantée dans le cerveau et scellée au ciment dentaire. 624 souris au total vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, soumises à une restriction alimentaire qui entraîne une perte de poids pendant toute la durée des tests, et toutes tuées à l'issue pour mesurer l'activation neuronale et vérifier la position des injections. La tâche consiste à faire presser des leviers de façon synchronisée à deux souris pour obtenir de la nourriture, une partie d'entre elles relevant de ce que le porteur nomme un "modèle murin d'autisme". Le résumé range parmi les bénéfices attendus un poste "bien-être animal et méthodes 3R", au motif que le protocole est conçu "pour obtenir plusieurs résultats par animal".
Objectifs
Les troubles du spectre autistique (TSA) sont caractérisés par des difficultés dans les interactions sociales, incluant les actions conjointes ou coordonnées. Comprendre les bases cognitives des actions conjointes est essentiel pour élucider ces altérations. L'objectif de ce projet est de caractériser les mécanismes cérébraux inclus dans les actions conjointes chez la souris. Nous proposons d'étudier comment deux souris coordonnent leurs actions pour atteindre un objectif commun, et comment elles intègrent les informations sur les récompenses et les efforts de leur congénère dans leurs décisions. Nous utiliserons une tâche comportementale où deux souris doivent presser des leviers de manière synchronisée pour obtenir une récompense alimentaire. Cette tâche nous permettra d’évaluer - Comment les souris sont sensibles aux actions de leur congénère (comportement) - Comment cette sensibilité est altérée dans un modèle murin d’autisme - Quelles zones du cerveau sont impliquées et si leur rôle diffère dans le modèle murin d’autisme - Comment le cerveau encode les actions des congénères et si cet encodage diffère dans le modèle murin d’autisme
Bénéfices attendus
Bénéfices en science fondamentale : - Identification des structures cérébrales neuronales impliquées dans l'intégration des états de décision du congénère - Compréhension des mécanismes permettant la coordination sociale entre individus. Bénéfices en bien-être animal et méthodes 3R : - Design de l’expérience pour obtenir plusieurs résultats par animal - Contribution au raffinement des projets de recherche sur le comportement social. Bénéfices pour la santé humaine : - Meilleure compréhension des difficultés de coordination observées dans les TSA. - Identification de zones cérébrales potentielles pour des interventions thérapeutiques. - Modèle animal pertinent pour tester des approches de restauration des capacités sociales.
Procédures
Un total de 432 animaux seront soumis à une chirurgie réalisée sous anesthésie générale avec analgésie durant environ 60 à 90 minutes, qui sera suivie d’une période de récupération de 1 semaine. Après récupération, parmi ces animaux, 190 recevront deux injections intrapéritonéales, chaque injection durant environ 1 minute. Les autres (240 animaux) auront une électrode cérébrale implantée et scellée par ciment dentaire. A la fin de chaque procédure, les animaux sont euthanasiés après anesthésie.
Impact sur les animaux
La restriction alimentaire mise en place entrainera une perte maîtrisée de poids sur les animaux sur la durée complète des tests. Les chirurgies peuvent entraîner des douleurs, potentielles inflammatiosn du site de chirurgie et un inconfort post-opératoire durant 1 à 3 jours.
Devenir
Les animaux sont tous euthanasiés après les procédures pour mesurer l’activation neuronale à l’issue du dernier jour de comportement, et pour vérifier que les zones cérébrales d'injection et d'implantation sont corrects.
Remplacement
Nous cherchons à identifier le rôle de circuits neuronaux impliqués dans la coordination sociale et quelle est leur activité neuronale pendant la coordination. Lors de ce choix de nombreuses structures cérébrales entrent en jeu et communiquent, non seulement entre elles, mais aussi avec les organes périphériques. Les animaux doivent communiquer entre eux également. Ainsi des méthodes in vitro ne permettent pas, pour le moment, de reproduire toute la complexité d’un organisme vivant entier et les activités de ses neurones en relation avec son environnement.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire en utilisant les données préliminaires. Pour la manipulation des cortex au cours de la tâche, chaque souris sera testée dans deux conditions distinctes. Cela permettra que chaque animal puisse générer son résultat et son propre contrôle, ce qui permet de diviser par deux le nombre d’animaux nécessaires. Enfin, à l’issue de chaque procédure, les animaux mobilisés sur les expériences seront prélevés post mortem afin de n’éviter de mobiliser plus d’animaux dédiés à l’étude de l’architecture neuronale.
Raffinement
Dans le cadre des procédures impliquant de la neurochirurgie, la santé des animaux sera surveillée en continu tout au long de l’intervention, notamment par le contrôle des paramètres physiologiques. Une habituation préalable des animaux sera faite afin de limiter leur stress. Le déroulement des chirurgies sera accompagné de mesures de confort et d’une analgésie adaptée tout au long de la procédure. Un suivi post-opératoire poussé, avec une grille d’observation, permettra la mise en place de soins adaptés.
Choix des espèces
D’un point de vue technique, la souris représente un modèle de choix pour notre projet par la possibilité d’étudier des individus génétiquement modifiés. Elle est une espèce de prédilection pour la création d’animaux transgéniques, d’autant que son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. De plus, la physiologie générale est suffisamment proche de celle de l’être humain pour que les informations obtenues soient pertinentes sur un plan médical. Notamment sur le système de décision qui est relativement bien conservé par rapport à celui de l’Humain, anatomiquement et fonctionnellement. Ce qui n’est pas le cas chez les invertébrés, poissons et oiseaux, pour lesquels l’organisation anatomique du circuit de décision est trop différente pour que ces espèces puissent être utilisées pour comprendre les mécanismes neuronaux. De plus, ces comportements de décisions sociales (motivation alimentaire, apprentissage, reconnaissance sociale) sont depuis longtemps étudiés chez la souris, qui représente donc une espèce adéquate pour comparer avec de précédentes études. Toutes les souris arriveront dans notre animalerie expérimentale à l’âge de 8 semaines, et les procédures expérimentales débuteront après 1 semaine d’habituation. Il est admis qu’à 8 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures impliquant une chirurgie cérébrale (car les points de repère anatomiques se situent sur le crâne). Les souris ne seront plus utilisées au-delà de 8 mois.
Comprendre le rôle des cellules immunitaires cérébrales dans le développement de l’obésité
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
Quarante-cinq minutes de neurochirurgie pour 800 souris, quatorze injections directement dans le cerveau pour 480 d'entre elles : 2 980 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever le cerveau et d'autres tissus. Un régime gras leur est imposé, avec une prise de poids que le porteur estime ne pas devoir dépasser le double du poids initial, alternée avec des jeûnes de 4 ou 24 heures et un hébergement individuel quand la prise alimentaire doit être mesurée souris par souris. L'objectif déclaré est de comprendre le rôle des cellules immunitaires de l'hypothalamus dans l'obésité, les pistes thérapeutiques étant renvoyées au long terme et "si les résultats obtenus vont dans ce sens". 1 200 souris passent des tests comportementaux de mesure de l'anxiété, de dix à quarante minutes, dont le résumé ne dit pas lesquels.
Objectifs
L’obésité est un fléau dans nos sociétés modernes. Cette maladie chronique touche presque un quart de la population mondiale et s’accompagne de nombreuses comorbidités (diabète, maladies cardio-vasculaires, anxiété, cancers…). Afin d’envisager de nouvelles thérapies pour lutter contre l’obésité, il est notamment nécessaire de mieux connaître les phénomènes biologiques qui régulent la prise alimentaire et le poids corporel. Le cerveau orchestre cette régulation en engageant une « communication » avec les différents organes du corps. Pour cela, il reçoit des signaux les renseignant sur l’état énergétique de l’organisme. Ces signaux sont captés par des neurones spécialisés du cerveau. Outre les neurones, certaines populations de cellules immunitaires du cerveau sont aussi impliquées dans la régulation du poids corporel. On peut imaginer que c’est un peu comme quand les cellules immunitaires réagissent à un microbe. Cette inflammation est néfaste à long-terme car elle dérègle le fonctionnement des neurones, et donc le contrôle du poids corporel. Dans ce projet, nous souhaitons mieux comprendre comment fonctionnent les différentes cellules immunitaires hypothalamiques dans le développement de l’inflammation en réponse à un régime qui déclenche l’obésité.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre comment certaines cellules du système immunitaire présentes dans le cerveau participent au développement de l’obésité et des troubles du métabolisme en réponse à une alimentation riche en calories. Ils aideront également à mieux caractériser les phénomènes d’inflammation dans cette région du cerveau. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer à identifier de nouvelles pistes pour agir sur ces cellules et ainsi limiter ou prévenir les troubles métaboliques, si les résultats obtenus vont dans ce sens.
Procédures
1) Analyse de la composition corporelle sur tous les animaux vigiles : 5 min, entre 2 et 5 fois. Nombre d’animaux : 3220. 2) Neurochirurgie sous anesthésie et antalgie, 45 min, 1 fois. Nombre d’animaux : 800. 3) Test de tolérance au glucose sur animaux vigiles : Entre 4 et 6 mesures de glycémie sur une goutte de sang. Chaque mesure dure 10sec, espacées de 10 min, répétée 2 fois. Nombre d’animaux : 800. 4) Injections intracérébrales de composés pharmacologiques, sur animaux vigiles : Durée : 3-4 min (contention d’une minute maximum). Répétition : 1 ou 14. Nombre d’animaux : 480 pour le groupe « 14 fois » et 160 pour le groupe « 1 fois ». 5) Injections intrapéritonéales de composés pharmacologiques, sur animaux vigiles : Durée : 30 sec max, entre 1 et 9 injections. Nombre d’animaux concernés : 1280. 6) Tests comportementaux de la mesure de l’anxiété. Durée : entre 10 et 40 min, répété 1 fois pour chaque test, espacé de 2 jours. Nombre d’animaux : 1200.
Impact sur les animaux
1. Stress induit par l’hébergement individuel : ceci ne sera réalisé uniquement lorsque la prise alimentaire individuelle est nécessaire. 2. Stress de contention lors de l’analyse de composition corporelle. Ce stress est cependant d’une durée limitée, l’analyse ne prenant que 5 minutes au maximum. 3. Prise de poids consécutive au régime gras. La prise de poids estimée (basée sur nos études antérieures) ne devrait pas dépasser le double du poids initial. 4. Perte de poids consécutive au jeûne (4h ou 24h). 5. Perte de poids/appétit post-opératoire. Suite aux incisions chirurgicales, une douleur post-opératoire est attendue. La reprise de poids est attendue dès le deuxième à troisième jour post-opératoire (basée sur nos études antérieures). 6. Stress induit par les tests comportementaux. La durée réduite de chacun des tests (moins d’une heure, sans manipulation) n’induit pas de nuisances (pas de perte de poids attendue).
Devenir
À l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort et des tissus seront récupérés (cerveaux ou autres), pour des études réalisées post-mortem.
Remplacement
Le but de ce projet est de comprendre le rôle des cellules immunitaires hypothalamiques sur le poids, et la régulation de la glycémie. Dans ce contexte, la région cérébrale que nous étudions n’est pas isolée, et interagit avec d’autres structures du cerveau mais également avec des organes périphériques (foie, pancréas, tissu adipeux…). Les effets que nous étudions sont donc la résultante de cette communication entre divers réseaux de neurones et la périphérie. Des interactions aussi complexes ne peuvent être modélisées in vitro, et certains des effets étudiés comme le comportement alimentaire nécessitent un animal vivant. De même, il n’existe aucun modèle informatique qui pourrait remplacer l’animal dans le cadre de cette étude.
Réduction
Ce projet a fait l’objet d’études réalisées in vitro afin de tester les voies de signalisation impliquées dans notre hypothèse. Nous avons utilisé un test de puissance pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats exploitables statistiquement. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous avons regroupé dans la mesure du possible nos différents tests sur les mêmes animaux, de manière à obtenir un maximum d’information à partir des mêmes animaux. La production d’animaux transgéniques est rationalisée en choisissant un schéma d’accouplement permettant de n’obtenir que des animaux dont les génotypes ont un intérêt pour le projet. Pour l’analyse des résultats, nous comparerons les différents groupes expérimentaux avec de tests statistiques adaptés
Raffinement
Nous avons défini différents points de raffinement tout au long de l’étude : 1) Période d’habituation avant utilisation en expérimentation de 1 semaine minimum. La surveillance des animaux sera quotidienne et renforcée durant les périodes expérimentales et au constat de dégradation du bien-être /souffrance des animaux. 2) L’evaluation de la prise alimentaire necessite parfois l’hébergement des animaux en cages individuelles. Pour compenser le manque d’interactions sociales, les cages, transparentes et enrichies, seront rapprochees au maximum les unes des autres. 3) Notre étude nécessite des chirurgies qui seront réalisées sous anesthésie générale avec un protocole analgésique ainsi que des mesures de maintien du bien-être animal. 4) Des points limites appropries ont ete definis avec l’utilisation d’un tableau (arbre décisionnel pour chaque composante étudiée, anatomique, physiologique, comportementale). Si le bien-être animal venait à se dégrader, il sera mis en place des mesures conservatoires et des critères d’arrêt des souffrances, en accord avec notre vétérinaire.
Choix des espèces
La régulation du poids corporel, le comportement alimentaire et le metabolisme glucidique sont depuis longtemps etudies chez la souris, qui represente donc une espece adaptee a ce type d’etudes. De tres nombreux modeles d’obesites ont ete developpes chez la souris. De nombreux modèles génétiquement modifiés existent et permettent l’étude de mécanismes moléculaires précis. De plus, la souris est une espèce de prédilection pour la création d’animaux transgéniques, d’autant que son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. Enfin, la forte proximite biologique entre l’homme et la souris en ce qui concerne le controle de la prise alimentaire fait de la souris un bon modele predictif. En particulier, dans le cadre de cette étude, la neuroinflammation hypothalamique induite par un régime obésogène est retrouvé à la fois chez la souris et chez l’Homme. Toutes les souris de cette étude seront adultes lors des procédures. Elles arriveront entre 3 et 7 semaines d’âge dans notre animalerie (3-4 semaines pour les souris transgéniques ; 7 semaines pour les autres), mais nous ne commencerons les expériences qu’à partir de l’âge de 8 semaines. Les souris seront à un stade post- puberté (hormones sexuelles stables). De plus, cet âge est celui auquel on estime que le crâne a fini sa croissance.
Rôle des macrophages synoviaux dans un modèle d’arthrose du genou chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
Une ou deux injections et une prise de sang sur souris éveillées, puis deux injections sous anesthésie générale : 672 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le résumé annonce une étude de l'arthrose du genou sans décrire comment la maladie est provoquée, et signale que les injections peuvent entraîner un saignement, un gonflement de l'articulation et, plus rarement, une infection articulaire avec boiterie. Sur le remplacement, le porteur écrit qu'il est "indispensable de réaliser des études in vivo", les cultures cellulaires ne reproduisant pas selon lui les interactions entre cartilage, os, ligaments et tissu synovial. Toutes sont tuées à la fin des procédures pour prélever l'articulation du genou et l'analyser.
Objectifs
L’arthrose est une maladie des articulations liée à l’usure progressive du cartilage avec le temps. L’arthrose du genou concerne des millions de personnes dans le monde et constitue l’une des principales causes de douleurs chroniques et de perte de mobilité. Aujourd’hui, les traitements disponibles permettent surtout de soulager la douleur et d’améliorer la qualité de vie, mais ils ne ralentissent pas réellement l’évolution de la maladie. Lorsque l’arthrose devient très sévère, la pose d’une prothèse totale du genou est souvent la dernière solution. Il est donc essentiel de mieux comprendre les mécanismes de la maladie afin de développer des traitements capables de prévenir son apparition ou de freiner sa progression. L’arthrose du genou ne se limite pas à l’usure du cartilage. Elle s’accompagne également de changements dans le tissu synovial, un tissu qui tapisse l’intérieur de l’articulation et produit le liquide nécessaire à son bon fonctionnement. Une inflammation légère mais persistante de ce tissu semble jouer un rôle important dans le développement et l’aggravation de la maladie. Parmi les cellules présentes dans le tissu synovial, des cellules du système immunitaires appelées macrophages occupent une place centrale. Ces cellules participent normalement à la protection et à l’entretien des tissus. Cependant, dans l’arthrose, elles peuvent produire des substances favorisant l’inflammation et la dégradation du cartilage. Des recherches récentes ont montré qu’il existe plusieurs types de macrophages dans le tissu synovial. Deux grandes familles de macrophages ont été identifiées dans la membrane synoviale. La première forme une couche protectrice à la surface du tissu synovial. Ces cellules semblent contribuer à maintenir l’équilibre de l’articulation et à limiter l’inflammation. La seconde famille, appelée macrophages interstitiels, est située plus en profondeur dans le tissu synovial. Cependant, on sait encore très peu de choses sur la localisation exacte, le comportement et les fonctions de ces macrophages interstitiels dans l’arthrose du genou. L’objectif de ce projet est donc d’étudier le rôle de ces macrophages dans le développement de l’arthrose du genou chez la souris.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre le rôle de certaines cellules immunitaires, appelées macrophages interstitiels synoviaux, dans le développement de l’arthrose du genou. En étudiant leurs caractéristiques et leur fonctionnement au sein de l’articulation, nous espérons découvrir de nouveaux mécanismes impliqués dans le développement de la maladie. Ces travaux pourraient permettre d’identifier de nouvelles pistes de traitement ciblant plus précisément l’inflammation présente dans l’articulation. A terme, cette meilleure compréhension de la maladie pourrait contribuer au développement de thérapies innovantes capables de ralentir la progression de l’arthrose, voire de prévenir les dommages articulaires avant qu’ils ne deviennent irréversibles.
Procédures
672 animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1 ou 2 injections (20 secondes chacune) et un prélèvement sanguin (30 secondes) sur animaux vigiles ainsi que 2 injections (10 secondes chacune) réalisées sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Les injection et les prélèvements sanguins peuvent provoquer une douleur légère. Les injections peuvent occasionner une hémorragie se manifestant par une saignement et/ou un gonflement localisé de l’articulation, susceptible d’entraîner une douleur modérée transitoire. Dans de rares cas, une infection articulaire peut survenir. Les signes cliniques associés incluent une boiterie, de la rougeur et un gonflement de l’articulation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de prélever l’articulation du genou dans le but de l’analyser.
Remplacement
Pour comprendre le rôle des macrophages dans l’arthrose, il est indispensable de réaliser des études in vivo car les études in vitro ne permettent pas de reproduire les interactions complexes qui existent entre les différents tissus de l’articulation (cartilage, os, ligaments et tissu synovial) ainsi que les différents types de cellules qui les composent.
Réduction
Nous utiliserons des schémas de croisement qui permettent d’éviter la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure sera réalisée sur un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes.
Raffinement
Nous serons particulièrement attentifs à tout changement physique ou de comportement. Dans les différentes procédures, le suivi pondéral des souris sera également un bon indicateur de leur état général. Nos visites régulières (au moins 3 fois par semaine) permettront de déceler précocement tout signe de douleur, de souffrance ou d’angoisse et d'appliquer les points limites que nous avons définis. Des critères d’arrêt précis et précoces ont été définis pour chaque procédure.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser la souris car notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriées à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’humain nous permet, dans la mesure du possible, d’extrapoler les résultats et en tirer des conclusions valables pour l’humain. De plus, nous étudions le rôle des macrophages dans l'arthrose du genou et nous disposons déjà du modèle génétique murin permettant de cibler ces cellules. Enfin, les données in vivo de la littérature sont obtenues essentiellement sur des souris. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée. L’ensemble des procédures se fera sur des souris adultes (âgées d’au moins 8 semaines).