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Une exploration du contrôle attentionnel dans le trouble d’anxiété sociale (2/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux chirurgies cérébrales, l'une de 45 à 90 minutes et l'autre de 90 à 120, une tête maintenue fixe jusqu'à 45 minutes par jour, une ration d'eau réduite de moitié : 480 souris subissent ce protocole dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau. L'anxiété sociale leur est induite par 49 jours d'introduction répétée de congénères inconnus dans leur cage, de l'adolescence à l'âge adulte. Le projet vise à mesurer comment ces souris filtrent des stimuli tactiles, sociaux ou non, dans une tâche de décision récompensée par de l'eau. Le porteur annonce que l'anxiété, les réponses sensorielles et les interactions sociales seront évaluées par des tâches comportementales, sans dire lesquelles, et range la perte de poids de 10 % liée à la restriction hydrique parmi les effets indésirables "mineurs".
Objectifs
La phobie sociale, ou trouble de l'anxiété sociale (TAS), est une forme de trouble anxieux définie récemment, actuellement classée parmi les troubles psychiatriques les plus fréquents. Ce trouble se caractérise par une peur intense et persistante d'une évaluation négative potentielle par les autres lors d'interactions sociales, ce qui conduit souvent à l'évitement social et au repli sur soi. L'une des principales altérations du TAS, souvent considérée comme une cause sous-jacente, est une perturbation du traitement de l'information sociale. En effet, les individus socialement anxieux présentent des réponses exagérées et ont du mal à contrôler leur attention face aux stimuli socialement menaçants. Le toucher est une forme essentielle d'interaction sociale, et il a été observé que la perception tactile est altérée chez les personnes socialement anxieuses, qui semblent ne pas tirer profit de ses bienfaits et manifestent une aversion pour le toucher social. Cependant, les réponses neuronales et les processus attentionnels nécessaires pour filtrer les informations tactiles, lorsqu'elles deviennent non pertinentes, n'ont pas encore été étudiés. Dans cette étude, nous visons à caractériser la perception des stimuli tactiles, qu'ils soient sociaux ou non-sociaux, ainsi que le contrôle attentionnel dans le contexte du TAS. Nous proposons de développer et d'utiliser une nouvelle tâche de prise de décision perceptive, combinée à des mesures physiologiques de l'activité neuronale dans un modèle murin du TAS. Le projet est un multisite, et se déroulera dans deux EU differents. Nos résultats permettront d'approfondir la compréhension de la perception tactile et du contrôle de l’attention face aux stimuli tactiles dans le TAS, tout en révélant les mécanismes neuronaux sous-jacents. En utilisant une tâche adaptable pour des études humaines mesurant les réponses tactiles chez les individus socialement anxieux, nous espérons obtenir des résultats susceptibles d'améliorer la qualité de vie des personnes souffrant de TAS.
Bénéfices attendus
Le trouble d'anxiété sociale (TAS) est un trouble psychiatrique chronique qui peut constituer un véritable handicap au quotidien. La prévalence estimée du TAS au cours de la vie est d'environ 4 %. Dans le trouble d'anxiété sociale (TAS), les personnes réagissent souvent de manière exagérée aux situations sociales perçues comme négatives et éprouvent des difficultés à contrôler leur attention face aux stimuli sociaux. Ces caractéristiques sont bien connues et pourraient être une des causes de ce trouble. Egalement, les individus socialement anxieux semblent ne pas tirer profit des bienfaits de l’interaction sociale. Comprendre les altérations neuronales à l'origine de ces difficultés sociales pourrait fournir des informations cruciales sur les modifications du fonctionnement cérébral dans le TAS. Ces recherches pourraient révéler de nouvelles cibles pour le développement de traitements pharmacologiques visant à améliorer les symptômes du TAS, ou encore identifier des biomarqueurs permettant d'évaluer l'efficacité de traitements expérimentaux dans un cadre préclinique. Ces types d'études nécessitent cependant des approches invasives et des manipulations qui ne peuvent être réalisées dans un cadre clinique. Nous pensons que notre étude contribuera à une meilleure compréhension des types de cellules et des circuits impliqués dans l'altération de la perception sociale dans le TAS. Il s'agit de la première étude à caractériser ces altérations neuronales en utilisant une tâche adaptable aux études humaines, et elle a le potentiel de fournir des informations qui, à terme, amélioreront la qualité de vie des personnes diagnostiquées avec un trouble d'anxiété sociale.
Procédures
Pour étudier le trouble de l’anxiété sociale, les animaux soumis à un protocole d'instabilité sociale pendant 49 jours au cours de l'adolescence et de l'âge adulte, similaire à celle des personnes qui se déplacent fréquemment (EU 1). Leur anxiété, réponses sensorielles et interactions sociales seront évaluées par les taches comportementales (EU 1). Tous les animaux seront soumis à deux interventions chirurgicales sous anesthésie et analgésie : la première durera environ 45 à 90 minutes, et la deuxième durera de 90 à 120 minutes (EU 1). Pour comprendre les mécanismes neurobiologiques du control de l’attention, les animaux apprendront à effectuer une tâche comportementale non aversive et non douloureuse, basé sur les récompenses, pendant 45 minutes par jour (EU 2). En même temps, nous effectuons des mesures physiologiques afin d'enregistrer l'activité des neurones du cerveau (EU 2). Afin de permettre cet enregistrement, les animaux sont entraînés à accepter une contention partielle (immobilisation de la tête) (EU 2). Pour s'assurer que les animaux ne ressentent ni stress ni anxiété, ils seront progressivement habitués à l'installation et à l’immobilisation de la tête d’une minute à 45 minutes, pendant 5 jours. Cela permet aux animaux apprendre que cette immobilisation est réversible et pas douloureuse. Lorsqu'ils seront à l'aise dans le dispositif (pas de signes de détresse, capables de manger et boire), l'entraînement à la tâche comportementale commencera (EU 2).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables mineurs pouvant être rencontrés dans cette étude seront liés à : 1. Induction du trouble d'anxiété sociale : Le paradigme du stress d'instabilité sociale (SIS49D) qui consiste à introduire des partenaires inconnus du même sexe dans la cage d'accueil (deux fois par semaine) sera mis en oeuvre et provoquera du stress. 2. Immobilisation partielle : Une fixation au niveau de la tête pendant la tâche de prise de décision n'est pas douloureuse mais va entrainer du stress aux animaux pendant les premières séances. 3. Restriction hydrique : La mise en place d’une récompense hydrique implique une restriction d'eau (50 % de la consommation ad libitum) qui va entrainer une perte de poids maximale de 10 %.
Devenir
Toutes les souris seront euthanisiées et leurs cerveaux seront prélevés pour des analyses post-hoc.
Remplacement
Les expériences proposées dans cette étude nécessitent des circuits intacts et des mesures à la fois physiologiques et comportementaux. Un modèle animal est absolument nécessaire pour reproduire la complexité de ces interactions neuronales et ne peut pas être remplacé par les études in vitro ou in silico. Les études cliniques ne sont pas adaptées à notre objectif expérimental car il s’agit d’une population clinique fragile et car les approches invasives sont nécessaires pour répondre à notre question scientifique. Les circuits neuronaux sont bien conservés chez les différentes espèces mammifères et sont donc susceptibles d'être fonctionnellement similaires chez les rongeurs et les humains. Utiliser des modèles plus simples, comme la mouche du vinaigre, n’est pas adaptée à notre projet, car cet organisme n’a ni les structures du cerveau ni les comportements nécessaires pour étudier le contrôle de l’attention.
Réduction
Une conception expérimentale soignée garantira la reproductibilité des résultats et, avec des techniques d'analyse statistique appropriées, l'utilisation d'animaux sera réduite au minimum. Partie des protocoles comportementaux, physiologiques, et pharmacologiques ont déjà mis en place pour une étude précédente sur la perception tactile. Cette première étude nous a permis de déterminer le nombre d'animaux nécessaires pour réaliser ces expériences et avoir des résultats statistiquement valides. Cela nous a permis d'assurer la crédibilité de nos résultats avant de procéder à l'étude principale. Les données comportementales, physiologiques, et pharmacologiques seront recueillies auprès des mêmes animaux. Les neurones pyramidaux et inhibiteurs seront suivis simultanément et distingués par l'expression de rapporteurs spécifiques. Les injections du traitement seront suivies des injections contrôles dans les mêmes animaux. Ces mesures nous permettront de réduire le nombre d'animaux utilisés dans l'étude et de mesurer simultanément plusieurs paramètres.
Raffinement
Tous les résultats scientifiques concernant les facteurs influençant le bien-être des animaux, ainsi que leur capacité à ressentir et à exprimer la douleur, la souffrance, l'angoisse et les dommages durables, seront pris en compte. Les expériences seront conçues et réalisées de la manière la plus éthique possible. Le matériel adéquat sera mis à disposition des personnes autorisées, compétentes et dûment qualifiées, qui respecteront rigoureusement les procédures mises en place. Tous les animaux seront manipulés en utilisant les techniques les moins stressantes possibles, conformément à la littérature : l'utilisation d'un tunnel ou des mains en forme de coupe. L’hébergement en cages collectives garantira des interactions sociales pendant et après l’induction du TAS. Le paradigme pour l’induction du TAS débutera pendant l’adolescence, car il est souvent associé à une plus grande agressivité lorsqu'il est appliqué à des souris adultes. Deux tubes en carton et du matériel de nidification seront placés dans chaque cage afin de garantir la poursuite de tous les comportements normaux des animaux et de réduire les incidents d'agression. La nourriture sera également disposée dans la cage pour diminuer les conflits pendant l’induction du TAS, et les animaux seront surveillés quotidiennement. Les animaux seront transférés entre les deux sites dans leurs cages d'origine, pendant leur phase active, et placés dans l'obscurité à l'intérieur d'un chariot. Ils disposeront d’une semaine pour s'habituer à leur nouvel environnement. Pendant la restriction en eau, les animaux seront pesés chaque jour, et leur alimentation en eau sera ajustée afin de s'assurer qu'ils ne dépassent jamais une perte de poids de 10 %. L'hydrogel, fourni comme source d'eau, est considéré comme un enrichissement, car les animaux peuvent le manipuler avec leurs pattes avant. Avant les tâches comportementales, les animaux seront habitués à la pièce d’expérimentation. Pour la tâche de prise de décision, ils seront progressivement familiarisés avec la fixation de la tête pour garantir un stress minimal. Des stimulations tactiles non douloureuses seront utilisées pendant la tâche perceptuelle. L'anxiolytique sera administré par voie orale, dissous dans la boisson des animaux. Pour euthanasier les animaux, les souris seront d’abord anesthésiées. Des points limites spécifiques et des mesures conservatoires seront définis pour chaque phase de la procédure.
Choix des espèces
La souris a été choisie afin de rester cohérente avec les études antérieures sur le stress chronique induit par les interactions sociales. Les souris soumises au modèle de stress chronique d'instabilité sociale, qui sera utilisé dans cette étude, présentent une augmentation de l'anxiété et des perturbations dans les interactions sociales. Les rongeurs possèdent un système sensoriel très développé et sont considérés comme une espèce modèle pour l'étude du traitement de certains types d'informations sensorielles. De plus, les souris sont capables d'apprendre et d'exécuter des tâches de prise de décision perceptive, indispensables pour mieux comprendre les réponses tactiles. Conformément aux études précédentes, le protocole d’induction du TAS débutera à l’adolescence et se terminera à l’âge adulte. Toutes les autres étapes de l’expérience seront menées chez les souris adultes. Conformément aux études précédentes (Saavedra-Rodríguez et Feig, 2013), le protocole SIS49D commencera pendant l’adolescence (P27) et finira quand les souris sont adultes (P76). Tous les autres étapes de l’expérience seront réalisées chez les souris adultes. Les premières tâches comportementales seront réalisées à P78 et P105. Les chirurgies seront réalisées à P115 et l’entrainement dans la tâche de décision sera réalisé depuis P132. Conformément aux études précédentes (Saavedra-Rodríguez et Feig, 2013), le protocole SIS49D commencera pendant l’adolescence (P27) et finira quand les souris sont adultes (P76). Tous les autres étapes de l’expérience seront réalisées chez les souris adultes. Les premières tâches comportementales seront réalisées à P78 et P105. Les chirurgies seront réalisées à P115 et l’entrainement dans la tâche de décision sera réalisé depuis P132.
Mesure des concentrations de divers composés organiques volatils (COV) industriels dans le cerveau et le sang à différents temps après inhalation.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Placés un par compartiment dans une cage grillagée, 400 rats respirent pendant six heures un composé organique volatil à concentration contrôlée. Vingt-cinq composés industriels sont testés, seize rats chacun, huit mâles et huit femelles, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que somnolence, troubles de l'équilibre et pertes de coordination sont probables, et que l'exiguïté du compartiment peut provoquer du stress. La moitié des animaux est tuée à la sortie de la chambre d'exposition, l'autre 48 heures plus tard, pour doser la substance dans leur sang et leur cerveau.
Objectifs
Dans l’industrie, de nombreux Composés Organiques Volatils (COV) sont utilisés. Lorsqu’ils se dispersent dans l’air des ateliers, ils peuvent être inhalés par les travailleurs, passer dans le sang pour enfin s’accumuler dans certains organes, notamment le cerveau. Ce projet a deux objectifs principaux : 1) Mesurer la quantité de 25 COV différents dans le sang et le cerveau des rats après 6 heures d’inhalation. 2) Vérifier si ces substances sont complètement éliminées du sang et du cerveau 48 heures après la fin de l’exposition. Ces informations nous aideront à mieux comprendre comment ces substances se comportent dans le corps.
Bénéfices attendus
Les Composés Organiques Volatils (COV) sont des substances couramment utilisées dans l'industrie. Lorsqu’on les inhale, elles passent rapidement dans le sang et atteignent le cerveau. Ces produits peuvent provoquer des effets temporaires sur l’activité du cerveau comme la somnolence, une sensation d'ébriété ou des troubles de la concentration, ce qui peut augmenter les risques d'accidents au travail. Cependant, nous ne savons pas exactement à partir de quelle concentration ces effets apparaissent, car les études existantes se basent souvent sur des doses très élevées et mesurent les effets après l’exposition, pas pendant. Déterminer les seuils d’effet des COV sur l’activité du cerveau est donc notre objectif principal. Ainsi, en comparant les quantités de COV qui influencent l’activité cérébrale avec les limites d’exposition autorisées dans les environnements de travail, cette étude contribuera à mieux protéger les travailleurs en alertant le cas échant sur des dangers insoupçonnés. Cependant, cette étude nécessite une expérience préliminaire qui est le sujet du présent projet. Nous devons en effet vérifier en premier lieu que ces COV pénètrent bien dans le cerveau des rats mâle et femelle, et qu’ils sont complètement éliminés de l’organisme des en 48 heures.
Procédures
Pour chaque COV, 16 rats (8 mâles et 8 femelles) seront exposés pendant 6 heures à une concentration stable et contrôlée de la substance, dans des chambres spécialement conçues à cet effet. Les mâles et les femelles seront placés dans des chambres séparées. Après l’exposition, la moitié des rats (4 mâles et 4 femelles) sera mise à mort pour analyser la quantité de substance présente dans leur sang et leur cerveau. Les 8 autres rats seront observés pendant 48 heures avant d’être également mis à mort, afin de mesurer la quantité de substance encore présente dans ces mêmes tissus à ce moment-là.
Impact sur les animaux
Les substances étudiées ici peuvent affecter l’activité du cerveau. Il est donc probable qu’on observe des effets comme de la somnolence, des troubles de l'équilibre ou des problèmes de coordination. Ces effets, bien que réversibles, seront attentivement surveillés. Lors des expositions, les animaux seront placés dans des cages collectives en plastique grillagé divisée en 8 compartiments, à raison d‘un animal par compartiment. Il est possible que l’espace restreint du compartiment dans lequel les animaux seront placés puisse provoquer du stress chez eux.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet seront mis à mort à la fin des procédures, afin de prélever les tissus nécessaires pour les analyses.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est indispensable car, pour savoir comment les COV s'accumulent et sont éliminés, il faut un organisme avec un métabolisme fonctionnel. Les tests en laboratoire sur des cellules ou des tissus isolés ne permettent pas de répondre à ces questions.
Réduction
Le protocole a été conçu pour utiliser le moins d’animaux possible, tout en incluant à la fois des mâles et des femelles. Pour chaque COV, 8 animaux (4 mâles et 4 femelles) seront utilisés pour mesurer les quantités présentes immédiatement après l’exposition, et 8 autres (4 mâles et 4 femelles) seront utilisés pour mesurer les quantités 48 heures après l’exposition.
Raffinement
Les animaux seront manipulés avec soin par du personnel qualifié. Ils seront surveillés chaque jour pour évaluer leur état de santé et leur comportement. Ils seront hébergés par deux dans un environnement enrichi avec des accessoires comme des tunnels en carton, des blocs à ronger ou des matériaux de nidification. Ils auront un accès illimité à la nourriture et à l’eau, sauf pendant les périodes d’exposition. Avant les tests, pour réduire le stress lié au fait de rester 8 heures dans des cages pendant les expositions, les rats seront progressivement habitués à ces conditions. Les cages seront équipées de grilles permettant aux animaux de voir et de sentir leurs congénères, ce qui les aidera à se sentir moins isolés. Pendant les heures d’exposition ainsi qu’après l’exposition, les rats seront attentivement surveillés, et tous les signes observés seront notés dans des tableaux prévus pour évaluer leur état général. En cas de problème, un barème permettra de décider des actions à prendre, comme l’arrêt de l’exposition ou, en cas de souffrance, la mise à mort des animaux.
Choix des espèces
Nous avons choisi d’utiliser des rats car leur métabolisme des COV est proche de celui des humains. En travaillant avec des mâles et des femelles, nous pourrons également étudier d’éventuelles différences dans la façon dont les substances sont transformées dans le corps en fonction du sexe.
Etude de la biodistribution chez la souris de nanoparticules pour le développement de nouveaux vecteurs pour la vaccination par voie muqueuse
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Dix séances d'imagerie sous anesthésie gazeuse par animal, plus un gavage, une injection intramusculaire, une injection intrapéritonéale et un marquage des oreilles à l'entaille : 640 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever cavité nasale, ganglions, rate, poumons et intestin. Le projet vise à suivre où se répartissent huit formulations vaccinales administrées par le nez ou par la bouche, puis à n'en retenir que deux. Les retombées annoncées, des vaccins muqueux contre des virus respiratoires ou des pathogènes digestifs, sont renvoyées au long terme. Sur le remplacement, le porteur affirme n'avoir "pas d'autre solution que d'utiliser l'animal dans son entier" et qualifie le recours à la souris d'"incontournable" puis de "nécessaire".
Objectifs
La vaccination représente une approche essentielle dans le domaine de la santé comme l’ont montré les épisodes pandémiques liés au Covid-19. Dans ce domaine, le développement de vaccins non-injectables dans le muscle du bras constitue un axe de recherche crucial. D’une part puisque cela permettrait d’améliorer la protection immunitaire associée au vaccin mais également puisque cela permettrait de s’affranchir de l’utilisation d’aiguille. Cette approche, appelée vaccination par voie muqueuse est au cœur des projets de recherche de notre laboratoire. En effet, notre laboratoire de recherche développe de nouvelles formulations vaccinales qui pourrait être admintrées par voie orale ou par voie nasale. Afin d’améliorer l’efficacité de ces potentiels vaccins, l’imagerie in vivo est une technique clé puisqu’elle permet de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la réponse immunitaire. En effet, l'utilisation de techniques d’imagerie dites non-invasives offre la possibilité de suivre des phénomènes biologiques complexes comme la mise en place d’une réponse immunitaire et de suivre la distribution de formulations vaccinales par des mesures répétitives tout en évitant la mise à mort régulière de grands effectifs d’animaux, en comparaison d’une approche in vivo invasive. L’objectif de ce projet est de développer des formulations vaccinales et d’identifier les meilleures compositions grâce au suivi par imagerie de ces formulations après leur administration par voie orale ou nasale chez le petit animal. Cette approche permettra de mieux comprendre les mécanismes de la réponse immunitaire et d’améliorer l’efficacité des vaccins.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet concernent majoritairement la compréhension des mécanismes de la réponse immunitaire dans le cadre de la vaccination. Le bénéfice majeur du projet à long terme est le développement de formulation vaccinale orale ou nasale qui pourra s’appliquer à différents virus respiratoires ou des pathogènes gastro-intestinaux.
Procédures
- Pour l’identification des souris, le marquage des animaux par des entailles sur les bords des oreilles, sera réalisé sur l'animal anesthésié (1 fois/animal, durée : 1 minute). - Les administrations par voie intramuculaire sont des actes induisant une douleur légère. Nous effectuerons donc ce geste sous anesthésie gazeuse (1 fois/animal, durée : 3 minutes) et un analgésique sera utilisé 30 minutes avant l’administration. Il pourra être renouvelé 6h après la première dose. - Les administration orale par gavage peuvent entrainer un leger inconfort pour l'animal (1 fois/animal, durée : 1 minute). Ce geste pourra être effectué après avoir trempé la canule de gavage dans une solution sucrée - Les injections intrapéritonéales sont des actes induisant une douleur légère et ne nécessitant pas d’anesthésie au préalable (1 fois/animal, durée : 5 minutes). - Les acquisitions d’images doivent se faire sur des animaux immobiles et seront donc réalisées sous anesthésie gazeuse (10 fois/animal, durée : 10 minutes).
Impact sur les animaux
- Marquage aux oreilles : ce geste peut entrainer un bref incorfort. - Administration intramusculaire : ce geste sera réalisé sur l’animal anesthésié et peut induire un inconfort léger après leur réveil). - Acquisition d’images : ces gestes seront réalisés sur l’animal anesthésié et peuvent induire un inconfort léger après leur réveil).
Devenir
A l’issue des deux procédures de ce projet, l’ensemble des animaux seront mis à mort. Cette mise à mort est nécessaire car elle permet de prélever différents organes d’intérêt (cavité nasale, ganglions lymphatiques, rate, poumons, intestin, etc ...) et de pouvoir ensuite les étudier plus en détails par d’autres techniques.
Remplacement
Avant d’utiliser sur l’animal les différentes formulations vaccinales développées dans ce projet, des études de toxicité et de réponse inflammatoire ont été menées à l’aide d’autres techniques (cultures cellulaires épithéliales et immunitaires) afin de vérifier leur non dangerosité sur l’animal. De manière générale, la vaccination repose sur la mise en place d’une réponse immunitaire faisant appel à l’ensemble des organes lymphoïdes, dont les ganglions lymphatiques et la rate, et dans différents organes ciblés. Le recours à l’animal est donc incontournable et le choix du modèle souris est le plus adapté afin d’évaluer l’efficacité de la dissémination de ces formulations vaccinales. Nous n’avons donc pas d’autre solution que d’utiliser l’animal dans son entier. L'étude de la biodistribution des formulations vaccinales nécessite une approche in vivo. Aucune méthode alternative ne peut se substituer à l’utilisation des animaux pour la réalisation de notre projet car il requiert l’analyse dans un organisme entier. De plus, nous souhaitons identifier et prélever les organes ciblés selon la voie d'administration (nasale ou orale). C’est pourquoi le modèle murin, qui est un modèle bien caractérisé et facilement manipulable, est nécessaire. Le nombre de souris nécessaires à nos travaux a été réduit au minimum sans compromettre l’analyse statistique de nos résultats. Une définition précise des points limites et une surveillance adaptée des animaux par un personnel compétent permet de limiter au maximum toute souffrance animale. Nous prévoyons d’utiliser au maximum 640 animaux sur une période de 5 ans.
Réduction
Dans l’ensemble, le nombre d’animaux utilisé a été réduit à son minimum sans compromettre les objectifs du projet tout en permettant d’obtenir des résultats fiables (réalisation d’études statistiques). D’autre part, un choix restreint de groupes expérimentaux (8 formulations) a été fait grâce à des tests réalisés en amont par d’autres techniques d’analyses (criblage in vitro). Enfin, la première étape du projet permet de sélectionner les 2 meilleures formulations (sur les 8 initiales) et donc de réduire drastiquement le nombre de formulations testées dans un deuxième temps.
Raffinement
Différentes mesures seront prises tout au long des expérimentations pour limiter la souffrance et le stress des animaux : - l’environnement des souris sera enrichi (igloo, coton, morceaux de bois). - à la réception des souris, elles seront acclimatées durant une semaine dans l’établissement utilisateur. - Le marquage des souris sera effectué grâce à des entailles au bord de l’oreille, moins sensible et réalisé sous anesthésie. - Les administrations intramusculaires se feront sous anesthésie. - Les acquisitions d’image par tomographie par fluorescence ou par bioluminescence s’effectueront après anesthésie et l’anesthésie sera maintenue tout au long de l’acquisition - Après chaque anesthésie, les souris seront placées dans une cage disposée sur un tapis chauffant et le bon réveil des souris sera vérifié (mouvement de la souris, comportement, prise de boisson ou de nourriture, etc) avant de les replacer dans leur pièce d’hébergement.
Choix des espèces
La recherche préclinique chez l’animal est devenue indispensable avant toute application clinique de nouvelles thérapies. L'utilisation de souris permet d'observer les effets sur un organisme entier et la biodistribution dans sa globalité. De plus, l'outil de visualisation par tomographie est dédié à la souris. A la réception, les souris seront âgées de 6 semaines afin de s’assurer que le système immunitaire est mature.
Impact de la fibrose sur la régénération musculaire et sur des stratégies thérapeutiques innovantes chez la souris dystrophique
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Les souris qui montrent le moindre signe de détérioration de leur santé sont mises à mort sur-le-champ. Toutes les autres le sont à la fin des procédures, pour analyser leurs muscles et d'autres organes comme le foie. 1 144 souris porteuses d'une fibrose musculaire, certaines aussi immunodéficientes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour étudier comment ce tissu cicatriciel modifie la régénération du muscle et l'effet des thérapies génique et cellulaire. Selon les groupes, elles reçoivent dans un muscle une toxine qui l'endommage, des virus, des cellules ou des molécules, subissent une greffe musculaire de 30 minutes sous anesthésie, ou un traitement d'environ 13 semaines par injection dans l'abdomen ou par gavage, jusqu'à deux fois par jour, sans anesthésie. Le porteur justifie le choix de l'espèce par l'usage : la souris est, écrit-il, "le modèle le plus commun utilisé dans des études de régénération musculaire".
Objectifs
Nous nous intéressons aux dystrophies musculaires, un groupe de maladies génétiques qui touchent le muscle squelettique. Elles sont caractérisées par une faiblesse musculaire, une dégénérescence progressive des muscles du corps. Dans certains types de dystrophies musculaires, comme par exemple la dystrophie musculaire de Duchenne (incidence 1 sur 3500 naissances de garçons), la dystrophie musculaire oculo-pharyngée (1 sur 100000) ou la dystrophie musculaire des ceintures (prévalence entre 1 et 3 personnes sur 125000) entre autres, l’apparition de tissu cicatriciel (appelé fibrose) dans les muscles est également observée. Le processus fibrotique représente une réponse progressive qui aboutit, suite à la production excessive de tissu cicatriciel remplaçant le tissu, à une dysfonction de l’organe et à dans certains cas peut amener à la mort de l’individu. Dans le muscle squelettique (comme dans nombreux autres tissus), le processus qui amène l’apparition de tissu cicatriciel reste un processus très peu connu et son impact sur la régénération musculaire et son influence sur certaines des thérapies innovantes utilisées dans des essais cliniques dans le cadre des dystrophies musculaires, reste mal compris. Ce projet consiste à 1) étudier l'impact de la fibrose musculaire sur la régénération musculaire; 2) étudier comment la fibrose musculaire peut influencer certaines approches thérapeutiques comme la thérapie génique et la thérapie cellulaire; 3) tester des approches thérapeutiques visés à diminuer la fibrose et améliorer la fonction musculaire dans des modèles de dystrophie musculaire.
Bénéfices attendus
Ce projet aidera à comprendre comment la présence de tissu cicatriciel (fibrose musculaire) au sein du muscle squelettique est capable de modifier la régénération du muscle. Également, il permettra de comprendre comment la fibrose peut influencer l’efficacité de certaines stratégies thérapeutiques, comme la thérapie cellulaire par transfert de myoblastes et la thérapie génique, qui représentent des thérapies envisageables pour des maladies génétiques comme les dystrophies musculaires. Enfin, il permettra de tester des approches thérapeutiques visés à diminuer la fibrose et améliorer la fonction musculaire dans des modèles de dystrophie musculaire.
Procédures
Différents groupes d’animaux seront soumis à différentes procédures. Un lot d'animaux sera soumis à l'injection d'une toxine musculaire sous anesthésie. Il s'agit d'une intervention de très courte durée (l'injection de la toxine elle-même ne dure que quelques secondes et la manipulation de la souris ne demande que quelques minutes); Un lot d'animaux sera soumis à l’injection intra musculaire (de virus type AAV -virus adéno-associés- ou de molécules thérapeutiques ou de cellules (sous anesthésie/analgésie). Il s'agit également d'une intervention de très courte durée (l'injection elle-même ne dure que quelques secondes et la manipulation de la souris ne demande que quelques minutes); Un lot d'animaux sera soumis alternativement pour une durée de traitement estimé à environ 13 semaines à :i) l’injection en intrapéritonéale d’une molécule thérapeutique (maximum deux fois par jour, sur animaux vigils) ; ii) le gavage d’une molécule thérapeutique (maximum deux fois par jour sur animaux vigils) ;iii) l’administration d’un molécule thérapeutique dans la nourriture (animaux vigils); iv) l’injection intra musculaire de molécules thérapeutiques sous anesthésie. Les manipulations des souris dans ces interventions sont de très courte durée (moins qu’une minute) ; Un lot d'animaux sera soumis à une greffe musculaire, une procédure chirurgicale réalisée sous anesthésie générale et analgésie d’une durée de 30 minutes ; Un lot d'animaux sera soumis à une mesure in situ de la contractilité du muscle squelettique (durée de 15 minutes) qui est un acte sans réveil effectuée sous anesthésie et analgésie. Cet acte est suivi de l’euthanasie (réalisée sous anesthésie et analgésie) des tous les animaux afin de permettre le prélèvement des organes d’intérêt.
Impact sur les animaux
Les animaux utilisés présentent une fibrose musculaire à partir de 2 mois (selon le modèle utilisé) sans signe clinique associés. Certains animaux seront également immunodéficients et sont donc plus sensibles aux infections. Dans notre projet, nous injectons des cellules ou des virus de type AAV (virus adéno-associées) ou des molécules à effet thérapeutique en intramusculaire chez la souris. Pour certaines souris cela sera après avoir effectué un dommage musculaire du muscle tibialis anterior. D’autre animaux auront une greffe musculaire. L'effet indésirable qui peut se produire sur les animaux est une inflammation/infection de la peau au site d’injection, l'animal pourrait alors ressentir une douleur locale au niveau du site d'injection. Certains animaux auront un traitement en systémique (par injection intrapéritonéale ou par voie orale). L'effet indésirable qui peut se produire sur les animaux est une inflammation/infection de la peau au site d’injection (pour l’injection intrapéritonéale) ou un des effets secondaires liés à la molécule administrée. Lors des anesthésies effectuées pour l'ensemble des gestes techniques, les risques/contraintes peuvent être les suivants : effets sur les variables physiologiques affectant le maintien de l'homéostasie pendant l'anesthésie (hypothermie, hypotension, hypoxie)
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure. L’analyse des muscles injectés et des autres organes (foie, etc) est indispensable pour ce projet. L'euthanasie de l’ensemble des animaux est donc requise.
Remplacement
La thérapie cellulaire, génique, la régénération musculaire et la fibrose sont des processus qui peuvent être investigués exclusivement in vivo et pour le quel un remplacement in vitro en respect de la règle de 3R n’est pas encore possible.
Réduction
Chaque groupe sera constitué de 8-20 animaux pour obtenir des résultats statistiques. Dans le respect de la règle des 3R, une première série d’ expériences sera réalisée sur 5-12 souris. Le nombre sera incrémenté exclusivement si besoin. En outre, afin de réduire le nombre de souris utilisées (dans le respect de la règle des 3R) pour chaque souris, quand possible, les deux muscles Tibialis Anterior (gauche et droite) seront injectés. Au maximum un total de 1144 souris seront utilisées dans ce projet. Afin de comparer les groupes de sujets, nous réaliserons une analyse statistique.
Raffinement
Pour le raffinent, les animaux sont stabulés en portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température et d'hygrométrie sont contrôlées. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères et l'isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons ou tunnel en carton ou carré de coton compacté. Suite à la procédure chirurgicale, qui est réalisé sous anesthésie/analgésie, les animaux seront surveillés quotidiennement pendant toute la durée de l’expérience afin de déceler des signes de douleur. Pour l’injection de vecteurs AAV- virus adéno-associés- en intramusculaire, pour l’injection de la myotoxine et l’injection de cellules, les souris sont anesthésiées. Les critères tels que l’activité générale, la prise de nourriture et d’eau, la perte de poids, des plaies au site d’injection, une croissance excessive des dents seront évalués régulièrement. Les animaux qui montrent un signe quelconque de détérioration de leur santé seront euthanasiés immédiatement.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est le modèle le plus commun utilisé dans des études de régénération musculaire et de compréhension des mécanismes physiopathologique du muscle squelettique, ainsi que dans des études pour évaluer la participation des myoblastes humains à la régénération musculaire et de thérapie génique. Nous utiliserons de souris présentant de la fibrose musculaire pour pouvoir étudier l’effet de la fibrose sur la régénération musculaire, la thérapie cellulaire et génique et tester des approches thérapeutiques visés à diminuer la fibrose et améliorer la fonction musculaire dans des modèles de dystrophie musculaire. Nous utiliserons des souris d’âge adulte (2 mois et plus): puisque c’est à partir de cet âge qu’elles présentent de la fibrose au niveau musculaire.
Implication de l’hématopoïèse embryonnaire dans l’établissement du système immunitaire adulte.
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
5 248 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, pour une seule intervention chacune, une injection dans l'abdomen, parfois deux à vingt-quatre heures d'intervalle. Les femelles gestantes reçoivent le produit destiné à perturber ou à marquer la production des cellules sanguines de leurs embryons, dont le système immunitaire est ensuite analysé jusqu'à l'âge adulte. Le porteur qualifie la douleur de légère et de courte durée, et signale l'isolement des mâles reproducteurs comme un autre effet indésirable. L'effectif découle du nombre de portées nécessaires, et le porteur annonce une méthode de traçage cellulaire qui devrait le diviser par deux à moyen terme.
Objectifs
Il a été démontré que les perturbations de l'environnement maternel peuvent entraîner des changements durables dans les cellules au cours du développement, contribuant au développement de maladies à l'âge adulte. La plupart des perturbations pendant la grossesse (mutations génétiques, infections, diète) provoquent de l’inflammation chez la mère qui peut passer la barrière placentaire et perturber l’embryon en cours de développement. L’objectif général de ce projet est donc de mieux comprendre (1) les mécanismes contrôlant la mise en place du système sanguin et immunitaire au cours du développement embryonnaire et (2) leur réponse suite à des perturbations pendant la grossesse. Notre projet vise donc à la fois à approfondir les connaissances fondamentales sur le développement du système immunitaire pendant la vie fœtale et à appliquer ces connaissances à des questions d’ordre médicale en utilisant la souris comme modèle pour l’analyse de pathologies humaines d’origine génétique ou infectieuse. A ce jour, comment l’inflammation de la mère affecte le système immunitaire en cours de construction de l’embryon et quelle sont les conséquences à long terme, c’est à dire dans la vie adulte, sont méconnues. L’objectif du projet est de répondre à 3 principales questions : + Comment sont produites l’ensemble des cellules sanguines de l’embryon ? + Pourquoi certaines mutations génétiques perturbent l’hématopoïèse de l’enfant et beaucoup moins celle de l’adulte ? + Comment une infection virale en cours de gestation peut perturber le fonctionnement du système de production des cellules sanguines adulte et sur quelle période ?
Bénéfices attendus
Grace à ce projet, nos approfondirons nos connaissances sur la mise en place du système hématopoïétique de l’embryon. En particulier, nous mettrons en évidence comment des infections pendant la grossesse, telles que les infections virales chez la femme enceinte, perturbent la production de cellules immunitaires à court et long terme au cours de la vie post-natale. De plus, une partie importante du projet présente une orientation plus médicale. Il s’agit en particulier de l’étude de maladies génétiques touchant la petite enfance. Ce projet nous permettra d’identifier les cellules à l’origine de certaines maladies pédiatriques dans des modèles murins adaptés. Une meilleure compréhension de ces pathologies pourra bénéficier, à long terme, à des domaines plus appliqués de la recherche médicale, particulièrement dans le domaine de la pédiatrie. .
Procédures
La seule intervention prévue sur les animaux est une injection intrapéritonéale de produits. Les animaux vigiles seront pris en main quelques secondes pour l’injection intra-abdominale. Celle-ci sera généralement unique. Si deux injections sont nécessaires, elles auront lieu å un intervalle d’au moins 24h.
Impact sur les animaux
Les injections de petit volume requièrent une contention manuelle et l’introduction d’une aiguille en intra-abdominale. Une seule procédure requerra deux injections distantes d’au moins 24 heures. Réalisée selon les bonnes pratiques vétérinaires, ces gestes provoquent chez les animaux une douleur légère et de courte durée.
Devenir
Tous les animaux soumis à une procédure seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour analyser leur système immunitaire dans différents organes et ils ne pourront donc être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés.
Remplacement
A ce jour, il n’y a aucune alternative non animale disponible pour étudier le développement des fœtus à partir du deuxième trimestre de gestation chez les Mammifères. Comprendre comment se construit le système immunitaire in utero nécessite d’étudier des interactions multiples entre organes et types cellulaires au cours de tout le processus de gestation. Ceci ne peut donc pas être reproduit dans des modèles in vitro de type organoïdes. De plus, pour comprendre comment des perturbations au cours de la grossesse impactent la santé des individus, nos études nécessitent l’étude d’organismes entiers.
Réduction
Les effectifs des groupes expérimentaux ont été ajustés : - en tenant compte de notre expérience, - en fonction de la nature de l'expérience et des paramètres mesurés, - de la variabilité de ces paramètres, - de façon à produire des résultats interprétables, permettant d'atteindre une signification statistique. Pour affiner cette estimation, nous disposons de l’aide et des recommandations d’un service de biostatistique qui nous guide pour calculer au plus juste l’effectif nécessaire à chaque type d’expérience afin d’éviter une utilisation excessive d’animaux ou, à l’inverse, une sous-estimation de ce nombre qui entrainerait l’obtention de résultats ininterprétables. De plus, nous mettons en place dans ce projet une nouvelle approche de traçage cellulaire permettant de combiner le marquage et suivi de deux populations distinctes dans un même individu. Ceci permettra, à moyen et long terme, de réduire de moitié les animaux nécessaires. En effet, actuellement deux cohortes indépendantes utilisant chacune un seul système de marquage sont nécessaires et grâce à notre nouvelle approche une seule permettra de combiner les deux.
Raffinement
Les seules interventions pouvant provoquer une gêne physique sont les injections intra-abdominales. Pour limiter les nuisances au maximum, ces injections seront réalisées par du personnel formé à cette procédure. Les seringues seront à usage unique. Les injections seront réalisées dans une pièce isolée de façon à ne pas provoquer de stress sur le reste des animaux. Un autre effet indésirable sur le bien-être animal est la solitude des mâles reproducteurs. De façon à limiter les effets néfastes de cet isolement, les femelles seront laissées aussi longtemps que possible avec les mâles. De plus, l’enrichissement des cages sera maximalisé selon les recommandations du service du bien-être animal de notre animalerie. Enfin, les animaux ne seront pas conservés isolés sur une longue période, mais plutôt de façon épisodique au moment du renouvellement des accouplements.
Choix des espèces
• Les souris sont des petits Mammifères qui partagent de nombreuses similarités avec l’homme. • La souris est l’espèce la plus susceptible de fournir des résultats satisfaisants sur le développement in utero des mammifères. • Elles constituent un modèle très maîtrisé par l’ensemble des équipes de recherche • Leur temps de génération est court et les effectifs des portées élevés, ce qui permet d’avoir rapidement accès à un grand nombre d’animaux. • Relativement facilement consanguines, ce qui permet une meilleure homogénéité dans nos populations. • De nombreuses lignées existent (souris génétiquement modifiées) pour étudier l’hématopoïèse. • Des modèles de maladies humaines, à la prévention ou à la thérapie desquelles nous souhaitons tout particulièrement contribuer, ont été développés chez les souris de laboratoire (exemple : Mutations génétiques). Le but général de ce projet est d’étudier les perturbations de la production des cellules sanguines au cours du développement embryonnaire précoce et d’analyser leurs conséquences sur le système immunitaire tout au long de la gestation et, ensuite, chez le nouveau-né et au cours de la vie adulte. La production des cellules sanguines commence, chez la souris entre le 8ème (E7,5) et le 9ème (E8.5) jour de gestation, sur une durée totale de 19-20 jours. De ce fait, les injections faites aux femelles gestantes pour perturber la production des cellules sanguines ou pour marquer génétiquement les cellules concernées, seront faites essentiellement entre le 9ème et 10ème jour (E8,5 à E9,5) et les embryons seront analysés à intervalles réguliers (E9,5 à E18,5 = veille de la naissance). Pour l’analyse des conséquences sur le système immunitaire après la naissance, les stades choisis seront P2 (2ème jour après la naissance), P15 (15ème jour après la naissance) et P42 (6 semaines après la naissance). Ces stades ont été choisis car ils représentent des stades clés du développement post-natal chez la souris : un stade juste après la naissance (P2), un stade avant le sevrage (P15) et un stade adulte post-puberté (P42).
Nouveaux rôles de facteurs hormonaux dans la régulation centrale du métabolisme énergétique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
7 240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent jusqu'à six injections dans l'abdomen, dix sous la peau, une injection quotidienne au pousse-seringue pendant vingt-huit jours, des chirurgies intracrâniennes, la pose de canules et de pompes osmotiques, un isolement d'une semaine, jusqu'à dix-huit semaines de régime obésogène, trois jeûnes et la coupure de la pointe de la queue pour les prises de sang. Le porteur signale que le régime gras provoque des problèmes de dents, que les chirurgies exposent à l'hypothermie et à des troubles cardiorespiratoires, et que l'enrichissement est retiré pendant l'isolement pour ne pas gêner les lasers qui mesurent l'activité locomotrice. Il écrit que chaque souris sera mise à mort à la fin de chaque procédure "dans le respect des 3R", les tissus de la moitié d'entre elles allant aux analyses moléculaires, ceux de l'autre moitié aux analyses histologiques.
Objectifs
Les hormones permettent à nos organes de communiquer entre eux et jouent ainsi un rôle essentiel au bon fonctionnement et au maintien de nos fonctions physiologiques, notamment celles régulées par le cerveau. Tout comme l’homme, la souris possède des récepteurs aux hormones dans des régions cérébrales essentielles dans la régulation du métabolisme énergétique. La compréhension de ces mécanismes est essentielle pour la mise en place de stratégie thérapeutique contre les troubles du métabolisme comme l’obésité. Notre objectif est de comprendre: 1- le nouveau rôle de récepteurs aux hormones dans la régulation du métabolisme énergétique dans un contexte physiologique et pathologique, 2- tester des nouvelles stratégies thérapeutiques dans la prise en charge de des troubles métaboliques comme l’obésité. Ces deux axes de recherche seront étudiés dans ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre de conduire à de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les maladies métaboliques tel que l’obésité. De plus, il permettrait de comprend le nouveau rôle, au niveau du cerveau, de récepteurs dans l'intégration des signaux de satiété ou d'appétit venant de la périphérie.
Procédures
Injections intrapéritonéales (6 max par souris; durée
Impact sur les animaux
Les nuisances en lien avec les chirurgies sont 1) pendant les chirurgies, une hypothermie et des problèmes cardiorespiratoires, ainsi que du stress et un déssèchement des yeux 2) en post-chirurgie, des douleurs post-opératoires minorées par des antalgiques ainsi que du stress. Le régime riche en graisse va entrainer une prise du poids au fur et à mesure des semaines, les souris vont devenir un peu moins actives et développer des problèmes de dents à cause de croquettes plus souples que les croquettes standards. Lors des tests métaboliques, les animaux n’auront plus accès à la nourriture pendant plusieurs heures, ils pourront subir une gêne due à la sensation de faim. Le gavage peut entrainer du stress dû à la contention et à la sonde de gavage. La coupure de la pointe de la queue lors de ces mêmes tests entraine une douleur modérée au moment de la réalisation de la coupure pour prélèvements sanguins. Concernant l’isolement pour la mesure de paramètres métaboliques: l'isolement pendant une semaine chez la souris peut créer du stress. La mesure de composition corporelle nécessite une anesthésie qui peut également engendrer un stress chez la souris, la dose de rayons X nécessaire est faible et non-chronique et n’entraine donc pas de nuisance.
Devenir
Chaque souris sera mise à mort à la fin de chaque procédure, dans le respect des 3R. Une moitié sera dédié à l’étude moléculaire de différents tissus (hypothalamus, tronc cérébral, foie, pancréas, tissu adipeux). La seconde moitié sera dédié à l’étude histologique des mêmes tissus.
Remplacement
Pour réaliser les tests de métabolisme systémique et analyser la signalisation inter-organe, les modèles in vivo sont indispensables. De plus, pour réaliser les tests de comportements, il n'existe pas d'alternatives à l'utilisation d'animaux décrit actuellement dans la littérature. Des premiers tests ont été effectués in vitro, pour sélectionner les molécules candidates les plus prometteuses comme antagoniste des récepteurs parathyroïdiens, ainsi que les concentrations de toutes les molécules qui seront utilisés pour transposer in vivo. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés (t test si 2 conditions / ANOVA si plus de 2 conditions).
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
Nous appliquerons strictement les points limites définis dans le projet et la douleur sera limitée à son maximum. Les souris seront sous surveillance journalière de la part de l’équipe professionnelle de zootechnie et une grille de score adaptée à la procédure sera mise en place. Les animaux seront maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi, en dehors des phases d’isolement. L’enrichissement se limite à la litière lors des phases d’isolement, pour éviter l’interaction avec les lasers qui détectent l’activité locomotrice des souris. Pour limiter les nuisances/effets indésirables des injection intrapéritonéales, nous utiliserons une aiguille fine. Pour le gavage, nous utiliserons une sonde souple pour limiter les nuisances. De plus, une anesthésie profonde sera réalisée à chaque acte chirurgicale pour limiter la douleur et un analgésique sera également utilisé en pré- et post-opératoire.
Choix des espèces
La souris est un des modèles les plus appropriés pour l'étude de l'obésité. Les souris sont faciles à manipuler. Dans cette étude, certaines souris entreront en suivi (régime spécifique ou standard) à l’âge de 11 semaines. En effet, à 11 semaines les souris, en plus d'avoir passé la maturité sexuelle seront plus robuste et auront atteint un poids qui va leur permettre de subir la prise de poids inévitable due au régime sans que cela n’impacte trop leur organisme.
Adaptation d’une population de chevreuils au changement global : dynamique de population en interaction avec les activités humaines en milieu rural et ses impliquations pour la santé
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour comprendre comment une population de chevreuils s'adapte au changement climatique et aux activités humaines, 540 individus vont être capturés, dont 30 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les adultes et subadultes sont rabattus au cours d'une battue pédestre vers un filet tombant, tranquillisés, placés en caisse de contention, puis manipulés une dizaine de minutes sur une table, avec boucles auriculaires, puce sous-cutanée, collier GPS, pesée et prélèvements de peau, de sang, de poils, de fèces et d'ectoparasites. Les faons sont saisis au printemps dans la végétation où ils restent tapis, pesés dans un sac, bagués et équipés d'un collier extensible en moins de cinq minutes. Tous sont relâchés aussitôt, le porteur signalant de rares cas de mortalité à la capture, des blessures légères possibles lors de la course ou de la chute dans le filet, et un stress pouvant altérer la mobilité des adultes pendant quelques jours.
Objectifs
Nous souhaitons comprendre comment l'hétérogénéité spatiale de l’environnement (en termes de ressources et de risques) façonne la performance individuelle et, par conséquent, la dynamique des populations et le potentiel évolutif des grands herbivores, par le biais de leur utilisation de l'espace, en relation avec leurs composantes individuelles (condition, personnalité, immunité...), la prédation, la pression parasitaire et l'intervention humaine (les perturbations non létales, les pratiques agricoles, la chasse…). Cette étude est particulièrement pertinente dans un contexte de changement global (climatique, paysager…), pour comprendre comment les populations animales font face aux perturbations d’origine anthropiques et pour évaluer les services et disservices rendues par ces populations animales. Nous souhaitons aborder les questions suivantes : L'hétérogénéité individuelle diffère-t-elle selon les traits liés à la performance, selon les années au sein d'une population ? Qu'est-ce qui façonne la variation observée dans les trajectoires individuelles d’histoire de vie (e.g. fécondité, survie, dispersion natale), entre les facteurs environnementaux (météo et habitats au stade critique de la vie), les attributs individuels (sexe, cohorte, caractéristiques du domaine vital des adultes) et les influences anthropiques (perturbations, chasse, pression de prédation et maladies) ? Quelle est la contribution relative du hasard, de la contrainte et de l'adaptation dans l'élaboration des trajectoires individuelles observées au sein des populations ? Quelles sont les tactiques comportementales individuelles adoptées par les chevreuils (e.g. spatiales) pour faire face aux perturbations d’origine anthropique ? Comment les individus s’ajustent ils à de nouvelles conditions environnementales ?
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet sont d’abord d’apporter de nouvelles connaissances sur l’écologie d’une espèce modèle de grand herbivore sauvage, largement répandue et impliquée dans de nombreuses interactions avec les activités humaines, afin de comprendre son potentiel d’adaptation aux changements d’origine anthropique et de prédire sa dynamique de population dans nos paysages ruraux ordinaires. Ces connaissances sont précieuses pour comprendre ses interactions avec l’homme (risques sanitaires chez les humains et les animaux d’élevage, dégâts aux production sylvicoles et agricoles, collisions), mais aussi les services rendus (e.g. sur la biodiversité, sur les cycles des nutriments). Parmi les bénéfices attendus, ces connaissances permettraient donc de réduire certains disservices et de favoriser d’autres services rendus par la faune sauvage, de réduire les effets négatifs de l’homme sur les populations animales et d’une manière générale sur les écosystèmes, en fournissant des mesures de gestion concrètes. Ainsi, ce projet permettrait d’assurer une meilleure prise en compte des enjeux écologiques dans la gestion des territoires et dans les politiques publiques.
Procédures
Les chevreuils adultes et subadultes sont capturés au filet tombant suite à une battue pédestre (sans chien). Ils sont tranquilisés et placés dans une caisse de contention pour se reposer avant d’être manipulés. Sur la table de manipulation, ils sont identifiés (boucles auriculaires et puce électronique sous cutanée) et équipés d’un collier GPS. Ils sont examinés pour leur état général, mesurés (poids, mensurations) et font l’objet de prélèvements biologiques (peau, sang, poils, fèces, muqueuses, ectoparasites) avent d’être relâché dans leur milieu. Certains animaux sont transportés vers une autre localité de lâcher au sein du même site d’étude dans le cadre d’une translocation. La manipulation sur la table dure environ 11 minutes. Les faons de chevreuils sont capturés au printemps par saisie alors que l’animal est gité dans la végétation (il se déplace très peu à cet âge). L’animal est pesé dans sac de contention, idéntifié avec des boucles auriculaires, et équipé d’un petit collier extensible. Nous réalisons un examen de l’état general et effectuons quelques prélèvements biologiques (peau, salive, goutte de sang, tiques). La procédure dure moins de 5 minutes.
Impact sur les animaux
- La capture occasionne un stress qui peut altérer la mobilité des adultes pendant quelques jours. - De rares cas de mortalité peut survenir lors de la capture chez les adultes et subadultes. - Des blessures légères peuvent survenir pendant la capture des adultes et subadultes lors de la course dans la battue, lors de la chute dans le filet ou lors de la contention dans le sabot. - Une douleur est occasionnée par les prélèvements (prise de sang) ou l’identification (bague auriculaire, puce sous-cutanée). - Un inconfort musculaire peut être lié à la contention et au port du collier. - Certains individus sont confrontés à de nouvelles conditions environnementales dans le cadre des translocations.
Devenir
Tous les animaux sont relâchés dans le milieu naturel immédiatement après leur manipulation
Remplacement
Il n’y a pas d’alternative satisfaisante aujourd’hui au suivi in-situ des grands ongulés sauvages. Les études écologiques impliquant le suivi de la faune sauvages sont essentielles pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes et tenter de réduire l’impact de l’homme pour plus de résilience. Ces données sont necessaire pour appréhender la variabilité des trajectoires de vie des chevreuils et comprendre les mécanismes éco-évolutifs de l’adaptation aux changements globaux. Cependant les données apportées par ce suivi permettent d’ouvrir la voie à la modélisation informatique de l’utilisation de l’espace par le chevreuil, ce qui pourrait autoriser à l’avenir un remplacement des suivis en nature pour répondre à certaines questions (flux de matières et de vecteurs, étude de connectivité du paysage).
Réduction
Ce suivi d’une population de chevreuil en milieu rural bénéficie à de nombreux projets de l'unité mais aussi de plusieurs partenaires scientifiques en France et en Europe. En effet les données sur l’écologie spatiale du chevreuil sont mises à disposition dans le cadre d’un réseau scientifique européen sur les mouvements des mammifères. De plus les prélèvements biologiques sont stockés et mis dans une base de gestion d’échantillon qui facilite leur utilisation par d’autres chercheurs pour des questions différentes (par exemple récemment pour la recherche de pathogènes émergents comme la covid 19). L’effort particulier consenti par l’équipe de recherche à la réutilisation des données et des échantillons biologiques est de nature à réduire la nécessité de multiplier ce genre de suivi à long terme et donc de réduire in-fine le nombre d’animaux utilisés par la communauté scientifique dans sa globalité. L’utilisation des données issues des captures précédentes ainsi que des données issues du réseau Eurodeer nous permettent de limiter les besoins de nouvelles captures.
Raffinement
Dans un souci continu d’amélioration de nos pratiques, nous réalisons des bilans post-capture (2 par an) qui produisent des recommandations que nous incluons dans nos procédures (e.g. pommade anesthésiante sur l’oreille, refroidissement de l’animal lors de la manipulation en cas de chaleur). Les mesures de raffinement sont : Les animaux adultes et subadultes sont tranquilisés après la capture dans le filet, puis ils se reposent dans des caisses stockées au calme, à l’ombre et sous surveillance. La manipulation est rapide dans le calme en minimisant le bruit. Les prélèvements pouvant s’avérer douloureux (prise de sang) sont réalisés par 3 personnes très expérimentées. Les rôles des assistants sont précis et déterminés à l’avance. Un responsable surveille en permanence l’état de l’animal (température, respiration, agitation) et peut décider de racourcir la durée de la manipulation si des points limites sont atteints. A chaque étape, un vétérinaire est prêt à intervenir si nécessaire. Dès le lendemain et par la suite, l’animal est localisé, voire observé, afin de recueillir des informations sur l’effet de la capture. En général, la capture des faons est réalisée après une tétée pour limiter l’effet du dérangement sur les soins maternels. Les faons sont très peu réactifs jusqu’à l’âge de 15 jours (couché, immobile). Une seule personne très expérimentée manipule le faon, le plus rapidement possible et en silence, après s’être frotté les mains dans la végétation pour éviter de laisser trop d’odeur humaine sur le faon. Si le faon est trop jeune pour être manipulé, l’opération est reportée.
Choix des espèces
Le chevreuil est le grand herbivore sauvage le plus abondant en Europe. A ce titre, il joue un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes et rends des services et disservices pour les activités humaines. Leur présence peut générer des dégâts (agricoles, sylvicoles), réduire ou augmenter les risques sanitaires (maladie et collisions), produire des services (proie de substituion aux animaux domestiques pour les grands prédateurs, chasse, tourisme) et générer des conflits (entre forestiers et chasseurs par exemple). Ainsi c'est un bon modèle pour l'étude du fonctionnement des populations d'ongulés sauvages. D’autre part, le chevreuil est une espèce chassée et dont les effectifs évoluent à la hausse depuis la mise en place des plans de chasse dans les années 1980 aussi il ne se pose, pour cette espèce et à l’heure actuelle, aucun problème de conservation. Tous les stades de développement sont étudiés depuis la naissance jusqu’à la sénescence. L’objectif scientifique est d’étudier la trajectoire d’histoire de vie des individus et d’identifier par exemple comment les conditions précoces, lors du développement de l’individu conditionnent le comportement et la performance des individus.
Évaluation d’une immunothérapie délivrée par sonoporation dans un modèle de mélanome chez la souris mâle
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Une perte de poids dépassant 15 %, une posture ou des expressions faciales associées à la souffrance déclenchent la mise à mort de l'animal. 100 souris mâles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chacune reçoit une injection sous-cutanée de cellules de mélanome, puis une injection intratumorale de microbulles et d'interleukine-12 suivie d'une exposition aux ultrasons, six échographies et un prélèvement de sang. Le porteur décrit une possible ulcération et nécrose de la tumeur, et fixe comme objectif de comparer quatre modes de focalisation du faisceau pour déterminer quel volume tumoral il faut traiter.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de concevoir une approche thérapeutique reposant sur la délivrance locale d’une molécule immunostimulatrice dans le tissu tumoral par sonoporation. La sonoporation, associant les ultrasons (US) et les microbulles (MB), permet une délivrance localisée des molécules thérapeutiques avec une efficacité élevée et un faible taux de toxicité. Grâce à cette biodisponibilité augmentée, l’efficacité thérapeutique de cette molécule se trouverait amplifiée. Dans le cadre de notre précédente étude, nous avons développé et évalué un protocole thérapeutique dans un modèle murin de mélanome par imagerie in-vivo. Dans le cadre de ce projet, deux objectifs restent à atteindre : Objectif 1 – Évaluer la réponse immunitaire par dosage de cette molécule immunostimulatrice dans le sang et la tumeur et par l’étude de l’infiltration des cellules immunitaires, 48 heures après traitement. Objectif 2 – Évaluer 4 modes de focalisation du faisceau ultrasonore afin de déterminer le volume tumoral nécessaire à traiter pour obtenir l’éradication de la tumeur. La croissance tumorale sera évaluée longitudinalement sur notre modèle murin de mélanome par imagerie in-vivo.
Bénéfices attendus
L’immunothérapie et en particulier la vaccination à base de cellules immunitaires, a émergé comme une stratégie thérapeutique prometteuse. Cependant, ces vaccins sont générés ex-vivo et réalisés sur mesure pour chaque patient. Ce processus est complexe et coûteux, empêchant la généralisation de cette immunothérapie. La délivrance in-vivo de molécules immunostimulatrices par sonoporation pourrait ainsi permettre de contourner les procédures laborieuses et coûteuses rencontrées dans le développement de ces vaccins et de généraliser à toutes ces immunothérapies anti-cancéreuses.
Procédures
Sous anesthésie gazeuse : - Injection sous-cutanée des cellules – tous les animaux – 1 fois/animal – 5 min - Injection seule ou coinjection intratumorale du pIL-12 et microbulles et exposition aux ultrasonores – tous les animaux – 1 fois/animal – 12 min - Echographie des tumeurs - 6 fois/animal – 10 min - Prélèvement de sang - 1 fois/animal – 5 min
Impact sur les animaux
Nuisance 1 - Contention des animaux est une source de stress. Nuisance 2 - Le point d’injection des cellules tumorales, des microbulles ou de la molécule immunostimulatrice sont susceptibles d’être douloureux. Nuisance 3 - Les souris peuvent développer des signes cliniques traduisant des effets indésirables liées à la croissance tumorale : 1) Détérioration générale de l'état sanitaire, altération sévère des comportements physiologiques (prostration, refus de se nourrir et de boire, locomotion réduite, poils ébouriffés, dos vouté et yeux enfoncés) ; 2) Cachexie associée à une perte de poids de 15% du poids total de l'animal ; 3) Symptomatologie évocatrice: Saignements, urines ictériques, dyspnées ou sibilances... ; 4) Ulcération et nécrose de la tumeur.
Devenir
Dans le cadre de l’objectif 1, les animaux seront sacrifiés deux jours post-traitement pour prélever du sang et les tumeurs afin de doser l’interleukine-12 sérique et intratumorale, et de mesurer l’infiltration des cellules tumorales. Dans le cadre de l’objectif 2, les animaux seront sacrifiés au 15ème jour post-inoculation avant que les points limites soient atteints.
Remplacement
Dans une première approche expérimentale, nous avons mis en place et validé un protocole de délivrance d’une molécule immunostimulatrice par sonoporation en exploitant des suspensions des cellules de mélanome et des sphéroïdes de mélanome. Cette approche a permis de réduire le nombre de paramètres de ce protocole. Dans la continuité de ce projet, nous souhaitons délivrer cette molécule dans un modèle murin de mélanome afin d’étudier in-vivo la réponse immunitaire induite par ce protocole et les effets de modes de focalisation des faisceaux ultrasonores sur l’efficacité thérapeutique. Le modèle animal ne peut être substitué par un autre modèle d'étude in-vitro ou in-silico car à ce jour aucun modèle d’étude in-vitro ou in-silico ne peut reproduire la complexité d’un système immunitaire in-vivo et la réponse immunitaire anti-cancéreuse.
Réduction
Notre précédente étude in-vivo a permis de réviser le nombre de souris par groupe, passant de 15 à 10 souris/groupe. Par conséquent, notre étude nécessite 100 souris. Nous réaliserons une étude statistique pour évaluer la réponse immunitaire de notre protocole et pour déterminer l’efficacité de différents modes de focalisation du faisceau ultrasonore sur l’efficacité thérapeutique de cette immunothérapie dans un modèle murin de mélanome. Par rapport au groupe contrôle, il sera considéré comme significatif : 1) Augmentation de 20% de la molécule thérapeutique dans le sang et la tumeur ; 2) Augmentation de 20% de l’infiltration tumorale des cellules immunitaires ; 3) Diminution de 20% du volume des tumeurs ; 4) Diminution de 15% du poids des animaux.
Raffinement
Le stress des animaux est minimisé par l’implication d’un personnel qualifié pour l’expérimentation animale. Après une phase d’acclimatation, ils seront habitués à être sorties de leur cage. Ils seront hébergés en groupe (5/cage) avec présence d’enrichissement (bâton à ronger, papier absorbant, maison ou tube en plastique). Les animaux seront observés une fois par jour. Toutes les stratégies d'analgésie, d'anesthésie et de soins seront mises en œuvre pour réduire au maximum tout inconfort qui pourrait être induit par les procédures. Pendant le protocole, si nous constatons des bagarres dans les cages, nous procéderons à une séparation des individus tout en maintenant un contact visuel, auditif et olfactif. En cas de blessures, nous laverons ces dernières et nous les traiteront avec une solution antiseptique jusqu’à la cicatrisation complète. Pendant le projet, les expressions faciales, la posture de l’animal, la réactivité de l’animal à des stimuli externes (bruit…) seront monitorés chaque jour. Une perte de poids de plus de 15%, une réactivité anormale à des stimuli externes (bruits), une posture et des expressions associées à une souffrance de l’animal impliqueront sa mise à mort. Les souris seront placées dans une boîte d'induction d’anesthésie gazeuse. Dès que les souris auront des signes d'endormissement, elles seront sorties de la boîte d'induction et placées sur une paillasse avec couverture chauffante. Les souris seront maintenues sous anesthésie gazeuse. Une protection oculaire sera appliquée. La respiration (capteur électronique), la température (sonde endorectale) et le poids (balance) seront mesurés pendant la procédure. Dès son réveil, l’animal sera remis dans sa cage d’hébergement. Les animaux seront mis à mort par injection intrapéritonéale d’un agent euthanasiant vétérinaire.
Choix des espèces
Dans la littérature et pour la lignée cellulaire de mélanome murin B16F10 choisie pour notre étude, l’implantation se fait généralement dans des souris adultes âgées de 5 semaines, physiologiquement matures.
Evaluation de l’effet anticancéreux de nouvelles thérapies cellulaires
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Opérées pendant une heure pour qu'on implante des cellules cancéreuses humaines directement dans un organe, jusqu'à 396 souris reçoivent ensuite huit injections intraveineuses. Sur les 1 388 souris du projet, toutes immunodéprimées et toutes tuées à l'issue, 686 relèvent de procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et de 60 à 156 subissent en plus la pose d'une canule dans le cerveau. Chaque animal est injecté une fois par semaine puis anesthésié pour l'imagerie qui suit la croissance des tumeurs, poumon, foie, rein, côlon, pancréas ou cerveau selon les cas. Le porteur écrit vouloir limiter le projet à 980 animaux au maximum, alors que le total déclaré est de 1 388.
Objectifs
La chimiothérapie, la radiothérapie, les anticorps et depuis peu les thérapies cellulaires font partie des traitements actuels contre le cancer. Les thérapies cellulaires sont composées de cellules humaines capables de cibler puis détruire les cellules cancéreuses. Il est possible d'améliorer leur effet en les associant avec des anticorps. L’objectif de ce projet est d'évaluer l'effet anti-cancéreux de ces produits. Des cellules cancéreuses capable de produire de la lumière et représentative de différents types de cancer (poumon, foie, rein, colon, pancréas ou cerveau) seront greffées chez la souris. Grâce à leur capacité à produire de la lumière, nous pourrons facilement surveiller leur croissance. La capacité de nos traitement à cibler et détruire ces cellules cancéreuses ainsi que leur non toxicité seront évaluées.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont scientifiques et humains. Premièrement, les résultats obtenus seront diffusés à la communauté scientifique. Par conséquent, ils permettront d'améliorer les connaissances scientifiques dans le domaine des thérapies cellulaires. Si les résultats sont positifs et que nos produits sont efficaces comme attendu, ces données permettront de poursuivre leur développement jusqu’à la clinique. Ce projet permettra également dans le futur de proposer des nouveaux traitements efficaces et non toxiques aux patients atteints de cancer.
Procédures
2 animaux seront soumis à 1 injection intracérébrale (la durée de l'injection est d'1 minute). Entre 60 et 156 animaux seront soumis à 1 procédure chirurgicale pour canulation intracérébrale (la durée de l'intervention est d'environ 10 minutes par animal). Maximum 396 animaux seront soumis à 1 procédure chirurgicale pour implanter les cellules humaines cancéreuses dans l’organe d’intérêt (la durée de l'intervention est d'environ 1h) suivi de 8 injections intraveineuses (la durée de chaque injection est d'1 minute). 132 animaux seront soumis à 9 injections intraveineuses (la durée de chaque injection est d'1 minute). Dans le cadre des analyses par imagerie de bioluminescence, tous les animaux (1388) seront injectés 1 fois par semaine par voie intra-péritonéale avant d'être anesthésiés (environ 10 minutes).
Impact sur les animaux
Il n'y a pas d'effets secondaires spécifiquement liés à l'imagerie hormis le stress lors des anesthésies ou lors des injections. Des douleurs peuvent également être ressenties au site d’injection ou lors de l’implantation des canules au cours des procédures de chirurgie. Les animaux greffés avec des cellules humaines cancéreuses seront également sujets à des effets pouvant être induits par la croissance de la tumeur. Ces effets sont connus allant de la perte de poids jusqu’à des problèmes de mobilité ou encore des problèmes comportementaux, principalement dans le cas des tumeurs injectées dans le cerveau ou de certaines tumeurs injectées directement dans l’organe cible. Dans tous les cas, les animaux seront étroitement suivis et examinés tout au long des expériences selon notre fiche de suivi clinique.
Devenir
Les souris seront euthanasiées en fin de procédure expérimentale pour effectuer des prélèvements post-mortem
Remplacement
L’alternative non animale principalement utilisée pour caractériser de nouvelles thérapies en oncologie consiste à évaluer leurs propriétés sur des cellules en culture. Cependant, les données obtenues in vitro restent artificielles et loin des effets observables dans un animal et ceci est d’autant plus vrai quand le produit consiste en des cellules immunitaires humaines vivantes. En effet, in vitro, nos produits sont mis en présence de cellules tumorales sans autres paramètres extérieures (pas d’autres cellules, pas de barrières à traverser, pas d’organes et tissus dans lesquels migrer …). Il est donc reconnu et validé par la communauté scientifique, que même si l’utilisation d’animaux doit être réduite et si possible évitée, celle-ci reste une étape obligatoire dans la caractérisation des nouveaux produits pharmaceutiques. En effet, celle-ci permet d’évaluer dans les conditions d’un organisme vivant, avant une utilisation chez l’Homme, l’impact d’un nouveau produit sur la maladie et l’impact de l’organisme vivant animal sur le nouveau produit. Les modèles murins de cancer sont donc les seuls aujourd’hui permettant d’évaluer l’efficacité des nouvelles immunothérapies cellulaires en oncologie.
Réduction
Ce projet, d’une durée maximale de 5 ans, impliquera l’utilisation de souris avec un système immunitaire affaibli (nombre total maximal d’animaux = 980). Ce nombre d’animaux est le nombre maximal que nous envisageons d’utiliser. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés dans ce projet, nous avons décidé de commencer par des études préliminaires avec le plus faible nombre d’animaux possible. Ces études permettront de réduire le nombre d'animaux nécessaires pour les études suivantes ; mais également, de s’assurer des conditions expérimentales optimales pour les réaliser. Pour l’ensemble du projet, le nombre minimal de souris a été calculé en fonction des besoins scientifiques et statistiques.
Raffinement
A réception des animaux, une première phase d’acclimatation et d’habituation à la manipulation (1 semaine), permettra d’atténuer tout stress lié au transport et de s’assurer du retour à l’état normal de l’animal. Cette période servira également pour habituer les animaux à la méthode de distribution des aliments et de l’eau et à leur nouvel environnement. Le fait d’habituer les souris à être manipulées permettra également de réduire les répercussions nuisibles de la manipulation. Pour toutes les procédures où une chirurgie sera réalisée, des produits anesthésiques et analgésiques adaptés seront utilisés pour prendre en charge la douleur. L’observation des animaux et de leur environnement se fera quotidiennement (pendant la période d’acclimatation et pendant les différentes études) afin d’évaluer leur santé et leur comportement. Un score clinique complet sera calculé pour déterminer la conduite à tenir. Pour toute souris présentant des blessures, elle sera hébergée individuellement et nous procéderons à un enrichissement augmenté de la cage et à une surveillance accrue.
Choix des espèces
Pour tester l'effet d'un nouveau traitement contre le cancer, la greffe de cellules cancéreuses chez la souris est l'expérimentation standard et la plus pertinente. L’utilisation de souris avec un système immunitaire affaibli garantira l’absence de rejet des cellules cancéreuses humaines greffées et l’absence de souffrances associées pour les souris (choc cytokinique, inflammation au site d’injection, …). Souris adultes (6 - 7 semaines à la réception pour une entrée dans l’étude à 7 - 8 semaines) – âge standard pour 1- greffer des cellules cancéreuses et 2- évaluer l’efficacité de nouveaux traitements anti-cancer
Audiogramme par reponse auditive du tronc cerebral (ABR) de la souris rayee africaine (Rhabdomys pumilio) en laboratoire
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Équipées d'électrodes-aiguilles sous la peau du crâne pendant deux heures d'anesthésie générale, 30 souris rayées africaines passent un audiogramme de quatre à cinq heures au total, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'objectif est d'établir les seuils auditifs de cette espèce sauvage, préalable annoncé à l'étude de sa communication vocale ultrasonore. Le porteur écrit qu'à la fin de la procédure les souris n'auront subi aucune atteinte à leur intégrité physique ou mentale, tout en signalant les risques liés à l'anesthésie et une désorientation pouvant durer une heure au réveil. Les 30 individus sont ensuite replacés dans l'élevage, aucun n'étant tué à l'issue.
Objectifs
La souris est un modèle très utilisé dans le cadre des études portant sur les troubles psychiatriques affectant les interactions sociales et la communication (e.g. trouble du spectre de l’autisme). Cependant, malgré de nombreux projets utilisant le modèle murin à cette fin, le système de communication de la souris est encore peu compris. Effectivement, nous ignorons encore le fonctionnement et l’importance de la communication vocale ultrasonore chez la souris : quelles informations sont transmises ? Comment sont encodées et décodées ces informations ? Comment la communication ultrasonore affecte -t ‘elle la vie d’un individu (sélection d’un partenaire sexuel, gestion de conflit, collaboration sociale, …) ? L’objectif de ce projet est d’explorer et comprendre le système de communication de la souris rayée africaine , une espèce de souris sauvage, très intéressante pour la flexibilité de son système social. La richesse et la complexité de ses interactions sociales ont probablement favorisé la mise en place d’un système de communication tout aussi riche et complexe. Cette espèce est de surcroît diurne, s’observe facilement dans son environnement naturel et se maintient bien en captivité, ce qui en fait un excellent modèle pour des études en milieu naturel et en laboratoire. Cependant, nous ignorons encore tout des capacités auditives de cette espèce, alors que la détection des signaux sonores est un mécanisme central de tous système de communication. Notre objectif est d’établir l’audiogramme de la souris rayée africaine, afin de connaître les capacités de perception auditives de cette espèce. Pour atteindre cet objectif, nous travaillerons avec des animaux vivants en laboratoire, en bon état de santé physique et mentale, et pratiqueront un test d’audiogramme par réponse auditive du tronc cérébrale (également connu sous le nom de procédure de l’ABR pour Auditory Brainstem Response).
Bénéfices attendus
Ce projet permet l’étude et la compréhension du système de communication vocale de la souris rayée africaine. Cette espèce a la particularité d’avoir un système sociale flexible (selon les contraintes du milieu et le pressions de compétition, les individus alternent entre un mode de vie solitaire ou en groupes familiaux). La richesse et la complexité des interactions sociales qui en découlent ont probablement favorisé le développement de bonnes capacités cognitives permettant aux souris de naviguer dans ces réseaux sociaux denses. Ainsi il est possible que l’étude de la communication de cette espèce dévoile l’existence de capacités vocales complexes d’apprentissage et de contrôle. Ces capacités vocales sont particulièrement rares dans le règne animal, et particulièrement chez les mammifères où elles ont été prouvées chez l’humain, l’éléphant, la chauve-souris et certains mammifères marins, des espèces difficilement étudiables en laboratoire. Si la souris rayée dispose de ces capacités, elle représenterait alors un modèle de choix pour l’étude et la compréhension de leur mise en place, leur fonctionnement et leur utilité. De plus, la souris rayée africaine est utilisée dans son milieu naturel comme une espèce modèle pour étudier l’adaptation au changement climatique, et comment leurs flexibilité comportementale et physiologique permet de s’adapter à son environnement. Notre projet permettra d’avoir une meilleure connaissance du modèle à court terme, et par la suite de mieux comprendre la communication chez la souris à plus long terme.
Procédures
Au laboratoire, 30 individus participeront à un audiogramme par réponse auditive du tronc cérébral, une procédure qui impliquera une anesthésie générale. Pendant cette procédure les souris seront équipées d’électrodes-aiguilles sous-cutanée qui détectent l’activation des fibres nerveuses auditives en réponse à un son. A la fin de cette procédure les souris seront vivantes et n’auront pas subi d’atteinte à leur intégrité physique ou mentale. Pour cet audiogramme les souris ne participent qu’une fois à l’expérience, qui dure entre 4 et 5 heures au total (ce qui inclue les temps de préparation et de réveil des souris, le test de l’ABR en lui-même durera entre 1 et 2 heures).
Impact sur les animaux
Au laboratoire : L’expérience de l’audiogramme neuro-physiologique (test de l’ABR : Auditory Brainstem Response) impliquera une anesthésie générale d’une durée de deux heures. Des risques liés à l’anesthésie sont possibles. Des électrodes-aiguilles sous-cutanée seront placées au niveau de la tête de la souris pendant la procédure. Au réveil les souris pourront être désorientées (jusqu’à une heure).
Devenir
A la fin de la procédure les animaux seront en vie et n’auront pas subi d’atteinte physique ou psychologique empêchant de les replacer au sein de l’élevage.
Remplacement
Le projet vise à étudier les capacités de perception auditives de la souris rayée africaine, il est donc nécessaire de travailler avec des animaux de cette espèce vivants et en bon état de santé physique et mental. Les résultats obtenus du précédent projet étudiant la communication vocale de cette espèce nous encouragent à poursuivre l’étude de ce modèle et à établir son audiogramme.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés correspondra au nombre minimum d’individus nécessaires à la réalisation d’analyses statistiques. Dans un premier temps les analyses viseront à déterminer les seuils d’auditions pour chaque individu et chaque groupes (mâles, femelles, groupe d’âge différent). La comparaison des seuils d’auditions se fera à l’aide de tests de Student
Raffinement
Les individus seront anesthésiés, avec une analgésie adaptée, pour limiter la douleur, le stress, et les risques liés à la procédure. Au cours des expériences les souris seront surveillées en permanence. Cette surveillance sera directe pendant les temps de préparation de l’animal et l’induction de l’anesthésie. Pendant la réalisation de l’audiogramme, les souris, alors anesthésiées, seront placées dans une chambre anéchoïque. L’expérimentateur ne pouvant rester dans la même pièce, des caméras seront installées pour surveiller à distance la souris et pouvoir réagir de manière appropriée en cas de besoin (par exemple si la souris se réveille avant la fin de la procédure). Une surveillance directe et continue d’au moins une heure sera assurée à la fin de l’expérience, pour s’assurer du bon état de l’animal jusqu’à ce qu’il retrouve des capacités mobiles et un comportement normal. En tout temps, y compris en dehors des périodes d’expérimentations, des visites régulières de surveillance (au minimum quotidiennes), sont effectuées par les expérimentateurs ou le personnel qualifié du laboratoire. La fréquence de ces visites sera renforcée dans les jours suivant la procédure (une visite toutes les 2 heures le lendemain, puis 3 visites par jours au cours de la semaine suivante). Au cours de ces visites, l’expérimentateur s’assurera que les animaux ne présentent aucun signe de détresse ou de mal-être (poil hérissé, prostration, tremblement, blessures…). Si un animal présente des signes physiques de douleur ou de mal-être, ou des comportements anormaux, il ne participera pas/plus aux expériences. Dans le cas où son état ne s’améliorerait pas, il serait euthanasié selon les méthodes réglementaires approuvées. Les animaux impliqués dans l’expériences seront pesés la semaine précédent l’expérience, puis 2 fois par semaine dans le mois suivant la procédure, pour assurer un suivi et prévenir toute perte de poids.
Choix des espèces
La souris rayée africaine est un bon modèle pour étudier la communication animale. C’est une espèce diurne, utilisant un habitat semi-ouvert, qui s’observe facilement dans son milieu naturel. C’est un rongeur, facile à maintenir et reproduire en captivité en gardant une structure sociale en groupes familiaux, proche des groupes présents dans la nature. Elle représente donc un bon modèle de laboratoire. Cette espèce a fait l’objet de nombreuses études biologiques visant à comprendre son comportement social. On dispose donc de connaissances robustes concernant cette espèce, nous permettant de l’étudier de manière précise et ciblée. Cette souris présente une flexibilité sociale rare et un comportement vocal riche, particulièrement intéressants pour l’étude de la complexité des réseaux sociaux, à la différence des souris de laboratoire classiquement utilisées, présentant parfois des comportements sociaux et vocaux altérés. Il est indispensable d’établir son audiogramme pour mener à bien des recherches sur sa communication. La gestation de la souris rayée africaine est d’environ 23 jours. Les jeunes sont sevrés au bout de 28 jours après leur naissance, et sont pleinement adultes à 3 mois. Seuls les adultes d’au moins 3 mois participeront aux expériences, afin de tester des individus qui ont fini leur croissance et leur développement.
Étude des cellules neuronales du pancréas chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
1 980 souris vont être utilisées, chacune pouvant recevoir jusqu'à vingt-deux injections dans l'abdomen, douze prélèvements de sang à la queue et douze semaines de régime enrichi en graisses. S'y ajoutent une biopsie de la queue, deux jeûnes de six et seize heures, un gavage, une injection dans le sinus rétro-orbitaire et une perfusion intracardiaque sous opioïde, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont mises à mort à l'issue pour prélever les organes. Le bénéfice annoncé tient en une phrase, mettre en lumière le rôle du système nerveux dans la fonction du pancréas.
Objectifs
Le pancréas est central dans la régulation de la glycémie. Il produit les hormones permettant de réguler la glycémie. Comme tous les tissus, le pancréas est relié au cerveau par le système nerveux périphérique. Cependant, son rôle dans la fonction du pancréas n’est pas bien connu. Dans ce projet nous proposons d’étudier la contribution du réseau nerveux dupancréas, et notamment dans la sécrétion des hormones régulant la glycémie.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mettre en lumière le rôle du système nerveux dans la fonction du pancréas.
Procédures
1 biopsie de queue (10s), 1 régime riche en gras (12 semaines), 9 à 22 injections intra-peritonéales (20s), 1 injection sous-cutanée (10s), 2 jeun (6h et 16h), 12 prélèvement de sang à la queue (3s), 1 injection intra-veineuse (5s), 1 chirurgie sans réveil (10min), 1 gavage (1min).
Impact sur les animaux
-Injections intrapéritonéale : douleur légère due à la piqure. -Injection intra veineuse rétro-orbitale : gêne, douleur légère au point d'injection. Les animaux sont sous anesthésie gazeuse au moment de l'injection. -Injection sous- cutanée : douleur légère due à la piqure. -Obésité : prise de poids progressive. Les souris peuvent devenir moins actives. Perfusion intra-cardiaque : Douleur modérée. Les souris recevront un analgésique opioïde 15min avant la procédure. - Mise à jeun : gêne due à la sensation de faim. - Micro-coupure à la queue : douleur modérée au moment de la réalisation de la coupure. -Biopsie de queue : douleur modérée.-Gavage : contention soutenue et introduction de la sonde.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de la procédure pour permettre le prélèvement des organes d'intérêt.
Remplacement
Cette étude a pour but d'étudier le rôle du système nerveux du pancréas en condition normale et de stress glycémique, tels que l'obésité et la mise à jeun. Le pancréas répond à la prise et la perte de poids et au dialogue entre différents organes. Cela implique donc d’étudier différents paramètres dans différents organes. Ainsi les modèles animaux sont nécessaires pour mener à bien ce projet.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé pour permettre l’analyse des résultats selon des tests statistiques adaptés. Une étude pilote avec des petits nombres d’animaux a été inclue pour mettre en place des protocoles adaptés et réduire le nombre d’animaux.
Raffinement
Dans les cages les souris bénéficient de coton et de « maisons » afin d’augmenter la diversité de leurs activités et qu’elles puissent se construire un nid. Les animaux seront hébergés avec leurs congénères. Lorsque nécessaire, la douleur et la gêne des souris sont réduites à un niveau modéré par l’administration d’opioïdes et par l’anesthésie. Les souris sont surveillées régulièrement et lors des procédures, les paramètres de santé qui peuvent être affectés sont évalués et notés régulièrement.
Choix des espèces
La souris est le modèle animal de référence dans l'étude de l'obésité. De nombreux outils sont disponibles chez la souris. Les souris sont utilisées entre l’âge de 10 jours (souriceaux) et 22 semaines (adultes).
Identification des mécanismes régulant la détermination du sexe chez la souris embryonnaire
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Toutes mises à mort à différents stades de la gestation pour que leurs embryons soient prélevés, 492 souris femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'intervention tient en un gavage oral de vingt à trente secondes, répété une fois à vingt-quatre heures d'intervalle, qui inactive des gènes dans les organes reproducteurs de l'embryon. Les prélèvements ont lieu aux dixième, onzième, douzième et treizième jours de gestation, aux étapes où se décide la formation des testicules ou des ovaires. Sur le remplacement, le porteur affirme que les cultures cellulaires et les organoïdes ont "montré leurs limites en aboutissant à des résultats erronés", tout en s'engageant à les employer si de nouvelles conditions de culture satisfaisantes apparaissent.
Objectifs
Chez l’homme (et la souris), les organes reproducteurs sont les testicules chez l’homme et les ovaires chez la femme. Au cours du développement, ces organes sont tout d’abord identiques dans les deux sexes ; ils sont dits « indifférenciés ». C’est un processus appelé détermination du sexe qui décide si ces organes deviendront des testicules ou des ovaires, en fonction du sexe de l’embryon. Ce processus est déclenché par des gènes spécifiques, le gène SRY pour la formation des testicules et le gène WT1 pour les ovaires. Une fois que les testicules ou les ovaires sont formés, ils vont influencer le développement de tout le corps en le « masculinisant » ou en le « féminisant ». Cependant plus de 50% des problèmes graves liés à la formation des organes reproducteurs (comme les inversions de sexe, où le sexe anatomique ne correspond pas au sexe génétique), on ne connaît pas encore la cause. Cela montre que les mécanismes qui contrôlent la détermination du sexe sont encore mal compris. Notre objectif est d’éclaircir ces mécanismes. Des études préliminaires suggèrent que de nouveaux gènes pourraient jouer un rôle dans ce processus, mais leur fonctionnement reste mystérieux. Pour comprendre le rôle de ces facteurs, nous allons étudier comment des mutations dans certains gènes influencent le développement des organes reproducteurs chez la souris. Cela va permettre d’identifier les causes de certains troubles du développement des organes reproducteurs encore inexpliqués, et d’anticiper si ces mutations conduisent à des maladies telles que des cancers. Ce projet est entièrement dédié à l'application des principes directeurs des 3R pour la recherche sur les animaux (réduire, remplacer, raffiner) et adhérera strictement aux lois et réglementations nationales et internationales et nous remplaçons les modèles animaux chaque fois que cela est possible.
Bénéfices attendus
De nombreuses pathologies de la détermination du sexe restent incomprises en raison de notre méconnaissance des réseaux génétiques contrôlant ce processus, et les cliniciens restent souvent sans réponse quant au diagnostic et à la prise en charge de bébés atteints d’anomalies du développement sexuel. Ce travail permettra à terme d'avancer dans la compréhension de ces pathologies et de proposer de nouveaux diagnostics. Il permettra aussi d’anticiper les conséquences de mutations de ces gènes et de proposer des solutions thérapeutiques et un suivi appropriés des problèmes d'insuffisances hormonales, d'infertilité (devenue un problème majeur en santé publique) et des prédispositions aux cancers gonadiques des patients.
Procédures
Les femelles gestantes seront soumises à l’administration d’un produit par gavage oral pour inactiver des gènes spécifiquement dans les organes reproducteurs embryonnaires. Cette administration sera répétée à 24 heures d’intervalle. Le gavage oral est réalisé en 20 à 30 secondes maximum. Cela concerne 492 souris.
Impact sur les animaux
Le gavage oral sera répété à 24 heures d’intervalle, entraînant un stress et un inconfort temporaires de gravité légère.
Devenir
Toutes les femelles gestantes traitées seront mises à mort afin de prélever les embryons aux stades embryonnaires précoces nécessaires aux analyses.
Remplacement
Ce projet a été élaboré et sera réalisé dans le respect de la règle des 3R (remplacer, réduire, raffiner) : le recours à l'expérimentation animale est essentiel pour la biologie du développement et l'étiologie de la différenciation sexuelle: en effet, les techniques de culture cellulaire ou organoïdes ne permettent pas d'appréhender le développement dynamique de certains organes qui nécessite vascularisation et contexte tridimensionnel et ont montré leurs limites en aboutissant à des résultats erronés. Cependant si de nouvelles conditions de culture satisfaisantes sont élaborées, nous les utiliserons dans la perspective de remplacer les souris par ces nouvelles technologies.
Réduction
Afin d’obtenir des résultats reproductibles nous estimons que nous aurons besoin de 8 embryons par expérience et par génotype, ce qui correspond à trois réplicats pour l’histologie et cinq réplicats pour les analyses quantitatives. En cas d’imprévus, nous anticipons de collecter 10 embryons par expérience et par génotype. Pour les expériences d’analyses transcriptomiques, nous anticipons 10 embryons par génotypes pour avoir suffisamment de matériel. Pour ces analyses nous n'étudierons que 2 stades de développement correspondants au stade précédent l’apparition du phénotype (ensemble des caractères observables) et au stade ou le phénotype est visible. Ces stades seront préalablement définis grâce aux analyses immunohistologiques afin de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
La qualité de la contention, l’usage d’un matériel stérilisé permet d’assurer un gavage efficace et rapide, limitant le stress imposé à l’animal par la procédure. Le personnel a été formé pour cela et cette procédure est utilisée en routine au laboratoire, ce qui limite le temps de contention. Les solutions sont maintenues à la température corporelle de 37°C pour éviter tout inconfort de la femelle et les doses ont déjà été déterminées pour n’induire aucun effet néfaste sur la santé, lié directement à l’ingestion. Ces mesures sont accompagnées de la mise en place d’un protocole d’observation permettant de déceler précocement tout inconfort des animaux durant les expériences. Les animaux seront hébergés par deux ou par trois dans des cages comportant différents types d’enrichissement comme des objets à ronger et des igloos pour se faire un nid de façon à garantir leur bien-être et leur permettre d'exercer les activités spécifiques à leur espèce.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris (Mus musculus) comme le modèle de choix, en raison de ces similarités génétiques et physiologiques avec l'homme, ainsi que la facilité avec laquelle son génome peut être manipulé et analysé. Nous avons tous les outils à notre disposition et déjà au point pour pouvoir étudier la fonction des gènes d'intérêt dans les organes reproducteurs de souris. Les femelles gestantes seront euthanasiées à différents moments de la gestation couvrant tout le développement des organes reproducteurs embryonnaires : le début de la formation des organes reproducteurs (10 jours de gestation), le début de la différenciation des testicules (11 jours de gestation), et des ovaires (12 jours) et au stade d’initiation de la division des ovocytes chez la femelle (13 jours).