Recherche fondamentale

380 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune enchaînant plusieurs protocoles métaboliques pour limiter les effectifs. Le régime riche en graisses démarre à cinq semaines et dure douze semaines, avec deux prises de sang, un test de tolérance au glucose de deux heures ponctué de sept mesures de glycémie, un test d'insuline d'une heure, quatre jours d'injections quotidiennes d'habituation avant l'administration de l'hormone de la faim, puis une injection de leptine. Un jeûne de vingt-quatre heures précède le test de réalimentation, jeûne que le porteur déclare sans danger, et les souris isolées en cage individuelle disposent de parois transparentes pour voir leurs congénères. Le cerveau est prélevé après une perfusion intracardiaque, au bénéfice d'une hypothèse sur le rôle d'une protéine kinase dans la régulation de l'appétit, dont les retombées annoncées contre l'obésité et le diabète restent au conditionnel.

Objectifs

Le maintien de la balance énergétique dépend de l'équilibre entre les apports et les dépenses énergétiques. Il existe des systèmes de régulation de la prise alimentaire qui permettent un équilibre entre les apports énergétiques, les dépenses et le maintien du poids corporel autour d'une constante. Une dérégulation du système peut conduire à l'obésité et aux maladies métaboliques qui lui sont fortement associées comme le diabète. Au laboratoire, nous étudions le développement de l'obésité et ses altérations métaboliques induits par le stress cellulaire. Nous avons ainsi mis en évidence une protéine qui compromet la fonction des cellules pancréatiques mais qui induit également l'obésité et la résistance à l'insuline. Cet effet est très probablement dû à une diminution de la prise de poids dans des conditions hypercaloriques. De manière intéressante, cette protéine n'est pas induite dans les tissus périphériques (foie, pancréas, tissue adipeux) mais elle est fortement exprimée dans le cerveau, y compris dans l'hypothalamus, le centre de régulation de l'appétit. Ainsi, notre objectif est de déterminer le rôle particulier de de cette protéine dans la régulation de la balance énergétique par le système nerveux central. Dans le cadre de ce projet, nous étudierons un modèle de souris dans lequel le gène codant pour cette protéine est invalidé dans tous les tissus de l'animal. Si nous observons un rôle de cette protéine dans le contrôle de la balance énergétique nous affinerons alors notre étude en invalidant cette protéine spécifiquement dans les neurones responsables de la régulation de l'appétit et de la satiété.

Bénéfices attendus

Au cours de la dernière décennie, l'humanité a été confrontée à une épidémie d'obésité et de Diabète de type 2 en rapide augmentation. Le nombre de sujets touchés ne cesse d'augmenter et la propagation de l'épidémie est encore plus spectaculaire dans les économies émergentes et en développement. Le mode de vie sédentaire et la suralimentation, caractéristiques de notre société moderne, expliquent cette propagation épidémique de la maladie. Une approche simple consisterait donc à adapter les habitudes personnelles en conséquence. Malheureusement, cette approche ne fonctionne que pour un petit sous-ensemble de la population, car elle exige une maîtrise de soi très forte et n'est pas suffisante lorsque le diabète est déjà présent. Si d'énormes efforts de recherche ont été déployés pour élucider et cibler les pathomécanismes de l'obésité et du Diabète de type 2, le tableau est encore loin d'être complet. Par conséquent, de nouvelles perspectives de recherche menant à des approches thérapeutiques sont fortement demandées pour prévenir les énormes coûts de santé et les conséquences négatives du mode de vie moderne. Notre étude se concentre sur un rôle potentiel d'une protéine kinase dans la régulation neuronale de la prise alimentaire. Cette étude est pertinente et innovante pour plusieurs raisons. Cette protéine joue un rôle essentiel dans la sécrétion d'insuline et mais sa fonction dans l'homéostasie énergétique reste inconnue. Comme le contrôle de la prise alimentaire est très complexe, les expériences suggérées sont conçues pour explorer davantage sa fonction dans la prise alimentaire et le gain de poids. Cette étude nous permettra de déterminer si cette protéine kinase est une nouvelle cible thérapeutique dans l’obésité.

Procédures

2 prélèvements sanguins (2 minutes) au début et à la fin du régime standard ou riche en gras (aux âges de 5,17 semaines) seront réalisés. Pour le test de tolérance au glucose, la durée de la procédure est de 2 heures. Un bolus de glucose est injecté par voie intrapéritonale (15 secondes). La glycémie sera évaluée (10 secondes) aux temps 0', 15', 30', 45', 60', 90', 120'. Pour le test de sensibilité à l'insuline, la durée de la procédure est de 1 heure. Une injection intrapéritonéale (15 secondes) d'insuline est effectuée. La glycémie sera évaluée (10 secondes) aux temps 0', 15', 30', 45', 60'. Concernant le test de sensibilité à l'hormone de la faim, les animaux reçoivent une injection intrapéritonéale (15 secondes) de liquide physiologique chaque jour pendant 4 jours (habituation). La prise alimentaire est mesurée en réponse à un bolus d'hormone de la faim (15 secondes). Pour le test de sensibilité à l'hormone de la satiété, les animaux reçoivent une première injection de liquide physiologique (15 secondes) puis le 2ème jour les souris reçoivent un bolus de leptine (15 secondes) afin de mesurer la réponse alimentaire. À la fin du phénotypage métabolique, les animaux préalablement anesthésiés sont perfusés en intracardiaque.

Impact sur les animaux

La procédure pour tester la sensibilité à l'hormone de la faim et l'hormone de la satiété nécessitent l'injection quotidienne de liquide physiologique afin d'habituer les souris avant le jour du test. Le test de réalimentation après un jeûne prolongé nécéssite une mise à jeun des souris pendant 24H. Cette durée de jeûne ne met pas en danger l'animal. Une diète riche en gras pour créer un environnement obésogène sera mise en place, ce qui peut créer un inconfort chez les souris. Pour les expériences nécessitant la mesure de la prise alimentaire et la mesure de la dépense énergétique nécessitent que les souris soient individualisées dans les cages. Ces cages individuelles sont transparentes afin que les animaux puissent se voir entre eux, mais aussi se sentir et s'entendre mutuellement. Le test de sensibilité à l'hormone hypoglycémiante peut provoquer une hypoglycémie chez la souris.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés et leur cerveau sera prélevé pour des études histologiques.

Remplacement

Toutes nos données publiées convergent vers une fonction de cette protéine kinase dans l'homéostasie énergétique. Pour tester nos hypothèses, nous avons maintenant besoin de la souris. En effet, la régulation de l'homéostasie énergétique nécessite la participation de plusieurs organes interdépendants (foie, îlots de Langerhans dans le pancréas, muscles, tissus adipeux, cerveau). Ces mécanismes de régulation ne sont présents que dans des organismes complexes tels que la souris.

Réduction

Nous utiliserons un total de 380 animaux. Le nombre d’animaux testés dans chaque expérience nous permettra une comparaison statistique adaptée entre les différents groupes tout en tenant compte des impératifs de réduction. Par ailleurs, toujours par souci de réduction, plusieurs procédures expérimentales (avec un temps de récupération adaptée pour les animaux) seront réalisées avec les mêmes cohortes de souris. Les différences de paramètres métaboliques attendues peuvent être modérées. Pour toutes cette raisons, le nombre d'animaux a éte déterminé en prenant en compte ces difficultés.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans des cages avec un enrichissement essentiel pour leur bien-être (Coton + Carton). La litière des animaux est remplacée une fois par semaine. Le stress lié aux procédures nécessitant l'isolement de certains animaux sera diminué par l'usage de cages transparentes rendant leurs congénères visibles. L'habituation des souris à l'opérateur aura systématiquement lieu quelques jours avant l'expérience par du personnel qualifié afin d’éviter le stress lié à la manipulation des animaux. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié pour prendre les mesures appropriées en cas d'apparition de signes d'inconfort ou de douleur. Des points limites seront déterminés pour éviter toute souffrance animale.

Choix des espèces

Pour étudier le métabolisme, la souris est le modèle animal de référence. L’utilisation des souris se justifie également par l’existence de lignées génétiquement modifées dans lesquelle le gène codant pour la protéine d'intérêt est invalidé. Les animaux seront soumis à une diète riche graisse dès l'âge de 5 semaines et pour une durée de 12 semaines, âge auquel les strucutres cérébrales sont développées et fonctionnelles mais surtout âge auquel le régime riche en graisse est le plus efficace. Le phénotypage métabolique se terminera à l'âge de 23 semaines.

Trente à quarante-cinq minutes de chirurgie crânienne par animal, pour une injection dans le cerveau doublée d'une injection dans un vaisseau : 200 souris vont être utilisées, toutes tuées trois semaines plus tard, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que l'injection intracérébrale provoque une douleur et une perte de poids pouvant durer sept jours. Il s'agit de caractériser les astrocytes du subiculum, une région du cerveau liée à la mémoire, dans un modèle murin de la maladie d'Alzheimer. Les souris utilisées sont transgéniques, examinées à trois ou quatre mois avant les symptômes puis à sept ou huit mois, le porteur écartant les organismes plus simples au motif que leurs cellules gliales ressemblent aux astrocytes sans leur être identiques.

Objectifs

Notre cerveau encode, stocke et récupère nos souvenirs. Non seulement l'apprentissage et la mémoire sont indispensables pour l'interaction d'un individu avec l’environnement, mais ce sont aussi des processus cérébraux fondamentaux susceptibles d’être modifiés dans un grand nombre de maladies du cerveau, et donc d’altérer fortement la qualité de vie des personnes qui en souffrent. C’est un organe complexe dans lequel interviennent de nombreuses interactions entre les neurones et différentes cellulaire partenaires, dont les astrocytes. Nous faisons le constat que la contribution des astrocytes dans une région du cerveau impliquée dans la mémoire reste aujourd’hui totalement inexplorée que ce soit en conditions physiologiques mais également dans la maladie d’Alzheimer (MA). Nous proposons de caractériser les astrocytes de cette région et leur implication dans un modèle murin de la MA. Notre objectif à terme est de dégager de nouvelles pistes thérapeutiques pour la maladie d’Alzheimer et les démences en général.

Bénéfices attendus

Le projet a pour ambition de fournir de nouvelles connaissances sur la maladie d’Alzheimer et en particulier sur l’importance des interactions entre les neurones et les astrocytes. En identifiant ces mécanismes dans une région encore peu étudiée du cerveau, ce projet permettra d’avancer sur la compréhension de ces cellules en particulier sur l’idée qu’elles constituent une population hétérogène. Ces nouvelles connaissances collectées au cours de ce projet seront directement exploitées dans le domaine des pathologies cérébrales comme la maladie d’Alzheimer. Manipuler ces cellules pour les rendre plus efficaces à soutenir l’activité des neurones apparaît ainsi comme une stratégie thérapeutique alternative potentielle.

Procédures

Chaque souris recevra une injection intracérébrale ainsi qu’une injection intravasculaire sous anesthésie et analgésie (30-45 min de chirurgie par souris). Trois semaines après, ces souris seront mises à mort pour analyse.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les souris utilisées dans ce protocole sont le stress lié à la contention lors de l’injection d’analgésique ainsi que la douleur et la perte de poids qui durent maximum 7 jours, induite par l’injection intra-cérébrale.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure pour analyse des tissus.

Remplacement

Le cerveau est un organe complexe dans lequel interviennent de nombreuses interactions entre neurones et différentes cellules partenaires, dont les astrocytes. Ces cellules peuvent être étudiées in vitro à partir de cellules embryonnaires mais pour avancer sur le fonctionnement du cerveau adulte et sur l’importance des interactions métaboliques entre les neurones et les astrocytes, il est indispensable de passer à un modèle animal car ces interactions cellulaires, vasculaires et métaboliques ne sont pour le moment pas fidèlement reproduites dans des modèles in vitro ou in silico. Ces modèles animaux, en particulier souris, permettent ainsi d’étudier les neurones et les astrocytes dans leur environnement natif, en interaction avec le système vasculaire. De plus, il existe des souris modèles de la maladie d’Alzheimer (MA) qui possèdent des mutations génétiques impliquées dans les formes familiales de la MA et reproduisent de nombreux symptômes de la MA. Ces souris modèles ont l’avantage de reproduire certains symptômes cliniques caractéristiques de la MA (ex. déficits mnésiques, anxiété). Au final, seule une approche sur un mammifère modèle possédant un cerveau complexe et exprimant des comportements sophistiqués peut nous permettre d’identifier le rôle des interactions métaboliques entre les astrocytes et les neurones, avec l’objectif à moyen terme de les cibler par des stratégies thérapeutiques adaptées.

Réduction

Le projet prévoit au maximum 200 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.

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, 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 liés 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.

Choix des espèces

Ce projet vise à étudier les interactions entre neurones et astrocytes ; les organismes modèles simples possèdent des cellules gliales ressemblantes mais pas identiques aux astrocytes du cerveau des mammifères. Les souris transgéniques permettent d’étudier les interactions neurones-astrocytes dans le contexte génétique de la maladie d’Alzheimer. Le présent projet a pour but d'étudier les cellules gliales chez l’animal adulte et son altération au cours du vieillissement pathologique. Les animaux étudiés seront donc des animaux au stade pré-symptomatique (3-4 mois), et des animaux plus âgés (7-8 mois) correspondant aux phases symptomatiques de la maladie d’Alzheimer.

350 grands requins pélagiques vont être capturés dans les eaux françaises de l'Atlantique Nord-est et soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être relâchés un par un. Chaque animal lutte vingt à trente minutes au bout d'une ligne, reste ensuite vingt minutes hors de l'eau sur une plateforme hydraulique, subit deux prises de sang, une biopsie musculaire et la pose d'un maximum de trois balises. Requin blanc, taupe commun, peau bleue, mako, renard, griset et hâ sont visés sans distinction, la pêche ne permettant pas de choisir l'espèce capturée. Le porteur écrit qu'"un seul individu est suffisant" au regard des lacunes de connaissance, retient tout de même 50 individus par espèce, et présente ces captures comme "valorisées" par l'application systématique du protocole.

Objectifs

Le projet présenté a pour objectifs une meilleure compréhension des mouvements et des histoires de vie des espèces de grands requins pélagiques présentes dans les eaux françaises de l'Atlantique Nord. Ce projet cible différentes espèces de requins et vise à raffiner l'expérimentation par la mutualisation des procédures expérimentales. En effet, le nombre de gestes techniques réalisés sur un animal est optimisé afin de contribuer à la collecte d’un maximum de données tout en tenant compte de la condition des animaux capturés. Ces données seront exploitées au sein de plusieurs projets de recherche et limitent le nombre total d’animaux qui serait nécessaire à la réalisation de ces projets indépendamment les uns des autres. De plus, la pêche ne permet pas de sélectionner les espèces de grands requins pélagiques capturées pour lesquelles les lacunes de connaissance sont identifiées au niveau national et international. Ainsi, les captures sont valorisées par l’application de la procédure expérimentale de façon systématique quelles que soient les espèces. Les espèces d’intérêt présentes dans la zone de pêche sont : le grand requin blanc, le requin taupe commun, le requin peau bleue, le requin mako, le requin renard commun, le requin griset et le requin hâ. Ces espèces seront capturées afin de répondre à deux objectifs principaux : (1) avoir des informations moléculaires sur l'écologie trophique des individus à travers les biomarqueurs naturels de l'alimentation et sur les contaminations associées grâce à des prélèvements de tissus, et (2) d'identifier les mouvements des individus grâce à la pose de balises. Ces données contribueront à une meilleure prise en compte de l'écologie des requins pélagiques dans les mesures de gestions des activités humaines en mer.

Bénéfices attendus

Il s'agit d'un projet relié à un effort de recherche international afin de contribuer à des avancées significatives dans l'évaluation des populations des espèces de grands requins pélagiques, leur physiologie, leur écologie trophique ainsi que les menaces environnementales auxquelles elles sont confrontées. Ces données seront exploitées au sein de plusieurs projets de recherche et limitent le nombre total d’animaux qui serait nécessaire à la réalisation de ces projets indépendamment les uns des autres. Les espèces ciblées dans ce projet sont identifiées comme des espèces à enjeu pour lesquelles les lacunes de connaissances limitent la mise en place de mesures de gestion pertinentes et efficaces par les organisations régionales des pêches ainsi que les conventions de mer régionales et l'Union Européenne. A court terme, ce projet apportera des bases de connaissance sur les requins pélagiques dans les eaux de l'Atlantique Nord-est sous juridiction française. A long terme, ce projet s'inscrit dans une démarche collaborative internationale qui vise à appréhender les enjeux liés aux requins pélagiques dans l'ensemble des eaux de l'Atlantique Nord.

Procédures

Les animaux seront soumis à un stress lié à la capture par des engins de pêche. Puis, les animaux vigiles seront soumis à 2 prélèvements de sang d'une durée de 2 minutes maximum, 1 biopsie d'une durée max de 2 minutes et la pose de, au maximum, 3 balises d'une durée de 10 minutes.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront un stress lié à la pêche permettant leur capture en milieu naturel pendant 20 à 30 minutes, puis lors de leur maintien sur la plateforme, durant 20 minutes, hors de l'eau. Une douleur légère voir négligeable sera généré par la présence de l’hameçon à la commissure des mâchoires. Une douleur légère d’une durée de 20 minutes maximum pourra être générée par l’ensemble des prélèvements qui seront réalisés : prises de sang (légère/2 fois 2 minutes maximum) et biopsie musculaire (légère/2 minutes maximum) ; ainsi que lors de la pose des balises pour l’identification et le suivi télémétrique de l’animal (légère/10 minutes maximum au total).

Devenir

L'ensemble des individus seront relâchés individuellement à l'issu de la procédure.

Remplacement

Ce projet a pour objectif d'étudier l'écologie et la biologie du grand requin blanc, du requin taupe commun, du requin peau bleue, du requin taupe commun, du requin mako, du requin renard commun, du requin griset et du requin hâ en milieu naturel, de ce fait il n'est pas possible de remplacer les animaux dans les procédures.

Réduction

Dans un objectif de réduction, le nombre maximum d'individus impactés par les procédures a été limité à 50 par espèce. Les enjeux de connaissance sur ces espèces sont tels qu’un seul individu est suffisant et l’on considère qu’à partir de 10 individus la variabilité interindividuelle peut être explorée et à partir de 50 une extrapolation peut être faite sur les individus issus d’une même zone de pêche. Ainsi le choix de 50 représente le nombre maximum d’animaux suffisants par espèce pour les analyses Par ailleurs, la mutualisation de la procédure expérimentale sur les animaux permet de réduire le nombre total d'animaux qui seraient impactés par une réalisation de projets de recherche indépendamment les uns des autres dans divers champs de l’écologie : écologie trophique, écotoxicologie, génétique et dynamiques spatio-temporelles. Cette collecte simultanée d'échantillons sur des animaux issus du milieu naturel est un point central de cette expérimentation, de même la collaboration internationale associée à ce projet garantit la minimisation de l'impact de cette recherche sur la faune sauvage.

Raffinement

Les détresses associées à la procédure expérimentales sont essentiellement liées à la pêche en elle-même puis au contentionnement des individus et enfin à l'exécution des gestes techniques. Afin de minimiser la souffrance liée à la pêche les individus sont pêchés un à un afin de diminuer le temps de capture. De plus, les hameçons et le montage des lignes de pêche minimisent les risques de blessures des animaux en favorisant l'ancrage des hameçons au niveau de la mâchoire de l'animal tout en réduisant les risques d'ingestion. Le contentionnement des individus est assuré sur une plateforme hydraulique le long du bateau. Cette plateforme permet à l'équipe technique d'opérer en sécurité pendant une période limitée à 20 minutes sur un animal. Par ailleurs, une manche à eau qui pompe en continue de l’eau de mer est insérée dans la gueule du requin afin de maintenir les échanges respiratoires durant la procédure et diminuer le stress ventilatoire. De même, une serviette humide est déployée sur la tête de l'animal afin de maintenir les branchies et les yeux en milieux humide car ces derniers ne sont pas équipés de paupières et cela diminue le stress visuel. Additionnellement, l'ensemble du corps est maintenu en conditions humides par arrosage à l'eau de mer afin de prévenir l'augmentation de la température corporelle, la dessiccation du derme et le risque de lésions associé. Lors de la remise en liberté l’hameçon est retiré à l’aide d’une pince à poisson dédiée qui assure la sécurité du manipulateur et permet d’éviter de blesser l’animal. L’ensemble de la procédure est conditionné par l’application d’une grille de points limites présentée dans la procédure. Aucune anesthésie ou analgésie générale n’est prévue. En effet cela représente un risque de ralentissement de la récupération suite à la pêche voir de décès des individus. Ces méthodes risquent d’impacter leur nage qui est un mouvement critique assurant la ventilation, le maintien de leur température corporelle optimale et le fonctionnement métabolique général.

Choix des espèces

Le requin blanc, le requin taupe commun, le requin peau bleue, le requin mako, le requin renard commun, le requin griset et le requin hâ ont été choisis du fait des lacunes de connaissances sur la biologie et l'écologie de ces espèces. Les espèces ciblées sont susceptibles d’être capturées par les mêmes engins de pêche, il n’est pas possible de faire une sélection par espèce lors des opérations. Les stades de développement des animaux utilisés seront des juvéniles, subadultes et adultes de plus de 150 cm. A titre d’information, les individus à la naissance sont autonomes, seule leur taille, leur maturité et leur régime alimentaire varie au cours de la croissance. Pour chaque espèce, les ordres de grandeur des tailles à la naissance et maximale observée sont indiquées en centimètres, dans l'ordre, ci-dessous : Grand requin blanc : 135-600 cm Requin taupe commun : 90-350 cm Requin mako : 80-450 cm Requin peau bleue : 50-400 cm Requin renard commun : 100-580 cm Requin griset : 70-550 cm Requin hâ : 30-155 cm

Jusqu'à vingt échographies et dix prises de sang sous anesthésie, et pour une partie d'entre elles deux IRM après un transport vers un autre établissement : 1 515 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement de leurs tissus. Selon les cas, elles subissent une chirurgie abdominale ou lombaire pour une injection dans le foie ou la rate, une injection à travers la peau, ou la greffe chirurgicale d'un fragment de tumeur dans le foie, afin de provoquer un hépatoblastome, cancer du foie de l'enfant, chez des souris au système immunitaire intact. La première procédure, chirurgicale, porte sur des femelles gestantes, et les vecteurs viraux destinés à provoquer la tumeur sont injectés avant la naissance ou à 2, 5 et 15 jours de vie. Le porteur indique que l'emploi de souriceaux aussi jeunes peut conduire la mère à les abandonner, voire à les manger.

Objectifs

L’hépatoblastome (HB) est le cancer du foie le plus fréquent chez l’enfant. La survie globale à 5 ans actuellement est de 80 pour cent. Le traitement associe de la chimiothérapie à base de Cisplatine à une résection chirurgicale de la tumeur. Mais 20 pour cent des enfants traités vont développer une résistance au Cisplatine au cours de la chimiothérapie néoadjuvante ou au cours de la récidive de la maladie. Il existe actuellement peu d’alternatives thérapeutiques, avec des données insuffisantes sur les alternatives proposées. Il est donc crucial de pouvoir tester de nouvelles associations de traitement ou de nouveaux traitements. Les modèles pré-cliniques d’hépatoblastome qui existent aujourd’hui sont réalisés sur des souris nude, souris immunodéprimées, chez qui un fragment d’HB humain, ou des suspensions cellulaires issues de culture cellulaires d’HB sont implantés en sous cutané ou en situation orthotopique, c’est-à-dire directement dans le foie. Cependant le système immunitaire a un rôle primordial dans la réponse anti-tumorale. Il est donc très important de développer des modèles syngéniques d’hépatoblastomes chez la souris immunocompétente afin de pouvoir, une fois le modèle établi, étudier l’effet de nouveaux traitements et également étudier la réponse immunitaire impliquée dans la réponse anti-tumorale. Le projet se déroule dans deux établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

Notre équipe s’intéresse à deux grands types de tumeurs malignes du foie : les carcinomes hépatocellulaires (CHC) principalement développés chez l’adulte et les hépatoblastomes (HB) qui se développent chez l’enfant de moins de 5 ans. L’HB est une maladie rare mais c’est le cancer du foie le plus fréquent chez l’enfant. L'incidence est de 1 à 1,5 /1000000 d'enfant de moins de 15 ans, et cette incidence est en cours d'augmentation. Il touche 20 enfants par an en France. Dans le cas des HB, bien que la majorité des patients répondent aux traitements conventionnels, environ 20 pour cent sont réfractaires et décèdent. Les modèles de xénogreffes de lignées tumorales ou de greffes orthotopiques de tumeurs dérivées de pièces opératoires de patients représentent les modèles précliniques les plus pertinents actuellement pour étudier la réponse thérapeutique. Mais ces modèles sont développés chez des souris immunodéficientes et ne permettent pas d’étudier le rôle du système immunitaire. Cette étude nous permettra de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu, et notamment les mécanismes immunitaires, et de tester de nouvelles approches thérapeutiques pouvant être bénéfiques aux patients réfractaires aux traitements habituels.

Procédures

Les animaux pourront être soumis, selon les cas, à l’un des gestes suivants : 1) une chirurgie abdominale ou lombaire pour injection dans le foie ou la rate (une seule fois, animal anesthésié et analgésié, 15min maximum) (réalisé dans l'établissement utilisateur 1 (EU1), 2) injection percutanée (animal vigile, 1 fois maximum, 15sec) (EU1), ou 3) une chirurgie abdominale pour greffe d’un fragment tumoral dans le foie (une seule fois, animal anesthésié et analgésié, 15min maximum) (EU1). L’ensemble des animaux seront amenés à avoir : des prélèvements de sang de faible volume (animal anesthésié, 10 fois maximum avec une intervalle d’une semaine minimum entre chaque, 1min) ; un suivi par échographie abdominale (animal anesthésié, 20 fois maximum, 15 min) (EU1) ; pour certains un transport dans un autre établissement afin d’effectuer une imagerie non invasive par IRM (animal anesthésié, 2 fois, 30 min) (réalisé dans l'établissement utilisateur 2 (EU2)). En fin de période de maintien les animaux seront anesthésiés, un dernier prélèvement sanguin (1 min) sera réalisé et ils seront immédiatement euthanasié par une méthode réglementaire.

Impact sur les animaux

Les nuisances prévues sont principalement celles engendrées par les procédures chirurgicales réalisées, qui peuvent engendrer une douleur au niveau de l’incision au réveil de l’animal et avoir une incidence sur l‘état général de santé de l‘animal (perte d‘appétit, baisse de l‘activité, infection de la cicatrice, détresse de l’animal dans les cas les plus grave), ainsi qu’entrainer une légère gêne dans la locomotion. Un risque anesthésique est également à prendre compte (détresse respiratoire, réveil intempestif). L’utilisation d’animaux à des âges précoces peut engendrer un abandon de la part de la mère, voir du cannibalisme dans le cas des nouveau-nés. Un stress de l’animal peut aussi être constaté lors des contentions, ainsi qu’un inconfort lors des injections. Le développement des tumeurs hépatiques est généralement asymptomatique et n’entraîne donc pas de nuisances en soit, car les animaux seront euthanasiés avant que les tumeurs entrainent une dégradation de l’état général des animaux. Une imagerie non invasive (IRM) sera réalisée dans un autre établissement utilisateur, ce qui nécessite un transport des animaux qui peut entraîner une nuisance. Une imagerie non invasive (IRM) sera réalisée dans un autre établissement utilisateur, ce qui nécessite un transport des animaux qui peut entraîner une nuisance du fait du stress lié à la néophobie des rongeurs. Un risque anesthésique est également à prendre compte car l'IRM est effectuée sous anesthésie générale (détresse respiratoire, risque d'hypothermie, réveil intempestif).

Devenir

Le prélèvement des tissus d’intérêt étant nécessaire pour la réalisation de nos analyses, l’ensemble des animaux sera euthanasié à la fin des procédures grâce à une méthode réglementaire, et dans le respect des bonnes pratiques.

Remplacement

Les modèles in vitro ne miment que partiellement la pathologie humaine car ils ne permettent pas de modéliser certains paramètres biologiques pouvant influencer le développement tumoral ou la réponse thérapeutique, tels que les interactions des cellules tumorales avec leur environnement ou encore l'hétérogénéité intra-tumorale. Il est donc essentiel de disposer de modèles in vivo reproduisant le plus fidèlement possible les caractéristiques de la pathologie humaine. Le recours à des modèles animaux est donc indispensable pour mieux comprendre l'histoire naturelle de la maladie et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Réduction

Les effectifs ont été réduits au maximum et les groupes seront composés de 8 à 12 animaux. Cet effectif a été déterminé grâce à un calcul de puissance, afin d’utiliser le moins d’animaux possibles tout en permettant d’obtenir des résultats suffisamment robustes, et les expériences pourront être réitérées jusqu’à 3 fois si nécessaire. Il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Afin de limiter au maximum les éventuelles variations entre les expériences, les paramètres d’hébergement et de soin des animaux seront contrôlés. Le suivi tumoral hépatique sera réalisé grâce à une méthode non invasive, l’imagerie par échographie et par IRM, ce qui diminue également le nombre d’animaux utilisés. Le nombre total d'animaux utilisés sur la totalité du projet s'élève à 1515.

Raffinement

Les paramètres d'hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur. Les cages seront enrichies avec du coton de nidification, des maisonettes en plastique ainsi que des batônnets à ronger. Les femelles gestantes seront regroupées à 2 par cages afin d’éviter leur isolement, et ne seront séparées qu’après avoir mis bas afin d’éviter la surpopulation au sein d’une même cage. Les animaux issus d’établissement fournisseur observeront une durée d’acclimatation de 7 jours minimum avant toute utilisation. Un change sera réalisé par le personnel de l’animalerie une fois par semaine (sauf indication contraire) et une surveillance quotidienne rigoureuse des animaux sera réalisée tout au long de leur vie. Des pesées seront également réalisées à intervalles réguliers et une grille de suivi est utilisée. Les procédures seront raffinées afin de limiter au maximum la douleur et l’inconfort des animaux (personnel formé et compétent, anesthésie et analgésie adéquate suite aux procédures chirurgicales puis surveillance rapprochée des animaux avec étiquetage spécifique des cages concernées), et des points limites précis seront établis. Si un animal présente des signes de douleur ou de détresse, il sera immédiatement euthanasié par une méthode réglementaire afin d’éviter toute souffrance animale. La Structure chargée du Bien-Etre Animal et/ou le vétérinaire pourront être sollicités pour conseil si besoin. Les transposrts des animaux entre l'EU1 et l'EU2 est assuré par un transporteur agréé, dans des boîtes de transport appropriées, ventilées, sécurisées et suffisament spacieuses. Un apport en nourriture et en eau gélifiée sera fourni durant le transport. Le temps de transport est de moins de 20 minutes entre les 2 EU.

Choix des espèces

La souris est un modèle expérimental de choix pour l'étude des pathologies humaines car c'est un petit mammifère qui se reproduit rapidement, est facile à manipuler, et dont nous avons une bonne connaissance du comportement et de la génétique. De plus, le génome de la souris est identique à plus de 95 pour cent à celui du génome humain, ce qui suggère une bonne homologie des mécanismes observés. On peut également facilement apprécier les modifications physiques et/ou comportementales traduisant une souffrance et/ou douleur, ce qui conduirait à l’euthanasie de l’animal. De nombreux outils moléculaires sont également disponibles chez ce modèle animal. La première procédure sera réalisée sur des femelles gestantes âgées de 2 à 3 mois, ce qui correspond à l’âge adulte et également à l’âge optimal permettant le bon déroulement de la gestation d’une part, et une bonne récupération de l’acte chirurgical d’autre part. Les vecteurs viraux seront injectés à différents âges (prénatal, 2, 5 et 15 jours de vie post natal), présentant un foie encore immature et en prolifération, afin de développer un hépatoblastome.

200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue de chaque procédure, réparties en groupes de quatre à raison de dix études par an. Chacune peut recevoir jusqu'à trois injections des molécules testées, dans la veine de la queue sous contention ou sous la peau de la nuque, sans anesthésie, puis subir jusqu'à quatre prises de sang éveillée et jusqu'à sept séances d'imagerie de fluorescence sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une société y développe des molécules qui se fixent sur des récepteurs cellulaires pour y acheminer des médicaments, et affirme répondre à une "demande pressante de la part de l'industrie pharmaceutique". Les retombées pour les patients restent au conditionnel : le porteur évoque, à terme, un bénéfice attendu qui "pourrait permettre des avancées majeures dans le milieu médical".

Objectifs

A l'heure actuelle, beaucoup de besoins médicaux restent malheureusement insatisfaits, sans aucun traitement curatif ou palliatif, et peuvent devenir de véritables enjeux de santé publique dans le futur. Il existe ainsi une demande pressante de la part de l'industrie pharmaceutique pour l'identification de récepteurs exprimés à la surface des cellules, permettant des approches ciblées. C’est dans ce contexte scientifique que notre société a développé un savoir-faire qui consiste à identifier des récepteurs exprimé sur les cellules que l'on veut cibler et de développer des molécules capables de les reconnaitre et s'y fixer. Nous pourrons ensuite conjuguer des médicaments sur nos molécules afin de les faire passer les barrières physiologiques naturelles et atteindre plus efficacement les tissus cibles. En effet, la plupart des médicaments restent inefficaces car ils n'atteignent pas de manière spécifiques les tissus voulus. Cette demande de projet a pour objectif le développement et l’amélioration de nos molécules pour faciliter le passage des médicaments à travers les membranes cellulaires. Le fait d'accrocher nos molécules à des proteines fluoresecentes permet de suivre leur localisation.

Bénéfices attendus

L'utilisation de nos molécules permet d'obtenir une localisation plus spécifique et d'éviter des effets sur les tissus non voulu et cela constitue l'objectif majeur de nos recherches, avec à terme, un bénéfice attendu qui pourrait permettre des avancées majeures dans le milieu médical et sur le quotidien des patients.

Procédures

Les interventions auxquelles les animaux seront soumis sont les suivantes : -L’administration de nos molécules se fera sur animaux éveillés en une dose ou plusierus doses répétées (maximum x3). Ces dernières se feront : - Au niveau de la veine de la queue pour l'animal vigil en contention, geste rapide (≤ 2min). - Ou au niveau de la nuque pour les sous-cutanées, animal vigile, libre sans contention ; geste rapide (≤ 2min). L'injection intrapéritonéale (1 fois lors de la mise à mort des individus) -Les prélèvements sanguins intermédiaires sur animaux vigiles : au maximum 4 prélèvements (≤50μl) /individus, n’excédant pas 10% de la volémie sur 7 jours et ≤20% sur 14 jours. Pour chaque imagerie la souris est anesthésiée. Il y aura à minima 1 imagerie et cela peut aller jusqu'à 7 imageries. Les différents types d'imagerie prendront quelques minutes (entre 2 et 25min).

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables sont les suivants : - La contention des animaux dans le cas des administrations intraveineuses et sous-cutanées. - Les différentes administrations réalisées : intraveineuses ou sous-cutanées et intrapéritonéales (lors de la mise à mort des individus). - Les prélèvements sanguins intermédiaires

Devenir

A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort afin de caractériser ex vivo la biodistribution mais aussi l'efficacité selon le type de molécule couplée.

Remplacement

Toute étude de mesures physiologiques en temps réel, de ciblage thérapeutique ou pharmacocinétique, impliquent tôt ou tard l’utilisation d’animaux. Il n'existe à l'heure actuelle aucune alternative qui permet d'avoir accès aux grandes fonctions mécaniques et physiologiques des mammifères proches de l’homme. Les rongeurs représentent cette famille de petite taille, facile d'utilisation et d’élevage, et idéale pour la mise en place de premières approches précliniques. La partie développement de nos molécules ne peut être réalisée que par une approche in vivo pour réellement en mesurer le bénéfice.

Réduction

L’optimisation de nos vecteurs en fonction de la voie d’administration permet d'envisager une médication optimisée et réduite (doses moins importantes), limitant de ce fait les possibles effets secondaires non souhaités, mais aussi de limiter le nombre d’individus au sein de la procédure. Le nombre total d’animaux sera réparti sur de petits groupes de n=4 (2 mâles/2 femelles), à raison de 10 études par an, nous aurons besoin de 40 animaux par an (n mixte=4 *10), soit un total de 200 souris sur 5 ans. Il est important de noter que ce nombre total d’animaux sera mixte à 50/50 entre mâles et femelles (cages séparées). En fin de procédure, une liste ciblée de tissus à prélever nous évitera une utilisation abusive et inutile des souris. La réalisation de prélèvements sanguins intermédiaires en cours de cinétique permet également dans le sens d'une optimisation et réduction du nombre d’animaux.

Raffinement

Les imageries se feront sous anesthésie générale gazeuse, ce qui permettra de minimiser le stress de l’animal tout en ayant un réveil rapide de l’animal. Les souris anesthésiées seront toujours placées sur un tapis ou lit chauffant avec contrôle de la température pour éviter tout risque d’hypothermie. Les expérimentations douloureuses seront toujours accompagnées en plus de l’anesthésie générale d’une analgésie locale et/ou générale. Le bien être des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel qualifié, ce qui nous permettra d’intervenir rapidement dès le moindre signe éventuel de souffrance pour la prendre en charge. Tout signe et/ou comportement anormal : difficultés à respirer, souris prostrée, en retrait, ou une perte de poids, par exemple, sera signalé et pris en charge par des compléments alimentaires ou une médication adaptée. Si les signes cliniques ne s’améliorent pas ou que la perte de poids est supérieur à 20% du poids initial l’animal sera sorti du protocole et mis à mort sans délai pour éviter toutes souffrances inutiles. Les conditions d’hébergement classique, animaux hébergés en groupe (maximum 5 par cage), avec accès à la nourriture et l’eau sans restriction et avec un cycle jour/nuit de 12/12h, seront enrichi en alternance par l’ajout de dôme, de tube, de matériel (fibre de coton) pour la nidification, ou morceau de bois afin d’enrichir l’environnement et d’éviter les comportements de stéréotypies.

Choix des espèces

Les rongeurs représentent cette famille de petite taille, facile d'utilisation et d’élevage, pratique pour les études de pharmacologies et comportementales, elle est donc idéale pour la mise en place de premières études précliniques (groupes de 4 individus). À l’heure actuelle, faute d’alternatives de remplacement, le modèle rongeur, ici la souris, reste le seul modèle accessible de « petit mammifère » dont la physiologie est bien connue et relativement proche de l’homme. Par sa petite taille, il devient également très intéressant pour la balance pharmacologie/toxicologie (bénéfices/risques et diminution des posologies). Les données obtenues sur ce modèle permettront notamment une extrapolation plus pertinente au modèle humain, d’envisager un gain de temps dans le développement futur du projet, mais aussi, d’éviter un certain nombre d’études et une utilisation significative d’animaux. Les animaux seront utilisés pour réaliser des suivis pharmacologiques, des échantillonnages de tissus, d'organes ou de liquides physiologiques, ceci à des fins scientifiques. Pour notre procédure, nous utiliserons pour des animaux adultes, ayant une moyenne de 8 à 12 semaines. A cet âge, nous limitons ainsi les variations inter-individus qui peuvent avoir un impact sur les mécanismes physiologiques et les modulations de l'expression de certaines protéines. Ce stade adulte présente un poids moyen de 17-28g environ, ce qui s’avère plus intéressant en termes de posologies (réduction des doses).