Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Maintien de lignées de poissons-zèbres génétiquement modifiées pour l’étude d’une maladie génétique affectant la coordination des mouvements.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Attrapés à partir de l'âge de deux mois, anesthésiés, amputés d'un fragment de nageoire caudale pour être génotypés, puis isolés jusqu'à 72 heures en attendant le résultat : 2 250 poissons zèbres vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le projet porte sur l'entretien de lignées génétiquement modifiées pour l'étude d'une maladie humaine de la coordination des mouvements, dont les retombées thérapeutiques annoncées sont renvoyées à plus de cinq ans. Une quarantaine de reproducteurs et de reproductrices par lignée et par an sont gardés en vie jusqu'à 18 mois, puis remplacés tous les huit mois. Les autres sont tués pour ne pas garder d'animaux "non nécessaires" à la conduite du projet.
Objectifs
La maladie sur laquelle nous travaillons est une maladie génétique caractérisée par une dégradation progressive des fonctions sensorielles et motrices qui conduit à une perte des mouvements volontaires. Celle maladie est due à une diminution d’une protéine essentielle pour le bon fonctionnement des neurones. Plusieurs mutations ont été identifiées à ce jour, qui mènent à des symptômes différents d’un patient à l’autre. L'objectif de notre projet est de comprendre comment différentes altérations dans un même gène présentent des pathologies différentes. Nous utilisons des poissons-zèbres, un modèle particulièrement adapté à la recherche neurologique, car ils ont un système nerveux similaire à l’Humain et sont transparents au stade où nous allons les étudier. Dans notre projet, nous allons étudier des modifications génétiques chez ces poissons pour qu'ils produisent une protéine défectueuse équivalente à celle retrouvée chez les patients. De plus, nous utiliserons des poissons présentant une absence du gène en question, entraînant l'absence de la protéine. En comparant ces deux mutations chez le poisson zèbre, nous voulons mieux comprendre comment les altérations du gène associé à la maladie conduisent à la pathologie, dans le but ultime de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra d'acquérir des connaissances fondamentales sur la protéine associée avec cette maladie. Ces connaissances permettront la compréhension des mécanismes pathologiques, avec l'objectif à long terme (>5 ans) de développer des stratégies thérapeutiques ciblant ces mécanismes.
Procédures
Le maintien de lignées de poissons-zèbres implique de pouvoir identifier les animaux porteurs des modifications génétiques d’intérêt. Ainsi, l’identification génétique (génotypage) des individus par prélèvement d’un morceau de nageoire caudale (
Impact sur les animaux
L’ensemble des progéniteurs de nos lignées seront des poissons porteurs sains. Cependant, un suivi régulier des poissons-zèbres sera effectué pour garantir l’absence de développement de phénotypes dommageables au fil du temps. Nous nous concentrons principalement sur les anomalies qui pourraient être liées à un système nerveux défectueux, comme d’anomalies de comportement (prostration, comportement de fuite) et d’une nage anormale dans l’aquarium (attitude de nage anormale, défaut de flottabilité). Lors du maintien de ces lignées, certains poissons zèbres seront amenés à subir un prélèvement d’un morceau de la nageoire caudale (
Devenir
Les animaux d’intérêts (géniteurs et génitrices en nombre nécessaires) seront conservés jusqu’à leur 18 mois. Les autres seront mis à mort afin de ne pas garder d’animaux non nécessaires à la conduite de ce projet.
Remplacement
Le projet vise à mieux comprendre comment les altérations dans notre gène d'intérêt retrouvées chez l’Homme entraînent différentes pathologies. Bien que la maladie affecte les neurones, on s'attend à ce que d'autres types de cellules entourant le neurone malade jouent un rôle important dans la pathologie. Les méthodes de culture cellulaire actuelles pour étudier cela en laboratoire ont des limites, car elles ne reproduisent pas fidèlement l'environnement complexe des tissus. Ainsi, nous nous tournons vers les embryons de poisson-zèbre comme alternative. Ils possèdent un système nerveux similaire à l’homme, avec tous les types de cellules, et ils sont déjà fonctionnels dès leur stade larvaire. De plus, nous pouvons les rendre transparents sans les endommager, ce qui facilite l'imagerie des processus biologiques en direct. En bref, le poisson-zèbre est un modèle approprié pour répondre à nos questions biologiques car il combine la complexité nécessaire avec la capacité d'observer les processus en direct.
Réduction
Le nombre de poissons zèbres ayant à subir un prélèvement de la nageoire caudale sera limité au minimum, en réalisant des prélèvements par groupe de 16 poissons zèbres, afin de ne sélectionner que le nombre minimum de poissons zèbres porteurs sains nécessaires. Dès lors que le nombre de poissons d’intérêt sera atteint, les prélèvements seront interrompus. Pour le maintien des lignées, seuls les poissons zèbres porteurs sains nécessaires au maintien de chaque lignée seront conservés, ce qui correspond à une quarantaine de géniteurs mâles et de génitrices femelles par an et par lignée. Les renouvellement des géniteurs/génitrices ne se feront tous les 8 mois afin de réduire le nombre d’animaux. Dès lors que le nombre d’animaux d’intérêt sera obtenu, les prélèvements de nageoire caudale pour génotypage seront interrompus.
Raffinement
Seul le strict minimum d’animaux nécessaires au maintien des lignées subira le prélèvement d’un morceau de nageoire caudale. Le prélèvement d’un morceau de nageoire caudale se fera uniquement sur des animaux anesthésiés et le temps d’isolement des poissons-zèbres pendant cette phase de caractérisation sera limitée au minimum en maintenant les animaux dans des bacs avec des séparateurs transparents afin qu’ils soient au minimum en couple le temps de la procédure. Les individus d’intérêt seront ensuite regroupés en fonction de leur génotype. Les poissons-zèbres conservés seront tous porteurs sains et ne présenteront pas de phénotype. Toutefois, une surveillance hebdomadaire pour détecter tout éventuelle anomalie du comportement des animaux sera réalisée. Des points limites précis et prédictifs ont été définis, et l’observation qu’un de ces points limites est atteint telles que blessures sur l’animal, anomalies de comportement (nage anormale, prostration au fond du bac...) conduira à la mise à mort de l’animal afin d’éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Le poisson zèbre est un modèle privilégié pour l’étude des gènes et les protéines liés à la physiologie et aux maladies humaines en raison de la similitude fonctionnelle de ses gènes avec ceux de l'homme. Les embryons de poisson-zèbre partagent un système neuromusculaire similaire à celui de l'homme, incluant toutes les cellules pertinentes pour nos recherches. De plus, la transparence optique des embryons permet de suivre les processus biologiques dynamiques dans l'ensemble de l'organisme de manière non invasive. Les poissons présentant le bon génotype seront utilisés pour la reproduction lorsqu'ils atteindront la maturité sexuelle, généralement à l'âge de 3 ou 4 mois.
Mise au point d’une nouvelle approche thérapeutique dans la polyarthrite rhumatoïde
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Dépourvues de cellules immunitaires par construction, les souris de ce projet reçoivent des cellules humaines qu'elles ne peuvent pas rejeter. 904 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger à modéré. Elles subissent une injection intraveineuse puis des injections dans l'abdomen tous les trois à quatre jours pendant trois semaines, et une partie un prélèvement de sang hebdomadaire sous anesthésie pendant quatre semaines, pour tester des molécules censées détruire les cellules productrices d'auto-anticorps de la polyarthrite rhumatoïde. Le porteur annonce pourtant une douleur "modérée à sévère" attendue lors de la réaction du greffon contre l'hôte, réaction qu'il dit limiter en renonçant à irradier les souris.
Objectifs
La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie autoimmune caractérisée par une inflammation des articulations qui évolue par poussées, espacées par des périodes de rémission, aboutissant en quelques années à une invalidité aux conséquences socio-économiques lourdes. Notre équipe de recherche développe depuis plus de 20 ans des nouvelles approches d’immunothérapie dans la PR pour cibler les cellules pathogènes et particulièrement les lymphocytes B qui sécrètent les auto-anticorps. Le diagnostic de la PR repose sur la présence de ces auto-anticorps dont les cibles de ces auto-anticorps ont été parfaitement identifiées et plus particulièrement certains peptides citrulliné. Nous allons tester de nouvelles molécules thérapeutiques ciblant les cellules exprimant les auto-anticorps. De précédentes études nous ont déjà permis d’évaluer les propriétés de ces nouvelles molécules thérapeutiques. Les résultats obtenus étant très encourageants, nous souhaitons poursuivre le développement de l’utilisation de ces molécules. Ce projet nous permettra de valider le potentiel de ces molécules pour cibler les cellules sécrétant les auto-anticorps dans des modèles expérimentaux plus pertinents et plus proches de la situation en clinique, pour envisager de nouvelles approches thérapeutiques dans la PR.
Bénéfices attendus
Notre projet permettra d’évaluer l’efficacité thérapeutique d’une biothérapie innovante basée sur des molécules permettant de détruire les cellules exprimant/sécrétant les autoanticorps. Le bénéfice de notre nouvelle approche thérapeutique est la destruction spécifique des cellules B pathogènes sans détruire les cellules B non pathogènes. Les traitements actuels ciblant toutes les cellules B entrainent une immunosuppréssion globale qui peut entrainer des effets secondaires graves tels que le développement de cancer ou le défaut de réponse immunitaire des patients à des agents pathogènes. En ciblant spécifiquement les lymphocytes B pathogènes, notre stratégie permettra de proposer de nouveaux traitements pour la PR et pourrait être étendue à d’autres maladies auto-immunes dans lesquelles il y a également une production d’auto-anticorps pathogènes.
Procédures
Les animaux seront soumis à 1 injection intra-veineuse (30 secondes) et plusieurs injections intra-péritonéales (
Impact sur les animaux
Douleur légère dûe aux injections intrapéritonéales ou intraveineuses. Une douleur modérée peut être attendue lors de la croissance des cellules cibles exprimant/sécrétant les auto-anticorps. Une douleur modérée à sévère peut être également attendue lors de la réaction du greffon contre l’hôte.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue des procédures pour analyser l’impact des molécules testées sur les cellules exprimant/sécrétant les auto-anticorps.
Remplacement
Les molécules utilisées dans ce projet ont toutes été validées in vitro dans un premier temps afin d’optimiser chacun des paramètres et seules les molécules efficaces in vitro seront évaluées in vivo chez des souris immunodéficientes. Les souris immunodéficientes, injectées avec des cellules immunitaires humaines, permettent d’évaluer l’impact de la molécule à tester sur la réponse immunitaire humaine et vice-versa l’impact de la réponse immunitaire sur la molécule à tester. L’utilisation de souris immunodéficientes est donc indispensable pour évaluer les propriétés des molécules thérapeutiques dans les conditions qui seront utilisées en clinique. Elles constituent aujourd’hui les modèles les plus pertinents pour décrypter les effets des molécules et sont aujourd’hui bien plus adaptées que les souris immunocompétentes ou les modèles expérimentaux ex-vivo. Elles sont indispensables pour définir les propriétés des nouvelles molécules thérapeutiques avant application chez l’Homme.
Réduction
Le suivi longitudinal que nous avons choisi pour ce projet permet d’utiliser les mêmes souris sans avoir à les euthanasier à différents temps pour évaluer l’efficacité des molécules à tester. Pour estimer le nombre d’animaux nécessaire, nous nous sommes basés sur les expériences réalisées précédemment dans des publications utilisant des modèles expérimentaux similaires et avons calculé, avec un logiciel spécialisé, le nombre nécessaire et suffisant d’animaux pour obtenir des données interprétables au niveau statistique Les souris immunodéficientes sont généralement irradiées avant greffe avec des cellules humaines pour permettre une meilleure prise de greffe mais cette irradiation favorise également la maladie du greffon contre l’hôte, limitant la survie des souris greffées. Afin de limiter le nombre de souris, nous n’envisageons pas, dans ce projet, d’irradier les souris.
Raffinement
Toutes les mesures seront prises pour réduire la souffrance et le stress des animaux. Les animaux seront observés quotidiennement pour rechercher tout signe de douleur et de stress grâce à une grille de score qui prend en compte de nombreux paramètres comportementaux et la perte de poids des souris sera évaluée 2 fois par semaine. Un enrichissement des cages sera réalisé en utilisant des copeaux de litière et des igloos, mais surtout de la nourriture humidifiée dans la cage en cas d’observation de perte de poids. Les souris seront suivies sur une période de 4 semaines post-injection et euthanasiées. Les animaux immunodéprimés peuvent présenter un phénotype dommageable selon les conditions d’hébergement. Les souris seront réceptionnées à l’âge de 5-6 semaines ou 12-13 semaines selon la lignée et seront incluses dans les protocoles expérimentaux après 8 à 10 jours d’acclimatation. Les souris seront hébergées et manipulées dans des conditions préservant leur statut immunologique. Elles seront changées avec du matériel autoclavé et de préference en premier, dans une hotte change cage, de façon à éviter toute contamination. Les souris ne seront pas gardées plus de 1,5 mois en zone d’hébergement et ne devraient pas montrer de phénotype particulier dû à leur déficit immunitaire. Enfin, pour éviter l’apparition de la réaction du greffon contre l’hôte, nous évaluerons également la possibilité d’utiliser d’autres cellules ne provoquant pas ce type de réaction immunitaire.
Choix des espèces
Les souris immunodéprimées sélectionnées pour ce projet ont une caractéristique essentielle de ne pas avoir de cellules immunitaires permettant ainsi l’injection de cellules humaines, qui ne sont pas détruites par la souris. Les souris injectées avec les cellules immunitaires humaines permettent de tester de nouvelles approches thérapeutiques. Elles permettent d’évaluer l’impact de la molécule à tester sur la réponse immunitaire humaine et vice-versa, l’impact de la réponse immunitaire sur la molécule à tester. Elles constituent aujourd’hui les modèles les plus pertinents pour décrypter les effets des molécules et sont aujourd’hui bien plus adaptées que les souris immunocompétentes ou les modèles expérimentaux ex-vivo. Dans la littérature, ces souris sont injectées avec les cellules humaines à l’âge adulte (6-7 semaines). Elles seront donc réceptionnées à l’âge de 5-6 semaines ou 12-13 semaines et seront incluses dans les protocoles expérimentaux après 8 à 10 jours d’acclimatation.
Etude de l’inhibition de la croissance tumorale de cellules cancéreuses dans des modèles de souris immunodéficients à l’aide de microARNs
- Recherche fondamentale
- Oncologie
160 souris immunodéficientes vont être utilisées, chacune portant une tumeur humaine greffée sous la peau du flanc et recevant jusqu'à trente-deux injections intraveineuses sur seize semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont attrapées et maintenues six fois par semaine pour la mesure de la tumeur et la pesée, et subissent des prélèvements de sang sous anesthésie légère. Cinq lignées de cancer humain leur sont greffées, du sein, du pancréas, du poumon, du foie et un mélanome, pour comparer un groupe traité par microARN à un groupe sous placebo. Toutes sont tuées pour que les tumeurs soient collectées, tandis que l'avancée annoncée pour les patients reste écrite au conditionnel.
Objectifs
En France, avec près de 430 000 nouveaux cas de cancers (incidence) et à 150 000 décès (mortalité) en 2023, les cancers représentent l’une des principales causes de mortalité. Le nombre de nouveaux cas de cancers détectés correspond à près de 1 200 cas par jour sur une année. Les cancers les plus fréquents sont ceux du pancréas, du sein, du côlon-rectum et du poumon. Dans ce contexte, les microARNs (miARNs) sont de petites molécules régulant la biologie des cellules cancéreuses. Ils sont actuellement très étudiés en oncologie et représentent de nouvelles cibles thérapeutiques. Notre objectif est de démontrer l’efficacité de ces candidats sur l’inhibition de la croissance des cellules tumorales humaines dans un modèle de greffes sous-cutanées chez la souris immunodéficiente. Ainsi, 1 lignée de cancer du sein, 1 lignée de cancer du pancréas, 1 lignée de cancer du poumon, 1 lignée de cancer du foie et 1 lignée de mélanome seront utilisées. L’étude de l’effet de ces miARNs sur la croissance des tumeurs de souris greffées avec des cellules cancéreuses, consistera à comparer un groupe de souris traitées avec le médicament à un groupe de souris traitées avec un placebo.
Bénéfices attendus
A ce jour, la mise en évidence de nouveaux traitements ou de nouvelles combinaisons de traitements représenterait une avancée majeure dans la prise en charge thérapeutique des patients atteints de cancer du sein, du pancréas, du poumon, du foie et de mélanome de type agressif et réfractaire. Notre étude s’attache à proposer de nouveaux traitements ou de nouvelles combinaisons de traitements afin de contrecarrer la résistance aux traitements et les mécanismes d’échappement.
Procédures
Des cellules humaines seront injectées en sous cutané (1 fois, 5 minutes), ceci entrainera le développement d'une tumeur au niveau du flanc. Les animaux seront pris en contention 3 fois/ semaine (1 minute) pour la mesure de la tumeur et 3 fois /semaine (30 secondes) pour la prise de poids, pendant 16 semaines maximum et subiront une prise de sang (45 secondes). Lors des traitements thérapeutiques (durée de 4 à 16 semaines), les animaux subiront des injections intra-veineuses (8 fois minimum à 32 fois maximum, 20 secondes) et un prélèvement sanguin (sous anesthésie légère).
Impact sur les animaux
Le développement d’une tumeur après inoculation de cellules tumorales peut entrainer une gêne à la locomotion dans de très rares cas. Lors des traitements, les animaux subiront des injections intra-veineuses répétées et un prélèvement sanguin (sous anesthésie légère). Ceci pourrait entrainer une irritation au point d’injection et une légère douleur. Les contentions multiples pour les traitements, le suivi tumoral ou la prise de poids peuvent entrainer un stress.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort à la fin de la procédure expérimentale, afin de collecter les tumeurs pour analyses.
Remplacement
Notre laboratoire développe des modèles cellulaires en 3 dimensions (type sphéroïdes, tumoroïdes et organoïdes) permettant de remplacer une partie des études précliniques chez la souris en testant in vitro l’efficacité des miARNs. Seuls les miARNs ayant montré un effet significatif sur l’inhibition de l’agressivité des cellules tumorales ont été choisis dans cette étude. Bien que pertinents, ces systèmes comportent des limites et ne récapitulent pas toute la complexité du développement tumoral chez l’homme ce qui explique le recours à des animaux.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous avons utilisé un test statistique ainsi que des résultats préalables, détaillés dans la littérature. Grâce à ces approches, nous avons déterminé que des groupes expérimentaux composés de 10 animaux permettront d’obtenir des résultats statistiquement corrects et qui ne compromettront pas l’interprétation de nos résultats. Les travaux seront réalisés sur des souris femelles pour les modèles de cancer du sein et sur des souris mâles pour les autres cancers.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe dans un milieu enrichi pour limiter leur stress. Les animaux seront surveillés hebdomadairement par le personnel animalier lors du change et quotidiennement par les personnes en charge de l’expérimentation afin d’observer leur comportement, leur apparence et tous signes qui permettraient d’identifier des indications révélatrices de souffrance animale. Toutes les expériences et manipulations des animaux seront effectuées afin d’assurer le bien-être animal et de réduire au minimum le niveau de stress des animaux. Les animaux seront anesthésiés pour la greffe cellulaire. Ils seront anesthésiés et recevront un analgésique lors du prélèvement sanguin. Les animaux seront également suivis périodiquement avec des points limites définis en lien avec le site d’implantation des cellules tumorales. Si l’un des points limites définis est atteint, l’animal sera mis à mort.
Choix des espèces
Dans le cadre de notre étude, nous utilisons des modèles qui sont bien caractérisés dans la communauté scientifique. L’utilisation de souris mâles et femelles permet une analyse statistique plus étendue en comparaison des mammifères de plus grandes tailles et représente un modèle de choix compte tenu des similitudes avec l’Homme. Dans le cadre de notre étude, nous utilisons des modèles qui sont bien caractérisés au laboratoire ou par ailleurs. Dans ce contexte, les modèles de souris immunodéficientes représentent les modèles les mieux caractérisés pour la mise en place de greffe de cellules humaines sans rejet. Nous utiliserons des souris adultes d’âge homogène de 8 à 12 semaines. A ces âges, les animaux présentent des caractéristiques adultes et sont réceptifs à la prise de greffes à 100%.
Caractérisation de la voie d’administration et de la dose optimale de nouveaux composés antidiabétiques
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Jusqu'à dix-neuf prélèvements de sang par incision de la queue et dix-huit gavages ou injections hebdomadaires par animal : 4 800 souris diabétiques vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le protocole compare cinq variantes d'une protéine, à cinq doses et par quatre voies d'administration, pour identifier la combinaison la plus efficace contre le diabète de type 1. Le porteur énumère lui-même les risques de perforation de l'œsophage, de perforation d'organes internes, d'œdèmes, d'hématomes et de lésions veineuses liés à ces gestes répétés, tout en décrivant le modèle comme présentant une hyperglycémie modérée. Toutes les souris sont tuées pour des analyses post-mortem.
Objectifs
Notre recherche porte sur le diabète de type 1 (DT1), une maladie caractérisée par la destruction des cellules pancréatiques responsables de la production d'insuline. Cette destruction entraîne des hyperglycémies chroniques, pouvant entraîner de graves complications vasculaires. Nous avons identifié une protéine capable de régénérer ces cellules et avons développé cinq variantes de cette protéine, que nous avons testées sur des souris diabétiques. Nos résultats préliminaires indiquent que ces nouvelles protéines stimulent la prolifération des cellules productrices d'insuline, ce qui pourrait en faire des traitements prometteurs pour le DT1. Pour développer un traitement antidiabétique, nous souhaitons évaluer l’efficacité de chacune de ces protéines. L’objectif est de déterminer laquelle d’entre elles est la plus efficace, ainsi que la dose optimale et la méthode d’administration la plus adaptée. Nous testerons donc cinq concentrations différentes avec quatre méthodes d'administration (intrapéritonéale, sous-cutanée, intraveineuse et orale) sur un modèle de souris diabétiques, afin d'évaluer leur efficacité dans le contexte du DT1. Notre approche sera séquentielle et hiérarchisée : si l'une des protéines candidates montre de bons résultats avec une méthode et une dose spécifiques, nous pourrons écarter les autres options, réduisant ainsi le nombre de souris nécessaires.
Bénéfices attendus
Les résultats de cette étude seront déterminants pour identifier la dose optimale et la voie d'administration offrant la meilleure efficacité antidiabétique de nos analogues. En les combinant avec les autres études en cours, notamment les études pharmacocinétiques, nous maximiserons les chances de succès dans le développement d'une thérapie pour le diabète de type 1.
Procédures
En plus de la mesure de la glycémie en début de procédure, plusieurs prélèvements sanguins seront effectués sur chaque animal, selon leur groupe : trois prélèvements seront réalisés par ponction de la veine caudale (après incision de la queue) pour le groupe traité pendant 3 semaines (soit 4 prélèvements au total, incluant le prélèvement initial; durée de l'intervention : 30 secondes); dix prélèvements seront réalisés pour le groupe traité pendant 10 semaines (soit 11 prélèvements au total; durée de l'intervention : 30 secondes); dix-huit prélèvements seront réalisés pour le groupe traité pendant 18 semaines (soit 19 prélèvements au total; durée de l'intervention : 30 secondes). En fonction des groupes, chaque animal recevra soit une injection, soit une administration orale par gavage du composé, effectuée de manière hebdomadaire : trois injections ou administrations orales pour le groupe traité pendant 3 semaines (durée de l'intervention : entre 30 secondes et 1 minute); dix injections ou administrations orales pour le groupe traité pendant 10 semaines (durée de l'intervention : entre 30 secondes et 1 minute); dix-huit injections ou administrations orales pour le groupe traité pendant 18 semaines (durée de l'intervention : entre 30 secondes et 1 minute).
Impact sur les animaux
Les souris utilisées dans cette étude constitue un modèle classique pour l'étude du diabète de type 1 (DT1), présentant généralement une hyperglycémie modérée. La ponction de la veine caudale, qui implique l'extraction de sang de la veine située dans la queue, peut entraîner une douleur ou un inconfort, avec un risque d'infection si le site n'est pas correctement aseptisé. Ces prélèvements seront effectués de manière hebdomadaire, pouvant atteindre jusqu'à 18 prélèvements selon les groupes, augmentant ainsi le risque d'infection. L'administration orale par gavage peut provoquer du stress et de l'inconfort, avec des risques de perforation ou de blessure de l'œsophage, ainsi que d'aspiration de liquide dans les poumons, entraînant des difficultés respiratoires si la sonde est mal positionnée, surtout en cas de répétition de la procédure. Les injections intrapéritonéales (IP), sous-cutanées (SC) et intraveineuses (IV) comportent également des risques d'inconfort et de douleur au site d'injection. Pour les injections IP, il existe un risque de perforation des organes internes, tandis que les injections SC peuvent provoquer des œdèmes ou des hématomes si elles sont administrées trop rapidement. Les injections IV, quant à elles, comportent des risques de saignements et de lésions veineuses. Dans tous les cas, une infection peut survenir si les conditions d'asepsie ne sont pas rigoureusement respectées. Il est important de noter que les injections et les gavages seront également réalisés de manière hebdomadaire, jusqu'à 18 administrations selon les groupes, ce qui accentue les risques liés à ces procédures répétées.
Devenir
À la fin de la procédure, les animaux seront mis à mort pour permettre des analyses post-mortem.
Remplacement
Dans notre étude, les composés développés présentent des caractéristiques pharmacodynamiques uniques qui ne peuvent être pleinement évaluées que dans des systèmes biologiques complexes, comme ceux des souris. L'étude in vivo est essentielle pour mesurer avec précision l'efficacité et l'interaction de nos analogues avec leurs cibles biologiques, ainsi que pour comprendre les réponses physiologiques qu'elles déclenchent. Ces mécanismes ne peuvent pas être reproduits de manière fiable par des méthodes in vitro ou par modélisation informatique, rendant l'approche in vivo indispensable pour évaluer l'efficacité thérapeutique potentielle des composés.
Réduction
Nous veillerons à utiliser un nombre minimal d'animaux dans nos expériences. Des analyses statistiques sur des échantillons préliminaires ont révélé que 16 animaux par condition suffisent pour obtenir des résultats exploitables, sans nécessiter de répétitions supplémentaires. Certaines souris peuvent ne pas développer d’hyperglycémie, mais elles ne seront pas écartées, car elles présentent une infiltration lymphocytaire significative, un indicateur préclinique important du diabète de type 1 (DT1). Ainsi, notre étude inclura les souris diabétiques et prédiabétiques pour obtenir des données complètes et fiables sur l'efficacité de nos composés. Enfin, pour réduire le nombre d’animaux utilisés, nous adopterons une approche séquentielle et hiérarchisée. Si un composé montre une efficacité notable avec une voie d'administration et une dose spécifique, les autres conditions seront progressivement écartées. Nous ajusterons les expériences en fonction des résultats obtenus, conformément aux principes des 3R.
Raffinement
La glycémie sera mesurée par prélèvement d'une goutte de sang de la veine caudale. Avant l'incision, une crème analgésique contenant de la lidocaïne sera appliquée sur l'extrémité de la queue pour assurer une anesthésie locale. La ponction sera effectuée rapidement et avec précision pour minimiser le stress, et une légère pression sera appliquée pour arrêter le saignement et prévenir les hématomes. Pour les injections intrapéritonéales (IP), sous-cutanées (SC) et intraveineuses (IV), la zone d'injection sera désinfectée avant et après chaque administration, afin de réduire le risque d'infection. Des aiguilles de petit calibre seront utilisées pour minimiser la douleur et les traumatismes tissulaires. Avant une injection IV, la queue de la souris sera réchauffée dans de l’eau tiède afin de dilater les vaisseaux sanguins, facilitant ainsi l'injection et réduisant les tentatives. Les volumes injectés seront limités afin d’éviter tout inconfort. Pour l'administration orale (gavage), des sondes d’alimentation adaptées seront employées afin de minimiser le risque de perforation de l’œsophage ou de lésions internes. Les animaux seront surveillés attentivement pour déceler tout signe de détresse ou de difficultés respiratoires. Tous les animaux seront hébergés dans un environnement enrichi et en groupes sociaux, dans des portoirs ventilés. Ils auront accès à de l'eau stérilisée et des aliments irradiés pour minimiser les risques de contamination. Durant toute la procédure, les animaux seront surveillés à l’aide d'une grille de score pour évaluer et objectiver les éventuelles souffrances, avec des points limites précoces et des mesures correctives adaptées.
Choix des espèces
Les souris utilisées dans cette étude constituent un modèle de référence pour l'étude du diabète de type 1 (DT1), car elles développent spontanément la maladie par des mécanismes similaires à ceux observés chez l'humain. Leur phénotype et les étapes de progression du DT1 sont bien documentés, ce qui permet des études précises et reproductibles. Dans notre étude, ces souris sont essentielles pour évaluer l'efficacité de nos composés dans un contexte de DT1. Pour cette étude pharmacodynamique (i.e. l'étude des effets des analogues sur l'organisme), nous utiliserons des souris âgées de 8 à 20 semaines. Cet intervalle d'âge correspond à la période adulte, où les processus métaboliques sont stabilisés, offrant ainsi une meilleure représentativité des réponses physiologiques et pharmacologiques. À cet âge, les souris présentent un profil métabolique mature, ce qui permet d'obtenir des données d'efficacité plus fiables et transposables, tout en minimisant les variations liées à la croissance ou aux effets du sevrage.
Etude et traitement thérapeutique de l’insuffisance cardiaque chez le porc
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Trois heures de chirurgie du thorax, puis deux actes chirurgicaux supplémentaires à deux mois et trois jours d'intervalle, le dernier se terminant par la mise à mort : 80 cochons vont être utilisés sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des sondes de mesure et un câble de pacemaker sont implantés dans leur cœur, puis une insuffisance cardiaque leur est provoquée par stimulation cardiaque et pression artérielle élevées, pour tester des traitements de protection du muscle cardiaque. Le porteur juge probable qu'une partie des animaux supporte mal ce traitement, avec baisse d'activité, perte d'appétit et amaigrissement en fin de protocole. Tous sont tués pour l'étude du cœur au microscope, alors que le projet annonce des bénéfices valant "autant pour la santé humaine que pour la santé animale".
Objectifs
L’insuffisance cardiaque est une maladie grave qui se définit par l’incapacité du coeur à pomper suffisamment de sang pour répondre aux besoins de l’organisme. Elle survient généralement chez des individus majoritairement âgés dont la santé est fragilisée depuis plusieurs années par des troubles cardiaques ou respiratoires ou par de l’hypertension. Elle se présente par un essoufflement et une fatigue disproportionnés par rapport à l’effort produit, d’abord uniquement à l’effort, puis aussi au repos. Dans les cas les plus avancés apparaissent dyspnée, toux nocturne, oedème (des poumons, des membres inférieurs), ascite, cardiomégalie. Le nombre de cas d’insuffisance cardiaque a augmenté au cours des 30 dernières années, en raison de l’amélioration des traitements des troubles cardiaques et avec le prolongement de l’espérance de vie des personnes atteintes. L’insuffisance cardiaque est une cause importante de mortalité, et le taux de survie 5 ans après le diagnostic est d’environ 50%, avec au moins 165000 hospitalisations et plus de 70000 décès annuels en France. C’est pourquoi nous étudions l’insuffisance cardiaque avec un modèle de porc avec ou sans troubles métaboliques (insulino-résistance et dyslipidémie) à pression artérielle et stimulation cardiaque élevées, car nous avons grand besoin de comprendre sa physiopathologie et de trouver de nouvelles stratégies visant à prévenir ou à réduire la progression du dysfonctionnement du coeur. Notre projet prévoit d’utiliser au maximum 80 porcs sur 5 ans. La fréquence cardiaque, la taille du cœur, l’anatomie coronaire, l’innervation, la circulation collatérale native du porc sont très proches de celle de l’Homme. Le plan général du projet est de pratiquer une chirurgie afin d’implanter des sondes de mesure de l’activité cardiaque (pression aortique et ventriculaire gauche, débit aortique et coronaire) et un câble de stimulation de pacemaker, et après une période de repos, d’induire une insuffisance cardiaque afin d’évaluer l’effet d’un traitement thérapeutique grâce aux sondes implantées, mais aussi grâce à des mesures échocardiographiques et à l’analyse de sang et de tissus cardiaques prélevés. Le premier traitement prévu est une thérapie cellulaire basée sur les cellules dérivées des cardiosphères, cellules pluripotentes obtenues par mise en culture de fragments cardiaques et permettant une régénération du tissu de l’organe. D’autres traitements pourront être testés par la suite, tel un basé sur l’ANGPTL4.
Bénéfices attendus
Le projet permet d’évaluer de manière très prédictive des stratégies de protection cardiaque, dont les résultats bénéfiques à long terme valent autant pour la santé humaine que pour la santé animale, et jouent sur l’amélioration globale de la qualité de vie, grâce à une amélioration de la fonction cardiaque.
Procédures
Chaque animal sera soumis 1 seule fois à une chirurgie thoracique réalisée sous anesthésie générale d’environ 3 heures, puis environ 2 mois plus tard à un acte chirugical percutané sous anesthésie générale d’environ une demie-heure, puis 3 jours plus tard à un acte chirugical percutané sous anesthésie générale se terminant par la mise à mort. Tous les autres actes sont indolores et consistent en des soins, ou à des échocardiographies ou à des enregistrements de paramètres hémodynamiques effectués sous sédation légère afin que l’animal soit bien calme.
Impact sur les animaux
L’insuffisance cardiaque se caractérisant essentiellement par une fatigue chronique, il est probable qu’un certain nombre d’animaux supportent moins bien ce traitement, ce qui entrainera une baisse d’activité et une perte d’appétit avec une stabilisation, voire une légère baisse de leur poids en toute fin de protocole.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour récupérer le coeur afin d'en faire l'étude histologique.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne permet actuellement de tester totalement une stratégie de protection cardiaque sans passer finalement par l’expérimentation animale. Les traitements envisagés ont déjà été testés in vitro ou sur des animaux de petite taille (rongeurs) aux caractéristiques cardiaques trop dissemblables de l’Homme. Seuls des essais effectués sur un modèle d’étude cardiaque proche de l’Homme sont scientifiquement acceptables pour envisager une extrapolation vers la pratique clinique humaine.
Réduction
Il est prévu d’utiliser le minimum d’animaux pour chaque stratégie testée, et le nombre par lot est fixé à 8. De plus, à chaque fois que c’est possible, les animaux des lots témoins sont mutualisés pour chaque stratégie.
Raffinement
Des antalgiques, des anesthésiques et des tranquillisants sont utilisées à des doses adaptées (voir détails plus bas). Nous ne pensons pas observer de différences comportementales entre avant et après les actes chirurgicaux. Des signes indicatifs de gêne inhérents au modèle expérimental seront probablement observés en fin de protocole, et cette période sera particulièrement surveillée afin qu’elle soit le plus courte possible pour l’animal. Ils sont suivis quotidiennement et bénéficient de sciure pour satisfaire leurs réflexes de fouissage, et d’objets « manipulables » pour améliorer leur qualité de vie. Ils sont logés à plusieurs avant leur chirurgie.
Choix des espèces
L’animal choisi est le modèle le plus adapté pour ce projet, et validé depuis plusieurs années dans notre laboratoire. Le porc, par sa fréquence cardiaque, la taille de son myocarde, son anatomie coronaire, son innervation et l’absence de circulation collatérale native, est un modèle proche de l’Homme. Il permet de réaliser des études précliniques très prédictives sur le plan cardiovasculaire. Porc fermier à 2 mois ½ (25kg), âge minimal souhaité et poids maximal souhaité pour commencer les expérimentations. Mini-porc Yucatan à 9 mois (40kg), avec un poids devant rester stable le temps de l’expérimentation, la différence d’âge se justifiant par la longue mise en place des troubles métaboliques.
Etude des facteurs influençant la dynamique de colonisation et de clairance digestive lors d’une infection à Clostridioides difficile
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Toutes tuées en fin de procédure pour que soient prélevés les segments de leur tube digestif, 280 souris femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont suivies pendant près de six semaines, reçoivent jusqu'à vingt gavages oro-gastriques pour être infectées par Clostridioides difficile puis réinfectées et traitées aux antibiotiques deux fois par jour pendant huit jours, subissent deux injections dans l'abdomen et deux prélèvements de sang par la joue sous anesthésie. L'infection provoque des diarrhées et une perte de poids que le porteur qualifie de légère à modérée et spontanément résolutive en deux à trois jours. Le recours exclusif à des femelles est justifié non par la biologie de l'infection mais par la "nécessité" de cohérence avec les essais antérieurs de l'équipe.
Objectifs
Clostridioides difficile est une bactérie capable de coloniser le microbiote digestif après sa perturbation par des antibiotiques (ATB). Une fois implanté dans le tube digestif, cette bactérie va provoquer une diarrhée sous l’action des toxines qu’elle produit. Les infections à C. difficile (ICD) sont caractérisées par un taux important de récidive (25% des cas), parfois multiples et particulièrement invalidantes pour les patients malgré un traitement antibiotique bien conduit. A ce jour, les déterminants conduisant à la récidive sont encore mal connus. Plusieurs hypothèses non exclusives ont été avancées pour expliquer leur survenue notamment 1) la persistance de la perturbation du microbiote induite initialement par les antibiotiques, voire la perturbation additionnelle induite par les antibiotiques utilisés dans le traitement des ICD ; 2) une réponse immune non efficace pour neutraliser l’action des toxines produites par la bactérie ; 3) la persistance de la bactérie sous sa forme sporulée (forme de résistance non sensible à l’action des antibiotiques) ou sa survie dans des niches écologiques digestives non accessibles aux antibiotiques. L'utilisation d'animaux dans le cadre de ce projet a pour objectif de mieux comprendre le processus de colonisation digestive et les déterminants favorisant une disparaition complète de la bactérie du tube digestif ou au contraire la récidive et notamment la rechute à partir de bactéries persistantes dans le tractus digestif sous une forme ou dans une niche écologique particulière à identifier
Bénéfices attendus
Les données qui seront obtenues au cours de ce projet permettront de mieux comprendre le mode de survie de C. difficile au sein du tractus digestif (forme et localisation) permettant la récidive de l'infection et d'identifier des espèces bactériennes associées à la colonisation et à la décolonisation digestive de C. difficile. Elle permettra également de préciser la cinétique de mise en place d'une réponse immune efficace avec la prodcution d'anticorps neutralisant l'action des toxines et son rôle dans le processus de protection de l'hôte contre l'action des toxines produites par la bactérie. Ces données sont essentielles pour identifier et construire les bases de nouvelles stratégies de prévention de traitement des ICD complémentaires aux antibiotiques et limiter le risque de récidive que ce soit par l'utilisation de probiotiques de nouvelles génération et/ou de stratégies d'immunisation notamment la vaccination.
Procédures
Les animaux seront suivis tous les jours longitudinalement pendant près de 6 semaines. Au cours de cette période, ils seront soumis à 2 injections intrapéritonéales sous anesthésie locale du point d’injection (durée de l'IP 30 secondes à 1 minute), à des gavages oro-gastriques (de 1 à 20 selon les procédures) pour l’infection et la réinfection et l'administration biquotidienne des traitements antibiotiques pendant 8 jours (durée du gavage 30 secondes à 1 minute). Il sera également réalisé des prélèvements quotidiens de selles, à 2 prélèvements de sang par voie submandibulaire sous anesthésie générale (durée 2 à 3 minutes).
Impact sur les animaux
Le poinçonnage aux oreilles peut provoquer une douleur légère de courte durée. Les piqures d’aiguille pour les injections intrapéritonéales peuvent provoquer une douleur légère de courte durée. Les gavages orogastriques des animaux pour d’une part pour provoquer une infection digestive et d’autre part pour l’administration par voie orale des antibiotiques du traitement de l’infection peuvent provoquer un stress durant le geste dont la durée est courte. L’infection digestive par C. difficile peut provoquer chez les animaux infectés des signes digestifs de type diarrhée, avec perte de poids légère à modérée liée à une déshydratation légère. Ces signes seront spontanément résolutifs après 2 à 3 jours et l’infection dans ce modèle n’est ni sévère, ni mortelle. Au cours de l’infection, les animaux seront suivis quotidiennement : observation clinique, pesée, recueil des selles et changement de litières. Cette surveillance quotidienne n’occasionne aucune douleur mais peut également provoquer une angoisse légère dans la mesure où elle nécessite de manipuler l’animal. Au cours de ces essais, un prélèvement de sang sera réalisé par voie sous mandibulaire susceptible de provoquer une douleur légère et de courte durée liée à l’incision et un stress du à la manipulation de l’animal mais minimisée par l’anesthésie préalable des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure expérimentale car le prélèvement de différents segments du tube digestif permettra d’identifier le site de persistance de la bactérie dans le tube digestif potentiellement à l’origine des récidives des ICD.
Remplacement
Le recours à l'animal est indispensable pour étudier les différents facteurs impliqués dans le processus de colonisation et décolonisation digestive de C. difficile. Aucun modèle in vitro, ex vivo ou in silico n'est capable de reproduire la complexité du processus infectieux dans son intégralité (réponse immune et perturbation du microbiote digestif). Pour les études portant sur le microbiote, les essais de colonisation chez l'animal restent une étape incontournable pour étudier son rôle, car même les expériences sur modèles cellulaires en trois dimensions ou en biofermenteurs modélisant le tube digestif ne permettent pas de reproduire idéalement le processus infectieux global.
Réduction
La méthodologie de ce projet a été construite sur la base des données déjà collectées au sein de notre équipe et celles de la littérature. Cette expérience acquise nous a ainsi permis de nous focaliser sur les points d’intérêt importants de suivi des animaux et de ne pas démultiplier inutilement les temps de suivi. De plus, une planification statistique rigoureuse a permis de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés au nombre de 280, tout en préservant la validité statistique des résultats de l'étude. L’étude de la rechute, à distance du premier épisode, est intégrée dans l’essai de suivi cinétique de la colonisation et de disparaition digestive lors de ce premier épisode afin de limiter le nombre d’essai et d’animaux nécessaires. Enfin, les groupes contrôles des animaux ont été mutualisés aussi souvent que possible.
Raffinement
Les animaux seront hébergés avec suffisamment d'espace, par groupe de 4 par cage avec un tunnel de carton et du papier pour construction de nids comme enrichissement. Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s'assurer qu'ils subissent le minimum de stress possible. Les litières seront changées quotidiennement pendant la période d’infection et les animaux auront un accès direct et illimité à l'eau de boisson et à la nourriture. Du gel hydrique sera mis dans les cages afin de faciliter la réhydratation des animaux pendant toute la période des signes cliniques de diarrhées. La procédure d'expérimentation sera pratiquée en utilisant des anesthésiques permettant de limiter la souffrance des animaux qui bénéficieront d'une procédure d'euthanasie anticipée avec une sortie d'étude prématurée en cas d'atteinte des points limites éthiquement non acceptables.
Choix des espèces
Le modèle d’infection chez la souris est maintenant établi et classiquement utilisé dans les protocoles d’étude de la colonisation et d’infection digestive par C. difficile par toutes les équipes de recherche travaillant sur ce sujet. Ce modèle se rapproche de l'histoire naturelle de l’ICD non compliquée observée chez l'Homme. Les souris seront manipulées à l'âge de 6 ou 8 semaines. Ce choix est motivé par la nécessité de travailler à la fois sur des animaux ayant atteint l'âge adulte et qui répondent au modèle de colonisation et d'infection par C. difficile déjà décrit par notre équipe et d’autres équipes. Enfin, le choix d’animaux femelles est également motivé par la nécessité de cohérence et d'homogénéité avec nos essais précédents sur la même thématique.
Evaluation préclinique chez le porc, d’un dispositif médical de diagnostic destiné à la mesure du transit segmentaire chez l’homme
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Pour valider une capsule électronique avalable censée mesurer le temps de transit intestinal chez l'humain, 8 cochons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque animal est attrapé et maintenu de force pour recevoir la capsule dans l'estomac par sonde de gavage, puis sédaté trois fois dans la même journée et transporté vers le scanner, une heure, trois à quatre heures et sept à huit heures après l'introduction. Le stress lié à cette contention et à l'ingestion de la capsule est la seule atteinte annoncée. Le devenir des animaux reste au conditionnel, le porteur écrivant imaginer possible de les replacer après quelques jours d'observation, alors que la déclaration indique les 8 cochons comme renvoyés à l'élevage.
Objectifs
Le projet vise à développer un dispositif électronique ingérable prenant la forme d’une capsule, destinée à la mesure du temps de transit segmentaire chez l’Homme. Il s’agit d’un dispositif médical, son principe de fonctionnement repose sur l’antenne de la capsule. L’antenne envoie un signal radio qui est analysé en retour. Ce signal rencontre les parois du tube digestif qui vont altérer le signal en fonction des caractéristiques électromagnétiques des tissus, déterminés par des critères de permitivité et de conductivité. Ce principe est utilisé et développé se basant sur les travaux de collaborateurs et permettent d’avoir deux hypothèses de travail : 1. Les différences entre les caractéristiques électromagnétiques des tissus des différents segments du tube sont suffisamment importantes pour être détectées par le système. 2. Les différences constatées entre segments sont dans tous les cas supérieures aux différences inter-individuelles liées aux différences d’âge, de sexe, de morphologies…
Bénéfices attendus
Aucun dispositif médical est encore breveté permettant de connaitre le transit segmentaire chez l'homme. Ceci permettrait à terme de connaître les spécificités digestives et mieux adapter les traitements ultérieurs pour diverses pathologies (temps de rémanence des molécules pharmaceutiques).
Procédures
Les animaux auront la préhention initiale pour introduire dans l’estomac par sonde de gavage la capsule de mesure. Ils auront besoin d'avoir 3 mesures, faites à 3 temps (imagerie et mesures de données de la capsule) : 1h // 3-4h // 7-8h post introduction de la capsule de mesure. Pour cela, ils seront sédatés dans le box d'hébergement puis transportés vers l'imageur (le transport à létage ne dure que 3 minutes). L'installation au scanner et imageries ne durera que 12 minutes maximum : temps d'installation puis images et 3 sets de mesures de la capsule de 3 minutes.
Impact sur les animaux
Du stress du à la préhention initiale est à prévoir ainsi qu'à l'inclusion de la capsule par voie orale.
Devenir
La procédure suivie par les porcs est légère et de courte durée. Nous imaginons possible de replacer les animaux après une observation de quelques jours post-procédure.
Remplacement
Les contraintes règlementaires aux niveaux européen ou américain imposent une évaluation préclinique des dispositifs médicaux basée soit sur une revue de la littérature dans le cas où les matériaux et/ou les dispositifs sont connus et étudiés, soit sur la génération de données précliniques dans le cas où il s’agit d’un nouveau biomatériau/dispositif/molécule, d’une modification majeure d’un dispositif existant ou d’une nouvelle modification pour la molécule. Le dispositif utilisé pour ce projet étant destiné à être utilisé chez l’homme il n’est pas possible de s’affranchir du passage chez l’animal pour validation du produit.
Réduction
Nous avons estimé nécessaire un groupe de 8 porcs maximum afin d'avoir 4 animaux de plus grande taille afin d'avoir un compartiment graisseux plus important et 4 autres de plus petite taille (moins gras). La moitié sera des femelels et l'autre moitié des males. Si les capsules sont actives et visibles au scanner avec les animaux plus gras, nous assumons possible ne pas réaliser le groupe d'animaux plus petits.
Raffinement
Nous réalisons la procédure expérimentale par du personnel formé et expérimenté. Il est prévu d'avoir une acclimatation au nouvel environnement d'hébergement. La procédure est non douloureuse, une sédation est prévue afin de minimiser le stress du à l'insertion de la capsule et permettant le relachement pour immobilisation à l'imagerie. Le temps d'imagerie est très court, les molécules prévues sont de courte durée et permettent une récupération rapide. Nous estimons possible de proposer le replacement des animaux. Même si la procédure expérimentales est de courte durée et peu invasive, il est prévu de suivre les paramètres physiologiques afin d'avoir un point limite adapté.
Choix des espèces
De par la similitude du système digestif, les résultats obtenus pourront être plus facilement transposables à la clinique du fait de la proximité entre espèces (porc / homme). D’autres études ont déjà été concluantes sur d’autres types de dispositifs implantables chez le porc. La maitrise de la masse graisseuse est importante afin de pouvoir recevoir les données émises par la capsule sur des sujets plus ou moins gras. Pour cela, nous souhaitons avoir deux lots d'animaux qui nous permettent concilier une bonne maitrise de la corpulence à gérer à l'imageur. Dans ce sens, les animaux seront utilisés à un stade jeune, de faible poids. Ce poids permet de concilier ces animaux à la manipulation et aux études au scanner (corpulence maitrisée). Le lot de 4 animaux sera utilisé avec une masse en graisse faible (jeunes entre 3-4 mois, autour de 30kg, 2 males et 2 femelles). Un deuxième lot de 4 animaux sera utilisé avec une masse en graisse plus importante (jeunes entre 4-5 mois, autour de 55kg, 2 males et 2 femelles).
Impact des fongicides sur les fonctions de l’unité gliovasculaire au cours du développement cérébral (1/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Injection intraveineuse de billes magnétiques, injection d'un produit de contraste dans les enveloppes du cerveau, incision de la peau : 420 souris subissent ces interventions sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue. Les femelles reproductrices reçoivent des fongicides avant l'accouplement, pendant la gestation et pendant l'allaitement, et leur descendance est suivie jusqu'au stade adulte pour observer les vaisseaux du cerveau. Les séances d'imagerie durent jusqu'à une heure par jour, sur deux jours. Les doses administrées sont celles autorisées dans l'eau potable par l'Union européenne et présentées comme non nuisibles pour la santé, alors que l'objet déclaré du projet est de déterminer les effets nocifs qui peuvent en découler.
Objectifs
De récentes études épidémiologiques suggèrent que l’exposition aux pesticides est associée à des troubles neurodéveloppementaux. La majorité de ces études se focalisent sur les neurones et les cellules gliales, cependant une composante reste encore largement inexplorée : la composante vasculaire. Ce projet est divisé en deux parties : - Partie 1 du projet dans l'Etablissement utilisatuer 1 : administrations de fongicides aux animaux géniterus, afin d'étudier les fonctions vasculaires des animaux issus de femelles traitées avant l'accouplement, pendant la gestation et lactation puis après leur sevrage. - Partie 2 du projet dans l'Etablissement utilisateur 2 : étude de l'action des fongicides sur le développement cérébral, plus particulièrement la composante vasculaire, avec deux techniques d'imagerie fonctionnelle peu invasives, pour observer l'inflammation vasculaire, les flux liquidiens dans le cerveau ainsi que le couplage neurovasculaire. Nous réaliserons cette étude dans des modèles murins "sains" et prédisposés génétiquement aux troubles du spectre autitiques, et ce chez les deux sexes. Pour cette étude nous utiliserons un nombre total de 420 animaux.
Bénéfices attendus
Notre étude permettra de mieux comprendre le mode d’action des fongicides sur le développement cérébral d’animaux sains et prédisposés génétiquement aux troubles du spectre autistique, dans l’espoir d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour lutter au plus tôt contre les malformations cérébrales induites par les pesticides, même à faibles doses.
Procédures
Certains lots de souris subiront des interventions (dans l'Etablissement Utilisateur 2) de type : injection intraveineuse de billes magnétiques, injection intra-cisternale de produit de contraste ou une incision de la peau. Toutes ces interventions seront réalisées sur un animal anesthésié et analgésié. La durée de la procédure 2 sera de 40 minutes environ (injection + imagerie). La procédure 3 sera séparée en 2 jours, l'imagerie durera 1h chaque jour. La procédure 4 durera environ 20 minutes.
Impact sur les animaux
Certains lots de souris subiront des interventions (injection intraveineuse) qui peuvent entraîner des effets modérés (irritation au site d'injection). Les lots d'animaux traités avec les fongicides seront exposés à des doses retrouvées dans l'eau potable, autorisées par l'Union Européenne (directive 2020/2184) et considérées comme non nuisibles pour la santé. Le but de notre étude est de déterminer les effets nocifs qui peuvent découler de cette exposition.
Devenir
Les animaux utilisés pour la procédure 2 seront mis à mort afin de prélever les cerveaux et de faire nos analyses. Les autres animaux seront également mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
L’expérimentation animale sur un système murin est essentielle, car nous ne pouvons le remplacer par un système in vitro où il est impossible de recréer les multiples interactions cellulaires d’un système complexe en développement. Il n’existe pas non plus d’autres modèles à l’heure actuelle permettant de répondre à nos questions biologiques
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit autant que possible et correspond au minimum nécessaire pour obtenir des résultats scientifiques significatifs. Nous ne possédons pas assez de données pour réaliser une analyse de puissance. Ainsi, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet (nombre d’animaux par expérimentation : 10) a été évalué au regard de nos données antérieures et de la littérature disponible.
Raffinement
Les élevages sont effectués en groupe avec enrichissement de l’environnement et toutes les précautions sont assurées afin de respecter au mieux le bien-être animal. Pour tout protocole nécessitant une anesthésie, des analgésiques seront coadministrés pour limiter toute souffrance à l’animal. En plus de l'anesthésie, une analgésie sera réalisée pour tout animal subissant une thoracotomie. Le personnel est formé sur l’ensemble de la prise en charge des animaux (gestion optimale de l’élevage, actes de chirurgie ou d’injection intrapéritonéale, gestion de l’anesthésie/analgésie, analyse des points limites). Les animaux sont transportés en groupe de 5 et de l'hydrogel sera placé dans les boîtes de transport afin que les animaux puissent s'hydrater pendant le trajet.
Choix des espèces
La souris est un mammifère où les processus qui régissent le développement du système nerveux central et sa plasticité sont similaires à l'Homme. Cette étude sera sur le stade adulte et nous permettra de voir les effets à long terme d’une exposition prénatale sur le développement et les répercussions au stade adulte.
Impact d’une exposition alimentaire aux pesticides sur un modèle murin génétiquement prédisposé à la colite, une inflammation chronique du colon.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Privées du gène de l'interleukine 10, elles développent spontanément une colite et reçoivent pendant dix semaines une alimentation contenant du glyphosate à deux doses réglementaires, avec collecte hebdomadaire de fèces puis prélèvement de sang sous sédation profonde juste avant la mise à mort. L'inflammation peut provoquer des diarrhées sévères, une déshydratation et une perte de poids atteignant 20 % en quelques jours, seuil qui déclenche alors la mise à mort. Le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne reproduit le dialogue entre microbiote, intestin et foie, et présente l'usage d'un animal de laboratoire "entier" comme "nécessaire".
Objectifs
Les Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI) sont des pathologies complexes qui résultent de la combinaison de plusieurs facteurs de risques : génétiques et environnementaux. Dans ces facteurs environnementaux, un déséquilibre du microbiote intestinal, ensemble des bactéries colonisant les intestins, favorise l’apparition de ces pathologies. D’autre part, les contaminants présents dans notre alimentation, tel que le glyphosate, pourraient jouer un rôle dans ces pathologies, notamment chez des individus génétiquement prédisposés. Le glyphosate est le pesticide le plus utilisé dans le monde, et les consommateurs sont principalement exposés via leur alimentation. Chez les plantes, il agit en inhibant une protéine indispensable à la survie de la plante, mais cette protéine est aussi présente dans certaines bactéries du microbiote intestinal. Ainsi, nos résultats préliminaires montrent que l’exposition au glyphosate impacte la composition du microbiote intestinal. Cependant il n’est pas connu si ces changements du microbiote, induits par glyphosate, peuvent favoriser l’apparition de MICI. L’interleukine 10 (IL-10), une molécule du système immunitaire impliquée dans la réponse anti-inflammatoire, est la principale protéine anti-inflammatoire intestinale. Des souris dont l’interleukine 10 a été supprimée (IL-10-/-) développent spontanément une inflammation de l’intestin en vieillissant. De plus, le microbiote intestinal joue un rôle majeur dans le développement de cette pathologie chez ces souris IL-10-/-. Ce modèle de souris est donc approprié pour étudier l’impact de facteurs environnementaux sur le développement des MICI. Dans ce projet nous souhaitons donc étudier l’impact d’une exposition alimentaire au glyphosate sur le développement de l’inflammation intestinale, en utilisant des souris mâles et femelles dont l’interleukine 10 a été invalidée.
Bénéfices attendus
Avec ce projet, nous souhaitons approfondir les connaissances sur l’impact de l’exposition alimentaire au glyphosate dans le contexte d’une prédisposition génétique au développement de pathologie intestinale telle que la colite. Nous évaluerons ainsi les effets de l’exposition aux pesticides sur le microbiote intestinal, et leur impact sur la progression de la colite.
Procédures
Les souris seront nourries avec un régime contenant ou non du glyphosate, à deux doses différentes : la DJA (dose journalière admissible) et la NOAEL (dose sans effet nocif observable), pendant 10 semaines. Les fèces des souris seront collectées sur animaux éveillés de façon non invasive : les souris seront gardées dans des boîtes en plastique (désinfectées et non hermétiques), dans un endroit bien ventilé, de manière à pouvoir faire leurs besoins sans contrainte ni manipulation inutile pendant 2 heures. Ces prélèvements auront lieu chaque semaine. A la fin des expérimentations, les souris seront mises sous sédation profonde afin de prélever le sang (geste effectué en 30 secondes). Suite à la collection, l’animal sera euthanasié. L’ensemble des autres prélèvements sera réalisé post-mortem.
Impact sur les animaux
Les souris de ce modèle, peuvent, pour certaines, développer, à partir de 8 semaines, une colite qui peut engendrer une déshydratation suite à des diarrhées sévères, et une perte de poids pouvant atteindre 20% de leur poids initial en quelques jours, ce qui constitue un point limite mettant fin à l’expérimentation pour ces souris. Selon nos résultats préalables la survie globale de cette cohorte est estimée à 85% pour les femelles et 90% pour les mâles âgés de 14 semaines. Aucune perte de poids ni de signe de toxicité n’ont en effet été observé dans la précédente cohorte de souris de type sauvage exposées aux mêmes doses de glyphosate dans le laboratoire.
Devenir
A l'issu de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin de prélever le sang et différents organes pour réaliser les analyses et répondre à la question scientifique.
Remplacement
L'utilisation d'animaux de laboratoire entier est nécessaire car le projet étudie des phénomènes biologiques (voies métaboliques) qui font intervenir différents tissus (microbiote intestinal, intestin grêle, gros intestin, foie) agissant en synergie via un dialogue inter-organe. De plus, afin d'étudier l'interaction entre l'alimentation, le microbiote intestinal et le génome de l’hôte, l'utilisation de souris de laboratoire est appropriée avec notamment la possibilité d'utiliser des animaux génétiquement modifiés. Enfin, actuellement, il est impossible de mimer ce dialogue complexe entre les différents compartiments et organes par l'utilisation de méthodes alternatives (modèles cellulaires).
Réduction
Nous avons conçu l’expérience pour à la fois répondre à nos questions scientifiques et respecter la nécessité de réduire le nombre d'animaux dans la recherche scientifique. Nous utiliserons le plus petit nombre possible d'animaux requis pour cibler nos objectifs en fournissant des résultats statistiquement significatifs. Un nombre suffisant de souris sera utilisé dans toutes les expériences afin d'observer des effets biologiquement pertinents et statistiquement significatifs. Le nombre d'animaux a été déterminé par un calcul de puissance et basé sur nos résultats préliminaires. Les résultats de notre étude de pouvoir statistique (calcul permettant d’évaluer le nombre nécessaire d’individus pour confirmer ou non notre hypothèse de recherche) basée sur des résultats préliminaires mesurant un marqueur non invasif d’inflammation intestinale nous a permis de définir le nombre d’animaux nécessaires par groupe expérimental. Nos données préliminaires montrent également que les effets du glyphosate peuvent être dépendants du sexe, nous étudierons donc séparément une cohorte de souris femelles et une cohorte de souris mâles afin de comparer les effets du glyphosate dans les 2 sexes.
Raffinement
Les souris seront surveillées quotidiennement pendant toute la durée du protocole par du personnel compétent. Les mesures nécessaires à la prise en charge de la douleur potentielle des souris avec colite seront adaptées en fonction de l’état des animaux (analgésie et suivi des signes de mieux/mal être avant et après le traitement). Les effets du traitement seront contrôlés par une surveillance selon un score standardisé. Ce score (prenant en compte la variation du poids de l’animal, son apparence externe, les signes cliniques mesurables et le changement de comportement) correspond à une grille d’évaluation clinique permettant de prendre des mesures progressives (points limites) en fonction de l’élévation du score (augmentation de la fréquence des observations, administration de solution saline pour lutter contre la déshydratation, administration d'antalgiques pouvant être renouvelé toutes les 12h, euthanasie précoce). Ainsi, le protocole expérimental pourra être atténué voire suspendu en cas de mauvaise tolérance ou de souffrance des animaux. L’environnement des animaux sera enrichi afin de leur permettre d’avoir un comportement le plus naturel possible (cotons, maisons, cycle jour/nuit).
Choix des espèces
Le modèle murin est largement utilisé dans la recherche sur les MICI car c’est un modèle permettant notamment l’étude des interactions entre l’alimentation, les polluants de l’alimentation (tels que le glyphosate), le microbiote intestinal et l’intestin. De plus, nous utiliserons un modèle de souris déficient pour l’interleukine 10 (souris IL10-/-) permettant de modéliser l’apparition d’une colite similaire à la colite hémorragique chez l’Homme. Ce modèle génétique de colite existe uniquement chez la souris. Nous utiliserons des souris de 4 semaines et les exposerons aux différents régimes pendant 10 semaines. En effet, nous souhaitons étudier un éventuel effet potentialisateur du glyphosate sur l’inflammation intestinale. Or, les souris IL10-/- développent spontanément une colite qui peut évoluer rapidement vers des stades sévères à partir de 12 semaines d’âge. Ainsi, afin d’être capable d’observer un éventuel effet du glyphosate, nous devons donc utiliser ces souris assez jeunes, juste après le sevrage.
Comparaison des performances de polycultures en étang basées sur différents mélanges d’espèces de poisson
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Tous les poissons manipulés sont remis à l'eau et réutilisés, transférés en étangs de stockage à la fin de l'expérience. 426 carpes, tanches, gardons et sandres vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, sur sept mois d'élevage en étangs de 500 m². Ils subissent trois séries de mesures de poids et de longueur, et cinq individus par espèce et par étang perdent un fragment de nageoire caudale de 0,5 cm² sous anesthésie. Les juvéniles nés spontanément dans les étangs et jugés trop petits pour ce prélèvement sont tués pour que leurs tissus soient analysés, sans que leur nombre soit indiqué.
Objectifs
L’expérience prévue s’inscrit dans le cadre d'une thèse qui porte sur la modélisation des relations trophiques dans les systèmes de polyculture. Durant le travail de thèse, une démarche de conception de mélanges d’espèces piscicoles basée sur la modélisation des relations trophiques entre les différentes espèces empoissonnées et les autres compartiments trophiques de l’étang a été élaborée. L’expérience prévue est la validation expérimentale de cette démarche en étangs expérimentaux de 500 m2, par la mesure des performances zootechniques de deux scenarios de mélanges d’espèces piscicoles optimisés obtenus par modélisation, l’une comprenant des carpes Amour, l’autre ne comprenant pas de carpe Amour. Les principaux paramètres mesurés porteront sur la productivité totale en poisson, la croissance de chaque espèce, le recrutement en juvéniles, les paramètres physico-chimiques du milieu et la biodiversité en invertébrés (macro-invertébrés et zooplancton) et en macrophytes. Une modélisation des liens trophiques entre les différents compartiments de l’étang sera menée en analysant les isotopes stables de carbone et de l’azote des différentes espèces présentes dans l’étang. Cette expérience a pour objectif final de valider des outils pour une amélioration de l’empoissonnement des étangs extensifs, pour les rendre à la fois productifs et respectueux de la biodiversité.
Bénéfices attendus
L’expérience prévue doit contribuer à la validation d’une démarche opérationnelle pour la proposition de polycultures de poissons d’étangs, à la fois productive et respectueuse de la biodiversité et de l’environnement. Ce travail doit aussi contribuer à faire avancer les connaissances sur les interactions entre espèces dans le cadre de polycultures de poissons en étang, et la connaissance des réseaux trophiques dans les milieux aquatiques. De façon plus générale, ce travail doit contribuer aux réflexions en cours sur le rôle de la diversité sur la robustesse et la résilience des systèmes d’élevage piscicoles.
Procédures
Mesures biométriques non invasives réalisées trois fois au cours des 7mois d'élevage et prélèvement d'un fragment de nageoire caudale pour analyse de la composition des tissus en isotopes stables de l'azote et de carbone, sur 5 individus par espèce et par étang.
Impact sur les animaux
Les principales nuisances pour les animaux consistent en trois points : (1) la manipulation en début et fin d’expérience, afin de réaliser des mesures (poids, longueurs) individuelles et les répartir dans leurs structures d’accueil (étangs expérimentaux en début d’expérience, étangs de stockage en fin d’expérience) ; (2) le prélèvement d’un morceau de nageoire caudale (0,5 cm2) après anesthésie, pouvant induire des douleurs et du stress durant quelques heures ; (3) le prélèvement de tissus après mise à mort si l’individu est trop petit pour le prélèvement de nageoire (cas des juvéniles issus des reproductions spontannées).
Devenir
Les poissons utilisés dans les procédures de contention et biométrie et prélèvement d'un fragment de nageoire sont tous réutilisés.
Remplacement
Cette expérience est principalement à vocation zootechnique. Elle nécessite le recours aux espèces utilisées en élevage classique. Le manque de recul et de modèles sur les interactions entre les espèces aquatiques d’élevage, ne permet pas de réaliser ce type d’expérience in silico. Néanmoins, les données récoltées dans le cadre de l’expérience, ont vocation à alimenter des démarches de modélisation qui vont dans le sens de la limitation au recours aux animaux à l’avenir.
Réduction
Les proportions des différentes espèces et leurs effectifs ont été déterminées pour représenter les pratiques d’empoissonnement en polyculture d’étang courrantes. Il est n’est pas possible de les diminuer sans perdre le caractère représentatif des pratiques. Le nombre de trois répliquats est le minimum que nous pouvons admettre pour obtenir des résultats statistiquement exploitables.
Raffinement
Afin de limiter les nuisances envers les poissons, les conditions de contention sont surveillées, notamment en maintenant un renouvellement d’eau lors des tockages temporaires et le contrôle des comportements. Avant chaque manipulation, les poissons sont anesthésiés, afin de limiter le stress, les risques de chute, limiter la durée hors d’eau en augmentant la rapidité des mesures de biométrie. La phase de réveil est contrôlée dans des bassins séparés par espèce, avec renouvellement d’eau.
Choix des espèces
Les espèces choisies : carpe Amour (Ctenopharyngodon idella), carpe commune (Cyprinus carpio), tanche (Tinca tinca), gardons (Rutilus rutilus) et sandre (Sander lucioperca), sont représentatives des polycultures de poissons d'étangs extensifs ou semi-intensifs en France. Ce sont par ailleurs, des espèces particulièrement tolérantes aux bas niveaux de qualité d’eau ce qui les rend tolérantes aux manipulations. Les carpes communes, les carpes Amour et les sandres sont de petites tailles (un an de croissance), afin d’optimiser leur croissance dans le dispositif. Les tanches et les gardons sont des géniteurs afin d’optimiser leur reproduction.
Neuroénergétique du nouveau-né et spécificités genre-dépendantes : vers de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les neuropathies pédiatriques. (BabyBrain)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérés du cerveau le jour de leur naissance, soumis à sept jours de vie à une nouvelle chirurgie puis à deux heures d'hypoxie, gavés ou injectés les trois jours suivants, 576 ratons vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils passent ensuite des IRM sous anesthésie à 7, 30 et 45 jours, dont une de deux heures, et des tests de réflexes à 8, 10 et 12 jours. À 55 jours, une privation de nourriture de 72 heures précède un test censé mesurer un état dépressif. Tous sont tués pour prélèvement d'organes, et ni ce test de dépression ni le test de mémoire employé à 45 jours ne sont nommés.
Objectifs
Une meilleure compréhension du métabolisme énergétique cérébral chez le nouveau-né, en prenant en compte les différences liées au sexuel, pourrait permettre de définir de nouvelles pistes thérapeutiques dans un contexte de pathologies cérébrales pédiatriques caractérisées par un déficit énergétique. Les objectifs seront les suivants : - Décrypter les spécificités du métabolisme énergétique cérébral du nouveau-né en bonne santé, en fonction du sexe. - Mettre en évidence les spécificités sexo-dépendantes des altérations métaboliques périnatales dans le contexte de l’hypoxie-ischémie néonatale. - Développer de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le contexte d’un déficit énergétique cérébral, en fonction du sexe.
Bénéfices attendus
Il est attendu de ce projet de combler une lacune dans le domaine de la neuroénergétique. Ce projet offrira une compréhension des mécanismes moléculaires et de la coopération cellulaire qui sous-tendent les différences entre le cerveau des nouveau-nés masculins et féminins, ainsi que des différences dans la manière dont le cerveau masculin et féminin peuvent être capables de répondre aux agressions neuronales et aux stratégies neuroprotectrices.
Procédures
Les animaux subiront une chirurgie afin de diminuer l'expression de certains transporteurs de substrats énergétiques cérébraux (1 fois, à la naissance, durée 15 min). Pour l'induction de l'hypoxie-ischémie, les animaux subiront une chirurgie (1 fois, à l’âge de 7 jours, durée inférieure à 10 min) puis une hypoxie (1 fois, 30 min après la chirurgie, durée 2 h). Pour l'un des groupes, trois injection de substrat énergétique seront réalisées (juste après l'hypoxie-ischémie et sur les deux jours suivants, âge : 7, 8 et 9 jours de vie, durée : 2 s). Pour un des groupes, les ratons seront gavés avec des substrats énergétiques (gavage juste après l'hypoxie-ischémie et sur les deux jours suivants, âge : 7, 8 et 9 jours de vie, durée : 2 min). Les animaux effectueront des examens par résonance magnétique nucléaire de diffusion sous anesthésie gazeuse ; technique non-invasive pour les animaux (à l'âge de 7 et 30 jours ; durée : 30 - 45 min). Ils effectueront aussi des examens par résonance magnétique nucléaire fonctionnelle sous anesthésie (1 fois, à 45 jours d'âge, durée : 2 h). La neuroprotection sera évaluée au niveau fonctionnel par des tests de comportements de réflexes précoces (réalisés à 8, 10 et 12 jours ; durée : 5 min) et de mémoire (évaluée à 45 jours ; durée 10 min). La dépression sera évaluée par un test comportemental associé à une restriction alimentaire (réalisé à 55 jours ; durée de la restriction : 72 h ; durée du test : 10 min).
Impact sur les animaux
Les modèles de répression de transporteurs utilisés dans ce projet sont bien connus des membres de l’équipe. La modification génétique n’entraîne pas de modifications au niveau pondéral, qualité du poil, appétit des animaux, activité et mobilité. Cependant, l'induction du modèle nécessite une chirurgie sous anesthésie générale par hypothermie maintenue tout le long de l’acte. Suite à l'opération, la plaie suturée peut s'infecter ou présenter des difficultés à cicatriser. La chirurgie nécessaire à l’induction de l’hypoxie-ischémie pourrait entraîner une perte de poids, une plaie et des douleurs postopératoires. L’administration de lactate sera réalisée par une injection intrapéritonéale, ce qui constitue une nuisance. La réponse à l'hypoxie-ischémie est variable d'un individu à l'autre. Dans de rares cas, des lésions cérébrales supérieures à 50 % pourraient subvenir. Elles représenteront un point limite. Le test de restriction alimentaire pourrait entraîner chez certains animaux un stress.
Devenir
Mise à mort des animaux pour prélèvement d'organes pour une analyse post-mortem (n = 576). La répression de l'expression des différents transporteurs ainsi que l'induction de lésions cérébrales par hypoxie-ischémie ne permettra pas d'utiliser les animaux pour un autre projet.
Remplacement
Des modèles d’organoïdes ainsi que des modèles d’hypoxie cellulaires existent, cependant, ces modèles s’affranchissent de la (patho)physiologie de l’organisme entier. Le but final de notre projet de recherche a une envergure translationnelle et nécessite donc une approche intégrative, prenant entre autre la dimension sexuée. De ce fait, notre projet nécessitant le fonctionnement du cerveau dans son intégrité afin de comprendre le métabolisme cérébral en fonction du sexe et tester l'effet neuroprotecteur des molécules afin de pouvoir envisager une application rapide chez l’Homme, il n'existe pas de remplacement disponible à notre modèle expérimental.
Réduction
Une réduction du nombre d’animaux est rendue possible par le fait que l'IRM est une technique d'investigation non-invasive qui permet un suivi des animaux ainsi que la réalisation de tests comportementaux, sur les mêmes animaux. Les différences inter-groupes seront mises en évidence par des tests statistiques. Le nombre d'animaux considéré pour ce projet a été déterminé en prennant en concidération nos projets précédents et en utilisant un calculateur de taille d'échantillon.
Raffinement
Lors des chirurgies, avant anesthésie un antalgique sera administré. Le réveil des ratons et la récupération de la température corporelle s’effectueront dans un caisson ventilé. Les ratons seront surveillés plusieurs fois par jour pendant 3 j puis de manière hebdomadaire. La mise en place d’une grille de scorage et l’utilisation de points limites adaptés permettront la délivrance d’un antalgique si une douleur est constatée. La cicatrisation sera contrôlée ; en cas d’infection de la plaie un désinfectant et un antalgique seront administrés. Les IRM seront réalisées sous anesthésie générale. Une modification de rythme cardiaque ou du rythme respiratoire par rapport aux normes physiologiques, mise en évidence par un capteur placé sous l'animal entraînera l'arrêt de l'expérimentation. Du gel ophtalmique sera utilisé, pour éviter la sécheresse oculaire. Pour le gavage, une canule à bout rond en plastique à usage unique sera utilisée afin de limiter les risques de blessure pour l'animal. Le volume administré, à température ambiante prendra en considération la corpulence de l'animal. En l'absence de détresse respiratoire et de reflux, l'animal sera remis à sa cage et surveillé régulièrement pendant 1 heure. Pour le test de dépression, nécessitant une privation de nourriture ponctuelle, la prostration de l'animal représentera un point limite. Au niveau de l'hébergement, les animaux seront élevés en cage collective, sur une litière en peuplier, caractérisée par un fort pouvoir absorbant et une granulométrie adaptée. L'hébergement sera enrichi d'un nid végétal, du coton et un tunnel en carton.
Choix des espèces
Le rat Wistar est plus gros que des modèles souris, ce qui est un atout pour les examens non-invasif par IRM. La taille de son cerveau facilitera aussi les chirurgies. Cette espèce est utilisée depuis plusieurs années dans le modèle d'hypoxie-ischémie, ainsi de nombreux groupes témoins dans la littérature permettent de faire des comparaisons et limitent le nombre de témoins. Les animaux recevront une injection cérébrale à la naissance (P0) afin de diminuer l'expression des différents transporteurs. Pour certains, une hypoxie-ischémie sera réalisée à 7 jours de vie. Ils seront ensuite suivis par IRM à 7, 30 et 45 jours de vie et par des tests de comportement, de 8 à 55 jours de vie, afin de pouvoir comprendre les différences du métabolisme énergétique cérébrale du nouveau-né mâle et femelle et évaluer les effets protecteurs des substitutions thérapeutiques à court et à long terme. Les tests de reflexes seront réalisés à 8, 10 et 12 jours de vie. Un test permettant de mettre en évidence les défaillances neurologiques sera réalisé à 24 jours de vie. L'anxiété sera évaluée à 28 jours de vie. Un test de mémoire sera réalisé à 45 jours de vie et l'état dépressif des animaux sera évalué à 55 jours de vie.
Validation d’un mécanisme impliqué dans la résistance des cellules de mélanome aux cellules immunitaires NK
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Une perte de poids supérieure à 10 % par rapport au maximum enregistré déclenche la mise à mort de l'animal. 629 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 448 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules de mélanome sous la peau du flanc sans anesthésie, une injection de cellules immunitaires dans la veine de la queue pouvant provoquer des métastases pulmonaires et un essoufflement, et pour certaines 48 injections dans l'abdomen étalées sur seize semaines, afin de vérifier si une protéine resensibilise les cellules tumorales aux cellules Natural Killer. Les tumeurs sont mesurées au pied à coulisse jusqu'à ce qu'une nécrose, un suintement, un dos voûté ou des yeux mi-clos entraînent la mise à mort.
Objectifs
Le mélanome cutané (15 500 nouveaux cas par an en France) est un cancer issu des mélanocytes, cellules responsables de la pigmentation de la peau. Le pronostic de ce cancer diagnostiqué précocement est favorable, mais au stade métastatique celui-ci reste très mauvais. Malgré les progrès dans le traitement des patients atteints de mélanome cutané métastatique avec les thérapies ciblées et les immunothérapies, plus de la moitié de ces patients développent des résistances. Notre équipe a montré que les cellules de mélanome sont capables de s’adapter et d’échapper au système immunitaire et aux thérapies ciblées. De nouvelles approches thérapeutiques sont alors nécessaires afin de resensibiliser les mélanomes au système immunitaire et aux thérapies ciblées. Nous avons étudié le rôle d'une protéine sur la sensibilité des cellules de mélanome au système immunitaire et sur les résistances des cellules aux thérapies ciblées. In vitro, nos résultats montrent que la diminution d’expression de cette protéine diminue la sensibilité des cellules de mélanome au système immunitaire et que cette protéine est perdue dans les résistances aux thérapies ciblées. Les cellules Natural Killer sont des cellules appartenant au système immunitaire inné et qui ont un rôle dans la destruction immédiate des cellules cancéreuses. Nous avons montré que les cellules qui expriment notre protéine sont sensibles à la mort induite par les NK. L'objectif de ce projet est de confirmer et de valider in vivo la resensibilisation des cellules de mélanome à la mort induite par les cellules NK en modulant l'expression notre protéine, mais aussi de valider les cellules Natural Killer comme une thérapie potentielle dans le traitement des mélanomes.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une validation in vivo des observations faites in vitro, montrant que l’expression de notre protéine par les cellules tumorales est capable de les sensibiliser à la mort induite par les cellules immunitaires NK. Ce projet permettra également de valider l'approche et l'intérêt thérapeutique d'utiliser les cellules Natural Killer pour éliminer les cellules tumorales du mélanome. Ces validations sont indispensables pour envisager, in fine, un développement clinique de nouvelles approches thérapeutiques ciblant ce récepteur.
Procédures
Les souris seront soumises à une injection de cellules en sous-cutanée au niveau du flanc gauche (les souris sont non anesthésiées.) ainsi qu’une injection intraveineuse de cellules immunitaires dans la veine caudale (veine située au niveau de la queue). Dans certains cas, des souris pourront recevoir une drogue pour les sensibiliser au NK par injection intra-péritonéale 3 fois par semaine pendant 16 semaines au maximum (48 injections).
Impact sur les animaux
Avant l’arrivée aux points limites décrits, les animaux pourront subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous serons très attentifs. Les souris subiront une injection sous-cutanée de cellules qui peut entraîner des rougeurs (lésions) au site d'injection. Les souris peuvent être gênées par la croissance de la tumeur (perte de poids (malnutrition et/ou déshydratation), mobilité réduite) et peuvent également présenter des altérations visibles de la peau (lésions, nécroses…). Chaque animal sera soumis à une injection intraveineuse au niveau de la veine caudale, ce qui peut entraîner des métastases dans les poumons et un essoufflement possible de la souris peut être observé. Certains animaux pourront également être soumis à une injection intra-péritonéale 3 fois par semaine pendant 16 semaines au maximum (48 injections), pouvant entraîner une rougeur (inflammation) ou une infection au site d'injection.
Devenir
À l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les tumeurs de mélanome et/ou les organes (foie, poumons, ...) présentant des métastases afin de réaliser des analyses in vitro.
Remplacement
Compte tenu de la complexité du processus impliqué dans la formation des mélanomes, résoudre ce problème uniquement par l’analyse in vitro n’est pas suffisant et l’utilisation de modèles animaux est essentielle. Par conséquent, pour l’instant, aucune méthode alternative ne permet de remplacer complètement le modèle murin dans notre étude.
Réduction
En termes de réduction, le nombre d'animaux nécessaire à cette étude a été déterminé à l'aide du logiciel GPower, et d'un test de puissance statistique. Il faudra donc 16 souris par groupe. Également, une analyse statistique sera réalisée pour valider les effets sur la croissance de la tumeur. L'utilisation de ces animaux sera optimisée en prélevant les tumeurs/métastases et organes (tels que le foie, la rate, les poumons, sang) pour des analyses histologiques, biochimiques et cytométriques. Dans le meilleur respect du bien-être animal et dans le but de réduire, nous utiliserons des souris mâles et femelles provenant de notre élevage.
Raffinement
En termes de raffinement, les souris seront hébergées à plusieurs par cage avec un environnement enrichi et seront observées deux ou trois fois par semaine selon la procédure par les demandeurs du projet afin de prendre en charge tout signe de douleur, de stress ou d’inconfort. De plus, nous avons établi une liste de points limites et de critères d'arrêt des souffrances. Par exemple, une perte de poids supérieure à 10 % de la pesée la plus élevée de toutes les pesées (depuis le début de l’expérimentation) entraînera une mise à mort des souris. Si une observation est faite au niveau de l'apparence physique des souris (absence de toilettage, dommages corporels importants, prostration, yeux mi-clos), le comportement des souris (dos voûté, essoufflement suite à l'injection en veine caudale) et/ou l'apparence des tumeurs (tumeur nécrosée, suintement, volume), les souris seront mises à mort. Les manipulateurs sont en possession du niveau opérateur ou concepteur qui permet d’avoir une bonne vision et une excellente capacité à détecter les problèmes de santé, stress ou malaise. Le suivi est fait par des méthodes non invasives (mesure des tumeurs sous cutanées au pied à coulisse, pesée des animaux régulières). En ce qui concerne les souris immunodéficientes, ces dernières seront manipulées sous une hotte de type PSM dans des conditions d'hébergement stérile (igloo, nourriture, changement de cage en condition stérile). Ces conditions d'hébergement permettent donc le maintien d'un statut sanitaire exempt d'organisme pathogène spécifique.
Choix des espèces
Nous utiliserons un modèle de souris immunodéficientes. L’utilisation de ces souris immunodéficientes (absence de cellules B, T et NK) nous permettra une bonne prise tumorale des cellules humaines utilisées et de valider spécifiquement l’impact des NK dans la prise tumorale en fonction de l'expression du récepteur d'intérêt. Pour les procédures expérimentales, les souris sont utilisées au stade adulte (7 semaines). Nous utiliserons des animaux jeunes adultes dans l’ensemble des procédures, de façon à étudier des organismes stables, qui ne sont ni en développement ni en sénescence. De plus, les données de la littérature ainsi que nos données précédentes montrent une meilleure homogénéité dans la prise tumorale entre les animaux de cet âge.