Recherche fondamentale
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- Multisystémique
- Oncologie
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Nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de l’insuffisance cardiaque dans un modèle murin d’amylose cardiaque.
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
Un cathéter poussé jusque dans le cœur, au cours d'une chirurgie terminale sous anesthésie sans réveil, clôt le parcours de chaque animal. 1 225 souris porteuses d'une mutation provoquant une amylose cardiaque vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées pour prélever leurs organes. Avant cela, elles subissent une biopsie de l'oreille, deux à cinq échocardiographies sous anesthésie, un à quatre tests de résistance à l'effort de vingt et une minutes et une IRM sous anesthésie, tandis que les dépôts amyloïdes provoquent une défaillance de plusieurs organes et, chez certaines, une pousse excessive des dents qu'il faut couper. Le porteur écrit que les traitements évalués "permettront d'augmenter l'espérance de vie" des patients, alors que ce même projet se limite à fournir des résultats préliminaires sur de nouvelles voies médicamenteuses.
Objectifs
Les patients atteints d'amylose cardiaque ont un pronostic effroyable à plus ou moins court terme. Ceci s'explique notamment du fait d'une intolérance aux médicaments donnés habituellement aux patients présentant une insuffisance cardiaque, mais aussi par l'absence d'un traitement spécifique pour l'amylose cardiaque. Ce manque de solution thérapeutique peut entraîner une modification délétère et irréversible du coeur. L’amylose cardiaque, quel que soit son phénotype, touche environ 2500 nouveaux patients par an en France. Récemment, notre laboratoire a acquis un modèle murin d’amylose cardiaque. Des travaux préliminaires de notre laboratoire sur ce modèle (non publiés) ont montré le développement d’une insuffisance cardiaque à 5 mois d’âge, associée avec une accumulation de protéines amyloïdes. Dans ce contexte, un traitement original pourrait être l’inhibition d'une protéine (appelée O-GlcNAcase) impliquée dans la modification des autres protéines au niveau des cellules. En effet, cette dernière est impliquée dans le dépôt de protéines mal repliées et regroupées entre-elles dans le cerveau, et de ce fait, son inhibition est évaluée dans la prise en charge de la maladie d’Alzheimer. Nous souhaitons évaluer les effets de cette inhibition dans un modèle murin proche de ce qui est observé en clinique. L’objectif de ce projet est donc d’effectuer une étude sur l’impact de l’inhibition de l’O-GlcNAcase dans un modèle murin d’amylose cardiaque par des approches in vivo et ex vivo. De plus, une nouvelle molécule, qui a montré des effets bénéfiques au niveau cardiaque, sera testée. Mais aucune étude ne s'est réellement intéressée à son effet lors d'un administration chronique chez des individus atteints d'une amylose.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de bien comprendre les mécanismes de l'évolution temporelle de la dysfonction cardiaque liés à l'amylose. Il permetta de fournir des résultats préliminaires concernant des nouvelles voies médicamenteuses pour le traitement de l'amylose cardiaque, et ainsi d'avoir un intérêt pour des patients atteints de cette maladie. Ces traitements permettront d'augmenter l'espérance de vie, après le diasgnotic, qui est d'environ 5 à 10 ans actuellement.
Procédures
Les animaux vont suivre 6 interventions. En premier lieu, une biopsie d'oreille sera réalisée pour génotyper les animaux, cette intervention dure 5 minutes. Ensuite, les animaux suivront 2 à 5 échocardiographie sous anesthésie générale, où une sonde sera placée sur le thorax avec du gel d'échographie, cette intervention dure 20 minutes. Les animaux réaliseront 1 à 4 tests de résistance à l'effort pendant 21 minutes. Les animaux suivront un IRM sous anesthésie générale par une injection intra-péritonéale et cette intervention va durer 30 minutes. Pour finir, les animaux suivront l'intervention suivante, chirugie terminale sous anesthésie sans réveil, visant à insérer un cathéter jusque dans le coeur pour étudier la fonction cardiaque. A la suite de cela, les animaux seront mis à mort.
Impact sur les animaux
Chez ces animaux, il est attendu d'observer une défaillance multisystémique causé par les dépôts amyloïdes. La défaillance multi-systémique entrainera une augmentation anormale de la taille des organes, entrainant leur dysfonctionnement. Ces défaillances augmenteront le niveau de stress de l’animal, qui pourra en partie s’observer via son comportement. De plus, quelques animaux de ce modèle ont une croissance exacerbée de leurs dents. Les animaux subiront une anesthésie gazeuse (Echocardiographie et génotypage) et une anesthésie générale par voie intrapéritonéale (IRM, chirurgie terminale). Lors du test de résistance à l'effort, de la douleur, de la fatigue et de l'anxiété peuvent être générés pouvant se traduire avec un comportement plus agressif.
Devenir
A l'issu de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents organes pour des études biomoléculaires et histologiques. Ces tissus sont nécessaires pour valider les effets des traitements sur l'organisme et sur les dépôts amyloïdes.
Remplacement
Ce projet vise à caractériser la physiopathologie multi-systémique associée à l'amylose et de tester une nouvelle voie pharmacologique. Des expériences ex vivo et in vitro ne sont pas adéquates pour répondre à la question scientifique posée dans le cadre de ce projet. En effet, l'amylose est caractérisé par un dépôt progressif de fibrilles au sein des différents organes. Actuellement, le seul moyen de reproduire la pathologie de l'amylose est par l'utilisation d'un modèle murin.
Réduction
Nous utiliserons un nombre minimal d'animaux, afin que l'étude sur différents plans (histologique et statistique) puisse se dérouler sans encombre et une analyse des résultats sera effectuée à mi-parcours, afin de déterminer si le nombre d’animaux est suffisant pour l'analyse statistique. Après une approche statistique, le nombre total d’animaux nécessaire est de 1225. Concernant le protocole 1, deux sous-groupes sont établis (Mâles et Femelles). Pour les groupes témoins, le nombre d'animaux nécessaire sera inférieur car ces animaux ne développeront pas la maladie. Par la suite, l’hypothèse est qu’il n’y aura pas de différence entre les mâles et les femelles, permettant de réduire le nombre d'animaux nécessaire par groupe. Les deux premiers protocoles vont se dérouler de la même manière, et de ce fait, les données récoltées dans le premier pourront être réutilisées autant que possible sans pour autant induire de biais expérimentaux liés à la temporalité des protocoles. Une stratégie de reproduction adaptée sera mis en place pour permettre de limiter à l'unique production d'animaux pour les procédures expérimentales. A la fin du projet, une stratégie de cryoconservation de sperme sera mis en place afin de préserver la lignée.
Raffinement
Les animaux sont hébergés aux normes requises et un enrichissement des cages est mis en place. Un suivi des animaux sera réalisé quotidiennement durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Pour le suivi, la grille d’évaluation des points limites du bien être des animaux et d’évaluation des expressions faciales de la souris seront utilisées. L’animal sera exclu de l'étude et euthanasié en fonction de son score et de la discussion avec les membres de la cellule SBEA. Lorsque les animaux présenteront une pousse des dents exacerbées, ces dernières seront coupées sous anesthésie gazeuse, puis, dans les jours suivants, il sera mis à disposition de la nourriture en gelée. A des stades avancées, si les animaux présentent des difficultés de mobilité, des croquettes seront disposées directement dans la cage. Pour les différents déficits liés aux dépôts amyloïdes, une injection d'un analgésique sera réalisée par une injection sous cutanée. S’il n’y a pas d’amélioration, l’euthanasie sera à considérer. Concernant le test de résistance à l’effort, les animaux seront soumis à une phase de découverte et à une phase d’habituation avant le test. Pour la chirurgie terminale sous anesthésie sans réveil, un analgésique sera administrée localement, au niveau du site de chirurgie. Pour le réveil, les animaux seront placés sous lampe chauffante pour maintenir leur température corporelle. Un suivi de poids hebdomadaire sera réalisé.
Choix des espèces
Le choix de la souris se justifie par l'expertise du laboratoire vis-à-vis des évaluations fontionnelles et structurelles cardiaques in vivo et ex vivo chez la souris. De plus le modèle génétique de l'amylose cardiaque qui sera utilisé, a été généré uniquement chez la souris. Ce modèle transgénique exprime un variant de l'alipolipoprotéine AII, avec une expression cardiaque, hépatique et rénale.
Rôle du métabolisme du tryptophane bactérien dans l’inflammation intestinale
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
1 400 souris élevées sans aucune bactérie intestinale vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. 840 d'entre elles reçoivent pendant sept jours un agent chimique dans leur eau de boisson pour déclencher une colite. Des groupes de 600 à 800 souris subissent en plus des gavages répétés, deux à douze par animal, et toutes passent par une douzaine de pesées et de prélèvements de fèces. Le porteur indique que l'inflammation provoque diarrhées, sang dans les fèces, pelage hérissé, posture voûtée et hypothermie, et précise qu'aucun analgésique ni anti-inflammatoire ne peut être administré parce qu'il modifierait la sévérité de la colite, avant de conclure qu'il n'est pas possible de recréer in vitro la complexité d'un "organisme entier".
Objectifs
Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), sont des pathologies encore mal comprises et l’incidence de ces maladies augmente actuellement partout dans le monde, dans les pays occidentaux mais aussi dans les pays qui sont en train d’acquérir un mode de vie occidental. Il existe deux types de MICI : la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, qui se caractérisent par une inflammation intestinale responsable de diarrhées et de douleurs abdominales. Les bactéries présentes au niveau intestinal (microbiote) sont des acteurs majeurs dans notre santé et sont au cœur de la physiopathologie de ces maladies. En effet, il existe une altération de la composition (appelée dysbiose) et des fonctions de ce microbiote chez les patients souffrant de ces pathologies. Il semble exister une synergie entre les altérations du microbiote et l’inflammation intestinale. En effet, l’inflammation intestinale favorise les altérations du microbiote, mais ce dernier, une fois altéré, aggrave l’inflammation. Dans de précédentes études publiées, il a été mis en avant l’impact et l’importance d’une voie métabolique d’intérêt dans différentes pathologies. Une étude en particulier a comparé l’abondance de différents composés (métabolites) issus de cette voie métabolique dans le sérum chez des patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) et des sujets sains. Il a été observé que certains métabolites produits par le microbiote intestinal étaient fortement augmentés chez les patients MICI comparé à des sujets sains. Nous étudierons l’impact de ces candidats sur l’altération du microbiote intestinal. Cette étude nous permettra de mieux comprendre les mécanismes de la maladie et de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Un bénéfice du projet sera une meilleure compréhension des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) et la mise en évidence de liens précis entre les altérations du microbiote et l’inflammation intestinale retrouvée chez les patients. Un autre bénéfice sera l’identification de nouvelles stratégies thérapeutiques potentielles dans les MICI, et probablement, dans plusieurs autres maladies humaines affectées par l’altération du microbiote intestinal (maladies inflammatoires rhumatologiques, maladies métaboliques, cancer…).
Procédures
• 800 souris vigiles recevront un gavage (2 secondes) / jour pendant 4 jours sur une même semaine (au total sur cette étape = 4 gavage par souris) • Pesée des animaux et prélèvement de fèces régulier sur 1400 animaux vigiles (2 à 3 fois par semaine, en tout 12 pesées maximum par animal, 12 prélèvements de fèces maximum par animal), durée maximale de l’intervention 10 minutes par souris. • 600 souris vigiles recevront un gavage (2 secondes) / jour pendant 2 jours sur une même semaine (au total sur cette étape = 2 gavages par souris) • 600 souris vigiles, après trois semaines de colonisation bactérienne, recevront un gavage / jour (durée de l’intervention 2 secondes) (au total sur cette étape = 12 gavages par souris) • 840 souris vigiles, après trois semaine de colonisation, seront exposées à un agent chimique pendant 7 jours via leur eau de boisson, afin de créer une inflammation intestinale similaire à celle retrouvée chez les patients atteint de Maladie Inflammatoire Chronique de l’Intestin (MICI) • Prélèvement de sang sur 1400 souris anesthésiées (au total 1 seul prélèvements par souris, durée de l’intervention 1 minute maximum par souris)
Impact sur les animaux
Les nuisances de ce protocole proviennent principalement du traitement d’une solution induisant une inflammation du colon. En effet, ce composé induit une inflammation intestinale tout au long de l’intestin, avec des inflammations exacerbées au niveau du côlon. Les principaux symptômes visibles attendus sont : une perte de poids et des signes cliniques tels que des diarrhées et présence de sang dans les fèces. D’autres signes peuvent être observés et doivent être étroitement surveillés comme : le pelage hérissé, posture voûtée, yeux mi-clos, la mobilité de l’animal, la déshydratation et l’hypothermie. D’autres nuisances peuvent être induites par la manipulation des animaux via les méthodes d’administrations ou de prélèvements pouvant causer un stress ou un inconfort, voire une douleur chez l’animal lors de la contention et la réalisation du geste.
Devenir
L’ensemble des animaux sera euthanasié à la fin de chaque procédure afin de pouvoir réaliser les différents prélèvements d’organes et réaliser les analyses nécessaires au projet de recherche.
Remplacement
Malgré le développement et l’utilisation de modèles non-animaux, un système vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans les interactions complexes entre le microbiote intestinal et son hôte dans un contexte non inflammatoire et inflammatoire. Actuellement, il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et microbiens rentrant en jeu.
Réduction
Les bactéries et les composés bactériens ont été déterminés et sélectionnés via des analyses d’échantillons cliniques obtenus chez des patients MICI. Suite à cette première sélection, les bactéries et composés bactériens ont été testés sur différents paramètres in vitro afin de caractériser et confirmer nos premières hypothèses. Les données acquises sur les précédents essais nous ont permis de calculer les tailles de groupes avec des paramètres raisonnables sur le plan statistique pour prendre en compte la variabilité biologique et assurer de la robustesse de nos résultats nous utiliserons au maximum 1400 animaux. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyses à effectuées
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des expérimentations ont été mises au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Le personnel impliqué dans le projet est formé en continu pour garantir leur compétence et veille scientifique et technique en continue. Il y aura une vérification quotidienne des animaux et une observation individuelle hebdomadaire à l’occasion des interventions d’entretien (litière / abreuvement / nourriture). Les animaux seront hébergés dans des cages standards et en groupes (4 à 5 souris par cage) afin de limiter le stress lié à l’isolement. Du papier absorbant à déchiqueter, des buchettes de bois à grignoter et du snizzlenest seront ajoutés dans les cages comme enrichissement de milieu. Les souris recevront ad libitum un aliment standard stérilisé et de l’eau. Des points limites adaptés sont définis afin de réduire au maximum la douleur ressentie par les animaux. Pas de médication prévue dans ce projet, l'injection ou l'administration de traitements analgésiques et inflammatoires ne sont pas possibles dans le cadre de modèles de colite, car ils interfèrent avec la sévérité de l'inflammation et peuvent même l'aggraver dans certains cas. Lors de la fin de l'expérimentation, les souris seront préalablement anesthésiées afin de limiter leur stress et leur inconfort.
Choix des espèces
La souris est une espèce de référence en immunologie, microbiologie et métabolisme qui sont les principales thématiques de notre projet. La souris est un modèle de recherche très largement utilisé dans l’étude de pathologies inflammatoires intestinales, notamment, car il est possible d’induire une colite chez la souris avec des réponses cliniques, tissulaires et immunitaires comparables à celles observées chez l’être humain. Pour l’étude que nous souhaiterions mener, des souris axéniques, c’est-à dire sans germes et donc sans bactéries intestinales, seront utilisées afin de pouvoir étudier l’impact de bactéries sélectionnées en contexte non inflammatoire et en modèle de colite, indépendamment de la présence d’autres microorganismes. Les souris seront colonisées à leur sevrage (3 à 4 semaines de vie) avec les bactéries sélectionnées. Une colonisation bactérienne proche de la période de sevrage permet d’éviter les altérations du système immunitaire, observées chez les souris axéniques colonisées à l’âge adulte. Après colonisation des souris axéniques, il est nécessaire d’attendre minimum 3 semaines pour que le microbiote et le système immunitaire se stabilisent.
Étude d’un nouveau gène onco-suppresseur dans le cancer du sein xénogreffé chez la souris immuno-déficiente
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Immunodéficientes par construction, donc vulnérables à la moindre infection, 180 souris reçoivent sous la peau des cellules de cancer du sein humain. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour analyser les tissus, dans le seul but de vérifier in vivo une hypothèse déjà établie en culture cellulaire et sur des cohortes de patientes. Le porteur affirme que cette vérification exige un "organisme entier" dans lequel cellules et médiateurs circulent, et annonce une veille bibliographique pour éviter de refaire des expériences déjà publiées. La tumeur peut faire perdre l'appétit et le poids aux souris, que le porteur prévoit de mettre à mort dès l'atteinte des points limites fixés.
Objectifs
Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent des cancers féminins. Il représente 33 pour cent des cancers de la femme. En 2023, en France, on estime à 61 214, le nombre de nouveaux cas, soit une augmentation de 0,3 pour cent par an depuis 2010. Nous avons mis en évidence, via des études in vitro et des analyses ex vivo sur des cohortes de patients, que l’absence de notre gène d’intérêt est impliquée dans la progression du cancer du sein. L’objectif de ce projet est de valider in vivo cette hypothèse.
Bénéfices attendus
Le dépistage rapide du cancer du sein, qui touche 1 femme sur 3 dans le monde (par an), est un défi important pour la santé publique. Ce projet nous permettra de valider un gène non connu comme un nouveau facteur pronostique et diagnostique de cette maladie.
Procédures
Tous les animaux du projet seront soumis à une inoculation de cellules tumorales (1 injection sous-cutanée sous anesthésie, 3 min/souris/injection). Tous les animaux seront manipulés brièvement (moins d’une minute) tous les 2-3 jours pour mesurer la croissance tumorale. Les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Certains effets indésirables peuvent être observés chez la souris lors des expérimentations, notamment la manipulation et la contention régulière peuvent leur engendrer un certain stress. Les sites d’injections peuvent s’infecter. L’anesthésie peut induire un stress thermique. Par ailleurs, la croissance tumorale peut entrainer une baisse ou perte d’appétit qui peut causer une perte de poids des animaux. Les souris immunodéficientes présentent une sensibilité accrue aux infections.
Devenir
Tous les animaux à la fin de la procédure seront euthanasiés selon une méthode réglementaire. La procédure requiert l’injection de cellules tumorales, ce qui implique l’impossibilité de garder les souris en vie à la fin de l’expérience. De plus, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Cette étude ne peut être conduite qu’in vivo, car il est essentiel d’utiliser un modèle reproduisant au mieux l’environnement tumoral. Cela se traduit par la nécessité d’utiliser un organisme entier dans lequel les cellules et les médiateurs de l’organisme peuvent circuler, permettant ainsi une représentation plus fidèle des interactions biologiques complexes à l’intérieur du corps.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 180 souris. Pour sa réalisation, des groupes de 15 souris seront utilisés afin de garantir une évaluation statistique robuste des effets analysés. Nous appliquerons des tests statistiques pour comparer l’effet étudié entre les groupes, les croissances tumorales et la survie des animaux. Dans un souci de réduction du nombre des animaux contrôles, nous chercherons à regrouper les expérimentations lors que cela est possible. Une veille bibliographique attentive et continue sera réalisée afin de vérifier que les expériences planifiées n'ont pas déjà été rapportées dans la littérature scientifique existante. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet présentent un phénotype considéré comme dommageable du fait que ce soit des animaux immuno-déficients. Elles seront hébergées donc, afin d’assurer leur protection, au sein de notre structure dans une zone d’expérimentation dédié aux animaux immunodéprimés, sur portoirs ventilés et toute manipulation sera faite sous hotte pour ne pas perdre leur statut et éviter que leur phénotype ne s’exprime (développement d’une quelconque maladie). Des tests de statut sanitaire réguliers montrant l’absence d’infection des animaux par des pathogènes opportunistes sont réalisés chaque mois dans l’animalerie, dans le cadre de l’hébergement de ces animaux. Les animaux seront soumis à 7j d’acclimatation dès leur arrivée dans la structure. Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger et tunnels en cartons). Les souris seront soumises à un suivi quotidien afin d’évaluer leur niveau de stress et leur poids sera mesuré une fois par semaine tout au long de l’expérience de croissance tumorale. Toutes les interventions seront effectuées par des personnes expérimentées et éloignées des animaux hébergés. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux (anesthésie, tapis chauffants, désinfection, ...). Les critères définis pour atteindre un point limite seront strictement appliqués, et les souris seront euthanasiées à la fin de l’étude ou en cas d’atteint de ces points limites préétablis.
Choix des espèces
Le choix d’utiliser la souris dans cette étude est justifié par des considérations scientifiques et éthiques. Tout d’abord, la souris est un organisme complet et fonctionnel dont le système immunitaire peut être comparé à celui de l’homme, ce qui en fait un modèle pertinent. De plus, sa génétique est bien caractérisée, ce qui facilite les études génétiques et moléculaires. La souris est largement reconnue et utilisée comme modèle animal standard dans la recherche scientifique, notamment dans les études précliniques. Sa large utilisation au sein de la communauté scientifique internationale permet une meilleure comparabilité des résultats et une meilleure validation des observations entre différentes études. Nous disposons d’installations adaptées pour les souris, ainsi que d’une expertise solide en matière de techniques d’expérimentation animale et de suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Les animaux seront utilisés au stade adulte (à partir de 6 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé.
Evaluation préclinique de produits de santé pour l’orthopédie
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Cochons d'Inde : 120
Lapins : 540
Chiens : 240
Chèvres : 330
Moutons : 660
Le nombre de moutons, chèvres, chiens, lapins, rats et cobayes opérés dépend des études signées avec des donneurs d'ordre, pour tester des dispositifs médicaux orthopédiques avant leur mise sur le marché. 2 100 animaux non-humains vont être utilisés, 660 moutons, 330 chèvres, 240 chiens, 540 lapins, 210 rats et 120 cobayes, tous tués à l'issue pour examiner les tissus autour du dispositif, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré ou sévère. Chacun subit une chirurgie de trente minutes à trois heures pour recevoir l'implant, certains une seconde pour le retirer, avec des prises de sang et jusqu'à trois séances d'imagerie sur des études qui peuvent durer plusieurs années, et le porteur cite parmi les risques une infection et un déficit moteur des membres postérieurs. Il affirme que leur utilisation "est requise dans la réglementation", et indique que lapins, cobayes et rats sont aussi choisis "pour des raisons économiques et éthiques", par exemple pour des études de faisabilité menées sur des individus venus d'études précédentes.
Objectifs
Ce projet vise à évaluer la tolérance (ou sécurité) ainsi que la performance (ou efficacité) des produits de santé en orthopédie . Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir le bon rétablissement des patients après chirurgie, et pour garantir leur efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. Compte-tenu de la complexité des mécanismes de régulation d'un organisme vivant, le recours au modèle animal est nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir dans différents modèles animaux des données de performance et de tolérance des produits de santé en orthopédie. Ainsi, il est possible d’étudier ces produits en vue de répondre aux exigences des autorités réglementaires dans l'obtention d'une autorisation de mise sur le marché, élargissant l’offre et améliorant ainsi les chances de guérison et le confort des patients humains traités.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 0h30 et 3h00). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), analgésie et antibiothérapie . Certains animaux peuvent être soumis à une intervention chirurgicale supplémentaire si le but de l'étude est aussi d'évaluer la cicatrisation après retrait du dispositif de son site d'implantation (cette intervention chirurgicale peut durer entre 00h30 et 3h00). Cette intervention aura lieu dans les mêmes conditions que celles précédemment citées. Des prélèvements sanguins peuvent être réalisés en cours d'étude. Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres type d'interventions non douloureuses, de type scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère (en général, en fonction de la durée de l'étude (plusieurs années possibles), 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - douleur et stress liés à la chirurgie (nuisance modérée). - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours (nuisance légère)- risque infectieux lié à la chirurgie (nuisance modérée à sévère)- hématome ou oedème au niveau du site opératoire, pouvant entrainer une gêne locomotrice en plus de la douleur (exemple : déficit sensitif et/ou moteur des membres postérieurs) (Nuisance légère à modérée).
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des vertèbres pour évaluer la fusion dans le cadre de la procédure de stabilisation de la colonne vertébrale ). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation. A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de santé en orthopédie.
Réduction
Pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu) pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening précédemment citées permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêts à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes", sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc). Le nombre d’animaux est arbitré à partir du nombre de sites requis en analyse. Le nombre total d’animaux utilisés dépend directement du nombre d’études signées avec les différents donneurs d’ordre durant les 5 années du projet. De cette façon, le nombre d’animaux précisé ci-dessus constitue une estimation basée sur l’historique des essais conduits durant ces dernières années. De plus les normes requierent un nombre minimal d'animaux par produit analysé et par délai d'analyse, et le type de dispositif implanté ne permet pas toujours la réalisation d'un grand nombre de sites par animal. Le nombre d’études sur 5 ans est donc estimé à 36 (3 x 12 procédures expérimentales ; pour 660 ovins ; 330 caprins ; 240 chiens ; 540 lapins ; 210 Rats ; 120 cobayes).
Raffinement
Des mesures sont mises en place pour limiter : - Le stress des animaux : Avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire, pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations. Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (en fonction de l'espèce : jouets, plateforme de repos…), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements alimentaires…). - La douleur des animaux : En phase post-opératoire, les suivis sont renforcés et completée par des scores de suivi de la douleur. La présence d'un vétérinaire sur site permet également la réalisation de soins post-opératoires spécifiques et adaptés. Les signes cliniques servant de points limites sont listés dans le document joint en annexe, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans le(s) texte(s) de référence. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez les rongeurs ou le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le chien ou les ovins/caprins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (pour une étude sur le long terme, utilisation d’espèces à longue durée de vie). Le choix entre les grands modèles repose aussi sur les similarités avec l’Homme : - Caractéristiques anatomiques (structure des os, épaisseur du cartilage...), poids, propriétés mécaniques et régénération osseuse des ovins/caprins et des chiens - Caractéristiques anatomiques et mécaniques des lapins, des cobayes et des rats. Ces espèces sont souvent utilisées également pour des raisons économiques et éthiques (exemple : réalisation d’études de faisabilités via la réutilisation d’animaux d’études précédentes ) - Colonne vertébrale uniforme et régulière simplifiant les procédures chirurgicales, structure et biomécanique de la colonne lombaire et thoracique similaires.
Rôle du récepteur aux xénobiotiques (AhR) dans la modulation de la perception orale des lipides alimentaires
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
Soumises à un régime hyperlipidique pendant quinze semaines, mises à jeun de façon répétée et passées vingt-cinq à trente fois dans un test d'apprentissage, 255 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées, le prélèvement de sang se faisant directement dans le cœur sous anesthésie. Le projet cherche le rôle du récepteur aux xénobiotiques AhR dans la détection des lipides par la bouche, dans un contexte d'obésité. Le porteur qualifie ces tests de non invasifs et de gravité légère, puis relève lui-même que la répétition des épreuves et les privations de nourriture justifient un classement en modéré, sans nommer un seul des tests employés.
Objectifs
Le récepteur nucléaire d’aryl hydrocarbone (AhR) est impliqué dans la toxicité des substances comme les dioxines, dans les maladies du foie et des reins, et sur le fonctionnement du système immunitaire. Des études ont également mis en évidence l'influence de l'AhR sur la perméabilité intestinale. Cependant, aucune étude n'a encore analysé son rôle dans la détection orale des lipides Or, une perturbation de ce système de détection lipidique peut avoir des conséquences néfastes sur le métabolisme et le comportement. Les individus en condition d’obésité présentent un dérèglement de ce système. Cette étude vise ainsi à décrypter le rôle de l'AhR dans la détection orale des lipides, notamment dans un contexte d’obésité. En menant cette recherche, nous espérons contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l'obésité et ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Les perspectives par rapport aux résultats obtenus devraient : - Etablir les rôles « physiologiques » de l’AhR au niveau de la sphère orale - Déterminer si les effets obésogènes des xénobiotiques environnementaux ligands de AhR, pourraient avoir pour origine des interactions sur la détection orale des lipides
Procédures
La composition corporelle des animaux sera évaluée 4 fois dans un dispositif non invasif durant 2 minutes. Les souris seront soumises à des tests comportementaux non invasifs : les souris sont placées dans les dispositifs puis replacées dans leur cage de vie. Un test permettant d'analyser le niveau d'anxiété et la mobilité des souris aura lieu durant 30 minutes et n'aura lieu qu'une fois. Un test permettant l'analyse de la perception orale aura lieu 4 fois durant 30 minutes. Un test qui permet l'analyse de la préférence alimentaire aura lieu durant 16h dans leur cage de vie, 2 fois. Un test qui évalue la motivation des souris à consommer un aliment appétissant aura lieu 4 fois durant 10 minutes maximum. Un test qui permet l'analyse de l'apprentissage aura lieu entre 25 et 30 fois durant 3 minutes maximum. Un prélèvement intracardiaque sera effectué sous anesthésie, de moins d’une minute.
Impact sur les animaux
La majorité des analyses sont des études du comportement alimentaire des animaux. N'étant pas invasifs, ces tests sont de gravité légère. En revanche, la gravité des procédures a été placée en modérée, à cause des mises à jeun et de la répétition des différents test qui peuvent stresser les animaux. En effet, les effets indésirables attendus sont un stress dû aux mises à jeun et la possibilité de bagarres qui nécessitera l’isolement des animaux pour la réalisation de ces tests qui seront minimisés aux durées d’expérimentation. Les autres nuisances possibles sont associées à l’utilisation d’un régime gras (hyperlipidique) qui entrainera un surpoids chez les animaux (sauf le modèle de souris spécifique utilisé dans ce projet, étant résistantes au développement de l’obésité). La durée du régime (15 semaines) qui sera appliquée permet de mettre en place une obésité mais sans aller jusqu’au développement d’une insulino-résistance ni d’un diabète. Les animaux en régime hyperlipidique peuvent également avoir des difficultés à se mouvoir en raison du surpoids. Toutefois, cela n’a jamais été observé sur la durée (15 semaines) du régime. Les animaux pourront également être stressés à cause des manipulations, un minimum de personnel, auquel les souris auront été habituées, réaliseront les protocoles.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés sous anesthésie afin de réaliser des prélèvements sanguins et tissulaires.
Remplacement
Le remplacement est impossible car il s’agit d’étudier des processus physiologiques mettant en jeu plusieurs organes (intestin, tissu adipeux et foie). Il est donc indispensable de recourir au modèle animal pour une approche intégrée. Ce projet est couplé à des expériences réalisées in vitro dans l’objectif à terme de développer des études sur la détection des lipides dans ces modèles cellulaires sans nécessité d’avoir recours à des animaux.
Réduction
Les effectifs ont été minimisés tout en garantissant une pertinence biologique et une solidité statistique afin d’obtenir des résultats fiables. De plus, les analyses seront réalisées rapidement, dans le but d’arrêter les expérimentations dès que l’effectif sera suffisant pour obtenir des résultats fiables et diminuer ainsi le nombre d’animaux utilisé à son minimum.
Raffinement
Hormis les périodes de tests de comportement les animaux seront hébergés trois par cages transparentes, pour garantir le maintien des interactions sociales. Les animaux seront hébergés dans des conditions optimales avec un enrichissement de leur milieu adapté. Ils bénéficieront d’un suivi quotidien de leur état général. Lors des procédures expérimentales, les actes susceptibles d’entrainer une souffrance ou une douleur seront réalisés soit sous anesthésie locale soit sous anesthésie générale pour le prélèvement sanguin intracardiaque, par des personnes expérimentées. S’agissant d’un projet nécessitant l’utilisation d’animaux vivants, l’utilisation de techniques non invasives et indolores ainsi que de tests comportementaux est privilégiée afin d’acquérir les paramètres physiologiques nécessaires au projet tout en respectant les questions d’éthiques en expérimentation animale et la règle des 3Rs. Enfin, un nombre restreint d’expérimentateurs disposant d’une formation et d’une qualification adéquate à l’expérimentation animale interviendra dans ce projet.
Choix des espèces
Beaucoup d’études sur la thématique associée au projet ont été réalisées chez la souris. La confrontation de nos résultats avec la littérature s’avèrera donc plus pertinente. En effet, la souris et notamment la lignée C57Bl/6 est un modèle couramment utilisé dans les études sur l’obésité et les organes associés. D’autre part, dans le cas présent, le modèle transgénique utilisé est également sous fond génétique C57Bl/6, ce qui permet d’éviter le passage sous un autre fond génétique et la génération d’animaux que cela engendre. Les animaux seront à l’âge adulte car tous les systèmes biologiques étudiés doivent être matures, hors phase de puberté et avant la phase de dégénérescences physiologiques liées à l’âge.
Test de l’effet des éléments transposables et de l’inflammation sur le vieillissement des cellules souches hématopoïétiques et des cellules myéloïdes.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
2 247 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, les receveuses recevant à elles seules 9,5 grays d'irradiation corporelle totale en une journée, fractionnés en deux séances espacées de six heures. Les donneuses reçoivent une injection quotidienne de substance inflammatoire pendant un mois, une injection sublétale endommageant les cellules, ou 2 grays d'irradiation, avant d'être tuées pour prélever leurs cellules souches du sang. Chez les receveuses dont le greffon ne parvient pas à reconstituer le système sanguin détruit, le porteur décrit une détresse modérée cinq jours après la transplantation, et fixe des points limites qui vont de l'incapacité à se redresser à la peau ulcérée. L'espoir déclaré est de trouver comment lutter contre le vieillissement du sang, quand la destruction du système sanguin de plusieurs centaines de souris est, elle, le point de départ du protocole.
Objectifs
Les principaux objectifs de ce projet sont de comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le vieillissement du sang (capacité réduite à se régénérer, à se différencier et à produire un répertoire complet de cellules sanguines et immunitaires matures). En impactant la fonction des cellules souches hématopoïétiques (CSH) (qui peuvent se transformer en tous les types de cellules sanguines), le vieillissement et les facteurs environnementaux tels que l'exposition à l'irradiation, la chimiothérapie ou l'inflammation chronique qui déclenchent un vieillissement prématuré, sont fortement associés à un risque accru de développer de nombreux troubles de santé liés à l'âge tels que les cancers et les maladies cardiaques, par le biais d'une baisse de l'immunité et d'une augmentation des infections et de l'inflammation.
Bénéfices attendus
Dans ce projet, nous testerons si l'activation de certains gènes sauteurs de notre génome, connus sous le nom d'éléments transposables, entraîne des changements fonctionnels dans les CSH et leur production de cellules myéloïdes avec l'âge et après un stress tel que la chimiothérapie, l'irradiation ou le stress inflammatoire, et si les éléments transposables sont impliqués dans les propriétés inflammatoires des CSH âgées, des progéniteurs myéloïdes et des cellules matures. Cela nous permettra d'identifier un mécanisme de vieillissement et pourrait donc offrir des moyens de lutter contre le vieillissement du système sanguin et les maladies du sang liées à l'âge.
Procédures
Les souris donneuses sont injectées par voie intrapéritonéale avec une substance qui induit une inflammation (6μg/souris/jour pendant un mois, et l'injection peut être réalisée en 3 secondes), injectées par voie intraveineuse avec une substance qui peut causer du stress et des dommages cellulaires (dose unique sublétale, la procédure d'immobilisation des souris et d'injection de la substance peut être réalisée en 25 minutes), irradiation corporelle totale (2Gy une fois chez les souris, la durée de l'irradiation est de 3 minutes), ou subissent un vieillissement naturel. Après chaque traitement, les souris sont euthanasiées et les CSH sont collectées, triées et examinées en vue d'une coculture puis d'une transplantation dans des souris receveuses. Les souris receveuses seront irradiées pendant 11 minutes dans un irradiateur à rayons X, où la dose de 9,5 Gy sera divisée en deux : 5 Gy le matin, et 6 heures plus tard, une autre dose de 4,5 Gy. Les souris receveuses subiront des injections intravasculaires (une par souris receveuse, l'injection de cellules dure environ 15 secondes) et des prélèvements sanguins (le prélèvement dure environ 15 secondes, 3 prélèvements sanguins par souris à 4, 8 et 12 semaines après la transplantation).
Impact sur les animaux
La piqûre de l'aiguille pour l'injection intraveineuse pendant les traitements des procédures, ou pendant les procédures de transplantation, provoque une légère douleur de courte durée. L'incapacité des greffons à restaurer le système sanguin (éliminé par l'irradiation) entraîne une détresse modérée chez l'animal 5 jours après la transplantation.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure afin d'isoler et d'étudier les cellules souches sanguines (qui peuvent se transformer en tous les types de cellules sanguines).
Remplacement
Ce protocole étudie l'interaction entre différentes cellules, telles que les cellules souches sanguines (qui peuvent se développer en tous types de cellules sanguines), et les cellules de leur micro-environnement, telles que les cellules myéloïdes. Aujourd'hui, il n'existe pas de système in vitro adapté à l'étude du processus de production des cellules sanguines qui soit comparable au corps des mammifères et qui établisse un micro-environnement dans lequel les CSH peuvent rester à l'état de sommeil. Seules certaines expériences peuvent être réalisées in vitro, comme les essais de formation de colonies, et ce sont celles qui seront utilisées. Il est donc indispensable de réaliser des expériences in vivo sur des souris.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, chaque groupe contiendra le nombre minimum nécessaire pour la quantité de matériel nécessaire à l'expérience et pour obtenir des résultats statistiquement pertinents. Nous effectuerons 3 répétitions pour vérifier si la variation est significative. Si les deux premières expériences donnent le même résultat, la troisième expérience sera annulée afin de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Pendant toute la durée des expériences, les souris seront surveillées par nous-mêmes et par les zootechniciens, et les critères de finalité humaine (arrêt/euthanasie des animaux) seront appliqués si l'un des critères suivants est observé: (1) Portage/mouvement : déficience grave (immobile lors d'un réveil prolongé (>15 minutes); ne bouge pas lorsqu'on le pousse ou fait de faibles tentatives de mouvement; s'effondre et est incapable de se redresser; agitation continue (>1 minute). (2) Posture: gravement altérée. (3) Pelage: gravement altéré / perte de poils (piloérection généralisée, c'est-à-dire pelage très rêche sur la majeure partie de la surface du corps). (4) Peau: Ulcérée. (5) Poids corporel : Perte >20 %.
Choix des espèces
La souris est le système idéal pour étudier le processus de production des cellules sanguines, car le système sanguin est très bien conservé entre les souris et les humains. En outre, le vieillissement du système sanguin est bien défini et l'approximation des âges pertinents entre l'homme et la souris est connue. Les animaux utilisés pour les expériences seront âgés de 2 à 4 mois, mâles et femelles. Chez ces jeunes souris, le pool de CSH est faible, mais la capacité à reconstituer le système sanguin est élevée.
Conséquences de l’invalidation simultanée de facteurs circulants hépatiques impliqués dans l’angiogenèse sur le système vasculaire de la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Perfusées au paraformaldéhyde pendant quinze minutes ou injectées sous anesthésie sans être réveillées, des souris génétiquement modifiées pour ne plus produire deux facteurs hépatiques de la formation des vaisseaux sanguins sont tuées à l'issue de chaque procédure. 430 souris sont concernées, 160 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil et 270 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, jusqu'à l'âge de huit mois au maximum. Le projet cherche à établir que le facteur protecteur contre la maladie de Rendu-Osler vient du foie et non du cœur, et prévoit de tuer des femelles gestantes pour examiner les fœtus. Le porteur constate que les nouveau-nés porteurs de la double invalidation sont moins nombreux le lendemain de la mise-bas, sans savoir quand ni pourquoi ils meurent, et sans chiffrer ces pertes.
Objectifs
La maladie de Rendu-Osler est une maladie génétique héréditaire qui fragilise les vaisseaux sanguins et qui se manifeste par des hémorragies, par l’élargissement des vaisseaux sanguins au niveau de la peau et des muqueuses ainsi que des malformations entre les artères et les veines. Cette maladie peut conduire à des complications sévères touchant différents organes : atteinte du foie pouvant nécessiter une greffe, rupture de vaisseaux au niveau du foie, des poumons et dans des cas très rares dans le cerveau. Le diagnostic est souvent tardif car les symptômes se manifestent autour de 40 ans avec une grande variété de symptômes. Il s’agit d’une maladie génétique rare (1 cas sur 6000 naissances) dont la prise en charge et le contrôle des symptômes est difficile. Il est donc nécessaire de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la maladie pour développer de nouvelles approches thérapeutiques. Parmi les acteurs impliqués dans le développement de la maladie de Rendu-Osler, se trouvent des facteurs circulants dont l’origine peut être cardiaque ou hépatique. Les rôles spécifiques de chacun de ces facteurs ne sont pas identifiés. Nous générons des modèles de souris ayant perdu l’un des facteurs, cardiaque, ou hépatique. L’objectif de ce projet est de prouver que le facteur essentiel permettant de protéger les souris du développement de la maladie de Rendu-Osler proviendrait du foie et non du cœur, hypothèse de travail à valider auprès de la communauté scientifique. Nous étudierons les vaisseaux de différents organes, et notamment ceux touchés dans la maladie de Rendu-Osler (poumons, foie) afin de déterminer si la perte de ces facteurs permet de reproduire la maladie. Ces étapes sont essentielles à la compréhension du mécanisme de développement de la maladie et sont nécessaires à l’identification de nouvelles pistes de traitement des patients atteints de Rendu-Osler.
Bénéfices attendus
Notre étude vise à identifier les conséquences de la perte d’expression simultanée de facteurs circulants impliqués dans la formation des vaisseaux sanguins et produits dans le foie. Ces facteurs, nommés BMP9 et BMP10 sont nécessaires pour protéger d’une maladie vasculaire, la maladie de Rendu-Osler. On peut anticiper que les défauts vasculaires que l’on va observer s’apparenteront à ceux de la pathologie humaine (mauvaises connexions entre les artères et les veines, hémorragies). Il est attendu que ces phénotypes apparaissent sur les animaux adultes comme c’est le cas dans la pathologie humaine. Ces résultats apportent des connaissances fondamentales sur une meilleure compréhension du développement de la maladie. Actuellement, seuls des traitements pour limiter les symptômes ou leurs effets existent l (traitement contre les saignements de nez, transfusion sanguine pour limiter les effets des hémorragies…) mais il n’y a pas de traitement curatif de la maladie. A court terme, des connaissances apportées par des publications scientifiques sont attendues visant à élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques (à moyen-long terme). C’est la première fois que des souris n’exprimant plus ces deux ligands, BMP9 et BMP10 hépatiques, et ce depuis la naissance, sont générées et nous espérons obtenir un nouveau modèle murin reproduisant les symptômes de la pathologie.
Procédures
Les animaux adultes recevront un analgésique 30 minutes avant l’anesthésie puis ils seront anesthésiés avant toute intervention (5 à 10 minutes avant tout geste invasif). Les gestes invasifs peuvent être une perfusion PFA pendant 15 minutes ou une injection d’un produit qui diffuse dans l’organisme pendant 10 à 15 minutes soir au total un maximum de 3 injections /animal. Les animaux ne sont pas réveillés à l’issue des procédures.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus concernent essentiellement les nouveau-nés, ou les fœtus en fin de gestation. Une précédente étude a montré que lors de la mise en place de l’élevage, le nombre de nouveau-nés n’exprimant pas les deux ligands était réduit par rapport à celui de nouveau-nés d’un élevage classique. Dans l’état actuel du projet, on ne sait pas encore quand et pourquoi les animaux génétiquement modifiés sont en nombre plus faibles le lendemain de la mise-bas: Une perte de fœtus est possible pendant la gestation ou au moment de la mise-bas. Nous attendons par contre des effets indésirables modérés chez l’adulte qui reproduisent certains symptômes de la maladie de Rendu-Osler (élargissement des vaisseaux, mauvaises connexions entre les artères et les veines). Il s’agit d’une maladie évolutive avec l’âge, les symptômes s’aggravant après 40 ans chez l’homme.
Devenir
Les protocoles nécessitent qu’à la fin de chaque procédure, tous les animaux soient euthanasiés, afin de récupérer les organes.
Remplacement
In vitro, les molécules que nous étudions sont deux molécules aux fonctions très similaires : L’une provient du foie, l’autre du cœur mais seule leur origine tissulaire, du foie ou du cœur permet de comprendre l’importance de chacune des molécules, dans le contexte d’un organisme vivant. Une de ces molécules contrôlent le développement des vaisseaux sanguins et on ne peut donc pas remplacer nos modèles animaux, ayant perdu l’expression des molécules spécifiquement dans un seul organe (en l’occurrence le foie) par des modèles in vitro pour démontrer l’importance de la source de production hépatique. La source principale de production est le coeur, et nos résultats indiquent pour la première fois un rôle essentiel de l’origine hépatique qui n’est pas du tout connu par la communauté scientifique et qui sera un élément déterminant pour comprendre comment la maladie de Rendu-Osler se développe avec l’âge.
Réduction
Nous avons effectué une analyse précise permettant de déterminer la taille des groupes nécessaires. Dix souris par groupe seront nécessaires. Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, les animaux reproduisant les symptômes de la maladie de Rendu-Osler sont générés uniquement pour rentrer dans une procédure mais ne sont pas utilisés pour la reproduction.
Raffinement
Les animaux sont surveillés quotidiennement par les zootechniciens (personnel assurant au sein de l’établissement des activités d'élevage ou de maintenance des d'animaux selon des protocoles établis). Les changements de litière, de biberon et l’apport d’alimentation sont pris en charge par les zootechniciens de façon quotidienne, y compris les week-end. Les cages contiennent des petites maisons et du matériel de nidification changé régulièrement comme dispositif d’enrichissement. Les femelles gestantes seront surveillées étroitement pendant la fin de la gestation et les nouveau-nés seront observés tous les jours dès la mise-bas. Chez les souris adultes, une mise en place de point limite permettra de s’assurer du bien-être des animaux. les animaux rentrent en dans une procédure expérimentale immédiatement si des signes de souffrance apparaissent. L’ensemble des interventions sera effectué sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Les souris utilisées dans ce projet seront des souris génétiquement modifiées pour deux molécules jouant un rôle clé dans la maladie de Rendu-Osler , l’une d’origine cardiaque, l’autre d’origine hépatique. Ce modèle de souris est le seul existant actuellement permettant d’évaluer l’importance de la molécule hépatique, alors que toutes les recherches se sont jusqu’à présent consacrées au rôle global de la molécule, sans chercher à discriminer si l’origine tissulaire avait une importance. Pourtant il semble que les défauts de développement vasculaire sanguin de la pathologie de Rendu-Osler soit liés uniquement à la molécule hépatique. Pour évaluer le rôle de la molécule hépatique, les animaux seront utilisés à plusieurs stades : de la fin de la gestation et jusqu’à 8 mois maximum pour éviter l’aggravation des symptômes pouvant évoluer avec l’âge. Il semble que beaucoup de nouveau-nés génétiquement modifiés ne survivent pas à la mise-bas. Nous devons donc évaluer si les souris ont un problème de développement in utero, ou à la mise-bas. Pour répondre à cette question, des souris gestantes seront euthanasiées. Une étude sur des animaux jeunes (jour 6 ou 7 après la naissance) permettra également d’étudier le développement des vaisseaux sanguins juste après la naissance dans un modèle très couramment dans les laboratoires de recherche sur le système vasculaire. Enfin ces animaux seront suivis tout au long de leur vie, et les expériences seront réalisées sur des animaux adultes entre 3 mois et 8 mois pour déterminer les défauts vasculaires similaires à la pathologie de Rendu-Osler.
Communication cerveau-peau dans le processus de cicatrisation des lésions cutanées par les cellules immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
Commandées à sept semaines chez un fournisseur agréé, ou nées de lignées génétiquement modifiées comparées à leurs contrôles de portée, 1 940 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever peau, cerveau, moelle épinière, rate et ganglions rachidiens. Le dos est dépilé puis exposé vingt minutes aux ultraviolets sous anesthésie, et la sensibilité mécanique de la zone brûlée est mesurée dix minutes par jour sur animal éveillé. Une partie subit l'ablation des glandes surrénales sous anesthésie profonde à l'âge de quatre semaines, d'autres reçoivent du LPS pour déclencher une inflammation aiguë, de la toxine diphtérique ou du tamoxifène jusqu'à trois fois par semaine. Le porteur affirme que ces interactions entre système nerveux et système immunitaire ne peuvent pas encore être modélisées in vitro ou in silico, tout en annonçant l'emploi de cocultures de neurones et de cellules immunitaires déjà maîtrisées au laboratoire.
Objectifs
Lors d’un coup de soleil, les cellules immunitaires orchestrent la réparation cutanée. La peau est aussi densément innervée par des neurones sensoriels qui communiquent avec les cellules immunitaires pour optimiser la cicatrisation, puis transmettent les informations vers le cerveau. Nous avons récemment observé qu’une zone particulière du cerveau appelée hypothalamus était sollicité suite aux coups de soleils et induisait la libération de neurohormones, les glucocorticoïdes, aux propriétés anti-inflammatoires. Notre objectif dans ce nouveau projet est de caractériser comment la peau et le cerveau dialoguent pour assurer un processus de cicatrisation optimal. Notre modèle de lésion cutanée aux ultraviolets est idéal pour étudier les échanges entre le système nerveux et le système immunitaire. En effet, il permet de suivre à la fois le processus de cicatrisation et la transmission nerveuse des messages de toucher et de douleur vers la moelle épinière jusqu’au cortex cérébral. Notre équipe a déjà démontré l’importance des neurones sensoriels au cours de la réparation de la peau, cependant, comment le cerveau perçoit les lésions cutanés et y réponds, reste encore mal compris. Ainsi, le projet a pour but de répondre aux objectifs suivants : (1) identifier les étapes clés de la réparation cutanée après lésion chez des souris de type sauvage, et sa perception par le système nerveux périphérique et central. (2) Déterminer les rôles respectifs des neurones sensoriels et de l’hypothalamus dans la réparation cutanée. (3) Déterminer les mécanismes moléculaires, médiés par le cerveau, qui orchestrent la réponse immunitaires de réparation cutanée. Comprendre ces mécanismes nous permettra de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les pathologies inflammatoires, prévenir les douleurs chroniques et favoriser la régénération tissulaire.
Bénéfices attendus
L’orchestration du processus de régénération tissulaire après lésion, par le système nerveux périphérique et central, reste encore très inexplorée. L’un des avantages majeurs de la neuro-immunologie est d’identifier des cibles pharmacologiques qui pourraient simultanément soigner les pathologies inflammatoires, et prévenir les douleurs qui y sont associées. Outre son aspect fondamental, la compréhension des mécanismes régulateurs sous-jacents, permettrait d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter l’inflammation et favoriser la réparation tissulaire tout en traitant les douleurs associées. Cette approche est particulièrement intéressante pour des personnes souffrant de défaut de cicatrisation telles que les personnes âgées ou bien atteintes de diabète. Nous proposons d’étendre nos résultats précédents à l’étude des interactions bidirectionnelles entre la peau et le cerveau. La douleur et le stress associé à une blessure (invalidité, chirurgie) constituent un problème majeur de santé public. Mieux comprendre comment ces deux processus modulent le système immunitaire au cours de la cicatrisation est primordial pour améliorer à terme le confort des patients, prévenir l’escalade de la douleur vers un stade chronique et approfondir notre compréhension de son mécanisme d’action. A terme, cette étude permettra de développer de nouveaux médicaments pour traiter la douleur inflammatoire tout en minimisant les potentiels effets secondaires.
Procédures
Toutes les souris subiront une anesthésie générale afin de subir une dépilation sur la peau du dos puis une exposition aux ultraviolets pendant 20 minutes de la zone dépilée, toujours sous anesthésie. Nous réaliserons ensuite des études de comportement pour tester l’évolution de la perception de la douleur (mesure de sensibilité mécanique ; 10 min/jour) suite à l’exposition aux ultraviolets sur animaux vigiles. Plusieurs des injections à réaliser (1 min) sont faites en intrapéritonéal, en sous cutané, ou en intradermique, sur animaux vigiles. Des prélèvements sanguins seront faits sur la veine sous-mandibulaire (2 min). Certaines procédures nécessiteront une chirurgie (ablation des glandes surrénales ; 10 min) sous anesthésie profonde (45 min), après laquelle la plaie sera suturée et les souris suivies quotidiennement et traités avec des analgésiques, crème cicatrisante et anti-inflammatoires.
Impact sur les animaux
Les animaux seront amenés à subir une irradiation aux ultraviolets (20 minutes) sur une petite zone de la peau du dos qui pourraient induire une perte de poids (sur 2 jours), des modifications de comportement en plus de l’inflammation cutanée. La procédure pourra aussi provoquer une sensibilité mécanique ainsi qu’un potentiel prurit (démangeaisons) au niveau de la peau irradiée. Les mesures de sensibilité mécanique (5 min.) peuvent engendrer du stress. Toutes ces procédures seront réalisées par un personnel qualifié et expérimenté et tout sera mis en œuvre pour minimiser la nuisance provoquée. Les injections, en intrapéritonéale ou sous cutanée, réalisées sur animaux vigiles peuvent générer un stress de courte durée (5 min.). Les modèles génétiques utilisés ne présentent pas de phénotypes dommageables. L’effet principal des déplétions génétiques que nous réalisons est une diminution de la sensibilité à la douleur chez ces animaux (perte de sensibilité à la chaleur, ou aux stimulations mécaniques). Le suivi de certaines souris impliquera une anesthésie légère à l’isoflurane (5 min.) jusqu’à 3 fois par semaine, ce qui induira du stress à l’animal. De même, certaines méthodes de traçage génétique nécessiteront une injection de tamoxifène jusqu’à 3 fois par semaine. La déplétion de certaines cellules immunitaires nécessitera une injection intrapéritonéale unique de toxine diphtérique. Pour notre approche pharmacologique, les traitements (injection ou application topicale) seront effectués journalièrement pendant 4 jours sous isoflurane et pourront engendrer du stress. La procédure (No3) chirurgicale visant à enlever les glandes adrénales (20 min/souris) nécessitera un traitement pré- et post-opératoire analgésique pour minimiser la douleur et le stress des animaux avant, pendant et après la chirurgie. Les souris traitées au LPS subissent une inflammation aigue pour une période de temps très courte (6 heures) au bout de laquelle les souris seront sacrifiées et analysées. La dose utilisée (100ng/10g) n’induit pas de choc septique. Cependant, il se peut que ces souris subissent une baisse transitoires (45 min.) de leur température corporelle. Nous utiliserons un tapis chauffant (37C) ainsi qu’un milieu enrichi pour prévenir cette hypothermie avant analyse.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures et les organes d'intérêts (peau, DRG, cerveau, moelle épinière, rate, ganglion lymphatique) seront prélevés post mortem pour analyse. Les animaux seront euthanasiés car le prélèvement des différents tissus est indispensable pour étudier le recrutement cellulaire de la réponse inflammatoire au niveau des tissus étudiés.
Remplacement
Le modèle animal (in vivo) est indispensable pour étudier les interactions entre système immunitaire et système nerveux sensoriel. En effet, ce sont des événements progressifs et multifactoriels qui dépendent des interactions tissulaires, cellulaires et moléculaires, localement sur le site inflammatoire mais également à distance dans les ganglions rachidiens de la racine dorsale (DRG) qui innervent la peau. Ces interactions ne peuvent pas encore être modélisées in vitro ou in silico, en particulier l’étude de l’innervation dans un tissu donné. Cependant, pour la recherche de mécanismes d’interaction neurone/cellule immunitaire ou des neuropeptides produits par ces neurones sensoriels, nous veillerons à utiliser dès que possible des techniques ex vivo déjà maîtrisées au laboratoire, telles que la coculture de neurones et de cellules immunitaires.
Réduction
Le plan de nos expériences est construit de manière à limiter le nombre de souris au maximum. Sur la base de nos résultats précédents, pour une différence biologiquement pertinente, nous avons estimé que 10 souris par expérience sont nécessaires : Des groupes de 5 souris seront générés en adéquation avec l’âge, le sexe et le fond génétique contrôle à chaque lignée murine (5 souris dites « test » et 5 souris « contrôles », soit 10 souris par expérience) pour chaque procédure. Chaque expérience sera répétées au moins une fois, soit 20 souris pour chaque condition testée pour répondre aux exigences statistique. Nous utiliserons à la fois des mâles et des femelles dans nos expériences, pour éviter de produire des animaux sans les utiliser. Tous les paramètres quantifiables seront vérifiés (poids, score d’inflammation, comportement) et tous les organes nécessaires à notre étude seront prélevés (peau, rate, et ganglion rachidien de la racine dorsale, moelle épinière et cerveau) afin d’éviter des expériences inutiles. Nous avons choisi de comparer les groupes de souris génétiquement modifiées avec leurs contrôles de portée respectifs et non avec des souris de type sauvage. Le contrôle des paramètres environnementaux et le statut sanitaire des animaux permettront de limiter la variabilité des résultats expérimentaux, et de réduire le nombre d’animaux nécessaire.
Raffinement
Nous avons optimisé le modèle UV dans notre Apafis précédent pour minimiser le stress et la souffrance liée à la lésion tissulaire. Seule une zone tres restreinte de la peau du dos des souris sera exposée aux ultraviolets. Les animaux utilisés dans ce projet sont élevés en groupes sociaux, la présence d’objets permet le raffinement de l’environnement dans des cages standards à toit ouvert (couvercle à filtre) avec de la sciure de bois utilisée comme litière et un accès ad libitum à un bidon d’eau et à un régime alimentaire standard. Nous utilisons alternativement des carrés de ouates pour que les animaux puissent faire un nid, des dômes en cellulose ou des tunnels en carton, qui sont changés chaque semaine. Les élevages sont effectués au sein d’un établissement agréé où 5 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. L’état sanitaire et environnemental des animaux est contrôlé tous les jours. Nous avons recours à l’anesthésie/analgésie lors de l’exposition aux UV. Une planification fine des procédures expérimentales est effectuée (disponibilité des locaux d’expérimentation, du matériel, période d’acclimatation d’une semaine minimum des animaux aux pièces d’expérimentation et l’animalerie) pour diminuer le stress des animaux. Notamment lors du test comportemental par Von Frey les animaux seront acclimatés à l’enceinte 30 minutes avant les mesures pour minimiser le stress. Enfin l’établissement des points limites selon les grilles en annexe sera suivi au quotidien (vérification du poids, de la vivacité et de l’état du pelage des animaux) pour decider de continuer l’expérience ou non en fonction des signes vitaux des animaux. Une souris ayant perdu 20% de son poids sera systématiquement euthanasiée. Ces stratégies seront mises en place dans le but de réduire/supprimer la souffrance animale. Les modèles génétiques, ainsi que les déplétions chimiques ne présentent pas de phénotype dommageable. Les procédures incluant une chirurgie suivront un protocole strict pour réduire la souffrance de l’animal avant, pendant et après la chirurgie. Les souris seront maintenues profondément anesthésiées lors de l’opération et des soins pré-(Buprénorphine), per- (lidocaïne localement) et post-opératoires (Buprénorphine) adéquats sont administrés en plus de creme cicatrisante et nourriture humide pour éviter toute carences hydrique/alimentaires). Un tapis chauffant (37C) est utilisé pour éviter toute hypothermie pendant l'anesthésie.
Choix des espèces
Le niveau de similarité entre la souris et l’homme justifie son utilisation. L’état des connaissances actuelles, les outils et les structures disponibles pour sa manipulation font de la souris le modèle idéal à l’étude des systèmes immunitaires et nerveux. En effet les populations de neurones spécialisés dans l’intégration des stimuli douloureux sont similaires entre la Souris et l’Homme. De plus, l’existence de modèle murins génétiquement modifiés fait de la souris un modèle animal de choix pour étudier ces phénomènes physiologiques. Des souris de 8 à 12 semaines seront utilisées car à ce stade elles ont atteint leur maturité en termes de défenses immunitaires et de développement du système nerveux. Ainsi, les animaux auront été commandés à 7 semaines auprès du fournisseur agréé de manière à ce qu'ils s'acclimatent à notre animalerie pendant au moins une semaine. Pour l’adrénalectomie, des souris de 4 semaines sont utilisées pour leur donner une période de rétablissement de 4 semaines avant induction de la lésion cutanée aux UV et étude de la réparation tissulaire.
Ciblage de voies de signalisation astrocytaires et impact sur le comportement chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Séparées dès le premier signe de bagarre, des souris sont placées quinze minutes face à un mâle agressif, d'autres suspendues par la queue cinq minutes comme modèle de stress aigu. 1 265 souris vont être utilisées, dont 620 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, pour établir le rôle des astrocytes dans le comportement socio-sexuel. Elles subissent une chirurgie cérébrale de quarante-cinq minutes à une heure trente pour recevoir une injection intracérébrale ou une fibre optique, et les femelles utilisées dans les tests d'interaction sont ovariectomisées puis injectées d'hormones de synthèse pour les rendre sexuellement réceptives. Le devenir se répartit en trois voies, la mise à mort entre cinq et six mois pour analyser le cerveau, la réutilisation de 180 souris stimuli, et le retour de 85 autres en élevage ou leur replacement, celles pour lesquelles rien de tout cela n'est possible étant tuées.
Objectifs
Les astrocytes contrôlent le fonctionnement des neurones, via un dialogue finement régulé qui, en conséquence, influence des comportements complexes tels que la mémoire ou la peur. A ce jour, le rôle des astrocytes dans les comportements socio-sexuels reste méconnu. Ce projet s’intéresse en particulier aux facteurs de transcription qui peuvent induire des changements majeurs d’expression de gènes dans les astrocytes. Ce projet a deux objectifs principaux. Premièrement, manipuler les facteurs de transcription astrocytaires et déterminer l’effet sur le comportement socio-sexuel chez la souris. Deuxièmement, développer un nouvel outil génétique permettant de suivre in situ la réponse des astrocytes lors une stimulation comportementale sociale. Les résultats obtenus permettront une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux qui régissent le comportement socio-sexuel.
Bénéfices attendus
Plusieurs types de bénéfices sont attendus avec ce projet. Il permettra dans un premier temps de mieux comprendre comment les astrocytes contrôlent l’activité neuronale, notamment via l’activation de voie de signalisation basées sur des facteurs de transcription, qui ont été jusqu’à présent très peu étudiés. Une meilleure compréhension des interactions cellulaires entre astrocyte et neurones pourrait dévoiler de nouvelles approches thérapeutiques pour les maladies neurologiques. D’autre part, ce projet vise à développer et valider des méthodes innovantes pour manipuler de manière fine et pour suivre l’activation fonctionnelle des astrocytes après une tâche comportementale. Une fois validés, ces outils seront mis à disposition de la communauté scientifique pour être utilisés dans d’autres laboratoires et permettre à d’autres équipes de générer des connaissances sur le dialogue fonctionnel entre astrocytes et neurones.
Procédures
Les souris recevront, sous anesthésie et analgésie, une injection intracérébrale et/ou seront implantées avec une fibre optique pour réaliser de l’imagerie cérébrale lors du test de comportement (durée de la chirurgie : 45 min -1h30 par souris). Après un mois, certaines souris recevront des injections intrapéritonéales sur souris vigiles (unique ou 1x/jour pendant 4 jours). Afin de contrôler la phase du cycle ovarien des femelles utilisées pour les tests d’interaction sociale, les femelles seront prises en contention pendant quelques minutes pour réaliser un frottis vaginal (1x/souris) ou seront ovariectomisées et injectées en sous-cutané avec des hormones de synthèse pour les rendre réceptives.
Impact sur les animaux
Certaines souris passeront un test d’interaction sociale avec un mâle aggressif, d’une durée de 15 min. Les animaux seront séparés dès le premier signe de bagarre afin d’éviter toute blessure ou stress chronique. Le test de suspension par la queue (5 min, 1x/souris) sera utilisé comme modèle de stress aigu. Les souris sont ensuite remises dans leur cage maison et récupèrent rapidement, sans développer de signes d’anxiété ou de stress chronique (bagarre, perte de poids, anomalie de nidation, diminution des interactions sociales etc…)
Devenir
Les animaux expérimentaux impliqués dans les procédures seront euthanasiés entre 5 et 6 mois d’âge pour analyse post-mortem du cerveau par un éventail de techniques. Les souris ayant été utilisées comme stimuli seront réutilisées 1 à 2 fois au cours du projet puis soit proposées pour réutilisation dans d’autres projets (élevage ou protocole) ou replacées via la procédure en place dans l’institut. Dans le cas où tous ces animaux ne pourraient pas être réutilisés ou si le replacement n’est pas possible, ils seront euthanasiés.
Remplacement
Le but de ce projet est de mieux comprendre comment les astrocytes réagissent à une stimulation comportementale et en retour, comment leur interaction fonctionnelle avec les neurones, influence l’expression d’un comportement. Seule une approche sur un mammifère modèle vivant, possédant un cerveau complexe et exprimant des comportements sophistiqués est pertinente pour déterminer le rôle des astrocytes dans la régulation de ces comportements.
Réduction
Le projet prévoit au maximum 1265 souris nées dans notre élevage ou achetées chez un fournisseur agréé. Le nombre d’animaux dans chacun des groupes expérimentaux est réduit au minimum nécessaire permettant une interprétation statistique fiable des résultats. Plusieurs paramètres sont mesurés sur les mêmes souris. Par exemple, certaines souris auront une évaluation de leur comportement puis seront analysées au niveau histologique. La réalisation d’une analyse de type transcriptomique permet d’obtenir un grand nombre d’informations à partir d’une souris. D’autre part, dès que possible, les souris stimuli seront réutilisées dans plusieurs procédures. Ceci permet d’exploiter au mieux les informations biologiques de chaque souris, et de réduire le nombre total d’animaux utilisés, selon le principe des 3R.
Raffinement
Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe dans un milieu enrichi et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation (points limites évalués par une grille de suivi), permettra de garantir leur bien-être. En cas d’apparition d’effets inattendus, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés. La gestion de la douleur et de l’inconfort liée aux procédures expérimentales mettra en œuvre des méthodes d’anesthésie et d’analgésie pré- et post-opératoire, un soutien nutritionnel et thermique, ainsi qu’un suivi clinique post-opératoire incluant la prolongation des traitements analgésiques si besoin. En particulier le maintien des souris sur une couverture thermostatée jusqu’à leurs premiers mouvements puis en chambre thermostatée jusqu’à leur réveil complet post-chirurgie permet de réduire la mortalité péri-opératoire des souris. L’habituation des souris à la contention et à la manipulation par l’expérimentateur une semaine avant la réalisation de tests comportementaux permet de réduire significativement les signes de stress des souris.
Choix des espèces
Ce projet vise à étudier les mécanismes cellulaires impliqués dans l’interaction fonctionnelle de la communication astrocyte-neurones pour réguler le comportement socio-sexuel chez la souris. Les organismes modèles simples possèdent des cellules gliales ressemblantes mais pas identiques aux astrocytes du cerveau mammifère. Les souris utilisées sauvages ou transgéniques (souris rapportrice de l’activation cellulaire) seront étudiées au stade adulte, entre 3 et 6 mois.
Etude de l’excitabilité cérébrale par stimulation intracrânienne chez des souris libres de mouvement modélisant la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Implantées dans le crâne après une heure de neurochirurgie, 360 souris reçoivent des stimulations électriques intracérébrales une à deux fois par semaine, sur animal éveillé, pendant des sessions allant jusqu'à quarante minutes. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec jusqu'à dix injections et vingt prélèvements de sang par animal, et sont hébergées derrière un séparateur qui les isole physiquement de leur congénère pour protéger le système d'enregistrement. Le porteur qualifie l'intensité des stimulations de faible et n'attend une réaction comportementale que dans de rares cas, tout en prévoyant l'administration immédiate de kétamine et de diazépam en cas de crise épileptique. Les dispositifs d'enregistrement n'étant pas amovibles, aucune souris ne sort vivante du projet.
Objectifs
L’objectif aujourd’hui est d’identifier des méthodologies précliniques précoces capables de sélectionner des candidats médicaments sur la base de leur efficacité potentielle chez l’homme. Cela signifie d’appréhender cette problématique par une approche consistant à utiliser les données existantes de la recherche clinique pour construire de nouvelles solutions de recherche préclinique et se baser sur des signes de la maladie dans le cerveau et des tests médicaux utilisables à la fois chez l’animal et chez l’homme. Les activités cérébrales de base sont largement conservées dans l’évolution des mammifères montrant le fort potentiel de transposition de cette méthode du rongeur à l'Homme, et donc l’application chez le rongeur d’observations faites chez le patient et inversement. Dans ce projet, nous étudierons les activités électriques cérébrales chez des animaux. Les différences mises en évidence pourront alors être utilisées pour différents tests médicamenteux afin d’identifier une molécule efficace pour lutter contre la maladie.
Bénéfices attendus
L’optimisation de nouveaux médicaments nécessite d'identifier des signes de la maladie dans le cerveau et des tests transposables entre les études cliniques et précliniques. Ils doivent permettre d’évaluer de façon fiable et robuste l’efficacité des molécules testées. Les activités électriques cérébrales sont largement conservées à travers les mammifères permettant ainsi une transposition fiable entre l’humain et le rongeur. Dans ce projet, nous utiliserons des souris et chercherons à mettre en évidence des spécificités de la maladie qui pourront par la suite être applicable à l'Homme et permettre de tester de nouvelles molécules thérapeutiques. L’identification d’un potentiel nouveau traitement de la maladie d’Alzheimer permettrait d’améliorer les conditions de vie de nombreux patients.
Procédures
L’ensemble des animaux de ce projet vont subir une neurochirurgie d’environ une heure, réalisée sous anesthésie générale. Les animaux sont hébergés après l’implantation dans des cages à deux contenant un séparateur qui favorise le contact olfactif, visuel et auditif mais qui permet de les isoler afin de préserver l’intégrité du système d’enregistrement. Les animaux seront tous soumis à des stimulations intracérébrales répétées de faible intensité qui seront réalisées sur l’animal éveillé une à deux fois par semaine. Chaque session de stimulation durera entre 3 et 40 minutes au maximum. Au préalable de chacune de ces sessions de stimulations, une molécule pharmacologique pourra être administrée à l'ensemble des animaux (injections aigues durant quelques minutes). Pour ces tests pharmacologiques, un maximum de 10 injections sur une période de 5 à 10 semaines seront réalisées. Des prélèvements sanguins sur animal éveillé pourront également être réalisés (20 maximum au total et 15 minutes maximum par animal), tous les animaux du projet sont susceptibles d'être soumis à ces prélèvements.
Impact sur les animaux
Suite à la chirurgie, une diminution de l’activité locomotrice et une déshydratation passagères pourront être observées. Une douleur modérée pourra apparaître dans les heures suivant l’intervention chirurgicale. Lors de la stimulation cérébrale, malgré l’intensité faible utilisée, une réaction comportementale (immobilité, sursaut, clignement des yeux) pourra être induite dans de rares cas. Malgré les études toxicologiques préalablement conduites et exigées avant tout test de composé sur nos animaux, certains effets indésirables non attendus peuvent survenir, notamment une perte de tonus musculaire, une somnolence ou à l’inverse une excitation du fait des mécanismes d’action des molécules testées. Le modèle utilisé présente une stagnation de la prise de poids à partir de 10 mois ainsi qu’une surmortalité très modérée propre au modèle non liée au vieillissement.
Devenir
Ce projet implique l’implantation de dispositifs d’enregistrement de signaux électriques du cerveau qui ne sont pas amovibles, les animaux doivent donc être mis à mort à la fin du projet.
Remplacement
Ce projet nécessite l'utilisation de modèles animaux car il étudie des mécanismes physiopathologiques complexes qui ne peuvent pas être représentés par des modèles plus simples (ex. modèle cellulaire ou informatique).
Réduction
Dans le cas des études de test pharmacologique, chaque animal est son propre contrôle et sera utilisé pour tester différents candidats médicaments, permettant de limiter le nombre d’animaux nécessaire par groupe. Ce type de protocole nous permet d’utiliser des tests statistiques de type appariés. Le nombre d’animaux a ainsi été déterminé de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité scientifique des expériences menées.
Raffinement
Les souris qui entrent dans ce projet ont au minimum une semaine d’acclimatation à la zone d’hébergement. Une injection d’analgésique sera faite avant la neurochirurgie et sera renouvelée 6 à 8 h après afin de prévenir toute douleur liée à la phase de chirurgie. Après la neurochirurgie, l’état de santé des animaux sera surveillé tout au long des expériences et évalué grâce à une grille codifiant le niveau de douleur et les points limites adaptés. Cela nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Les animaux seront hébergés dans des cages d’hébergement avec enrichissement (coton, maison en carton) pour limiter tout stress dû à l’environnement quotidien. Les stimulations seront interrompues au moindre signe d’inconfort de l’animal (évaluation visuelle comportementale). En cas de survenue d’une crise épileptique : un traitement de kétamine/diazépam sera administré alors immédiatement. Dès l’apparition d’un signe clinique d’alerte (poids, comportement...) nous nous réfèrerons à une grille de cotation interne spécifique permettant de prendre les mesures nécessaires en fonction des points limites identifiés afin de préserver le bien-être animal. L’évaluation est réalisée jusqu’à disparition du signe d’alerte. Lors des injections, une surveillance particulière est portée sur les animaux. Un arbre décisionnel peut être consulté en cas d’altération de l’état général de l’animal après l’injection afin de le soulager.
Choix des espèces
Dans ce projet nous utiliserons des souris. Ces animaux présentent des similarités anatomiques et fonctionnelles avec le cerveau humain et notamment au niveau des activités électriques du cerveau. Ces similarités peuvent être utilisées pour le développement de nouveaux médicaments. La sélection de la souris est aussi basée sur des études précédemment réalisées. Les animaux sont âgés de minimum 3,5 mois puisque nous souhaitons évaluer les modifications des activités électriques chez des animaux adultes. A ce stade, les circuits électriques du cerveau sont matures. Les animaux seront gardés jusqu’à l’âge de 14 mois maximum car le sujet d’étude concerne la maladie d’Alzheimer qui se développe avec le vieillissement.
Ingrédients innovants à base de pois : impact sur les fonctions digestives et la croissance des porcelets
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Isolés deux heures par jour dès l'âge de quatorze jours, puis séparés un par un après le sevrage, 80 porcelets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être tués pour prélever leurs tissus intestinaux et leurs muscles. Ils subissent un prélèvement de fèces et deux prises de sang, chaque contention étant limitée à cinq minutes. L'objet du projet est de mesurer la digestibilité de la crème de pois, un coproduit de l'industrie alimentaire aujourd'hui mal valorisé, et son effet sur la croissance des porcelets au sevrage. Le porc est ici à la fois l'animal utilisé et le destinataire annoncé des résultats, le porteur présentant le projet comme un moyen de limiter les diarrhées et l'usage d'antibiotiques en élevage.
Objectifs
En production porcine, le sevrage est une période critique pour le porcelet car à cette période il subit de nombreux stress (séparation avec la mère, mélange avec d’autres portées, changement d’alimentation…). Cela entraîne des désordres digestifs avec notamment des incidences de diarrhées élevées. L’alimentation est un levier majeur pour améliorer cette étape clé du développement. La crème de pois est un coproduit de l’industrie alimentaire, riche en fibres facilement métabolisables et en protéines. De par sa composition et sa texture (entre la phase liquide et solide), la crème de pois pourrait être un aliment intéressant pour améliorer la santé digestive et pour favoriser la transition alimentaire des porcelets lors du sevrage. Dans ce contexte, le projet vise à décrire la digestibilité d’un coproduit du pois (la crème de pois) à étudier l’influence de l’ajout de ce coproduit sur la santé digestive des porcelets au sevrage (absorption des protéines, intégrité de la barrière intestinale), sur leurs performances zootechniques et leur développement musculaire. L’objectif est d’assurer une meilleure transition alimentaire au sevrage pour limiter les problèmes de santé digestive, d’améliorer la croissance des porcelets, et de diminuer/supprimer l’utilisation d’antibiotiques.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des connaissances sur la digestion d’un coproduit de pois, qui présente une texture (entre liquide et solide) et une composition (riche en fibres et protéines) pouvant être bénéfiques aux porcelets. Le projet permettra effectivement de déterminer les effets positifs sur la santé digestive (intégrité de la barrière intestinale) et la croissance musculaire des porcelets. Cette expérimentation apportera de nouvelles connaissances sur les différents liens entre les protéines issues de la digestion de la crème de pois et le développement des muscles squelettiques chez le porc. Ce projet permettra également d’optimiser l’utilisation d’un coproduit qui n’est pas totalement valorisé à l’heure actuelle, ainsi limiter les déchets et promouvoir une circularité des systèmes alimentaires. Pour une perspective à long terme, ce projet fournira des pistes pour adapter au mieux les régimes des porcelets, réduire les problèmes digestifs au sevrage et ainsi limiter voire supprimer l’utilisation d’antibiotiques en élevage. De plus ce projet fournira des données (activité enzymatique, pH) qui serviront à mettre au point un modèle de digestion in vitro spécifique au porcelet. Cela permettra par la suite de privilégier l’utilisation de ce modèle in vitro plutôt que celle d’animaux.
Procédures
Les interventions prévues pour les porcelets sont : un prélèvement de fèces, et 2 prélèvements de sang. Ces interventions nécessitent une immobilisation de l’animal qui est limitée à 5 min. La durée de la prise de sang est limitée à 2 min.
Impact sur les animaux
Quotidiennement, les porcelets seront isolés par groupe de 2 pendant 2 h, à partir de 14 jours de vie, pour accéder à leur régime. De même en post-sevrage, les porcs seront isolés individuellement pour obtenir un suivi précis de l’ingéré. L’isolement d’un groupe ou d’un porc en individuel peut être source de stress. Des prélèvements de sang (1 ou 2 selon la procédure) et de fèces (1) seront effectués sur les porcelets. Ces prélèvements ne sont pas douloureux, mais nécessitent une contention qui peut être stressante pour les porcelets.
Devenir
La mise à mort des porcelets est nécessaire lors des procédures 1 et 2, pour permettre le prélèvement d’organes (tissus intestinaux et muscles).
Remplacement
Les modèles in vitro de digestion sont limités dans leur capacité à reproduire la physiologie complexe du tractus gastro-intestinal et ses nombreuses interactions. A l’heure actuelle, aucun modèle ne permet de reproduire la sécrétion d’hormones digestives, et les mécanismes de régulations suite à l’ingestion d’un aliment. De plus ces modèles ne permettent pas d’étudier plusieurs organes en même temps en réponse à un traitement (exemple : alimentation). L’objectif du projet étant d’étudier les interactions digestives des nutriments et la réponse physiologique qui en découle, il nécessite d’être réalisé sur des animaux vivants pour explorer ces deux domaines de recherche conjointement.
Réduction
Le nombre de porcelets prévus pour ce projet est de 80 au maximum. Il correspond à 20 porcelets par régimes alimentaires (une étude pilote avec 4 porcelets par régime et 2 répétitions de 8 porcelets par régime pour l’expérimentation finale). Ce nombre d’animaux est suffisant pour observer un effet significatif sur la digestibilité des protéines entre la crème de pois et le contrôle. Le nombre d’animaux a été déterminée grâce à des essais préliminaires réalisés pour ce projet sur la digestibilité in vitro des protéines des différents régimes. Ces essais ont été réalisés suivant le modèle de digestion in vitro utilisé pour le porc en croissance
Raffinement
Le bien-être des animaux sera évalué tout au long de l’expérience. Les régimes expérimentaux (crème de pois et contrôles) seront adaptés pour couvrir les besoins nutritionnels des porcelets tout au long de leur développement (quantité, composition en minéraux, protéines…). Tous les porcelets seront surveillés quotidiennement avec des grilles d’évaluation de bien-être, afin de prévenir toute souffrance. Les grilles seront collectives pour la période précédant le sevrage et individuelle en post-sevrage. Les procédures seront réalisées par un personnel expérimenté, en respectant les durées de contentions (5 min) et de prélèvements (2 min). Le comportement des animaux sera également suivi par caméra surveillance pour veiller au bien-être des porcelets et leur alimentation.
Choix des espèces
Le projet sera mené sur des porcelets jusqu’à leur sevrage et une partie en post-sevrage. Le porc est l’espèce cible du projet qui consiste à déterminer la digestibilité de la crème de pois et d’étudier le lien avec la santé digestive et les performances musculaires des porcs sur le long terme. Les connaissances serviront pour améliorer la transition alimentaire au sevrage du porcelet et limiter les incidences de diarrhées en élevage.abba
Mise en place d’un modèle de maladie de parkinson chez la souris par exposition orale à la roténone.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées pour que leur système nerveux central soit prélevé, 30 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit quarante gavages oro-gastriques, un par jour, sur animal vigile, avec de la roténone, un insecticide que la Commission européenne a interdit en 2008 pour sa toxicité. Le porteur qualifie la dose de "modérée" et "peu impactante sur la qualité de vie des animaux", et n'attend du gavage qu'une irritation transitoire du système digestif. Il s'agit d'une étude pilote de trois ans, dont la fonction déclarée est de mettre le modèle en place pour permettre de futures expériences.
Objectifs
La roténone est un insecticide d’origine naturelle extrait de racines de plantes tropicales. En raison de sa toxicité, la commission européenne a interdit son utilisation en 2008, avec des dérogations jusqu’en 2011. Le lien étroit entre une exposition à la roténone d'origine professionelle (agriculture) et un risque accru de développer une maladie de Parkinson a été formellement établi en 2011. Les examens post mortem réalisés sur des cerveaux de travailleurs exposés à la roténone dans le cadre de leur activité professionnelle ont révélés des lésions caractéristiques de la maladie de Parkinson : perte des neurones dopaminergiques et accumulation de protéines pathologiques. Ainsi, l’exposition expérimentale à la roténone chez la souris est aujourd’hui utilisée non seulement comme modèle de la maladie de Parkinson, mais aussi pour évaluer ses effets potentiels sur les troubles du développement cérébral chez les fœtus exposés in utero. Il existe en effet de fortes présomptions pour une toxicité des polluants environnementaux (incluant les produits phytosanitaires) sur le cerveau en développement. L’objectif de notre étude pilote est d’implémenter le modèle d’exposition expérimentale à la roténone chez la souris par administration directe dans l'estomac. Cette étude pilote, d'une durée de 3 ans, permettra de préparer de futures études portant sur l’effet de la roténone sur les lésions caractéristiques de la maladie, ainsi que sur les effets toxiques neuro-développementaux de la roténone.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de disposer d’un modèle de référence de maladie de Parkinson provoquée par exposition aux produits phytosanitaires. Sur le plan des connaissances scientifiques, le projet produira des données inédites sur des mesures du comportement des souris dans ce modèle de maladie de Parkinson en complément des données biologiques.
Procédures
Les souris sont exposées à la roténone par voie orale via un gavage oro-gastrique quotidien. Le gavage dure 1 minute et est réalisé sur animal vigil. Chaque souris sera soumise à 40 gavages sur l'ensemble de la période d'expérimentation. En fin de protocole, il sera procédé à une chirurgie terminale sous anesthésie en vue du prélèvement du cerveau.
Impact sur les animaux
Le modèle est bien décrit dans la littérature et la dose modérée utilisée est peu impactante sur la qualité de vie des animaux . La procédure de gavage oral, réalisée par un personnel expérimenté, est susceptible d’engendrer une irritation transitoire du système digestif.
Devenir
L'objectif de ce projet est l'étude de l'effet neurotoxique de la roténone, pour ce faire il est nécessaire de mettre à mort les animaux afin de disposer du système nerveux central.
Remplacement
A ce jour, le remplacement complet de ce modèle d’étude n’est pas envisageable. Les mécanismes moléculaires et cellulaires, et leurs interactions, impliqués dans le développement de la pathologie spécifique produit par l'administration de roténone ne sont pas réalisables in vitro. L’étude de ces mécanismes nécessitent l'utilisation de modèles animaux.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet. Le schéma expérimental utilisé considère chaque animal comme son propre contrôle grâce à la répétition des tests et permet ainsi la réduction du nombre d'animaux.
Raffinement
Conformément aux exigences de raffinement, les animaux seront suivis quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie, et seront hébergés dans un environnement enrichi (igloos, nestlets et petites buchettes de bois). Le suivi individuel consiste en une inspection visuelle du comportement et de l’apparence au quotidien. Le suivi individuel est approfondi lors des pesées bi-hebdomadaires. Les points limites concernent la perte de poids, la présence de piloérection accompagnée du dos vouté et l’absence de réaction à la stimulation. L’administration orale de la roténone évite la répétition d’injections intrapéritonéales.
Choix des espèces
Les souris utilisées sont des souris conventionnelles qui permettront la comparaison de nos résultats avec les données de la littérature. Le projet prévoit d’utiliser des souris à l'âge de 5 semaines à l'arrivée au laboratoire. Le protocole d’exposition démarrera lorsque les souris auront 8 semaines, ceci nous permettra de comparer les résultats avec les données de la littérature.