Recherche fondamentale

Volume tumoral trop important, nécrose de la tumeur, perte de poids : les 20 souris de ce projet seront tuées à l'atteinte d'un de ces points limites. Elles reçoivent 54 injections et subissent sept prélèvements de sang sur animal vigile, pendant qu'une tumeur mammaire se développe, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur cherche à établir qu'un type de cellules immunitaires participe à l'élimination précoce des cellules pré-cancéreuses. Les retombées annoncées, de nouvelles cibles pour des immunothérapies préventives du cancer du sein, restent au conditionnel, quand la croissance de la tumeur et sa nécrose sont, elles, programmées.

Objectifs

Le cancer du sein est le premier cancer féminin en terme de fréquence et la première cause de décès par cancer rchez les femmes, avec plus de 600 000 décès estimés en 2018 dans le monde. Sans amélioration dans la prise en charge du cancer du sein, le taux de mortalité liée à cette pathologie aura augmenté de 58% en 2040, pouvant atteindre environ 1 million de décès (OMS). Le cancer du sein regroupe un ensemble d’entités pathologiques hétérogènes, et le sous-type appelé HER2 reste très agressif avec un bon nombre de patients qui ne répondent pas ou montrent une résistance au traitement de référence. L’identification de nouvelles cibles thérapeutiques est donc primordiale pour faire face à ce problème majeur de santé publique. La considération du microenvironnement dans le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques est une option prometteuse, et plus particulièrement le microenvironnement immunitaire. Des résultats préliminaires obtenus au laboratoire et dans la littérature scientifique mettent en évidence que les cellules immunitaires sont impliquées dans le développement tumoral précoce des tumeurs mammaires chez la souris et chez l’Homme. Notre projet de recherche a pour objectif de determiner qu'un type de cellules immunitaires joue un role dans l'élimination précoce des cellules pré-cancéreuses dans un modèle pré-clinique murin, pouvant aboutir à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement des patients atteints de cancer du sein.

Bénéfices attendus

La compréhension des mécanismes impliqués dans la détection et l’élimination des cellules pré-tumorales, par les cellules du système immunitaire, devrait permettre de découvrir de nouvelle cibles thérapeutiques qui pourraient conduire au développement de nouvelles approches thérapeutiques. En effet, des approches d’immunothérapies innovantes, visant à rétablir la reconnaissance précoce des cellules tumorales par le système immunitaire, représentent une piste majeure de prévention des cancers et des rechutes.

Procédures

Injections (54 injections, 2min par injection) Prélévement de sang sur animal vigil (7 prélèvements, 2min par prélèvement)

Impact sur les animaux

Le développement de la tumeur peut occasionner une gêne, voire une douleur légère et locale. Les injections peuvent entrainer une douleur légère au niveau du site d’injection. Le prélèvement de sang peut entrainer une douleur locale légère.

Devenir

A l'issu des procédure, les animaux seront mis à mort car ils auront atteinte un point limite (par exemple volume tumoral trop important, nécrose de la tumeur,perte de poids...)

Remplacement

À notre connaissance, les interactions entre les différentes cellules immunitaires et les cellules tumorales ne peuvent actuellement pas être remplacées par des systèmes in vitro fiables. Seul un modèle in vivo chez l’animal peut permettre d’étudier les interactions cellulaires des étapes précoces de détection des cellules transformées par le système immunitaire.

Réduction

Le nombre de souris a été déterminé à minima, notamment grâce à un test de statistique afin d'assurer l'obtention de résultats significatifs avec un minimum d'animaux utilisés. Au final, un total de 20 souris sera utilisé dans ce projet.

Raffinement

Certains gestes (injections, Prélèvements) peuvent induire une douleur/un stress chez les animaux. Les protocoles que nous suivrons sont bien établis pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse, via notamment l’anesthésie. Un suivi adapté des points limites spécifiques au projet, et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la souffrance des souris. Le comportement, l’apparition des tumeurs et l’apparition éventuelle d’inflammation au site d’injection seront suivis tout au long de l’expérience. En cas de douleur détectable, un anti douleur sera administré.

Choix des espèces

Le choix de l’expérimentation sur la souris est justifié par l’existence de souris transgéniques nous permettant de caractériser les cellules immunitaires au cours du développement des tumeurs mammaires. Les animaux seront utilisés à 6 semaines, correspondant à l’age adulte des souris et à la maturité du système immunitaire.

Jusqu'à 20 brebis subissent trois anesthésies générales en quatre ou cinq jours, de deux heures trente pour la première et de deux heures pour les suivantes, afin de passer des IRM après une injection de manganèse dans la cavité abdominale. Ces procédures impliquent un niveau de souffrance modéré, et six brebis seront anesthésiées une quatrième fois, 22 jours après l'injection. Le porteur prévoit 20 brebis plutôt que 12 "pour pallier les pertes éventuelles liées aux longues anesthésies successives". Parmi les effets néfastes, il cite un stress lors des manipulations, un hématome possible à la jugulaire et la neurotoxicité du manganèse à forte dose chez l'humain. Toutes sont tuées sous anesthésie après les acquisitions, le porteur écrivant qu'il ignore combien de temps le manganèse reste dans leur organisme.

Objectifs

L’objectif est de mettre en place la technique d’Imagerie par Résonnane Magnétique du manganèse in vivo à l'échelle du cerveau entier chez l’ovin. Les propriétés paramagnétiques du manganèse (Mn2+) permettent son utilisation comme agent de contraste pour l'IRM (MEMRI : IRM du ManganEse). C’est un composé qui pénètre et s'accumule dans les neurones actifs, donc sa concentration intracellulaire est le reflet direct de l'activité neuronale. Cette technique permet de visualiser les changements du cerveau en réponse à des stimulis. La dynamique du Mn2+ (biodisponibilité, pharmacocinétique) dépend de l'espèce, il est donc nécessaire de réaliser des mises au point sur le cerveau d’ovin. Une première expérience pilote a été réalisée sur 5 animaux ; cette expérience nous a permis de déterminer la dose minimale de Mn2+ à utiliser. Nous avons également observé les zones de diffusion du Mn2+ 24h post administration. Il est nécessaire de compléter et d’affiner ces résultats, notamment en analysant des points de cinétique qui manquent à notre analyse : les temps 48, 72 et 96 heures post-administration de manganèse. Dans le cadre de cet avenant, nous souhaitons réaliser l’acquisition d’images IRM supplémentaires pour 6 animaux à 1 temps long, à 22 jours post administration de manganèse. Pour cela, six brebis seront donc anesthésiées 1 fois de plus, à distance de leur dernière anesthésie.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’établir la fenêtre temporelle optimale pour l’acquisition du meilleur contraste en IRM MEMRI. Après injection, la concentration du manganèse augmente graduellement dans les tissus du cerveau, puis sa détection atteint un plateau, persiste pendant plusieurs heures et ensuite décroit. C’est la fenêtre correspondant au plateau qu’il s’agit de déterminer chez l’ovin. Une fois cette fenêtre temporelle définie, nous pourrons réaliser les expériences d’IRM fonctionnelle. Les mises au point des conditions de dose et temps dans cette expérimentation préliminaire bénéficieront à des appels à projet ultérieurs. Ce projet est une étape clé dans la mise en œuvre des études d’IRM fonctionnelle chez les ovins en utilisant une approche MEMRI par réhaussement de manganèse.

Procédures

Entre 12 animaux et 20 animaux subiront les gestes techniques, 20 est un nombre maximal prévu pour pallier les pertes éventuelles liées aux longues anesthésies successives. Les animaux subiront 3 anesthésies sur une durée de 4 jours pour 6 à 10 animaux maximum, et 5 jours pour 6 à 10 animaux maximum, pour passage à l'IRM. La 1ère anesthésie durera 2h30, les 2 autres 2h. Ils recevront également une injection intra-péritonéale sous anesthésie générale. Ils subiront 3 injections par voie intraveineuse à la jugulaire pour induire les anesthésies (durée totale contention comprise d'une minute).

Impact sur les animaux

Bien qu’il soit un élément nécessaire au bon fonctionnement de l’organisme, le manganèse est cependant neurotoxique à forte dose. Chez l’homme, il provoque maux de tête, insomnies, pertes de mémoire, instabilité émotionnelle, dystonie, tremblements, troubles du langage et des troubles de la marche. Pour chaque anesthésie les animaux pourront subir un stress lors de la manipulation. Un hématome peut apparaître lors de l’induction de l’anesthésie par voie intraveineuse.

Devenir

A la suite des acquisitions, tous les animaux seront mis à mort toujours sous anesthésie générale. En effet, ils ne pourront pas être réutilisés car nous ne savons pas combien de temps le manganèse reste dans l'organisme des animaux.

Remplacement

Cette étude d‘imagerie cérébrale permettant de déterminer la fenêtre d’acquisition optimum pour obtenir le meilleur contraste IRM ne peut être réalisée qu’in vivo. Il est en effet impossible d’étudier ou de reproduire ces expériences in vitro et encore moins in silico. Ce projet est un prérequis pour développer l’approche d’imagerie MEMRI qui permettra, ultérieurement, de mettre en place des projets longitudinaux, avec des nombres restreints d’animaux expérimentaux.

Réduction

Ce projet, qui concerne 12 animaux expérimentaux (20 animaux maximum) est nécessaire car il complétera et affinera les résultats obtenus lors d’une précédente expérience. L’évolution temporelle de la concentration de Mn2+ dans le cerveau d’ovins a été déterminée 24h, 72h et 120h après son administration. Les points 48h et 96h n’ont pas été étudiés et sont indispensables pour déterminer la fenêtre d’acquisition optimum pour obtenir le meilleur contraste. Nous avons planifié l’expérience de manière à acquérir des images IRM à deux temps post-administration de Mn2+ pour chaque animal, ce qui réduit considérablement le nombre d’animaux. Nous pensons qu’avec 4 temps d’analyse post-administration de Mn2+ et 6 animaux (10 animaux maximum) par temps (6 animaux imagés aux temps 24h et 72h et 6 animaux imagés aux temps 48h et 96h post-administration de Mn2+), la disponibilité du manganèse dans le cerveau des ovins au cours du temps pourra être modélisée par un ingénieur expert en pharmacologie. La taille de nos effectifs (6 individus par traitement expérimental) nous permettra de réaliser des analyses statistiques. Le choix des tests dépendra de la distribution des données et de l’homogénéité des variances (tests paramétriques ou non paramétriques).

Raffinement

Pour limiter les stress liés à la manipulation des brebis, les 12 brebis (20 maximum) seront regroupées pour rester ensemble toute la durée de l’expérience et former ainsi un groupe social stable. Deux semaines avant les expériences, les manipulateurs iront quotidiennement approcher les brebis, les toucher et évoluer parmi elles pour établir un contact et lors de chaque visite, nous leur donnerons à chacune une poignée de granulés comme renforcement positif, ce qui participera à leur habituation. Nous n’avons pas observé d’effet néfaste de l’administration intra péritonéale de manganèse à la dose utilisée lors de l’expérience pilote, néanmoins, les brebis feront cette fois aussi, l’objet d’une surveillance accrue dans la période qui suivra l’administration de Mn2+, et ce jusqu’à l’anesthésie pour l’imagerie suivante. Au cours de cette période, l’apparition de tremblements, les difficultés de déplacement, la prise alimentaire seront particulièrement surveillés. Nous serons attentifs à la survenue de signes de mal être (position des oreilles, port de la tête, prostration). Dans le cas où de tels signes apparaitraient, un traitement analgésique sera administré. Nous avons opté pour une administration sous endoscopie du manganèse qui permet de nous assurer de la qualité de l’injection en intrapéritonéale ainsi que de la progressivité de l’injection : sous anesthésie générale, nous pouvons adopter une vitesse d’injection réduite susceptible de limiter l’apparition d’effets indésirables. Les animaux expérimentaux seront maintenus dans des conditions adaptées aux herbivores, litière de paille et foin ad libitum. Ils seront manipulés dans le calme par des agents expérimentés. Les animaux arriveront sur la plateforme 3 jours avant le début de l’expérimentation, pour s’habituer à l’environnement. Avant l’anesthésie, et pour réduire la météorisation et assurer quand même leur confort, ils auront accès à du foin de bonne qualité en quantité limité avec abreuvement adlibitum. Les brebis seront maintenues sous O2 à la fin de chaque anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé.

Choix des espèces

L’espèce ovine sera utilisée dans ce protocole car cette approche d’imagerie MEMRI sera utilisée pour étudier les circuits cérébraux impliqués dans les interactions sociales et sexuelles dans cette espèce. Un lot homogène de brebis de 18 mois sera utilisé, car nous souhaitons que cette approche soit validée dans les conditions où les animaux ont terminé leur développement. Dans un premier temps, cette approche sera développée chez les brebis car ce sont elles qui sont présentes majoritairement en élevage. Elle sera ensuite transférable (dose de MnCl2+ et temps de diffusion de manganèse jusqu’à la phase plateau) chez les béliers. Un essai avec quelques individus sera réalisé plus tard pour la validation chez les mâles. Aucune différence dans la distribution cérébrale du manganèse dans le cerveau entre les mâles et les femelles n’est cependant attendue.

Gavées chaque jour pendant quatre jours, puis injectées dans l'abdomen, puis saignées une ou deux fois à une semaine d'intervalle, 1 044 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur reconnaît qu'un gavage peut faire passer le liquide dans la trachée ou les poumons et provoquer une détresse respiratoire. Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure, pour prélever leurs fluides et leurs tissus et poursuivre l'analyse hors de l'organisme. Il écrit que la souris permet d'obtenir assez de "matériel" pour ces analyses et conclut qu'aucune autre espèce ne peut être utilisée.

Objectifs

Les cellules du système immunitaire inné appelées monocytes circulent dans le flux sanguin et peuvent infiltrer les tissus où elles se différencient en différentes sous-populations de cellules appelées macrophages. Ces différentes sous-populations de macrophages peuvent remplir différentes fonctions, en fonction de leur environnement local, telles que le nettoyage des cellules mortes. Le métabolisme des sucres peut jouer un rôle important dans les fonctions des monocytes et des macrophages. Les sucres peuvent notamment être utilisés pour modifier les protéines cellulaires et leurs fonctions. Différents types de sucres peuvent être attachés de différentes manières aux protéines et ainsi modifier leur fonction et celle des cellules dont ils font partis. Les résultats préliminaires suggèrent que ces modifications des sucres sur les protéines sont importantes pour la survie des macrophages. L'objectif du projet proposé est d'étudier l'effet de l'absence de deux enzymes différentes impliquées dans les modifications des sucres des protéines sur les fonctions des monocytes et des macrophages.

Bénéfices attendus

Presque aucune recherche n'a été effectuée pour étudier le rôle des sucres attachés aux protéines sur la fonction des monocytes et des macrophages. Les résultats préliminaires suggèrent que ces processus ont un impact sur la survie des macrophages. Ce projet permettra une première caractérisation du rôle de ces modifications de protéines par les sucres sur la fonction des monocytes et des macrophages. Une meilleure compréhension du rôle de ces processus dans la fonction des monocytes et des macrophages pourrait conduire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques qui impliquent les monocytes/macrophages dans un contexte de maladie.

Procédures

Au cours de ce projet les interventions réalisées sur animaux vigiles seront les suivantes : des gavages quotidiens pendant 4 jours (la durée de cet acte est de 20 secondes), une injection intrapéritonéale unique (environ 10 secondes), 1 ou 2 prélèvements de sang espacés d’une semaine (moins d'une minute par prélèvement).

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis à des gavages répétés et lors d’un de ceux-ci une introduction accidentelle de liquide dans la trachée ou les poumons peut se produire entrainant une détresse respiratoire. Ils recevront également des injections intrapéritonéales et une inflammation peut se développer au niveau des sites d’injection.Ces procédures peuvent être source de stress et les injections et prises de sang peuvent provoquer une légère douleur

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin de prélever les fluides et tissus corporels en vue d'une analyse in vitro pour répondre aux objectifs scientifiques définis.

Remplacement

Pour répondre au besoin de remplacement, des études in vitro seront menées sur des lignées de cellules souches hématopoïétiques différenciées en macrophages au lieu de cellules primaires isolées d'animaux. Les données préliminaires qui constituent la base de ce projet ont été obtenues comme ça. Cependant, pour mieux comprendre le rôle des sucres attachés aux protéines sur la fonction des monocytes/macrophages, des études in vivo sont indispensables, car les études in vitro ne peuvent pas reproduire les interactions complexes entre les différents types de cellules présentes dans les différents organes.

Réduction

Pour satisfaire à la réduction, nous utiliserons pour les élevages des schémas de croisement qui permettent d’éviter la génération d’animaux inutiles. Chaque procédure sera réalisée sur un nombre d'animaux minimum mais nécessaire pour réaliser des études statistiques pertinentes.

Raffinement

Pour satisfaire au raffinement, nous serons particulièrement attentifs à tout changement physique ou de comportement. Dans les différentes procédures, le suivi pondéral des souris sera également un bon indicateur de leur état général. Dans le cas d’une injection intrapéritonéale, nous surveillerons l’aspect du site d’injection. Le suivi sanitaire quotidien et nos visites régulières permettront de déceler précocement tout signe de douleur, de souffrance ou d’angoisse et d'appliquer les points limites que nous avons définis. Des grilles d’observation ont été établies et des critères d’arrêt précis et précoces ont été définis pour chaque procédure . Les animaux seront hébergés dans une pièce à température et hygrométrie contrôlées avec un cycle jour/nuit de 12h. Chaque cage contiendra une tige en papier, un igloo et une brique de peuplier.

Choix des espèces

Nous avons choisi d’utiliser la souris car notre expertise nous permet d’avoir des locaux d’hébergement et des conditions d’expérimentation appropriées à cette espèce. D’autre part, la similitude de son patrimoine génétique avec celui de l’Homme nous permet, dans la mesure du possible, d’extrapoler les résultats et d’en tirer des conclusions valables pour l’Homme. De plus, nous étudions le rôle de la voie de biosynthèse de l'hexosamine dans le recrutement des monocytes et leur différenciation en macrophages. Des modèles génétiques déficients en différents composants de la voie de biosynthèse de l'hexosamine dans différentes populations de monocytes/macrophages sont disponibles. Enfin, les données in vivo de la littérature sont obtenues essentiellement sur des souris et cette espèce permet d'obtenir assez de "matériel" pour faire des analyses biologiques. Aucune autre espèce ne peut donc être utilisée Nous utiliserons des animaux jeunes adultes (entre 6 et 12 semaines d’âge) dans l’ensemble des procédures, de façon à étudier des organismes stables, qui ne sont ni en développement ni en sénescence.

Mis en quarantaine vingt et un jours puis engagés dans le protocole dès l'âge de trois mois, des lapins New Zealand White sont immunisés par paires, deux par commande d'anticorps. 3 615 lapins vont être utilisés au total, tous tués à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit dix injections d'antigène mêlé à un adjuvant, qui peuvent ulcérer les points d'injection et provoquer fièvre et baisse de mobilité, puis subit cinq prélèvements de sang de vingt-cinq à quarante minutes, jusqu'à un dixième de son volume sanguin. Le porteur affirme qu'il n'existe pas de méthode substitutive aussi efficace, les banques d'anticorps produites hors animal ne donnant pas, selon lui, une gamme comparable en temps, en budget et en matériel.

Objectifs

Les anticorps sont produits par le système immunitaire d'un animal comme moyen de défense contre un immunogène spécifique. Ces anticorps constituent des ressources largement utilisées dans des applications diagnostiques et thérapeutiques. Les anticorps polyclonaux sont notamment utilisés pour l’évaluation, la détection et la purification de protéines d’intérêts. Ces anticorps polyclonaux trouvent des applications en biologie et en biochimie, tel que des tests de grossesses ou plus récemment pour détecter la présence du virus SARS-CoV-2. Notre société assure la production d’anticorps polyclonaux pour le compte de différentes équipes de recherche publiques ou privées. L'objectif de la présente demande est d'obtenir des anticorps polyclonaux de lapin. Il a été observé que les anticorps produits par les lapins présentent généralement de hautes affinités pour l’antigène cible, grâce notamment à la mise en place de mécanismes propres à l’espèce. Les anticorps seront produits par injection à un animal de l'immunogène (antigène) cible, combiné à un adjuvant qui accroît la réponse immunitaire.

Bénéfices attendus

Les anticorps polyclonaux seront des auxiliaires et des réactifs employés non seulement dans des procédés relatifs à la biochimie, à la biologie moléculaire et à l’immunohistochimie, mais aussi à des fins diagnostiques voir thérapeutiques. En effet, les anticorps polyclonaux de lapins développés interviendront notamment dans la caractérisation d’une substance médicamenteuse. Les anticorps développés dans le cadre de projets de recherche, permettront de localiser, d’identifier ou de purifier des protéines synthétisées au sein des cellules, d’un tissu ou d’un organe.

Procédures

10 injections en intradermique, en sous-cutanée ou en intramusculaire de l’antigène associé à un adjuvant (8 minutes) 5 prélèvements (durée 25 à 40 minutes par prélèvement).

Impact sur les animaux

Les immunisations peuvent notamment conduire à l'apparition d'ulcérations aux points d'injection. L'injection en intramusculaire couplée à un adjuvant (hors adjuvant complet de Freund) peut provoquer l’apparition de fièvre et d’inconfort modéré, pouvant se traduire par une légère diminution de la mobilité pendant les premières heures suivant l’injection (apparition de petites boules correspondant au dépôt de l’émulsion antigène-adjuvant). Les prélèvements de sang et les injections avec de l’adjuvant incomplet de Freund, n’entrainent pas de gêne particulière (inconfort mineur). Le volume de sang étant en effet adapté au poids de l’animal et correspondra au maximum à 10% du volume en accord avec les recommandations relatives aux volumes sanguins maximaux prélevés du guide Gircor.

Devenir

Tous les animaux sont concernés par l'euthanasie. Les projets étant spécifiques d’un antigène, nous ne pouvons pas réutiliser les animaux pour d’autres protocoles, les animaux sont donc tous euthanasiés en fin de protocole.

Remplacement

La méthode usuelle pour produire des Anticorps Polyclonaux (AcP) reste l’immunisation de l’animal avec des préparations antigéniques pures ou partiellement purifiées, souvent combinées à un adjuvant qui accroît la réponse immunitaire. Les AcP sont produits chez les animaux vivants, puisqu’il n’existe pas de méthode substitutive aussi efficace pour cette production. L’immunité humorale correspond à un processus complexe impliquant différents acteurs du système immunitaire in vivo. Ce processus se traduit par la production d’un répertoire diversifié d’immunoglobulines répondant à un grand nombre d’antigènes. In vivo, l’adaptation accrue du système immunitaire vis à vis de l’antigène au fur et à mesure des immunisations est indispensable pour obtenir des anticorps notablement plus spécifiques et pertinents que ceux obtenus avec des systèmes de développement in vitro. En effet, les techniques partant de banque naïve ne permettent généralement pas une obtention aisée (en termes de temps, budget et matériels) d’une large gamme d’anticorps de hautes affinités ciblant différents épitopes.

Réduction

Le nombre d’animaux (2 lapins par protocole) pour l’obtention de réactifs intervenant dans la caractérisation d’une molécule thérapeutique. Ce nombre a été adapté au plus juste par rapport au besoin de sérum pour les investigations et les recherches au regard de notre recul sur ce protocole. La quantité d’anticorps générés sera suffisante pour des investigations poussées sans avoir à réimmuniser des animaux.

Raffinement

Les animaux sont prélevés et euthanasiés en dehors de la pièce de stabulation pour éviter toute transmission de stress. La pièce de stabulation est à l'abri de toute nuisance sonore. L'observation quotidienne des animaux par le personnel compétent permet une détection précoce de tout risque d'atteinte d'un point limite et ainsi une intervention adaptée au plus tôt. Des tableaux de points limites ont été mis en place avec notre vétérinaire. L’établissement des points limites mis en oeuvre se base sur 3 critères principaux : comportementaux (éveil, posture, comportement exploratoire, locomotion, agressivité, vocalisation…), signes cliniques (apparence générale, aspect du pelage, ouverture des paupières, éventuelles lésions…) et zootechniques (abreuvement, poids, …). L’observation de l’un de ces paramètres, permet de définir un score clinique, avec différents niveaux : normal, observer attentivement avec mise en oeuvre potentielle d’antalgies, souffrance sévère : arrêt immédiat du protocole et remise en cause de la procédure expérimentale. Ces mesures en accord avec le principe d’amélioration (raffinement), constitue un outil permettant d’atteindre les objectifs scientifiques tout en minimisant autant que possible la souffrance animale. Les points limites mis en place au sein de notre structure pour ce protocole permettent d’atteindre l’objectif de l’étude avant même l’installation d’une souffrance. Les prélèvements seront réalisés après injection d'une molécule, qui possède un effet tranquillisant, permettant une réalisation du prélèvement moins stressante pour l'animal.

Choix des espèces

L'espèce utilisée est choisie avec soin. Nous prenons en compte les facteurs suivants : 1) la quantité nécessaire d'anticorps ou d'antisérum (choix d’animaux de plus grandes tailles lorsqu'on a besoin de grandes quantités d'anticorps); 2) la relation phylogénétique entre l'espèce d'où provient l'antigène protéique et l'espèce utilisée pour produire l'anticorps; 3) la fonction effectrice des AcP provenant de l'espèce productrice d'anticorps; 4) l'utilisation prévue des anticorps. Dans le cadre de cette procédure expérimentale, les lapins New Zealand White ont été retenus, car ils permettront de fournir une quantité suffisante d'anticorps, via la mise en protocole d'un nombre restreint d'individus, avec un risque d'échec du projet très faible. De plus, ces lapins sont communément utilisés pour la production d'AcP, ils sont faciles à manipuler et produisent des antisérums à titre élevé et à forte affinité. La meilleure production d’anticorps est obtenue chez les jeunes adultes. Les lapins entreront en protocole dès l’âge de 3 mois. Auparavant ils auront subi une période de quarantaine de 21 jours, en absence d’incident durant ce temps, ils seront alors aptes à rentrer en protocole.

Des tumeurs du pancréas sont induites à la demande de chercheurs extérieurs et de clients, par une chirurgie de vingt minutes ou par une injection sous la peau. 1 740 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, certaines immunodéficientes, d'autres transgéniques développant spontanément la tumeur. Pendant quinze semaines, elles subissent jusqu'à deux examens d'imagerie par semaine sous anesthésie, jusqu'à vingt administrations de composés, des mesures au pied à coulisse et des prélèvements de sang sous la mâchoire, avec un risque de métastases hépatiques ou pulmonaires. 480 souris sont tuées à l'issue de la première procédure et 960 à l'issue de la seconde, 30 sont utilisées pour prélever les fragments tumoraux greffés aux suivantes, et 300 souris porteuses de tumeurs sont livrées à des clients qui poursuivent les travaux dans leurs propres locaux.

Objectifs

Ce projet a pour but de mettre en oeuvre, à la demande de chercheur extérieurs à notre laboratoire, des modèles de cancer du pancréas sur modèles souris et de les étudier par imagerie in vivo, à des fins de compréhension de mécanismes fondamentaux ou pour l'évaluation de nouveaux médicaments. Ces types de modèles suscitent un intérêt grandissant pour l'étude et la prise en charge du cancer du pancréas. En 2018, le cancer du pancréas était responsable de plus de 95 000 décès chaque année dans l’UE. La maladie est à présent la troisième cause de décès par cancer dans l’UE, derrière le cancer du poumon et le cancer colorectal. Seuls 3 % des patients diagnostiqués d’un cancer du pancréas survivent cinq années. Il s’agit du seul cancer pour lequel aucune amélioration n’a été constatée concernant la survie en 40 ans.

Bénéfices attendus

Le projet représente un ensemble d’études types qui pourront viser à comprendre des mécanismes impliqués dans la progression tumorale ou à évaluer l'efficacité thérapeutique de nouveaux traitements.

Procédures

Induction de cancer pancréatique : 1 acte par animal soit par chirurgie (20 minutes max d’intervention sous anesthésie gazeuse) soit sans chirurgie : injection sous cutanée (quelques secondes sous anesthésie gazeuse). Suivi des animaux : Pesée 1 fois/semaine minimum (30 seconde /animal vigile) pendant 15 semaines maximum. Mesure au pied à coulisse pour le modèle sous-cutanée : 3 fois/semaine maximum (30 seconde /animal) pendant 15 semaines maximum sur souris anesthésiée (anesthésie gazeuse). Suivi par imagerie : au maximum 2 examens non invasifs par semaine pendant 15 semaines sous anesthésie gazeuse. Injection d’antalgique et d’anti inflammatoire en sous cutané : 4 injections sur souris vigile en 24h max. Pour un traitement : au maximum 5 administrations par semaine ou 20 administrations sur 15 semaines sur souris vigile par voie orale ou, intrapéritonéale ou voie sous cutanée ou voie intraveineuse. Prélèvement de sang sur animal vigile au niveau sub mandibulaire en 3 fois sur 24h ou en 1fois/jour sur 5 jours.

Impact sur les animaux

Les dommages attendus sont liés en premier lieu à l‘induction des tumeurs soit en sous-cutanée (nuisance légère) soit en orthotopique par chirurgie (nuisance modérée). Puis ils sont dus au développement d'une tumeur cancéreuse soit en sous cutanée (Nuisance légère) soit au niveau du pancréas (nuisance modérée avec éventuellement à l'apparition de foyers tumoraux secondaires (métastases hépatiques ou pulmonaires)). La douleur lors de l’administration des réactifs pour l'imagerie et les traitements, correspond à celle d’une piqûre d’aiguille (nuisance légère). Les potentiels effets indésirables d’une nouvelle molécule seront connus car elle doit être testée pour sa tolérance ou doit déjà être utilisée dans la littérature. Dans certains cas il sera nécessaire d'utiliser des souris immunodéficientes qui sont à phénotype dommageable. Si elles sont contaminées par des bactéries et/ou virus, cela entraineraient leur décès. Nous pourrons également être amené à utiliser des souris transgéniques à phénotype dommageable. (Nuisance légère car tumeur très petite au niveau du pancréas.

Devenir

Procédure 1 : 480 souris seront mise à mort à l'issue de cette procédure et 30 souris serviront de souris donneuses de tumeur pour la procédure 2: greffe de fragment. Les autres souris ne peuvent pas être réutilisées car les tumeurs et organes pourront être prélevés pour des analyses histologiques. Procédure 2 : 960 animaux seront mis à mort à la fin de cette procédure, car elles ne peuvent pas être réutilisées pour une autre étude car les tumeurs et organes pourront être prélevés pour des analyses histologiques et 300 seront en utilisation continue car elles seront uniquement induites pour obtenir des tumeurs pancréatiques et hébergés dans nos locaux pendant 1 semaine minimum, le temps de leur récupération complète. Il n’y aura aucun acte d’imagerie pour ces 300 souris dans nos locaux. Elles seront ensuite être fournies à des clients demandeurs de ce modèle pour des travaux expérimentaux réalisés dans leurs locaux.

Remplacement

Aucun modèle in vitro n'est à même de remplacer l'animal entier étant donné la complexité des processus mis en jeu, notamment les interactions avec le microenvironnement tumoral. Il n'existe à l'heure actuelle aucun modèle in vitro permettant d’étudier la biodistribution d'un composé dans tous les organes d'un individu. Le recours à l'animal entier, vivant, est indispensable. Avant de débuter les études chez l’animal, des tests d’efficacité in vitro seront effectués par nos clients sur des cellules de cancer pancréatique en culture. Ainsi, les molécules qui ne présentent pas d’effet in vitro ne seront pas testées in vivo.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous mettons en oeuvre des techniques d’imagerie (bioluminescence, échographie, scanner, photoacoustique, imagerie radioisotopique, imagerie par résonnance magnétique, imagerie de fluorescence) qui permettent de réaliser un suivi longitudinal des animaux et ainsi de réduire le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats statistiquement pertinents et reproductibles, évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Cette approche permet de réduire de façon notable le nombre d’animaux nécessaires à 10 par groupe pour réaliser des tests statistiques pertinents.

Raffinement

Les animaux seront observés quotidiennement et des points limites prédictifs (perte de poids, détérioration de l'aspect général, de la physiologie clinique ou de la locomotion) nous permettrons de prendre les mesures nécessaires afin de limiter la souffrance au maximum au cours de l’expérimentation. Durant l'induction des modèles tumoraux et durant les examens d'imagerie, les souris seront anesthésiées. La douleur liée à la chirurgie sera également prise en charge par l'utilisation d'analgésiques locaux et généraux avant la chirurgie, au réveil puis 24h après l'intervention. Les symptômes potentiels liés aux traitements sont principalement une légère perte de poids. Si une douleur apparaissait, elle serait prise en charge par l'administration d’antalgique pendant 72h et si, passé ce délai, aucune amélioration n’était visible, l’animal serait mis à mort. Enfin, les souris auront 1 semaine minimum d’acclimatation avant le début de l’expérimentation. Les cages seront en portoir ventilé, ce qui empêchera l’expression du phénotype dommageable des souris immunodéficientes. Les souris immunocompétentes seront également hébergées en portoir ventilé. Les cages sont enrichies avec du matériel pour la fabrication d’un nid et des granulés pour ronger et jouer avec ses congénères. Elles auront un accès à l’eau et la nourriture pendant toute la durée de l’expérimentation.

Choix des espèces

La souris est une espèce animale classiquement utilisée pour les études de tumorigenèse, de progression tumorale et métastatique de par la relative faible durée des expérimentations (quelques semaines), ainsi que par la possibilité d’utiliser des techniques d’imageries in vivo. C’est ainsi le modèle animal de choix afin de réaliser des expérimentations permettant d’étudier la croissance de tumeurs primaires et de métastases issues de cellules cancéreuses. Par ailleurs il existe des souris immunodéficientes bien adaptées pour les implantations de cellules d'origine humaine. Les animaux « receveurs » seront utilisés à l’age de 6 – 8 semaines sur la base de nos précédents travaux et publications. Sur des animaux plus âgés, de par notre expérience, nous avons observé une prise de greffe moindre. Les souris transgéniques développant spontanément un cancer du pancréas seront âgées de 6 à 16 semaines environs afin qu’elles aient une tumeur du pancréas suffisamment développée pour faire 10 fragments de 1mm3 qui seront utilisés dans le modèle orthotopique par greffe de tumeur.

Un infarctus du myocarde est provoqué chirurgicalement sur des souris adultes en trente minutes et sur des souriceaux en quinze, quand d'autres subissent la ligature ou l'excision d'un segment d'artère fémorale, une injection quotidienne de toxine ou une blessure du muscle par anse refroidie. 7 110 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées lors d'une chirurgie terminale pour prélever leurs organes. Le porteur annonce l'étude des mécanismes cellulaires des maladies du muscle squelettique et cardiaque, dont l'infarctus, les myopathies et le défaut d'irrigation des membres inférieurs. Les bénéfices attendus pour les patients ne sont énoncés nulle part, le porteur reprenant à leur place la liste des douleurs et des stress infligés aux souris.

Objectifs

Le projet se déroule dans 2 Etablissements utilisateurs. Ce projet a pour objectif de caractériser les mécanismes cellulaires impliqués dans les pathologies affectant le muscle squelettique et cardiaque, y compris les pathologies cardiovasculaires comme l’infarctus du myocarde, les myopathies et les blessures chroniques du muscle squelettique. Par ailleurs, le manque d’irrigation locale des membres inférieurs sont fréquentes dans différentes pathologies chroniques y compris le diabète. Malgré le succès de certains traitements, ces maladies chroniques restent encore aujourd’hui fréquentes et très peu soignables, elles ont donc un impact majeur sur la qualité de vie des patients. Ce projet a pour but de répondre à un sujet de santé publique et de besoins scientifiques et cliniques afin d’améliorer la compréhension de ces pathologies affectant le muscle et le traitement des patients.

Bénéfices attendus

Effets indésirables liés aux procédures: inconfort lié à la préhension des animaux, douleur aux points d'injections. Effets de la chirurgie cardiaque : douleur modérée post-opératoire de quelques jours. Effets de la chirurgie des membres inférieurs : Douleur, inconfort léger de courte durée liés à la ligature de l’artère fémorale et au point d’injection. Stress lié au transport des souris vers le site n°2 pour les échocardiographies et la réalisation de l’imagerie (anesthésie et manipulation).

Procédures

- Infarctus du myocarde chez la souris adulte anesthésiée (1x par souris) durée = 30 minutes. Réalisé par EU1 - Infarctus du myocarde chez le souriceau anesthésié (1x par souris) durée = 15 minutes. Réalisé par EU1 - Échocardiographie chez la souris et le souriceau anesthésié (1x par souris) durée = 15 minutes ainsi que le stress lié au transport vers le site n°2 pour l’échocardiographie. Réalisé par EU2 - Constriction puis excision d’un segment d’artère fémorale sur souris adulte anesthésiée = 15 minutes. Réalisé par EU1. - Ligature de l’artère fémorale chez la souris adulte anesthésiée (1x par souris) durée = 15 minutes. Réalisé par EU1 - Dans certaines expériences, injection de toxine: quotidien, 10 secondes. Réalisé par EU1 - Blessure localisée du muscle par anse refroidie (1x par souris) = 3x 15 secondes. Réalisé par EU1 - Ligature de l’artère fémorale et injection de toxine chez la souris adulte anesthésiée = 15minutes. Réalisé par EU1 - Chirurgie terminale sous anesthésie pour prélèvement d’organes. Réalisé par EU1.

Impact sur les animaux

Effets indésirables liés aux procédures : inconfort lié à la préhension des animaux, douleur aux points d'injections. Effets de la chirurgie cardiaque : douleur modérée post-opératoire de quelques jours. Effets de la chirurgie des membres inférieurs : Douleur, inconfort léger de courte durée liés à la ligature de l’artère fémorale et au point d’injection. Stress lié au transport des souris vers l'EU n°2 pour les échocardiographies. L’induction de l’anesthésie gazeuse pour la réalisation de l’échocardiographie est stressant pour l’animale.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour analyse des organes.

Remplacement

Notre projet s’intéresse à l’interaction de différents types de cellules du microenvironnement musculaire, y compris les cellules immunitaires, stromales et endothéliales. Comme l’étude de ces interactions cellulaires est multicellulaire et multi-organes (réponse immunitaire, inflammation, régimes), elle ne peut pas être effectuée sur des cellules isolées in vitro et nécessite un modèle murin in vivo, qui a un système immunitaire similaire à l’homme.

Réduction

Le nombre de souris à utiliser a été calculé avec l’objectif de réduire le nombre d’animaux autant que possible tout en assurant des résultats significatifs, qui seront confirmés par des analyses statistiques appropriées, en fonction des questions posées. Ce nombre tient compte d’un minimum de cellules à collecter pour l’analyse et inclut pour chaque série d’expériences le nombre nécessaire de contrôles. Il tient également compte de la nécessité de reproduire les résultats, afin de pouvoir identifier et exclure des artéfacts expérimentaux et ainsi des erreurs d’interprétation. Un grand nombre de données de transcriptomiques étant déjà disponible pour la communauté scientifique, des analyses informatiques pilotes ont déjà été performées pour étayer nos hypothèses.

Raffinement

La souffrance animale sera réduite au maximum par le raffinement des méthodes expérimentales et la mise en place de points limites spécifiques et précoces. Pour l’ensemble des procédures chirurgicales, une supplémentation hydrique par injection sera effectuée en pré et post opératoire. Une analgésie pré et post opératoire sera réalisée le cas échéant. Pour la procédure d’infarctus du myocarde, le maintien au chaud de la cage sera effectué sur les 48h per-opératoire. Un renforcement de l’enrichissement par de la litière douce (cellulose) et du gel hydrique sera apporté. Le transport des animaux vers le site numéro 2 pour les échocardiographies sera effectué par un transporteur agrée. Les animaux seront dans des boites de transport contenant des croquettes, de l’hydrogel et du coton (ainsi que de la litière).

Choix des espèces

La souris est un bon modèle pour étudier les pathologies musculaires, car des modèles sont bien établis et récapitulent les pathologies chez l’homme. Le choix de l'espèce murine nous permet également d’avoir accès à des animaux génétiquement modifiés cruciaux dans l’étude précise des cellules d’intérêt de ce projet. La consanguinité des modèles utilisés permet une reproductibilité des résultats et une réduction du nombre d’animaux utilisés. Les souris seront âgées de 1 jour à 30 semaines, car nous étudierons ces pathologies chez le souriceau et à l’âge adulte.