Recherche fondamentale

Une partie des souris porte la mutation responsable de la dystrophie musculaire de Duchenne, développe une faiblesse musculaire vers quatre mois et sera gardée trois mois de plus dans cet état. 936 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leurs muscles. Les autres courent, trois jours d'habituation sur tapis roulant de quinze à vingt minutes, puis une heure de course intense, avec des chocs électriques légers pour les relancer dès qu'elles s'arrêtent. Le porteur écrit qu'il tue avant l'apparition du phénotype les mâles porteurs de la mutation qu'il n'utilisera pas, et qu'aucun animal ne sera réutilisé, replacé ni adopté.

Objectifs

L'exercice physique peut provoquer des dommages musculaires, par exemple une déchirure ou une rupture de la structure contractile du muscle. Les cellules doivent alors réparer correctement ces dommages pour rétablir la fonction musculaire. Si elles ne le font pas, elles risquent de provoquer des lésions beaucoup plus importantes, voire des pathologies. D'autre part, une réparation efficace de ces lésions est la base de la construction du muscle par la pratique du sport. Nous avons précédemment découvert un gène particulièrement exprimé en cas de lésions musculaires. Notre étude préliminaire sur des cellules en culture suggère que l'inhibition de ce gène pourrait augmenter la réparation musculaire. Dans ce projet, nous examinerons donc le rôle de ce gène dans la réparation du muscle chez des souris vivantes. En outre, nous examinerons si la perte de ce gène (et donc l'augmentation de la réparation) peut être utilisée comme thérapie pour la Dystrophie Musculaire de Duchenne (DMD).

Bénéfices attendus

Si notre hypothèse s'avère correcte, il deviendrait nécessaire de développer un inhibiteur de ce gène pour favoriser la régénération du muscle et pour soigner la dystrophie musculaire de Duchenne ou contribuer à son traitement.

Procédures

1. Le programme d’exercice réalisé par les animaux est un modèle d’activité physique intense. Il s’agit d’une procédure qui induit des lésions musculaires pouvant provoquer un niveau d’inconfort musculaire important passager. Cet exercice est réalisé une seule fois, il comprend 3 jours de 15 à 20 min de course d’habituation sur tapis roulant suivi d’un jour de course de 60 min comparable à un exercice physique intense. L’animal reçoit des chocs électriques légers et brefs pour le motiver à courir s’il s’arrête. Si l’animal ne court pas pendant plus de 5 secondes le test est arrêté. 2.Les souris mâles porteurs de la mutation de la dystrophie musculaire de Duchenne présentent un phénotype de faiblesse musculaire léger à partir de l’âge de 4 mois. Ces animaux seront gardés durant 3 mois après l’apparition de ce phénotype.

Impact sur les animaux

Le programme d’exercice est une procédure semblable à une activité physique intense qui induit des lésions musculaires pouvant provoquer un niveau d’inconfort musculaire important passager. Les souris porteuses de la mutation responsable de la dystrophie musculaire de Duchenne présentent un phénotype de faiblesse musculaire à partir de l’âge de 4 mois. Cependant, la délétion de notre gène d'intérêt dans les muscles devrait réduire ce phénotype.

Devenir

Pour parvenir à des conclusions scientifiques solides avec le nombre minimal d'animaux utilisés, nous collecterons les biopsies musculaires de tous les animaux à la fin de chaque procédure. Par conséquent, nous ne réutiliserons pas, ne remplaçons pas et ne ferons pas adopter les animaux.

Remplacement

Des données préliminaires concernant le gène d'intérêt étudié ont été obtenues en culture cellulaire avec une expérience simulant un exercice physique. Cependant, pour prouver sa fonction réelle dans une situation complexe in vivo, nous devons utiliser des modèles animaux. De plus, la DMD ne peut pas être facilement modélisée in vitro avec les technologies actuelles. Puisque nous voulons valider le potentiel de ce gène en tant que cible médicamenteuse, ces expériences sur les animaux sont nécessaires.

Réduction

Nous collecterons tous les tissus musculaires et les échantillons de sang pertinents de chaque souris, ce qui réduira considérablement le nombre de souris utilisées. La puissance statistique a été utilisée pour calculer le nombre de souris nécessaire afin de déterminer si une différence statistiquement significative existe entre 2 ou plusieurs groupes. Nous avons 3 types d’analyses qui seront composées de 5 animaux pour 6 temps différents. Ces temps d’analyses ont été choisis pour les 2 procédures du projet en fonction de résultats obtenus dans une étude in vitro dans notre équipe ainsi que des études publiées par la communauté scientifique. Si au cours du projet certains de ces temps ne présentent pas de modification significative d’expression des gènes analysés pour le groupe d’animaux du 1er type d’analyse (expression des gènes), alors nous ne ferons pas les groupes d’animaux destinés aux 2 autres types d’analyses ce qui diviserait le nombre d’animaux par 3 sur les temps d’observation concernés.

Raffinement

Pour générer nos souris d’expérience nous utiliserons des mâles porteurs de la mutation responsable de la dystrophie musculaire de Duchenne que nous euthanasierons avant l’apparition du phénotype dommageable. Nous garderons les mâles porteurs de la mutation et de la DMD que pour les expériences de ce projet. Si les animaux venaient à présenter des troubles musculaires comme des difficultés à se déplacer avant la fin de l’expérience, nous leur mettrions alors de la nourriture en gel dans la litière de la cage. Les prélèvements de sang nécessaire au dosage de la créatine kinase qui est un indicateur de lésions tissulaires seront effectués au niveau du sinus retro-orbital sous anesthésie gazeuse. Les animaux seront mis à mort par élongation cervicale avant leur réveil pour éviter toute douleur dû à la technique de prélèvement.

Choix des espèces

Le programme d’exercice utilisé, modélisant une activité physique intense, est bien établi chez la souris. Nous utiliserons des souris jeunes adultes ou adultes (à partir de l’âge de 8 semaines) pour cet exercice car la maturation musculaire doit être achevée. De même, le modèle de souris pour l'étude de la DMD est un modèle bien établi et largement utilisé pour la recherche sur la dystrophie musculaire. Nous observons les souris de ce modèle et délétée pour notre gène d'intérêt longitudinalement à différents âges afin de suivre les modifications d’expression de nombreux gènes exprimés en son absence. Nous pourrons ainsi mettre en corrélation ces modifications avec la mesure de la créatine kinase qui est un indicateur de lésions tissulaires et surtout avec l’éventuelle disparition attendue des phénotypes de la DMD (de 1 mois à 12 mois maximum) à 6 âges différents : 3 avant l’apparition du phénotype et 3 après son apparition. Si le phénotype apparaît à 4 mois comme nous l’attendons, nous prélèverons les échantillons aux âges de 1, 2, 3, 4, 5 et 6 mois, sinon les 3 derniers âges de prélèvement seront décalés à l’apparition du phénotype au maximum à 10, 11 et 12 mois.

4 770 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour des analyses post-mortem, et une partie d'entre elles est anesthésiée jusqu'à dix fois en deux semaines pour recevoir une injection par jour, cinq jours par semaine, avant parfois un second traitement. D'autres reçoivent six injections en quatre jours sans anesthésie, ou une seule application de produit sur la peau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'injection d'un agent inflammatoire, que le résumé ne nomme pas, provoque une inflammation et une zone de fibrose de moins d'un centimètre sur le bas du dos, avec douleur, gonflement et rougeur, puis une desquamation entre le 12e et le 16e jour, et les souris sont suivies six semaines. Le porteur présente ces travaux comme un apport de "connaissances fondamentales" sur la migration des cellules immunitaires, et comme un préalable pour établir ensuite des "modèles in vitro conformes aux propriétés des tissus observées in vivo".

Objectifs

La peau est le plus grand organe du corps humain, indispensable à notre survie. Elle agit comme une barrière protectrice, maintient la température corporelle stable et joue un rôle crucial dans notre système immunitaire. La peau est composée de trois couches. 1)L’épiderme, la couche externe, est principalement constitué de kératinocytes qui synthétisent la kératine, une protéine qui protège la peau contre les dommages et la déshydratation. 2)Le derme, la couche intermédiaire, contient des fibres de collagène et d’élastine qui lui donnent élasticité et fermeté. Il abrite également des vaisseaux sanguins, des nerfs, ainsi que des follicules pileux. Enfin, 3) l’hypoderme est la couche la plus profonde de la peau et est essentiellement composée de tissus adipeux et conjonctif. Elle fournit une isolation thermique et agit comme un coussin pour les organes internes. Dans le derme et l’épiderme, les cellules immunitaires patrouillent à la recherche de pathogènes ou de signaux de danger pour la mise en place d’une réponse immunitaire efficace, qu’elle soit spontanée suite à une infection ou à l’apparition d’une tumeur, ou induite par un vaccin par exemple. Ce processus est aussi essentiel pour le maintien de la tolérance immunitaire, et ainsi éviter les maladies auto-immunes. Pour cela, certaines cellules immunitaires (les cellules dendritiques) se déplacent dans les tissus en prélevant des échantillons de leur environnement. Elles migrent ensuite vers les ganglions lymphatiques drainant leur tissu d’origine. Ces 2 étapes (échantillonnage en périphérie et migration vers les ganglions) sont clefs dans la mise en place de la réponse immunitaire et le maintien de la tolérance. Dans les tissus, la migration des cellules dendritiques est guidée par des signaux chimiques et physiques, qui sont profondément modifiés en cas d’inflammation et de fibrose. Notre projet vise à comprendre comment la modification des propriétés mécaniques de la peau modifie la migration et l’efficacité des cellules immunitaires dans la peau et dans les ganglions. La compréhension de ces mécanismes mis en jeu pourra s’appliquer à d’autres pathologies dans lesquelles la modification de la structure du tissu est majeure. La modification de la structure tissulaire et de ses propriétés physiques est maintenant connue dans de nombreuses pathologies notamment au sein divers cancers, où le remodelage semble favoriser la survenue de métastases en inhibant la réponse immunitaire.

Bénéfices attendus

Comprendre comment l’installation d’une fibrose modifie les propriétés mécaniques des tissus et la migration des cellules immunitaires permettra d’obtenir des connaissances fondamentales sur la migration des cellules dans les tissus. Nous focalisons nos recherches sur les cellules dendritiques, cellules sentinelles du système immunitaire indispensable pour le déclenchement d’une réponse immunitaire spécifique. Nous étudierons ici de manière détaillée des voies de signalisations mises en jeu dans leur sensibilité aux signaux physiques et mécaniques. Ces mécanismes pourront être utilisés dans de nombreuses autres pathologies où la modification de la matrice extracellulaire joue un rôle majeur dans la progression de la maladie et la réponse immunitaire.

Procédures

Un premier lot d’animaux recevra des injections de traitements, pendant 4 jours consécutifs. Aux jours 1 et 3 du traitement, les animaux vigiles recevront 2 injections tandis qu’aux jours 2 et 4 du traitement, ils recevront une injection unique (durée du geste inf à 10 sec) Dans un second lot, les animaux vigiles recevront une application cutanée unique de produit (durée du geste inférieure à 1 minute). Dans un troisième lot, les animaux anesthésiés recevront des traitements par injection à raison de maximum 1 injection par jour, 5 jours par semaine pendant 2 semaines (durée de chaque anesthésie de 10 minutes maximale). Certains de ces animaux recevront ensuite un second traitement soit par injection à raison d’1 injection par jour pendant 4 jours consécutifs (durée du geste inf à 10sec) soit par application cutanée (application unique – durée du geste de 1 minute).

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues lors des injections de produits seront celles liées à la piqûre elle-même (douleur de courte durée). L’injection d’un agent inflammatoire induira une inflammation chez les animaux. L’inflammation se caractérise par la douleur, le gonflement, la rougeur et la chaleur qui peuvent entraîner une gêne chez l’animal. Néanmoins, il s’agit ici d’une inflammation locale et non générale, et modérée. La gêne est caractérisée par l’apparition d’une desquamation principalement entre les 12e et 16e jours après injection, et la présence d’un érythème dont l’intensité est maximale du 9e au 14e jour. Les animaux seront suivis pendant 6 semaines afin d’étudier la résolution de l’inflammation, mais nous ne nous attendons pas à des effets rémanents après la fin des injections. La surface attendue de la zone fibrotique de la peau du bas du dos de la souris est inférieure à 1cm. Nous porterons notre attention spécifique sur cette zone. Nous ne nous attendons pas à des conséquences sur la mobilité des souris , la zone fibrotique étant à distance des articulations des membres supérieurs et inférieurs. Un éventuel effet sur la mobilité n’a d’ailleurs pas été décrit dans la littérature. L’application cutanée d’un marqueur fluorescent sans addition de molécule pro-inflammatoire induira une réaction locale éventuelle (mais non décrite dans la littérature). L’application cutanée d’un marqueur fluorescent associé à une molécule proinflammatoire pourra induire un aspect inflammatoire local (rougeur, chaleur).

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem.

Remplacement

L’influence du microenvironnement tissulaire sur la migration des cellules immunitaires a été démontré par de nombreuses équipes au cours de la dernière décennie. Ces cellules répondent à des signaux de dangers, largement étudiés in vitro , comme par exemple la présence de composants bactériens. Néanmoins, il s’agit d’un effet direct d’un agent inflammatoire sur les cellules, qui ne prend pas en compte le contexte complexe et la réponse du tissu, qui répond également à la présence de signaux de dangers. Il n’est donc pas possible d’extrapoler ces données sans avoir une description précise et quantitative des propriétés du microenvironnement in vivo. L’utilisation de différents modèles in vitro (matrice en fibres 3D) ou ex vivo (explants de peau humaine) ne permettent pas de reconstituer la complexité du tissu cutané : - Sa structure en 3 couches (épiderme, derme, hypoderme) et la structure des fibres de collagène formant le tissu de soutien aux cellules. - Nombreux types cellulaires présents : kératinocytes dans l’épiderme, fibroblastes dans le derme, adipocytes (manquant dans les modèles in vitro), extrémités neuronales (non présents dans les modèles in vitro) et l’infiltrat immunitaire comportant de multiples types cellulaires différents. L’objectif de ce projet est de fournir cette description, afin ensuite de pouvoir établir des modèles in vitro conformes aux propriétés des tissus observées in vivo. Cela permettra alors d’isoler les propriétés du tissu une par une et de tester leur effet individuel sur les cellules immunitaires, afin d’identifier les paramètres les plus importants. Par ailleurs, Le modèle in vivo est indispensable pour déchiffrer le dialogue entre différentes cellules immunitaires et la migration d’un organe à l’autre, dans un organisme vivant intégré dont le système immunitaire est proche de celui de l’homme, comme la souris. L’utilisation du modèle Souris reste indispensable pour le présent projet, afin d’avoir un tissu et un système immunitaire complets et fonctionnels.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, les expériences de mise au point seront réalisées sur des échantillons prélevés sur des animaux utilisés pour d’autres expériences (mise à mort pour prélèvement d’autres organes que la peau). Une procédure pilote sera réalisée afin de déterminer les meilleurs temps expérimentaux à utiliser. Les échantillons issus des études pilotes seront également utilisés pour les analyses des procédures suivantes. Le maximum d’échantillons d’intérêt sera prélevé lors de la mise à mort des souris (peau, ganglions, sérum) et conservés pour des analyses ultérieures. Cela permettra de concentrer ensuite la caractérisation sur ces conditions expérimentales et donc de limiter le nombre total d’animaux utilisés. A partir de données publiées et accessibles, nous avons ici déterminé le nombre d’animaux nécessaire comme étant le plus petit nombre d’animaux permettant de mettre en évidence une différence significative dans notre modèle expérimental (induction de fibrose cutanée).

Raffinement

En accord avec les recommandations internationales, les animaux sont suivis attentivement afin d’assurer leur bien-être, et les expérimentations sont arrêtées avant la souffrance des animaux. Pour cela : -Les souris sont habitués à l’animalerie (accoutumance après transfert) et habituées à être manipulées par le même expérimentateur avant le début de la procédure, afin de limiter le stress après le début de la procédure. -Un suivi clinique renforcé sera réalisé pendant les 30 min suivant l’injection sous-cutanée, puis 6h après, puis une fois par jour pendant 10 jours, puis deux fois par semaine jusqu’à la fin de la procédure. -Une grille de score est mise en place pour évaluer de façon objective l’état des animaux. En cas d'atteinte d'un point limite, les animaux seront sortis de la procédure (traitement antalgique, mise à mort). -Le suivi des animaux pour les procédures suivantes sera adapté en fonction de ce qui a été observé dans les procédures antérieures (au fur et à mesure de l’avancée du projet). Pour éviter l’inconfort et la douleur lors des procédures, des anesthésiques et analgésiques adaptés seront utilisés.

Choix des espèces

La souris est le modèle de choix pour les expériences menées en immunologie. La forte similitude des systèmes immunitaires humains et murins en font un modèle idéal. Par ailleurs, nous utilisons des modèles murins génétiquement modifiés déjà développés et bien caractérisés qui sont les plus adaptés à ce projet.

Deux injections d'hépatocytes humains, une greffe de cellules de foie sous anesthésie, puis des administrations répétées de candidats médicaments par voie intraveineuse, intrapéritonéale, intramusculaire, sous-cutanée ou par gavage. 5 000 souris immunodéprimées, greffées dès l'âge de trois à quatre semaines pour qu'un foie humanisé s'y développe, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue au motif qu'elles ne recouvreront pas leur état de santé. Le modèle est proposé aux laboratoires pharmaceutiques pour l'évaluation de la toxicité hépatique, et le porteur retient la souris parce qu'elle est "plus acceptable éthiquement que les primates non-humains". Rien n'est dit des molécules qui seront administrées ni du nombre d'études prévues, et les atteintes attendues se résument à une perte de poids, une prostration ou des difficultés à se déplacer, la mise à mort intervenant à 25 % de poids perdu.

Objectifs

Les unités de recherche académiques et les laboratoires pharmaceutiques dépendent en grande partie des modèles murins pour évaluer l'efficacité et la toxicité de nouveaux candidats médicaments. La souris foie humanisée constitue le modèle de choix dans le cadre de la recherche dans le domaine des maladies infectieuses hépatiques (HBV, HCV), du carcinome du foie et de la toxicité métabolique. En effet, l'évaluation de la toxicologie préclinique est l'étape la plus critique du développement d'un médicament, ce faisant la distribution, le métabolisme et l'excrétion (ADME) d'un médicament chez l'homme ont un besoin urgent d'être mieux estimé.

Bénéfices attendus

L'évaluation de la toxicologie préclinique est l'étape la plus critique du développement d'un médicament. Environ 70% des programmes de développement de médicaments échouent en raison d'une toxicité ou de problèmes inattendus lors de la validation de phase 1 sur l'absorption, la distribution, le métabolisme et l'excrétion (ADME) chez l'homme. Il n'existe à ce jour, aucune alternative performante capable de prédire l'activité/toxicité d'un candidat médicament agissant sur le foie qui présente une architecture et un fonctionnement complexe qui ne peut être reproduit in vitro ou chez d'autres animaux (zébrafish, drosophyles,...). La souris foie humanisée constitue donc un modèle scientifiquement valide pour le développement et la mise au point de traitements innovants visant à lutter contre les maladies virales et le cancer.

Procédures

2 injections d'hépatocytes humains par voie intraveineuse, gerffe des cellules du foie sous anesthésie, 1 injection sous-cutannée d'anagésique, injections de candidats médiacaments par voir intrapéritonéale, sous-cutanée, intramusculaire, intraveineuse ou par gavage.

Impact sur les animaux

Des nuisances peuvent être induites par l'injection des hépatocytes humains, la greffe des cellules du foie, l’administrations de traitements, les effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques et/ou les prélèvements sanguins. Cette douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés selon les procédures en vigueur car ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général.

Remplacement

L'évaluation de la toxicologie préclinique est l'étape la plus critique du développement d'un médicament. Environ 70% des programmes de développement de médicaments échouent en raison d'une toxicité ou de problèmes inattendus lors de la validation de phase 1 sur l'absorption, la distribution, le métabolisme et l'excrétion (ADME) chez l'homme. Il n'existe à ce jour, aucune alternative performante capable de prédire l'activité/toxicité d'un candidat médicament agissant sur le foie qui présente une architecture et un fonctionnement complexe qui ne peut être reproduit in vitro ou chez d'autres animaux (zébrafish, drosophyles,...). La souris foie humanisée constitue donc un modèle scientifiquement valide pour le développement et la mise au point de traitements innovants visant à lutter contre les maladies virales et le cancer.

Réduction

Dans ce projet, un nombre maximum de 5000 souris seront humanisées Chaque étude préclinique visant à tester l'efficacité d'un candidat médicament nécessite entre 50 et 100 animaux ( Au minimum 4 groupes seront nécessaires pour la bonne conduite de chaque étude préclinique (3-5 doses du candidat médicament, contrôle négatif, contrôle positif,...). Les études précliniques des candidats-médicaments nécessitent l’utilisation de 8 à 10 individus par group testé. Ce nombre nous permettre d’avoir des résultats statistiquement interprétables et éviter de refaire les études et ainsi limiter le nombre d’animaux totale utilisés.

Raffinement

Les souris seront monitorées quotidiennement et pesée hebdomadairement pour s'assurer de leur état général. Une perte de plus de 25% de leur point initial (sera considérée comme une raison de mise à mort. De même, si un animal présente des signes de prostration, de difficultés locomotrices ou des difficultés à s'alimenter, il sera mis à mort immédiatement. Les animaux seront hébergés dans une animalerie de classe A2 par 5 à 6 animaux par cage ventilée. Les animaux bénéficent d'une période d’acclimatations dans leurs cages de 24h avant le début de l'expérimentation. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 5 jours. Les animaux sont hébergés avec à un cycle lumière-obscurité de 12h / 12h (07 :19h). Les animaux sont acclimatés à la présence de l’expérimentateur qui les pèse et les examine tous les jours. L’eau de breuvage (stérile) ainsi que la nourriture (stérile) sont fournies ad libitum sauf si le protocole nécessite une période de jeune. La durée de ce jeune ne pourra jamais dépasser 6 heures par semaine. L’eau ne sera jamais retirée des cages. Pour réduire et éviter le stress et assurer le bien-être des animaux, chaque cage est enrichie avec des objets (cabane en carton) et la litière de chaque cage est changée régulièrement.

Choix des espèces

La souris permet de re-créer un foie présentant les caractéristiques tissulaires et fonctionnelles du foie humain. De plus les cellules hépatiques humaines pourront être infectées par des virus humains spécifiques et le métabolisme du foie humain pourra être reproduit dans une espèce facilement manipulable, plus acceptable éthiquement que les primates non-humains et bien caractérisée au niveau génétique. Animaux post-sevrages ou adultes. Le protocole de greffe des hepatocytes ne peut être réalisé que sur de jeunes animaux (trois-quatre semaines), cela est nécessaire pour que le le foie humanisé puisse se développer. L'effiocacité/toxicité des animaux sera quant à elle réalisées sur des animaux adultes afin de normaliser les résultats précliniques

5 392 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune peut subir une chirurgie de trente minutes, des injections répétées, des anesthésies courtes tous les jours pendant une semaine puis tous les quinze jours, des séances d'imagerie, un prélèvement terminal de liquide céphalorachidien et un transport entre deux établissements. Le projet cherche à mettre au point des modèles de maladies d'Alzheimer et de Parkinson chez la souris et à y tester des traceurs et des composés portés par des nanoparticules, le porteur annonçant des tests comportementaux de motricité qu'il qualifie de non invasifs sans préciser lesquels. Sur le remplacement, il écrit qu'il n'est pas possible de mimer le développement des maladies neurodégénératives in vitro, et que l'effet sur l'accumulation d'alpha-synucléine ne peut être évalué que chez l'animal.

Objectifs

Dans le cadre de nos recherches sur les maladies neurodégénératives nous souhaitons développer des modèles rongeurs permettant 1/d’étudier la mécanistique, de la mise en place à la progression de la pathologie et 2/ de tester des nouveaux moyens thérapeutiques par le développement de nouveaux composés et selon différentes voies d’administration. Le projet multisite sera réalisé sur deux établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

La Maladie d’Alzheimer (MA) et la Maladie de Parkinson (MP) touchaient respectivement 1 million et 100.000 personnes en France en 2020. L’augmentation des cas tous les ans est notable en raison du vieillissement de la population et de l'amélioration de l'espérance de vie. L’estimation pour la MA est de 1.8 million de cas en 2050, sans traitement efficace à l’heure actuelle. L’objectif est double, le dépistage par des anticorps spécifiques (nanobodies) et les traitements par différents composés associés à des nanoparticules.

Procédures

Chirurgie (30 minutes) Imagerie sous anesthésie gazeuse (5 minutes). Anesthésie courte et répétées (1x/jour pendant une semaine puis tous les 15 jours) (5 minutes). Injections répétées. Prélèvement de liquide céphalorachidien terminal. Les chirurgies seront réalisées sur le site d'hébergement d'origine des animaux, ainsi que certaines injections et prélèvements. L'imagerie sera réalisée exclusivement sur la plateforme d'imagerie ainsi que les prélèvements terminaux associés.

Impact sur les animaux

Elles sont représentées par l’utilisation de la chirurgie (hypothermie pendant la chirurgie, infection de la suture, douleur liée à la plaie). L'expression de la maladie est rare chez la souris exceptée pour un modèle transgénique dans cette étude qui ont quelques déficits visuels à 6 mois et moteur à 8 mois. Concernant les voies d’administration contraignantes, celles-ci sont réalisées sous anesthésie, permettant de limiter le stress des animaux.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure afin de réaliser une étude histologique détaillée du cerveau

Remplacement

Dans le respect du R de remplacer, dans l’état actuel des connaissances, nous ne pouvons pas nous passer d’animaux vivants, car il n’est pas possible de mimer le développement des maladies neurodégéneratives dans des modèles in vitro. L’impact bénéfique potentiel sur l’accumulation d’α-synucléine et donc sur le fonctionnement cérébral et la survie neuronale ne peuvent être évalués que chez l’animal. Néanmoins, toutes les étapes préliminaires pouvant être réalisées in vitro, telles que la validation des constructions moléculaires et les tests de toxicité, le seront sur cultures cellulaires.

Réduction

Le développement de modèles avec un suivi en imagerie, technique non invasive pour les animaux, permet des études au cours du temps et ainsi une diminution du nombre d’animaux utilisés. Nous utilisons des tests comportementaux de motricité, qui sont aussi non invasifs et permettent un suivi au long cours sur un même animal, limitant le nombres d'animaux utilisé pour chaque étude. Le nombre d’animaux utilisé a été déterminé par une approche statistique.

Raffinement

Acclimatation : une période de deux semaines d'acclimatation permet aux animaux de se famiariser avec leur nouvel environnement. Les animaux sont hébergés dans des conditions veillant au respect de leur bien-être (en fratrie) et avec un milieu enrichi afin de limiter leur stress. Les animaux sont suivis quotidiennement afin de détecter tout inconfort ou souffrance. Une étroite collaboration entre le personnel de l'animalerie et notre équipe d'expérimentateurs permet d'intervenir immédiatement sur les animaux en cas de nécessité. Interventions : les chirurgies, imageries et prélèvements de liquides céphalorachidiens sont pratiqués sous anesthésie et analgésie afin de réduire toutes douleurs et inconforts et stress. Des points limites stricts spécifiques à la chirurgie, aux prélèvements ou au développement des modèles seront appliqués. Concernant le transport des animaux entre les deux sites, il est réalisé dans une cage dédiée contenant litière, enrichissement, aliments et boisson. La cage est recouverte d’un couvercle filtrant et mise dans un sac pour être à l’abri des regards.

Choix des espèces

Les modèles de neurodégénérescence induite chez la souris sont bien établis au sein de notre institut. Ces travaux d'étude des maladies neurodégénératives en utilisant la souris comme modèle sont largement decrits dans la littérature ce qui nous donne une base solide pour valider nos résultats. Les animaux seront utilisés à partir de l'âge adulte, 8 semaines, afin de travailler sur des modèles cohérents avec la mise en place de phénotypes pathologiques.

Un fragment de peau est retiré du dos de chaque souris sous anesthésie générale, un anneau de silicone fixé autour de la plaie, puis le pansement changé et la plaie mesurée tous les jours sous anesthésie gazeuse. 114 souris vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, le porteur indiquant que des infections peuvent apparaître et que des signes de douleur peuvent se manifester pendant toute la durée de l'expérience. Le mécanisme étudié, une sénescence déclenchée par la rupture de l'enveloppe du noyau sous contrainte mécanique, a été découvert sur des cellules en culture, ce qui n'empêche pas le porteur d'affirmer que ni les modélisations mathématiques ni les systèmes in vitro ne permettent de reproduire les paramètres en jeu. L'effectif de 114 animaux n'est justifié que par le recours à des "outils statistiques", et toutes les souris sont tuées pour analyse des plaies après leur mort.

Objectifs

Comprendre et exploiter les mécanismes de réparation des plaies cutanées pourrait avoir des implications importantes dans le développement de thérapies visant à optimiser le processus de cicatrisation survenues dans des épisodes cliniques aigus (brûlure, choc mécanique,) et chroniques (eczéma, psoriasis…) qui touchent une grande partie de la population. Malgré l’importance des processus de réparation tissulaire, ceux-ci sont encore mal connus. Des données chez l’homme et chez la souris décrivent le rôle central de la sénescence pour la réparation tissulaire. La sénescence est un phénomène biologique qui se produit lorsque les cellules de notre corps cessent de se diviser et de fonctionner correctement. Cependant, il a été montré que la sénescence favorise la régénération tissulaire en limitant la prolifération cellulaire excessive, en éliminant les cellules endommagées et en créant un environnement favorable à la cicatrisation. Récemment nous avons découvert un nouveau mécanisme d’induction de la sénescence cellulaire. Ce mécanisme est déclenché à la suite de la rupture de la membrane du noyau en réponse à des forces mécaniques appliquées sur les cellules. L'objectif du projet est alors de déterminer si ce mécanisme d’induction de la senescence est impliqué dans la réparation des plaies cutanées.

Bénéfices attendus

Jusqu'à présent, il a été décrit qu’à la suite d’une blessure, des cellules sénescentes se forment. Ces cellules jouent un rôle crucial dans la cicatrisation des plaies. Cependant, on ne sait pas encore clairement ce qui déclenche le mécanisme " de sénescence". L'étude du rôle potentiel de la protéine TREX1 dans l'induction de la sénescence après une blessure pourrait dévoiler une nouvelle cible thérapeutique pour améliorer la réparation tissulaire survenue, par exemple, à la suite de brûlure ou choc mécanique.

Procédures

Quelques jours avant l’excision cutanée, les animaux seront manipulés quotidiennement afin de limiter le stress dû au contact avec l’expérimentateur. Un fragment de la peau sera retiré sous anesthésie générale et un anneau de silicone sera fixé autour de la plaie (durée de l’anesthésie : 20 min). Les souris seront ensuite surveillées, les pansements changés et les plaies mesurées tous les jours sous anesthésie gazeuse (durée de l’anesthésie : 10 min).

Impact sur les animaux

À la suite de l’excision tissulaire, des infections peuvent apparaitre au niveau des plaies et des signes de douleurs peuvent se manifester tout au long de l’expérience.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem

Remplacement

Lorsqu’une plaie survient, des cellules sénescentes tels que les myofibroblastes (des cellules spécialisées qui jouent un rôle crucial dans la cicatrisation des plaies et la réparation des tissus se forment aux alentours. Ces cellules devenues sénescentes sécrètent des signaux et des facteurs qui inhibent la prolifération des cellules voisines. Tous ces facteurs élargissent le champ d'attraction de l'état de cicatrisation orchestré par plusieurs types cellulaires. Chaque organe, voire chaque partie d'organe, présente un microenvironnement particulier lié à la fois aux cellules qui y sont présentes, la façon dont elles communiquent ensemble, et surtout de tout ce qu'il s'est passé depuis la formation de cet organe (infections, lésions…). Ni les modélisations mathématiques, ni les systèmes in vitro ne permettent de reproduire tous ces paramètres, ce qui nous oblige donc à utiliser des animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaires pour ce projet a été calculé à l’aide d’outils statistiques pour limiter au maximum le nombre d’animaux en permettant l’obtention de résultats statiquement significatifs.

Raffinement

Les animaux seront manipulés sur plusieurs jours avant le début des expériences afin de limiter leurs stress. Lors de la chirurgie, les animaux seront anesthésiés et recevront des anesthésiques locaux pour gérer la douleur. Les animaux seront ensuite suivis quotidiennement afin de surveiller leur bien-être et de surveiller les éventuels signes de souffrance ou de stress. Les plaies seront mesurées tous les jours pour contrôler la vitesse de cicatrisation et l’état général de celles-ci (propreté, aspect...). Les pansements recouvrant la plaie seront changés tous les jours afin de limiter les risques d’infection. Toutes ces mesures ainsi que le nettoyage de la plaie nécessitant d’anesthésier les souris, elles seront espacées d’au moins deux jours si les premières expériences montrent que cela est possible. Une grille de score a été établie afin d’évaluer quotidiennement l’état des souris et des points limites adaptés ont été définis. Si la souris présente des signes de douleur de la buprénorphine sera administrée. Si une infection de la peau est détectée, celle-ci sera d’abord traitée à l’aide d’antibiotique et d’antiseptique, ce qui ne devrait pas impacter le processus de fermeture de la plaie. Si aucune amélioration ou à l’inverse qu’une aggravation de l’aspect de la plaie est observée, cela constitue un point limite. Ce suivi des souris s’applique à toute procédure.

Choix des espèces

Le rôle de la sénescence dans la réparation tissulaire a été bien décrit chez la souris. Les mécanismes de sénescence sont similaires chez la souris et l’homme. En plus, des données de notre laboratoire montrent que le mécanisme de sénescence induit par la protéine d’intérêt est conservée chez les cellules de souris comme chez les cellules humaines. De plus, le modèle d’excision cutanée murin utilisé dans ce projet a été montré comme mimant le processus de réparation cutanée humain, ce qui pourrait déboucher sur des données applicables cliniquement.

Toutes tuées pour prélever leurs organes, 80 souris juvéniles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Quarante d'entre elles reçoivent pendant cinq semaines un régime pauvre en protéines qui reproduit la malnutrition infantile. Chaque souris subit une biopsie du bout de la queue, cinq anesthésies pour la mesure de taille, un jeûne de six heures suivi d'un gavage de glucose, puis dix prélèvements de sang à la queue après incision et deux ponctions de 50 microlitres dans la veine sous-mandibulaire. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la complexité d'un "organisme dans son entier" en contexte de malnutrition, et conclut à la "nécessité" de l'expérimentation animale.

Objectifs

La malnutrition infantile est un problème majeur à travers le monde. Elle entraîne un retard de croissance, ainsi qu’un métabolisme altéré (problèmes de glycémie et de production d'insuline par exemple) chez les enfants. Des études récentes ont suggéré que la réponse à la malnutrition infantile pourrait être différente en fonction du sexe, les garçons étant plus susceptibles d'être malnutris que les filles. En accord avec cela, des études précédentes ont permis de montrer qu’un régime alimentaire mimant la malnutrition impactait différemment les souris juvéniles mâles et femelles. De plus, une hormone produite par le foie en réponse à un manque de protéines dans l’alimentation est différemment affectée par la malnutrition chez les mâles et les femelles juvéniles. Cela incite donc à comprendre plus précisément les mécanismes liés à ces différences entre les sexes dans la réponse à la malnutrition juvénile, et en particulier à explorer le rôle potentiel de cette hormone. En combinant l’utilisation de souris ne produisant pas cette hormone avec un modèle de régime alimentaire faible en protéines et induisant une malnutrition, l’objectif de ce projet est de caractériser le rôle de cette hormone dans la réponse différentielle des mâles et des femelles à la malnutrition juvénile.

Bénéfices attendus

Les altérations physiologiques induites pas la malnutrition dans un contexte juvénile sont encore mal connues, de même que les différences entre les sexes dans ce contexte. Ce projet permettra d’élucider le rôle d’une hormone produite par le foie dans les adaptations physiologiques à la malnutrition juvénile, ainsi que dans la réponse différentielle entre les sexes. Cela permettra de comprendre comment optimiser à long terme la prise en charge des enfants souffrant de malnutrition juvénile, et notamment d’adapter le traitement en fonction du sexe.

Procédures

8 lots de 10 souris seront utilisés dans cette procédure. 4 lots seront nourris avec un régime contrôle et 4 lots de souris seront soumis à un régime nutritionnel pauvre en protéines, mimant la malnutrition infantile, pendant 5 semaines. Tous les lots de souris seront mesurés chaque semaine sous anesthésie générale pendant 3 minutes puis pesés (< 1 min) pendant 5 semaines. Pour faire des analyses génétiques, toutes les souris auront un prélèvement d’une biopsie au bout de la queue sous anesthésie (3 minutes d’anesthésie, moins de 5 secondes de prélèvement). Dans le cadre d’un test métabolique, toutes les souris seront mises à jeun pendant 6 heures puis gavées avec du glucose, suite à une contention (environ 10 secondes). Elles auront ensuite une incision à la queue (environ 1 seconde) puis subiront 7 prélèvements à la queue d’environ 3 µL de sang (environ 5 secondes par prélèvement) et trois prélèvements additionnels à la queue d’environ 20 µL par prélèvement pour mesurer le taux d’insuline (environ 1 minute). A deux autres moments de la procédure, toutes les souris auront un prélèvement de 50 µL de sang en veine sous-mandibulaire sous anesthésie (3 minutes d’anesthésie, 30 secondes de prélèvement).

Impact sur les animaux

La biopsie du bout de la queue pour l’analyse génétique induira une douleur ainsi qu’un léger stress. La mesure de la taille des animaux (une fois par semaine pendant 5 semaines) n’induira qu’un léger stress lors de l’induction de l’anesthésie. Les pesées et la caractérisation de la maturation sexuelle induiront un léger stress associé à la contention de l’animal. Le jeûne de 6 heures induit un stress léger sur la souris. Le test de tolérance au glucose induira un stress modéré lié à la contention et au gavage des souris, ainsi qu'une douleur liée à l'incision d’un bout de queue d’environ 1 mm et au prélèvement de gouttes de sang au niveau de la queue. Le gavage des animaux ne devrait entraîner qu’un léger stress lié à la contention et un inconfort lors du gavage, ainsi que la possibilité d’irritation ou de fausse route. Les deux prélèvements de sang en veine sous-mandibulaire sous anesthésie générale induiront un stress modéré ainsi qu’une douleur.

Devenir

L'ensemble des animaux mis en procédure seront mis à mort en vue du prélèvement des organes d'intérêt.

Remplacement

Cette étude implique une réponse intégrée de l'organisme à l'ingestion de divers régimes alimentaires et à l’invalidation d’un gène, ce qui nécessite une étude chez l’animal. Aucun modèle in vitro ne permet de reproduire la complexité d'un organisme dans son entier dans un contexte de malnutrition et pour l'étude des fonctions métaboliques liées à la communication entre plusieurs organes. C'est pourquoi cette étude nécessite l'expérimentation animale.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au maximum pour permettre une analyse statistique pertinente des résultats obtenus, tout en contournant le problème de la variabilité inter-individuelle des paramètres étudiés. Chaque groupe expérimental contient 10 animaux. Des tests statistiques seront utilisés. Dans une optique de réduction, nous allons prélever en fin de procédure l’ensemble des organes qui pourraient nous intéresser (muscle, tissu adipeux par exemple) mais sur lesquels nous n’avons pas prévu de travailler pour le moment et les conserver au congélateur pour d’éventuelles analyses ultérieures. Les mères, qui n'auront pas subi de procédure expérimentale, seront réformées dans l'animalerie et pourront être réutilisées.

Raffinement

La croissance en taille et en poids sera mesurée individuellement chaque semaine. Les animaux seront suivis du lundi au dimanche, du lundi au vendredi par les expérimentateurs habituels, et les week-ends par une astreinte formée et expérimentée. La prise alimentaire sera également mesurée pour vérifier que les animaux s’alimentent correctement, et la nourriture sera mise directement dans la litière au début de la procédure expérimentale afin de faciliter l’accès aux souriceaux qui viendront d’être sevrés. Des points limites suffisamment prédictifs seront établis pour anticiper tout stress et toute souffrance animale. L’atteinte des points limites entraînerait alors la mise à mort des individus concernés. Le protocole du régime expérimental, et le test de tolérance au glucose oral ont déjà été employés au laboratoire et ne devraient pas apporter de souffrance animale. L’invalidation du gène étudié dans le foie a été décrit dans la littérature et n’entraîne pas de modification du bien-être animal (phénotype non délétère).

Choix des espèces

La souris, qui est un animal omnivore, est un modèle classique en nutrition humaine. En raison de la connaissance de sa physiologie, et des modèles disponibles, il s'agit d'un modèle préclinique de choix afin d’étudier l’effet d’une hormone dans une étude nutritionnelle. * L'objectif du projet est d'étudier les effets d’une invalidation d’un gène sur le métabolisme et la puberté pendant la période juvénile. Pour cela, les animaux doivent être inclus dans la procédure dès le sevrage, qui est une période clé pour la croissance, la maturation sexuelle et la maturation métabolique.

Pour tester sur la peau des molécules dont l'établissement dit ignorer la composition, celles de ses clients, 600 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour des prélèvements de tissus. Une inflammation de l'oreille leur est provoquée par injections répétées d'interleukine 23, puis les produits sont appliqués une ou deux fois par jour pendant seize jours. Huit mesures d'épaisseur de peau au pied à coulisse ou par imagerie, et une prise de sang hebdomadaire sous anesthésie gazeuse, complètent le protocole. Les points limites retenus donnent la mesure des atteintes possibles, perte de plus de 20 % du poids sur 72 heures, hypothermie persistante, plaie nécrosée ou purulente, arrêt de l'alimentation pendant 24 à 48 heures.

Objectifs

La dermatite atopique, encore appelée eczéma atopique, est une des maladies les plus fréquentes de l'enfant qui peut apparaître dès les premiers mois de la vie. L’origine de cette pathologie est principalement allergique. Il n’existe pas de traitement curatif efficace à ce jour. Les traitements utilisés sont symptomatiques et permettent de réduire les signes cliniques. Il est donc important d’avoir un modèle préclinique pertinent permettant de tester l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques. Il est indispensable de tester ces molécules dans ce modèle pour plusieurs raisons : - Il n’existe pas de modèle in vitro de dermatite atopique pouvant remplacer complètement la peau en tant que tissu biologique vivant. Il existe cependant des modèles in vitro qui permettent d’effectuer un premier criblage d’efficacité de molécules, mais cette efficacité doit ensuite être confirmée chez l’animal. - Ces modèles in vitro ne permettent pas de tester des produits thérapeutiques ou des dispositifs médicaux destinés à être appliqués sur la peau (voie dermique / topique) - L’efficacité ne pouvant être complètement testée in vitro, des premières preuves d’efficacité in vivo doivent être apportées avant de passer au stade clinique de développement de ces molécules (tests cliniques chez l’Homme). De ce fait, il est important d’avoir un modèle préclinique prédictif de la dermatite atopique afin d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques (non cosmétiques) qui permettront dans un futur proche d'apporter au patient plus de confort au quotidien.

Bénéfices attendus

Ces études permettront d'évaluer l'efficacité de nouveaux traiements contre la dermatite atopique. Si une molécule se révélait efficace, elle permettrait d'améliorer la prise en charge des patients atteints de cette pathologie.

Procédures

Les interventions réalisées au cours de l'étude sont les suivantes: manipulation quotidienne (1 minute), contention pour administrations (une ou deux fois par jour pendant seize jours, durée d'environ trente secondes), anesthésie gazeuse pour l'induction et mesures au pied à coulisse ou par imagerie non invasive par tomographie de cohérence optique ou OCT (à huit occasions, tous les deux jours, environ 5 minutes), prélèvements sanguins sous anesthésie gazeuse (une fois par semaine maximum, durée d'environ trois minutes).

Impact sur les animaux

L'injection répétée d'IL23 (interleukine 23) induit une inflammation locale au niveau de l'oreille. Il est possible également que des effets indésirables liés aux molécules testées apparaissent, mais ceux-ci sont difficiles à anticiper car il s'agit des molécules de nos clients dont nous n'avons pas connaissance. Le suivi clinique et la mise en place d'un scoring permettra de les détecter le plus précocément possible et d'adapter les traitements (dose, fréquence...) en conséquence.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure car des prélèvements tissulaires post-mortem seront réalisés pour analyses.

Remplacement

L'utilisation du modèle animal de dermatite atopique ne sera utilisé qu'en dernier recours après des tests préalables de criblage et d'efficacité in vitro. Il est indispensable de tester ces molécules dans ce modèle pour plusieurs raisons : - Il n’existe pas vraiment de modèle in vitro de dermatite atopique pouvant remplacer complètement la peau en tant que tissu biologique vivant. Il existe cependant des modèles in vitro qui permettent d’effectuer un premier criblage d’efficacité de molécules, mais cette efficacité doit ensuite être confirmée chez l’animal. - Ces modèles in vitro ne permettent pas de tester des produits thérapeutiques ou des dispositifs médicaux destinés à être appliqués sur la peau (voie dermique / topique) - L’efficacité ne pouvant être complètement testée in vitro, des premières preuves d’efficacité in vivo doivent être apportées avant de passer au stade clinique de développement de ces molécules (tests cliniques chez l’Homme)

Réduction

La stratégie d’expérimentation sera une expérimentation en mesures répétées (étude longitudinale) par observation répétée avec ou sans procédure d’imagerie. Cette approche expérimentale permet d’appliquer un modèle statistique pour un plan en mesures répétées (seuil de significativité alpha de 5% dont le critère principal sera l'épaisseur de la peau du dos et des oreilles en fonction du temps) et permet d’avoir une puissance de test importante car chaque animal est observé à différents temps et devient son propre contrôle car une observation est réalisée avant d’initier les phases de traitement. Le nombre d’animaux sera de 8 répartis en 5 groupes (un groupe induit mais non traité, un groupe induit et traité avec une molécule de référence, un groupe induit traité avec l'escipient de la molécule à tester, 2 groupes d’animaux devant recevoir la molécule à tester à deux différentes doses ou recevant 2 molécules à tester). Des analyses post mortem sur les tissus seront réalisées afin d’obtenir le plus d’informations possibles relatives à l’efficacité des molécules administrées sur les animaux. L'utilisation d'imagerie OCT permet également de réduire le nombre d'animaux utilisés de 50% du fait du suivi longitudinal de chaque animal. Une procédure d’évaluation de la dermatite atopique en imagerie est prévue et cette approche permettra de réduire le nombre d’animaux de 50 %. Dans le cadre d’une approche classique (approche en groupes parallèles, sans utilisation d’imagerie et sans application d’un plan en mesures répétées), le nombre d’animaux par groupe de traitement serait supérieur dans le cas où l'on voudrait suivre l'évolution de la pathologie au cours du temps (au moins 16 animaux par groupe, par exemple 8 animaux mis à mort à un temps intermédiaire et 8 animaux mis à mort à la fin de l'expérimentation dans le cas où une approche histologique classique serait envisagée).

Raffinement

Evaluation des points finaux quotidiennement (poids, état d'hydratation, comportement de l'animal, état des lésions induites au niveau des oreilles et de la peau du dos...), enrichissement du milieu dans les cages (igloo, buchettes, cotons pour nidification). Afin de minimiser le potentiel de souffrance et/ou de détresse chez les animaux, les points limites établis en concertation avec le Comité de Suivi du Bien Être Animal (SBEA) de notre établissement, sont les suivants : - Défaut d'alimentation et/ou de boisson sur une période de 24 à 48h se traduisant par un amaigrissement et une déshydratation - Perte de poids >20 % du poids normal maintenue sur 72h - Hypothermie persistante, décelée par un animal froid au toucher et réticent à bouger - Difficulté respiratoire, avec augmentation du rythme respiratoire - Plaie nécrosée, purulente ou exsudative - Complication sur le site d’application de la molécule topique. Si un de ces points limites est atteint, les animaux seront mis à mort immédiatement.

Choix des espèces

Les espèces animales utilisées dans ce projet (souris immunocompétentes) sont d’excellents modèles de dermatite atopique. Il existe de nombreuses références bibliographiques scientifiques relatives à l’évaluation de la dermatite atopique induite dans ces espèces. De plus, ces animaux développent des symptômes de dermatite atopique très semblables à ceux observés chez l’humain. Ils présentent aussi certains intérêts pratiques décisifs : faibles coûts, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation, et une très bonne adaptation aux conditions expérimentales. Les animaux seront utilisés au stade de jeunes adultes (~8-12 semaines) car il s'agit du stade auquel ils sont les plus susceptibles de fournir des résultats satisfaisants (maturité). Tous les animaux auront le même âge.

Infectées par instillation directe dans la trachée sous anesthésie, 216 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Elles passent ensuite neuf à dix-sept fois en tube de contention pour une mesure de composition corporelle, et quatre à neuf tests de tolérance au glucose, chacun précédé de cinq heures sans nourriture et suivi de sept prélèvements de sang à la queue. L'objectif est de mesurer ce qu'une infection bronchique chronique de trente à quatre-vingt-dix jours fait aux os, aux muscles et au métabolisme du glucose. Le porteur écrit que la perte de poids n'excède jamais 5 % et que les souris reprennent une activité normale en deux jours, tout en indiquant que l'infection peut se compliquer du décès de l'animal dans moins de 5 % des cas.

Objectifs

Notre projet a pour but d’étudier les effets de l’infection bronchique chronique au niveau extra-pulmonaire. Les infections pulmonaires chroniques sont une complication fréquente des maladies bronchiques chroniques et ont un lourd impact pronostic. Elles sont responsables d’un déclin plus rapide et plus marqué de la fonction respiratoire et d’une augmentation du nombre d’exacerbations respiratoires (aggravation aigue de la maladie chronique). De plus, les maladies respiratoires chroniques s'accompagnent souvent de comorbidités ou de manifestations extra-respiratoires telles que l'ostéoporose, la perte de muscles, la dénutrition, le diabète, et les maladies cardiovasculaires. Le rôle de l’infection pulmonaire chronique dans la survenue de ces manifestations extra-respiratoires n’est à ce jour pas connu et n’a jamais fait l’objet d’études spécifiques dans le cadre de modèles animaux. Le modèle murin d’infection bronchopulmonaire chronique développé dans notre laboratoire est particulièrement adapté à la réalisation d'études longitudinales. L’objectif de ce projet est donc d’étudier les effets de l'infection bronchique chronique sur la composition corporelle et musculaire, l'architecture osseuse, l'inflammation sanguine, et le métabolisme du glucose.

Bénéfices attendus

Notre projet vise à faire progresser les connaissances scientifiques afin de générer des bénéfices substantiels en santé humaine. Les infections pulmonaires chroniques, complications fréquentes des maladies bronchiques chroniques, ont un lourd impact sur la santé des patients et sont souvent associées à des comorbidités graves comme l'ostéoporose, la sarcopénie, la dénutrition, le diabète et les maladies cardiovasculaires. Cependant, le lien entre ces manifestations extra-respiratoires et les infections pulmonaires chroniques demeure largement inexploité scientifiquement, notamment dans les modèles animaux. Les bénéfices attendus de cette recherche sont multiples. Premièrement, elle permettra d'élucider les mécanismes reliant les infections bronchiques chroniques aux anomalies musculo-squelettiques et métaboliques, ainsi qu'à l'inflammation systémique. Ces connaissances pourraient conduire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter ou prévenir ces complications chez les patients atteints de maladies bronchiques chroniques. Une meilleure compréhension de l'interaction entre l'infection chronique et le métabolisme du glucose pourrait offrir des pistes pour des interventions visant à réduire le risque de diabète chez ces patients. Deuxièmement, cette étude pourrait modifier les pratiques cliniques en améliorant le suivi et la prise en charge des patients. L'identification de biomarqueurs spécifiques d'inflammation systémique et d'infection chronique permettrait une meilleure surveillance de la progression de la maladie et d'ajuster les traitements en conséquence, ralentissant ainsi la progression des comorbidités et améliorant la qualité de vie des patients. Enfin, ce projet a le potentiel d'enrichir la littérature scientifique en fournissant des données précises et inédites sur les effets systémiques des infections pulmonaires chroniques. En résumé, ce projet permettra d'approfondir notre compréhension des infections pulmonaires chroniques et de leurs effets systémiques, tout en fournissant des bases solides pour le développement de stratégies thérapeutiques innovantes, avec des bénéfices à long terme pour les patients et le système de santé.

Procédures

Les animaux seront soumis à plusieurs types d'interventions. Tout d'abord, ils seront anesthésiés (anesthésie gazeuse) puis infectés par vvoie intra-trachéale directe. Cette intervention sera réalisée une fois pour chaque animal et devrait durer quelques minutes (anesthésie + infection). Des mesures de la composition corporelle des souris seront réalisées de manière répétée tout au long de l'étude (9, 13 ou 17 mesures selon le temps d’infection qui sera de 30, 60 ou 90 jours). Cette procédure implique la pesée des souris suivie d'une analyse par scanner à résonance magnétique nucléaire pour évaluer la masse grasse et la masse maigre de chaque animal. Le scan se fait en contention dans un tube adapté pour les rongeurs pendant 3 minutes (animal vigile). Enfin, seront effectués des tests métaboliques tels que l'IPGTT (test de tolérance au glucose intrapéritonéal). Pour évaluer les profils glycémique et insulinémique après une charge en glucose (IPGTT), les souris subiront une restriction alimentaire de 5 heures (de 9h à 14h), puis recevront du glucose en fonction de leur poids. Les mesures de glycémie seront prises à t=0’, 5’, 10’, 15’, 30’, 60’ et 120’ (prélèvement sanguin de 5 microlitres). Des prélèvements sanguins (environ 40 microlitres) seront effectués à t=0’, 15’, 30’ et 60’ pour doser l’insuline. La glycémie est mesurée en premier pour éviter tout impact de stress sur la valeur initiale. Durant tout le test, les animaux ont accès uniquement à l’eau, et la nourriture leur est remise à la fin du test. Les animaux sont laissés au repos pendant au moins une semaine entre chaque test. Ce test sera réalisé 4, 6 ou 9 fois sur chaque animal selon le temps d’infection (30, 60 ou 90 jours). Enfin, au terme de l'infection, les animaux seront mis à mort selon un protocole établi, impliquant une injection intrapéritonéale de d'anesthésiques et d'analgésiques.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux dans le cadre de ce projet sont : 1° Stress et inconfort liés aux manipulations : Les animaux seront soumis à des mesures régulières de poids et de composition corporelle, ainsi qu'à des prélèvements sanguins, ce qui peut causer du stress et de l'inconfort. 2° L'infection bronchique peut causer un stress initial (manipulation, anesthésie) et des difficultés respiratoires temporaires (résolutives en moins de 30 minutes suivant l'instillation généralement). Dans de rares cas (

Devenir

Tous les animaux du projet seront mis à mort au terme des différents temps expérimentaux.

Remplacement

Dans le domaine de la recherche en santé respiratoire, les alternatives non animales les plus fréquemment utilisées sont les modèles in vitro (cultures cellulaires) et les organoïdes. Ces méthodes présentent cependant des limitations significatives lorsqu’il s’agit d’étudier des systèmes complexes comme par exemple les réponses physiopathologiques mises en jeu au niveau systémique en réponse à une infection pulmonaire chronique. En effet, les modèles in vitro et les organoïdes ne permettent pas de reproduire de manière fidèle les interactions entre différents systèmes corporels ni de simuler l'inflammation systémique et les réponses immunitaires globales de l'organisme. Par conséquent, l'utilisation d'animaux vivants, en l'occurrence des modèles murins d'infection bronchopulmonaire chronique, est essentielle pour atteindre les objectifs de ce projet. Les souris offrent un modèle biologique pertinent en raison de leurs similarités physiologiques et immunologiques avec les humains, ce qui permet une évaluation détaillée et intégrée des effets systémiques des infections chroniques. Cela inclut l'étude des interactions entre l'infection pulmonaire et les réponses musculo-squelettiques, métaboliques et inflammatoires à l'échelle de l'organisme entier. En utilisant des modèles murins, nous pourrons obtenir des données précises et transposables, cruciales pour comprendre les mécanismes physiopathologiques et développer des stratégies thérapeutiques efficaces pour les patients. Enfin, les règles de l’éthique médicale ne nous permettent pas de réaliser ces études sur l’homme.

Réduction

Grâce à nos expériences passées sur des modèles animaux similaires, nous avons déterminé qu'un groupe de 8 animaux est généralement suffisant pour obtenir des résultats statistiques robustes. Toutefois, en raison de la variabilité inhérente à la qualité des instillations et du risque de décès par insuffisance respiratoire aiguë lors de ces procédures, nous avons décidé d'augmenter la taille des groupes à 10 souris. Cette approche a été validée par des études antérieures. Les autres mesures prises pour appliquer le principe de réduction ont été les suivantes : 1. Optimisation des techniques d’instillation : Nous avons raffiné et standardisé nos techniques d’instillation endotrachéale pour maximiser la consistance et minimiser les pertes animales. Une formation rigoureuse et continue des opérateurs est mise en place pour garantir la qualité des procédures. 2. Optimisation et maximisation du nombre et des types de prélèvement afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires aux différentes analyses du projet. 3. Analyse en temps réel : L’utilisation d’analyses statistiques en temps réel permettra d'arrêter l’expérience dès que les données suffisantes auront été recueillies, évitant l’utilisation de plus d'animaux que nécessaire. Analyses statistiques : • Études de survie : Les courbes de Kaplan-Meier seront utilisées pour analyser la survie des animaux, permettant une visualisation claire des différences potentielles entre les groupes. • Données quantitatives : Les données seront initialement analysées à l’aide du test de Kruskal-Wallis, qui est adapté aux échantillons non paramétriques et permet de détecter les différences globales entre les groupes. • Comparaisons multiples : Si le test de Kruskal-Wallis révèle une différence significative, des comparaisons multiples seront effectuées à l’aide du test de Dunns, pour identifier spécifiquement quelles paires de groupes diffèrent.

Raffinement

Toutes les procédures invasives seront effectuées par un expérimentateur entraîné. L’instillation des billes se fera sous anesthésie générale. Nous prévoyons une surveillance clinique quotidienne des animaux dans les 5 jours suivant l'instillation. Un score de douleur et de confort respiratoire sera établi en observant quotidiennement le comportement des animaux. Si nécessaire une analgésie sera mise en place ou si ce score est considéré comme trop important, l’animal sera mis à mort. Les souris seront hébergées à 5 par cages au maximum et du matériel d’enrichissement (nidification, jeux…) sera mis à disposition dans les cages. Elles bénéficieront d’une période d’adaptation minimale de 7 jours entre leur arrivée dans l’animalerie et le début des expérimentations. Tout animal présentant des signes de détresse respiratoire ou moribond sera mis à mort.

Choix des espèces

L'utilisation des souris dans ce projet présente plusieurs avantages significatifs. Leur petite taille facilite leur hébergement en animalerie, permettant de maintenir un grand nombre d'animaux dans un espace réduit tout en assurant leur bien-être. Les manipulations, y compris l'anesthésie, sont relativement simples à mettre en œuvre, ce qui minimise la souffrance et l'inconfort des animaux tout au long des procédures expérimentales. La physiopathologie de l'infection broncho-pulmonaire chronique chez la souris est remarquablement similaire à celle observée chez l'homme. Cette similitude permet une transposition pertinente des résultats aux conditions humaines, ce qui est crucial pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. De plus, notre modèle d’infection broncho-pulmonaire chronique chez la souris a été validé par la communauté scientifique, en particulier dans le cadre de la recherche sur la mucoviscidose (Martin et al., European Respiratory Journal, 2011). L'utilisation continue de ce modèle nous permettra de fournir des données novatrices sur les infections respiratoires chroniques et leurs effets systémiques. En résumé, les souris représentent un modèle idéal pour notre étude en raison de leur gestion pratique, de la simplicité des procédures expérimentales, et de leur pertinence biologique pour comprendre les mécanismes des infections broncho-pulmonaires chroniques et leurs comorbidités associées.