Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Evaluation du 9-HODE et 13-HODE sur le vieillissement vasculaire
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Pour mesurer l'effet de deux médiateurs lipidiques sur le vieillissement des vaisseaux, 320 souris âgées de deux à vingt-quatre mois vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une à trois injections intrapéritonéales par semaine pendant un à trois mois, avec un prélèvement de sang hebdomadaire sur animal vigile, la dernière prise de sang étant terminale. Le porteur écrit que "le bien-être animal est au cœur de cette étude" et que les contraintes subies restent faibles, tout en reconnaissant le stress lié à la fréquence des manipulations et la douleur au point d'injection. Aucun analgésique ne peut leur être administré, les antidouleurs modulant l'expression des lipides étudiés, et les souris atteignant un point limite sont tuées.
Objectifs
Dans ce projet, nous souhaitons explorer le rôle de 2 médiateurs lipidiques sur le vieillissement vasculaire. Le vieillissement de la population est un enjeu majeur du XXIe siècle. Il s’accompagne d’une augmentation de la fréquence de maladies telles que le cancer et les maladies cardiovasculaires. Ces dernières sont la principale cause de mortalité dans le monde, majoritairement causé par un dysfonctionnement du système vasculaire (vaisseau sanguin et lymphatique) et du système de coagulation. Cette étude sera menée selon plusieurs axes : Axe 1. Evaluation de l’implication du lipide 1 dans le vieillissement vasculaire Axe 2. Evaluation de l’implication du lipide 2 dans le vieillissement vasculaire
Bénéfices attendus
Le choix des lipides à tester (2) ainsi que leur concentration ont été déterminées grâce à nos études in vitro et ex vivo chez l’humain. Brièvement, les lipides circulants dans le sang des humains ont été mesurés et quantifiés en spectrométrie de masse, puis étudiés sur cellules tapissant les vaisseaux sanguins (les cellules endothéliales) in vitro. Cependant, l’effet in vitro est certes significatif, mais ne représente pas la complexité d’un modèle vivant entier. C’est pourquoi l’axe 1 et 2 de cette demande éthique permettra d’évaluer dans un modèle murin, l’impact de ces lipides sur le vieillissement en général, mais aussi vasculaire et à l’échelle multi-cellulaire.
Procédures
Les prélèvements sur animaux vigiles auront lieu 1 fois par semaine sur 1 à 3 mois selon les groupes
Impact sur les animaux
Nous sommes conscients que la répétition de contentions restreignantes, d'injections IP, et de prises de sang peuvent entrainer des effets indésirables. Ces 2 gestes seront effectués par du personnel compétent. Les animaux risquent d'être stressé par le nombre fréquent de manipulation pour les injections en IP (1 à 3 fois par semaine, de 1 à 3 mois). Ils risquent de ressentir une douleur au niveau de l'injection en IP. La prise de sang est terminale sous anesthésie
Devenir
A l'issue des procédures, les animaux seront mis à mort.
Remplacement
Pour ce type de projet, il n’existe actuellement aucune méthode alternative à l’expérimentation animale. L’usage de médiateurs lipidiques nécessite l’évaluation de l’efficacité et des risques sur un modèle biologique vivant avant mise en place chez l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé afin de garantir une puissance nécessaire et suffisant. Nous avons au préalable évaluer in vitro le vieillissement sur différents endothélium primaire humain ainsi que leurs récepteurs. Afin de réduire le protocole, deux études pilotes dans l’Axe 1 et 2 utiliseront chacune 80 souris afin d’optimiser la durée du traitement avec les lipides et le nombre d’injection. Dans l’étude principale #2 et 4, un groupe contrôle ainsi que 3 groupes de souris permettront par la suite de répondre à l’hypothèse de travail, le détail des groupes est abordé. Considérant une variance hypothétique maximale de 16%, le nombre minimal d’animaux nécessaire a l’observation d’une difference significative pour une mesure unique, si elle existe, est de 10 par groupe experimentale (a
Raffinement
Le bien-être animal est au cœur de cette étude. Nous veillerions à ce que l’hébergement des animaux leur permettent d’avoir un enrichissement (avec paille, bois, coton) suffisant et stimulant pour réaliser leur nid. Les contraintes subites par les animaux sont faibles. Il s’agit d’une étude de vieillissement avec une manipulation réduite des animaux (prise de sang en veine saphène ou caudale et/ ou injection de médiateurs lipidiques en intrapéritonéale). Les souris seront observées quotidiennement et lorsqu’une souris atteint un point limite, elle sera mise à mort. Dans notre étude nous ne pouvons pas utiliser d’analgésique puisque nous étudions les médiateurs lipidiques dont l’expression est modulée par ces produits.
Choix des espèces
Le modèle murin est le modèle de référence pour l’évaluation de l’impact physiopathologique du vieillissement. Il n’existe pas de méthodes alternatives in vitro pour étudier notre hypothèse de travail. Qui plus est, plusieurs de nos analyses reposent techniquement sur la cytométrie en flux, méthodologie qui requière un nombre conséquent de cellules issues d’organes immunitaires. Ce type d’expériences rend impossible l’utilisation d’organismes comme le poisson zèbre ou la drosophile. Bien qu’il existe certaines différences entre l’immunologie murine et humaine, d’innombrables découvertes faites chez la souris s’avèrent transposables chez l’humain. Ce modèle est donc adapté à l’étude de dérégulations de la coagulation par exemple. Les souris utilisées seront de 2 à 24 mois. Pour notre étude, nous avons besoin de souris jeunes (2 mois) et souris vieillissante de 6 à 24mois. Elles ont toutes un stade de développement complet.
Évaluation de thérapies anti cancer dans des modèles de greffe orthotopique de cellules tumorales par voie rectale
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Des cellules tumorales sont injectées dans la muqueuse intestinale par voie rectale sous endoscopie, geste répété chaque semaine pour suivre la croissance de la tumeur. 2 752 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever rate, ganglions, intestins et tumeurs, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des traitements anticancéreux par voie orale, rectale, intramusculaire, intrapéritonéale, intraveineuse ou par gavage, avec des prélèvements de sang à la veine faciale jusqu'à une fois par semaine. Le porteur affirme que l'effectif est calculé "au plus juste" à partir d'expériences antérieures en greffe sous-cutanée, sans donner un seul chiffre à l'appui de ces 2 752 animaux.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans la continuité de projets déjà existants et ayant donné des résultats très prometteurs. Il consiste à mettre au point des modèles de greffe de cellules tumorales dans la muqueuse intestinale afin de se rapprocher au plus près de ce qui se passe chez l’homme dans le cas de personnes atteintes de cancer digestif. En effet des expériences préliminaires ont été réalisées en greffant des cellules tumorales sous-cutanées afin de développer et de tester de nouvelles approches de thérapies de vaccination anti-cancer. Afin de continuer et d’optimiser ces thérapies, il est intéressant et judicieux d’améliorer les modèles d’études. La localisation des cellules tumorales est un paramètre important à prendre en compte dans nos études. En effet, celle-ci peut modifier la réponse aux thérapies due à un différentiel de biodistribution du médicament selon les organes, le microenvironnement, une réponse immunitaire différente selon les organes. C’est pour cela qu’il est important de développer des modèles murins de greffe de cellules tumorales au niveau de l'instestin. De plus dans le cancer colo-rectal les immunothérapies sont peu efficaces, cette étude a pour objectif de tester un traitement local in-situ afin d’augmenter les efficacités de traitements. La stratégie de vaccination des lésions in-situ permettrait d’empêcher les lésions pré-cancéreuses de se développer.
Bénéfices attendus
Malgré les progrès importants dans la prise en charge des patients atteints de cancer digestifs, un certain nombre ne répondent pas aux différente de traitement ou récidivent. Il est donc essentiel de développer de nouvelles thérapies ou d’optimiser les traitements existants. Pour cela, nous avons besoin de modèles se rapprochant au plus près de la pathologie humaine. L’utilisation du modèle murin de greffe de cellules tumorales issues de cancer digestifs au niveau de l'intestin permettra de créer un environnement au plus proche de celui des cancers digestifs chez l’Homme et pourra ainsi répondre à des interrogations auxquelles nous ne pouvons pas répondre dans les modèles traditionnels de greffe tumorale en sous-cutané.
Procédures
Les animaux subiront une endoscopie sous anesthésie afin d'injecter des cellules tumorales dans la muqueuse intestinale. Ces animaux subiront ensuite d'autres endoscopies sous anesthésie afin de suivre l'évolution de la tumeur (une par semaine). Pour les animaux ayant reçu une lignée cellulaire dont le suivi peut être réalisé par imagerie une fois par semaine, une injection intra-péritonéale de produit de traçage sera réalisée suivi par une anesthésie gazeuse pour le placement dans l’appareil d’imagerie. Les animaux recevront ensuite différents traitements anti-cancer (un traitement par animal). Ceux-ci seront administrés soit par voie orale, rectale sous endoscopie, intra-musculaire, intra-péritonéale, inra-veineuse ou par gavage. Les animaux, au cours de la procédure pourront subir des prélèvement de sang veineux périphérique au niveau de la veine faciale après anesthésie gazeuse à l’isoflurane au maximum une fois par semaine.
Impact sur les animaux
La greffe des cellules tumorales sera réalisée sous anesthésie gazeuse par endoscopie dans la muqueuse intestinale ce qui peut induire un stress de l’animal. Le développement des tumeurs peut être à l’origine de souffrance et de gênes qui seront évaluées par observations fréquentes des animaux (poids, état général) 3 fois par semaine et estimation de la prise tumorale par imagerie de bioluminescence après injection IP de luciférine lors de l’utilisation de lignées cellulaire possédant la luciférase ou par endoscopie.
Devenir
A l'issu de la procédure, tous les animaux seront mis à mort afin de prélever certains organes (rate, ganglions, intestins, tumeurs...) et ainsi réaliser des analyses immunologiques complémentaires. Ces analyses sur les organes permettront de mieux comprendre les mécanismes de développement tumoral ainsi que les mécanismes d'actions et les conséquences des traitements.
Remplacement
Un modèle animal, et plus précisément mammifère doté d’un système immunitaire complexe, est nécessaire pour étudier les acteurs des réponses immunes dans le cancer. En plus des éléments apportés par les expériences réalisées préalablement à l’aide de modèles de culture cellulaire in vitro, le modèle vivant est essentiel à la preuve d’efficacité des thérapeutiques développées dans ce projet. Les études de délivrance et de biodistribution nécessitent forcément d’avoir recours à l’expérimentation animale. Il n’est pas possible de créer in vitro la complexité du système immunitaire avec tous les acteurs cellulaires entrant en jeu. Préalablement à ces expériences in vivo des études in vitro ont été réalisées afin de définir des conditions optimales de croissance tumorale et de conditions d’administration des traitements.
Réduction
Ces expériences in vivo sont réalisées pour soutenir et compléter des résultats qui ont été obtenus in vitro. Le nombre d’animaux est calculé au plus juste afin de pouvoir montrer des différences significatives ainsi que la reproductibilité et la répétabilité des résultats obtenus. Ces effectifs sont calculés à partir des résultats que l’on a pu obtenir par le passé sur des expériences utilisant des modèles de greffe sous cutanée ainsi que les données de la littérature sur le sujet.
Raffinement
Après une semaine d’acclimatation, les souris seront habituées au geste de la contention et à la pesée dès leur arrivée dans l’établissement utilisateur. Des enrichissements seront ajoutés dans chaque cage. Les animaux sont hébergés en groupe dans un environnement enrichi (abris, matériaux de nidification, contrôle du cycle lumineux, de l’hygrométrie et de la température). Ils bénéficient d’un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau et sont manipulés exclusivement par du personnel formé et habilité. Les animaux seront suivis de façon adaptée à l’intensité de la pathologie afin d’évaluer les nuisances causées ainsi que la sévérité de la pathologie. Les procédures expérimentales potentiellement douloureuses seront encadrées par une anesthésie. L’apparition d’une potentielle douleur en lien avec les procédures expérimentales sera appréciée par une échelle d’évaluation de la douleur. Lorsque cela sera possible, des techniques d’imagerie par bioluminescence seront privilégiées pour le suivi de la maladie à la place des endoscopies. Enfin, des points limites seront mis en place, prenant en compte plusieurs paramètres tels que la perte de poids, l’état du pelage, la capacité de locomotion et la présence d’une douleur qui sera évaluée grâce à une grille de score précise. Ces points limites permettront, lorsqu’ils sont atteints, de mettre à mort immédiatement les animaux.
Choix des espèces
La souris présente un système immuno-physiologique très proche de celui de l’humain, idéal pour l’évaluation des thérapeutiques. Les modèles utilisés dans ce projet sont les modèles de références unanimement validés par la communauté scientifique internationale. La souris présente également l’avantage d’être disponible avec différentes mutations génétiques permettant d’étudier plus profondément certains mécanismes cellulaires. Des souris âgées de 4 à 12 semaines seront utilisées. Ce stade de développement a été retenu car le système immunitaire est pleinement mature permettant d'obtenir une réponse inflammatoire reproductible après implantation de la tumeur. L'utilisation d'animaux adultes limite également les variations physiologiques observées au cours de la croissance ou liées au vieillissement, susceptibles d'influencer les paramètres étudiés. Par ailleurs, la majorité des données publiées concernant le modèle de greffe orthotopique de cellules tumorales au niveau de l’intestin a été obtenue chez des souris jeunes adultes, ce qui permet de comparer les résultats générés dans ce projet avec ceux de la littérature scientifique et d'assurer la reproductibilité des expériences.
Collatérales: leur rôle dans la réorganisation vasculaire post-AVC ischémique.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
Le crâne ouvert au-dessus de l'artère cérébrale moyenne, la tête maintenue immobile et sans anesthésie générale, 168 souris vont subir l'induction d'un accident vasculaire cérébral en étant éveillées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles enchaînent trois chirurgies, quatre jours d'habituation à la contention par sessions montant jusqu'à une heure trente, sept acquisitions d'imagerie ultrasonore vigiles et une IRM. Le porteur justifie l'AVC sur animal éveillé par la volonté d'écarter le biais de l'anesthésie, et prévoit un stress lié à la survenue de l'AVC ainsi que des déficits fonctionnels. Aucune souris n'est gardée en vie, le porteur jugeant impossible de réhabiliter des animaux ayant subi une ischémie et trop élevé le risque d'infection de la prothèse crânienne.
Objectifs
L’Accident Vasculaire Cérébral (AVC) est la 1ère cause de handicap acquis chez l’adulte, posant un problème majeur tant dans le domaine de la santé publique que sur le plan humain. Actuellement, la circulation sanguine cérébrale collatérale est reconnue comme un acteur majeur de la physiopathologie de l'AVC ischémique : une bonne collatéralité étant identifiée comme protectrice dans les différentes phases de la pathologie et un facteur d'amélioration de l'efficacité d'un traitement thrombolytique (le traitement visant à rétablir une circulation sanguine normale). Toutefois, la collatéralité est très variable chez l'Homme. C’est pourquoi il est recommandé d'intégrer ce facteur pour l’intégration des patients dans les phases de recherche chez l'Homme, et les collatérales sont considérées comme des cibles prometteuses pour de nouvelles thérapies. L'investissement de la recherche dans ce domaine semble indispensable, dans ce cadre où l’AVC représente un enjeu de santé publique avec de forts impacts au niveau des populations et où trop peu de patients ont accès à un traitement. Il existe actuellement un problème de translation évident des résultats obtenus en laboratoire vers l'Homme, où malgré les recommandations, la collatéralité est rarement prise en compte en clinique. Parmi les facteurs pouvant expliquer ce décalage (difficultés de translation des résultats obtenus en laboratoire à la clinique, difficultés d’imagerie des collatérales en clinique, diversité des méthodes et critères d’évaluation de la collatéralité, etc.), le manque de connaissances fondamentales sur le rôle des collatérales dans l'AVC ischémique est notable. Les techniques classiques d’imagerie des collatérales sous anesthésie pouvant modifier le fonctionnement cérébral, elles peuvent interférer avec le fonctionnement des collatérales. L’objectif de ce projet est d’augmenter nos connaissances sur la collatéralité dans l’AVC grace à un modèle d'ischémie cérébrale chez la souris vigile. Cela grace à l'imagerie ultrasonore. L'imagerie ultrasonore utilise des ultrasons pour fournir une image d'une manière similaire à l'échographie. Mais ici avec l'imagerie dites Microscopie de Localisation Ultrasonore (ULM) en vigil, l'image révèle l'anatomie des vaisseaux sanguins cérébraux. Et avec l'imagerie Fonctionnelle UltraSonore (fUS) en vigil, l'image révèle des informations fonctionnelles (un signal en fonction du temps) qui indique le fonctionnement du cerveau.
Bénéfices attendus
L'objectif du projet étant d'augmenter les connaissances fondamentales sur la collatéralité dans l'AVC à court, moyen et long terme, tout en évitant le biais de l'anesthésie, les bénéfices seraient de mieux comprendre le rôle des collatérales dans l'AVC et ainsi de promouvoir la recherche de solutions thérapeutiques en lien avec celles-ci.
Procédures
Les animaux seront soumis : A 3 chirurgies : - Une chirurgie de pose de prothèse crânienne sous anesthésie analgésie d'une durée de 20 minutes; - Une chirurgie permettant une pose d'un cathéter dans la veine de la queue de la souris pour injecter les traitement ainsi que l'accès à l'artère cérébrale moyenne en retirant le crane situé juste au dessus de l'artère dans laquelle sera faite l'injection pour modéliser l'AVC ischémique, sous anesthésie et analgésie, d'une durée de 30 à 45 minutes; - Une chirurgie d'induction de l'ischémie sans anesthésie générale, sous analgésie et anesthésie locale. A 1 protocole comportemental : Un protocole d'habituation à la contention (le maintient immobile de la tête) pendant 4 jours consécutifs, avec des cessions augmentant progressivement de 15 min jusqu'à 1h30 au total. A 2 protocoles d'imagerie vigile : 7 acquisitions à l'imagerie ultrasonore soit fUS soit ULM, où chaque acquisition dure 10 minutes avec une injection de produit de contraste lors de chaque acquisition. Et 1 acquisition à l'IRM où chaque acquisition dure 30 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d'appraître chez les animaux seraient : Des douleurs post opératoires après la pose de prothèse, un stress lors des premières sessions d'habituation à la contention, une perte de poids après les anesthésies et l'induction de l'AVC,des douleurs post opératoires après la chirurgie d'accès à l'artère cérébrale oyenne, un stress dû à la survenue de l'AVC chez la souris éveillée, des déficits fonctionnels à la suite de l'AVC.
Devenir
Tous les animaux utilisés au cours de ce projet (168) seront mis à mort. Il a été décidé de ne garder aucun animal en vie car il n'est pas concevable pour leur bien-être de réhabiliter ou réutiliser des souris ayant subit une procédure sévère telle qu'une ischémie. De plus, le risque d'infection au niveau de la prothèse crânienne et de la craniotomie sont trop importants pour garder les souris en vie.
Remplacement
Dans ce projet, il n’est pas possible de remplacer le modèle animal, il s’agit d’étudier un modèle in vivo avec tous les mécanismes vasculaires physiopathologiques associés, survenant lors d'un l'AVC. Les effets de molécules pharmacologiques sur le développement des lésions cérébrales ainsi que la récupération fonctionnelle ne peuvent être investigués autrement que via un modèle in vivo.
Réduction
Le nombre d'animaux a été determiné en reprenant les données d'études antérieures comparant la taille des lésions ischémiques obtenues chez les souris Swiss versus souris C57 avec le modèle thromboembolique. Au cours de ce projet, chaque animal faisant l'objet d'un suivi longitudinal est son propre contrôle, grâce à l'utilisation de l'imagerie. Cela permet de ne pas faire de groupes supplémentaires pour chaque étape du projet où il est nécessaire de caractériser l'ischémie cérébrale, en plus de renforcer la validité des résultats. Conformément à la règle des 3R, le nombre d'animaux nécessaires au projet à été réduit au maximum, en se basant sur les études déjà réalisées au sein du laboratoire et dans la littérature, ainsi que sur un calcul de puissance statistique, permettant d'avoir des résultats significatifs avec un minimum d'animaux. Nous avons principalement utilisé pour ce calcul les données obtenues sur l'ischémie vigile chez la souris Swiss (ayant peu de collatérales) et la C57 (ayant beaucoup de collatérales), pouvant mimer les résultats attendus dans notre étude avec les souris Rabep2-/- (peu de collatérales) et leur contrôles (ayant beaucoup de collatérales), on observe une moyenne du volume de lésion lié à l'ischémie de 10,18 mm3 (SD: 5,356) dans le groupe des souris Swiss, et de 10 mm3 (SD: 6,501) dans le groupe des souris C57. Pour un seuil de significativité à 95 % et une puissance de 80 % (beta = 20%), 15 animaux seraient nécessaires dans chaque groupe. Cependant, nous avons observé un taux d'exclusion d'environ 40%. Car il peut arriver d'avoir des exclusions durant les nombreuses étapes de l'étude (arrachements de prothèse, perte de poids, stress trop intense lors des premières habituations, ...). Le nombre d'animaux a donc été augmenté à 21 par groupe, sachant qu'il sera réduit à 15 si aucun incident ne survient au cours du protocole.
Raffinement
Les souris sont surveillées quotidiennement par du personnel qualifié. Une attention particulière est accordée à l'état général, à l'évolution de la masse corporelle, ainsi qu'au comportement de chaque animal. Les animaux auront le temps de s'acclimater à la nouvelle animalerie après leur réception auprès du fournisseur pendant une semaine, puis seront habitués à la manipulation chaque jour pendant une semaine avant le début du protocole, afin de limiter le stress lié à l'expérimentateur, et apprendre aux souris à coopérer. Les cages seront pourvue de coton en quantité pour la fabrication d'un nid, paillettes, kraft et bout de bois pour ronger. Une période de récupération de 3 jours et prévue après la pose de la prothèse crânienne, durant laquelle les souris bénéficieront de croquettes humides dans une coupelle au sol afin de favoriser la prise de nourriture et l'hydratation. Le protocole d'habituation progressif à la contention permet de réduire le stress des souris lors de l'induction de l'AVC et de l'imagerie vigiles. Durant l'induction de l'AVC, les souris sont sous analgésie, et sous anesthésie locale au niveau de l'ACM. Les yeux de la souris sont couverts afin de ne pas l'éblouir avec la lampe de la loupe binoculaire. Après la chirurgie d'induction de l'AVC, les souris disposent de croquettes humides dans une coupelle au sol pour faciliter la prise de nourriture et l'hydratation. Concernant l'application des point limites, les animaux seront mis à mort (anesthésie profonde suivie d'une dislocation cervicale) dans les 24 heures dans l'une des situations suivantes : - signes de douleur extérieure ; - absence de réaction ; - animal inactif dans sa cage ; - complications chirurgicales inattendues (hémorragie impossible à stopper, détresse cadiorespiratoire, échec) ; - perte de poids >15%. - décollement de la prothèse crânienne.
Choix des espèces
La souris (mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des neurosciences, et notamment dans le cadre de développement de stratégies de thérapies pharmacologiques. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier l’influence de l’anesthésie sur le devenir des lésions induites par un AVC ischémique. L'étude se déroulera sur une souches de souris C57BL/6-Rabep2em2Jef/J (Rabp2-/- et son contrôle) présentant des profils de collatérales différentes. Ces deux souches ont un fond génétique de C57BL6, régulièrement utilisée pour la recherche, et C57BL/6-Rabep2em2Jef/J est décrite comme une souche utile à l'étude de la circulation collatérale dans le contexte de l'AVC. Les souris utilisées seront de jeunes adultes, entre 6 et 10 semaines (6 semaines lors du début du protocole, et 10 semaines arrivées à la fin du protocole). Le projet est réalisé avec des jeunes adultes afin de pouvoir comparer les données de cette étude avec la majorité des données déjà disponibles sur les modèles d’AVC.
Etude du système immunitaire dans un contexte tumoral chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Chaque souris est irradiée sous anesthésie générale, greffée par voie intraveineuse avec des cellules immunitaires modifiées, puis injectée avec des cellules tumorales sous la peau ou dans la veine de la queue, cette dernière injection sans anesthésie. 1 440 souris vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever rate, moelle osseuse et foie. Le porteur reconnaît que les tumeurs diffuses peuvent provoquer une douleur ou un inconfort modéré dans plusieurs organes, et que les tumeurs solides gêneraient les déplacements si les animaux n'étaient pas tués avant. Il présente pourtant cet enchaînement comme "plusieurs manipulations simples, réalisées dans des conditions assurant le confort et la sécurité des animaux".
Objectifs
Les cellules immunitaires sont capables de reconnaître et de détruire les cellules cancéreuses. Elles ont besoin d’énergie pour remplir efficacement leur rôle, et plusieurs mécanismes à l’intérieur de la cellule régulent cette utilisation d’énergie. Ce projet cherche à comprendre comment ces mécanismes influencent l’activité des cellules immunitaires, leur activation, leur déplacement et leur capacité à combattre les tumeurs, qu’elles soient localisées (tumeur solide) ou diffuses dans l’organisme (métastases).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre comment l’énergie disponible dans les cellules immunitaires influe sur leur capacité à agir contre les cellules cancéreuses. Le rôle des cellules immunitaires étant primordial, les résultats pourraient aboutir à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques visant à renforcer la réponse immunitaire anti-tumorale. Le projet permettra également d’évaluer l’intérêt potentiel d’un médicament déjà utilisé pour traiter le diabète dans la prise en charge du cancer. Si son efficacité est démontrée, son utilisation en thérapeutique pourrait être facilitée et plus rapide, car ce médicament est déjà autorisé et utilisé chez l’humain.
Procédures
Chaque souris sera soumise à plusieurs manipulations simples, réalisées dans des conditions assurant le confort et la sécurité des animaux. Chaque animal recevra : • Une anesthésie générale suivi d’une irradiation (30 minutes) • Une greffe de cellules immunitaires par injection intraveineuse (durée : 1 min) sous anesthésie volatile (durée : 5 min) • Un prélèvement sanguin sous anesthésie afin d’évaluer la prise de greffe (durée : 5 min) • Une injection de cellules tumorales sous la peau (durée : 30 s), sera effectuée sous anesthésie volatile (durée : 5 min) pour la moitié des animaux ou une injection dans la veine de la queue sans anesthésie (inaccessible avec anesthésie), (durée : 1 min) pour l’autre moitié. • Une injection dans l’abdomen ne nécessitant pas d’anesthésie (30 s) ou en sous-cutanée (30 s) après une anesthésie volatile (durée : 5 min)
Impact sur les animaux
Les procédures peuvent provoquer une douleur légère et temporaire lors des injections. L’irradiation aux rayons X n’induit qu’un faible stress et une faible douleur car les animaux seront anesthésiés profondémment. L'injection des cellules de la moelle osseuse et les prélèvements sanguins ne provoquent pas de douleur ou d'inconfort autre que le stress et la douleur liés à l'injection. Nous n’attendons pas de souffrance suite à la greffe. En effet, la prise de greffe se déroule bien dans >90% des cas, d'autre part, les cellules immunitaires modifiées au cours de ce protocole ne sont pas strictement nécessaires à la survie de l’animal et ne sont pas connues pour induire de pathologie. Le développement des tumeurs, notamment dans le modèle de tumeur diffuse, peut entraîner une douleur ou un inconfort modéré en raison de la présence des tumeurs dans différents organes (rate, moelle osseuse, foie). En revanche, la croissance des tumeurs solides n’affecte pas les mouvements ni ne provoque de gêne locomotrice au cours du protocole, les animaux étant euthanasiés avant l’apparition de ces gênes. Tout animal présentant une réaction anormale ou une souffrance non contrôlable sera immédiatement euthanasié conformément aux critères de fin d’expérience établis.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de prélever différents organes post mortem pour des analyses sur les cellules immunitaires modifiées et mises en compétition.
Remplacement
Les cellules du système immunitaire modifiées ont été testées in vitro notamment face à des cellules tumorales. Cependant, il est impossible de reconstituer in vitro la complexité de la réponse anti-tumorale. De ce fait, la mise en place d’expériences in vivo sur un modèle animal est pertinente. Pour des raisons éthiques et de praticité cela ne peut être effectué directement chez l'homme avant preuve chez l'animal.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été calculé au strict minimum nécessaire pour permettre une analyse fiable des résultats. Des calculs statistiques simples montrent qu’il faut au moins cinq animaux par groupe pour pouvoir détecter des différences réelles et solides entre les conditions testées, sans augmenter inutilement le nombre d’animaux. De plus, des expériences préliminaires déjà réalisées nous confortent dans ce choix et confirment que cet effectif est suffisant pour obtenir des données solides. La procédure a été conçue pour obtenir le plus de données possibles à partir d’un seul individu, en réalisant plusieurs analyses sur les mêmes animaux. Enfin, la co- injection dans un même animal permet une comparaison directe de nos conditions expérimentales et limite la variabilité, réduisant ainsi le nombre total d’animaux nécessaires à la réalisation du projet. Cette organisation permet de réduire la répétition d’expériences indépendantes et donc de limiter l’utilisation d’animaux tout en garantissant la qualité scientifique du projet.
Raffinement
L’équipe possède une expertise solide se traduisant par la mise en place de plusieurs mesures visant à garantir au maximum le bien-être des animaux : • Utilisation d’une armoire chauffante pour assurer une bonne récupération de l’animal suite à l’irradiation • Contrôler précisément le nombre de cellules injectées, afin d’éviter une croissance tumorale trop rapide ou imprévisible. Données déterminées suite à l’expertise de l’équipe (8 ans d’utilisation du modèle tumorale) • Assurer une surveillance régulière, tous les deux jours, en observant notamment la motricité, le comportement, la posture et la réponse aux stimulations • Définir des points limites stricts (perte de motricité, perte de réponse aux stimulations) et précoces : si l’un de ces seuils est approché, la fréquence de surveillance est augmentée pour intervenir au bon moment et éviter toute souffrance inutile. • En cas d’apparition de signes d’irritation ou d’inflammation des lavages au sérum physiologique sera effectué deux fois par jour pendant 48h. Si cela ne s’améliore pas un vétérinaire sera alors contacté.
Choix des espèces
Le choix du modèle souris est imposé par la nécessité de pouvoir utiliser des animaux génétiquement modifiés. Les souris seront âgées de 8-9 semaines le système immunitaire de ces animaux doit être complètement mature et non vieillissant.
Etude de l’implication de récepteurs dans le cerveau dans la physiopathologie de la migraine et son traitement
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
920 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une crise de migraine leur est provoquée par injection intrapéritonéale quotidienne, répétée cinq jours de suite, puis leur douleur est mesurée par des tests comportementaux durant de trente-cinq minutes à deux heures. Le porteur cherche à savoir si un récepteur déjà breveté par son équipe pour la douleur neuropathique joue aussi dans la migraine, et si une molécule capable de l'inhiber en efface les symptômes. Aucun analgésique ne peut être administré puisque la douleur est le paramètre mesuré, et les animaux qui développent des troubles du comportement sont tués sans délai.
Objectifs
La migraine est une pathologie très invalidante, touchant 12 à 15 % de la population. Les formes chroniques sont particulièrement difficiles à traiter et les traitements actuels ne soulagent pas toujours correctement les patients. Parmi les symptômes les plus handicapants on retrouve la sensibilité accrue au toucher, la sensibilité à la lumière et la douleur spontanée. Ces signes peuvent aussi être observés chez l’animal et servent alors de repères pour mieux comprendre la physiopathologie de la migraine. Nos travaux précédents ont montré que l’activation d’un récepteur neuronale est nécessaire et suffisante pour générer expérimentalement une douleur neuropathique (douleurs liées aux nerfs) chez les rongeurs. Plus important encore, nous avons montré que, lorsque l’état de douleur neuropathique était installé, l'inhibition de ce récepteur suffisait à annuler les symptômes douloureux. Ces résultats ont été publiés et fait l’objet de plusieurs brevets. Puisque les douleurs neuropathiques et les douleurs migraineuses partagent plusieurs mécanismes communs — comme une amplification anormale des signaux de douleur — nous pensons que ce même récepteur pourrait également être impliqué dans la migraine. L’objectif de ce projet est donc d’étudier le rôle de ce récepteur dans le développement et l’entretien des crises migraineuses, notamment au niveau du réseau de nerfs qui gère la sensibilité du visage, une zone clé dans la migraine. Nous testerons également si une molécule capable de bloquer ce récepteur pourrait diminuer la douleur, la sensibilité à la lumière et les autres symptômes associés. Ce travail pourrait ouvrir la voie à un nouveau traitement pour les personnes souffrant de migraine.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour but, dans un premier temps, de compléter nos connaissances sur l’intégration de l’information douloureuse et son maintien, ainsi que d’amener de nouvelles clés à la compréhension des mécanismes dans un contexte de douleur migraineuse. D’autre part, le manque d’efficacité des traitements de crises et prophylactique dans la migraine agit comme motivateur principal à ces travaux de recherche. Ce travail, mené depuis maintenant plusieurs années, nous a déjà permis de mettre en avant un acteur essentiel dans les douleurs provoquées par un dysfonctionnement nerveux, mais surtout une cible potentielle pour de nouveaux composés thérapeutique. Afin d’évaluer l’étendue potentielle du champ d’action de notre cible pharmacologique, nous nous intéressons maintenant au rôle de ce récepteur neuronal dans le développement de la migraine. Nous cherchons notamment à comprendre comment son activité participe à l’initiation et au maintien de la douleur. Grâce à ces avancées, nous espérons pouvoir identifier de nouveaux composés prometteurs, les tester en préclinique, puis ouvrir la voie à de futurs essais chez l’être humain afin de développer des traitements mieux adaptés aux personnes souffrant de douleurs chroniques, notamment des patients migraineux.
Procédures
Les animaux seront soumis au maximum à une injection péritonéale par jour (durée d’intervention < 1 minute). Cette injection i.p. peut être répétée pendant 5 jours consécutifs. De plus, les animaux pourront recevoir, par voie orale et sous légère sédation, une solution de la substance d’étude ou une solution témoin le jour de la première injection i.p. ou le jour de la dernière injection i.p. Après une phase d'habituation, des tests comportementaux de mesure de la douleur seront réalisés (habituation+test: entre 35min et 2h).
Impact sur les animaux
La douleur étant le paramètre étudié aucun anti-douleur ne peut être utilisé dans ce projet. D’autre part, des tests de toxicologie in vitro sont systématiquement réalisés sur nos composés avant tout test sur l’animal pour garantir la sûreté de nos produits. Aucun des composés déjà testés n’ont montré de problème de toxicologie, ni l’apparition d’effets secondaires sur l’animal. De ce fait, la douleur induite par nos différents modèles sera la seule nuisance pour les animaux. En cas de troubles comportementaux, les animaux seront euthanasiés sans délai afin de prévenir toute souffrance inutile. En cas de lésions dues à des attaques entre les animaux, ceux-ci seront séparés et/ou le milieu enrichi par ajout d’igloo. Si les attaques continuent et/ou les lésions sont trop importantes ou douloureuses pour l’animal, celui-ci sera euthanasié sans délai.
Devenir
La migraine aigue et chronique étant étudiée, et donc induite, chez ces animaux, le devenir de ceux-ci en fin de procédure expérimentale sera systématiquement la mise à mort afin de ne pas prolonger inutilement la douleur. Aucun placement ou mise en liberté n’est donc prévu pour ce projet.
Remplacement
A ce jour, il n'y a pas de modèles non animaux permettant d'étudier les mécanismes du système nerveux impliqués dans la transition entre douleur aiguë (court terme) et douleur chronique (long terme), mécanismes impliqué dans la chronicisation des crises de migraine. Les effets pharmacologiques des molécules utilisées sur la chronicisation douloureuse, l'analgésie et l'état émotionnel, doivent être évalués au travers de systèmes intégrés par différents tests comportementaux, qui viennent appuyer et confirmer les données obtenues par des approches cellulaires. Il est donc indispensable d'avoir recours à des investigations sur l'animal afin de proposer des alternatives thérapeutiques pour une amélioration de la prise en charge de la douleur. La souris étant un mammifère dont la physiopathologie est proche de l'Homme, cette espèce sera utilisée dans le cadre du projet.
Réduction
Le nombre de souris par lot a été déterminé sur la base d’expérimentations précédentes réalisées. Ce nombre a été confirmé par le calcul de puissance via une analyse a priori à l’aide d’un logiciel.
Raffinement
Précédent chaque expérimentation, une habituation de minimum une semaine est réalisée au cours de laquelle les animaux sont placés dans la pièce expérimentale pendant minimum 1h et exposés aux différents tests sans application du stimulus. Cela permet aux animaux de s’habituer à l’environnement et à l'expérimentateur limitant ainsi l’impact du stress (angoisse) lié à la procédure expérimentale. Ces périodes d’habituation sont fondamentales afin d’assurer une reproductibilité des tests et donc de limiter l’hétérogénéité des animaux, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés. Par ailleurs, afin de limiter la douleur chez les animaux, toute expérience est limitée dans le temps (maximum 1 mois après la lésion). Un animal partage sa cage avec les autres animaux de la même portée ; ils bénéficient également d'un enrichissement du milieu de leur cage (copeaux, igloos en plastique, bâtonnets de cellulose). Un suivi hebdomadaire de l’animal sera mis en place où seront relevés : le poids de l’animal, l’aspect de son pelage, ses comportements ainsi que sa vitesse de respiration. Ces paramètres pourront nous indiquer les potentiels soins à apporter aux animaux.
Choix des espèces
La souris étant un mammifère dont la physiopathologie est proche de l'Homme, cette espèce sera utilisée dans le cadre du projet. Les souris utilisées seront adultes et auront entre 6 et 12 semaines afin que les animaux ne soient ni en croissance ni en phase de vieillissement.
Connectivité et physiologie des interneurones cholinergiques du striatum chez le macaque MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Macaques rhésus : 3
Sept macaques, quatre crabiers et trois rhésus, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'analyse post-mortem de leur cerveau. Ils subissent une restriction hydrique pendant douze à vingt-quatre mois, une chirurgie de pose d'implant crânien de quatre à six heures, parfois répétée sur l'autre hémisphère en cas d'infection, puis des séances quotidiennes d'enregistrement neuronal d'une à deux heures pendant six à huit mois. Le porteur liste les risques encourus : œdème cérébral, accident vasculaire lors de la descente des électrodes dans le cerveau, infection au site d'implantation. Le projet vise à créer chez le primate non humain un modèle de troubles compulsifs par inactivation de neurones du striatum, démarche que le porteur juge "indispensable" pour extrapoler aux aptitudes humaines.
Objectifs
Nous nous intéressons aux mécanismes neuronaux qui contrôlent l’adaptation du comportement de l'organisme aux contraintes changeantes de l’environnement (flexibilité comportementale). Plus précisément, nous étudions la contribution d'une région du cerveau appelée striatum, située sous le cortex cérébral, qui est censée intervenir dans la flexibilité comportementale. L’innervation cholinergique de cette région est altérée dans des pathologies neuropsychiatriques où prédominent des signes compulsifs (tics, stéréotypies, persévérations). La libération d’acétylcholine dans le striatum est assurée par un groupe spécifique d'interneurones cholinergiques (INChs) dont le dysfonctionnement est associé à un manque de flexibilité comportementale et à la manifestation de compulsions. Ainsi, une diminution de densité en INChs est décrite dans le striatum de patients atteints du syndrome de Gilles de la Tourette et des études chez le rongeur indiquent que l'inactivation des INChs perturbe l'adaptation des animaux à des changements de contexte. Les informations traitées par le striatum sont transmises aux circuits de commande du comportement par les neurones de projection qui influencent les commandes comportementales. L'adaptation comportementale résulterait de la mise en jeu coordonnée de ces neurones, sous contrôle des INChs. Les connaissances acquises chez le rongeur ne permettent pas de déterminer comment les INChs exercent ce contrôle. Notre projet vise à (1) déterminer la connectivité entre des populations distinctes de neurones du striatum; (2) examiner les interactions fonctionnelles entre ces populations; (3) établir si l'inactivation sélective des INChs induit des signes compulsifs assimilables à ceux observés chez l'humain. Pour cela, nous utilisons des approches expérimentales innovantes de marquage de populations neuronales distinctes dans le striatum, d’enregistrements simultanés de ces populations neuronales et d’inactivation des INChs par un procédé de ciblage sélectif de ces interneurones par utilisation d'outils génétiques.
Bénéfices attendus
Les troubles compulsifs sont une cause majeure de handicap dans bon nombre de maladies neuropsychiatriques. A n’en pas douter, les progrès à venir dans la compréhension et le traitement de ces anomalies passeront par une meilleure connaissance des mécanismes neuronaux sous-jacents. Dans cette perspective, la piste d'une anomalie de la neuromodulation cholinergique au niveau du striatum, une région profonde du cerveau, est actuellement privilégiée. On suppose qu'un défaut du signal cholinergique perturbe les informations transmises par le striatum aux circuits de commande comportementale qui aboutirait à l'expression de conduites inadaptées. Notre projet vise à préciser les bases anatomiques et physiologiques de cette régulation. Un aspect innovant de notre projet est le développement d'une méthode d'inactivation sélective des interneurones du striatum à la source du signal cholinergique à l'aide d'outils génétiques. Cet aspect du projet offre la possibilité de créer un modèle de troubles compulsifs chez le primate non humain permettant d'appréhender précisément la signification fonctionnelle de ce signal. Cette recherche fondamentale ouvre des perspectives prometteuses pour de nouvelles thérapies chez l'humain destinées à compenser un contrôle cholinergique défaillant dans les troubles compulsifs.
Procédures
(1) Contrôle hydrique pendant toute la durée des expériences (12 à 24 mois). (2) Examen IRM d'environ 2 h. (3) chirurgie pour la pose d'un implant crânien sur un hémisphère cérébral, suivi éventuellement d'une seconde implantation sur l'autre hémisphère dans le cas d'un incident (infection et/ou inflammation) obligeant à retirer le premier implant). Ce type de chirurgie dure de 4 à 6 heures. (4) enregistrements de l'activité neuronale chez le singe effectuant une tâche instrumentale au cours de séances quotidiennes de 1 à 2 h pendant 6 à 8 mois (5) injections de vecteurs viraux sous anesthésie générale conformément à un plan d'injection défini sur la base de l'examen IRM et du repérage électrophysiologique. Selon le nombre de sites d'injection (striatum et/ou globus pallidus), les injections durent entre 2 et 3 heures.
Impact sur les animaux
1) la restriction hydrique; (2) la capture des animaux depuis leur site d’hébergement, leur transfert au laboratoire et la contention de la tête sont source de stress dans les premiers temps de ces manipulations; (3) l'anesthésie générale présente des risques d'incident cardiaque ou respiratoire; (4) la chirurgie crânienne présente des risques d'infection au site d'implantation ou d'oedème cérébral; (5) la descente d'électrodes ou de canules d'injection dans le cerveau présente des risques d'infection ou d'accident vasculaire cérébral; (6) le maintien à long terme d'un implant crânien présente des risques liés au développement d'une infection ou de réactions inflammatoires au site d'implantation.
Devenir
Notre projet implique une analyse post-mortem de la connectivité entre différents types de neurones striataux et une évaluation de l'expression d'un transgène (DREADD) dans les INChs. Chaque animal sera mis à mort à l'issue de la procédure expérimentale.
Remplacement
Nos recherches portent sur la contribution de l’innervation cholinergique du striatum dans la flexibilité comportementale. L’approche expérimentale consiste à décrire le schéma des connexions anatomiques au sein du striatum, à corréler des indices de la flexibilité comportementale à l’activité électrophysiologique et à examiner les conséquences d’une inactivation cholinergique sur le comportement. Une telle approche exclut toute alternative basée sur des modèles in vitro (tranches de tissu, cultures de cellules ou cellules dissociées) ou sur l’animal anesthésié. Les neurosciences computationnelles permettent d’élaborer des modèles utiles pour la compréhension des processus sensorimoteurs ou cognitifs. Ces modèles tirent parti des données neurophysiologiques, acquises chez l'animal comme chez l'humain, et fournissent des hypothèses de travail ou des cadres d'interprétation utiles pour guider la recherche, mais en aucun cas ils ne peuvent remplacer l'expérimentation. De plus, un modèle computationnel, aussi sophistiqué soit-il, est une approximation de la complexité neurobiologique susceptible d'être améliorée sur la base des nouvelles données acquises.
Réduction
Nous avons restreint autant que possible le nombre d'animaux impliqués dans le projet tout en restant compatible avec l'exigence d'analyses statistiques fiables. Pour cela, l'analyse électrophysiologique des populations neuronales du striatum sera faite chez les mêmes singes qui seront ensuite utilisés pour les injections de vecteurs viraux. Pour l’électrophysiologie, l'analyse porte sur des échantillons de neurones enregistrés lors de séances quotidiennes, pendant plusieurs mois. L'analyse est d'abord faite pour chaque animal et les données sont ensuite groupées. Ce "pooling" permet d'augmenter la puissance statistique, en particulier si les échantillons de neurones disponibles pour chaque animal sont trop faibles. Nous complétons cette analyse globale par une analyse cas par cas si les performances et les données neuronales divergent trop entre les sujets. Afin de réduire le nombre d’animaux pour étudier la connectivité entre neurones striataux, nous réaliserons les injections de vecteurs viraux dans les 2 hémisphères cérébraux de chaque singe. Comme les projections des neurones de sortie striataux vers le globus pallidus sont strictement ipsilatérales, on ne risque pas d'induire de chevauchement des marquages en intervenant sur chacun des hémisphères.
Raffinement
Tout est mis en oeuvre pour favoriser la coopérativité de l'animal dans les expériences de conditionnement, d'enregistrement et d'inactivation pharmacogénétique. Pour diminuer le stress des animaux au début de certaines phases de la procédure expérimentale (capture, contention de la tête), on les habitue progressivement aux contraintes imposées. A l'animalerie, les animaux sont hébergés en duo ou trio, selon les affinités, dans un environnement enrichi qui inclut l'accès à une volière munie d'objets à manipuler, de perchoirs et de cordages. Les interventions sources de douleur (implantation crânienne, injections intracérébrales, perfusion intracardiaque) sont effectuées sous anesthésie générale. Les chirurgies crâniennes sont suivies d'un traitement analgésique morphinique en période post-opératoire immédiate. Tout constat d'anomalie affectant l'état général de l'animal en cours d'expérience donnera lieu, sous anesthésie ou sédation profonde, à un examen complémentaire par le vétérinaire pour auscultation et/ou prélévements sanguins. Les éventuels épisodes inflammatoires ou infectieux au site d'implantation donneront lieu à des traitements locaux adaptés. Les points limites définis dans le cadre des différentes étapes de notre procédure expérimentale seront pris en considération pour décider de l'interruption de l'expérimentation afin de mettre en oeuvre une prise en charge thérapeutique adaptée, impliquant notamment le retrait du dispositif implanté, ou l'euthanasie de l'animal si son état s'est trop dégradé en dépit des soins.
Choix des espèces
L'analyse des anomalies comportementales après inactivation expérimentale chez le rongeur n'est jamais aussi détaillée que celle faite chez le singe. Les spécificités du répertoire comportemental des primates font du macaque rhésus un bon modèle pour l'expression de compulsions semblables à celles qui se manifestent chez l'humain. Une abondante littérature atteste de la similitude d’organisation des circuits qui relient le cortex préfrontal au striatum chez le macaque rhésus et l'humain. Il est donc indispensable d’étudier les supports neuronaux des fonctions de planification et de sélection de l'action chez le singe pour extrapoler aux aptitudes humaines et à leur dérèglement en pathologie. De plus, les tests comportementaux sont proches de ceux employés chez l'humain (mouvements d'atteinte de cibles avec la main) et les données électrophysiologiques recueillies à l’échelle neuronale chez le singe sont un complément précieux aux mesures plus globales, non invasives, de l'activité cérébrale chez l'humain. Nous utilisons des animaux dans une gamme de poids 6 à 12 kg dont la morphologie crânienne est compatible avec la mise en place chirurgicale de la chambre d'enregistrement et du dispositif de fixation de la tête.
Etude du rôle des astrocytes (cellule de soutien du neurone) dans le développement de lésions dans un modèle de traumatisme crânien pédiatrique.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
À sept jours de vie, des souriceaux reçoivent une incision du cuir chevelu puis un poids lâché sur le crâne, avant que la plaie soit refermée à la colle biologique, le tout en moins de deux minutes sous anesthésie. 1 072 souris vont être utilisées ainsi, la moitié dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, l'autre moitié sévère, toutes tuées ensuite pour prélever leur cerveau. Le porteur annonce une mortalité inférieure à 4 %, liée à l'anesthésie ou au traumatisme lui-même, et des troubles du comportement, anxiété et déficits sociaux, mesurés au quarante-cinquième jour de vie. Il indique ne disposer d'aucune donnée comportementale sur des animaux plus jeunes, et ne précise pas quels tests seront employés.
Objectifs
Le traumatisme crânien (TC) est un problème mondial majeur, affectant particulièrement les enfants et les jeunes, avec environ 69 millions de cas par an. Il ne s'agit pas seulement du choc initial (lésion primaire), mais surtout de l'inflammation qui s'ensuit (lésions secondaires et tertiaires). Si cette inflammation persiste, elle endommage le cerveau à long terme, entraînant des problèmes moteurs, cognitifs et émotionnels. Pour briser ce cercle vicieux, il faut comprendre précisément qui est aux commandes de cette inflammation chronique. Dans le cerveau, nous avons deux types de cellules impliqué dans l’inflammation. Les astrocytes sont des cellules en forme d'étoile qui, normalement, jouent un rôle vital de soutien et de réparation. Après un traumatisme chez l'enfant, ces astrocytes peuvent devenir hyper-actifs. Au lieu de réparer, ils forment parfois une cicatrice trop rigide qui empêche la guérison, ou alors ils libèrent des signaux qui alimentent l'inflammation pendant des mois, causant des lésions à long terme. Notre connaissance de ce que font les astrocytes chez l'enfant est très limitée. Notre étude a donc pour objectif de comprendre le rôle précis de l'astrocyte dans ces dégâts post-traumatiques chez les jeunes enfants.
Bénéfices attendus
Notre objectif est de comprendre quand et pourquoi ces cellules, qui sont normalement les "architectes" de la réparation, se mettent à former une cicatrice trop rigide ou à relâcher des signaux qui continuent d'abîmer le cerveau de l'enfant. En identifiant le moment exact où l'astrocyte bascule de protecteur à destructeur, nous pourrons intervenir pour le maintenir dans son rôle de guérisseur. Cela permettrait de limiter l'inflammation chronique qui est responsable des problèmes de mémoire, de concentration, et des troubles du comportement qui apparaissent des mois ou des années après l’accident. Jusqu’à présent, les traitements anti-inflammatoires sont souvent trop généraux. L’avantage de notre recherche est qu’elle isole une cible cellulaire très précise : l'astrocyte. En étudiant le comportement de cette cellule clé dans le cerveau en développement, notre projet vise à offrir une meilleure qualité de vie aux enfants victimes de traumatisme crânien.
Procédures
Des souriceaux subiront un traumatisme crânien à 7 jours de vie sous anesthésie générale : une incision cutanée suivie d’un lâcher de poids et d’une fermeture cutanée par de la colle biologique. Cette procédure est réalisée en moins de 2 minutes. Les groupes contrôles subiront la même procédure sans le traumatisme crânien.
Impact sur les animaux
La mortalité est de moins de 4% (principalement due à l’anesthésie générale ou au traumatisme crânien lui-même). Le fait de manipuler les souriceaux quotidiennement n’entraîne pas de rejet par la mère lors de la remise au nid car les souris utilisées ne sont pas perturbées par cela. Une irritation/inflammation au niveau de la cicatrice peut arriver de façon rarissime. Les animaux peuvent présenter des modifications du comportement (anxiété, déficits sociaux) qui seront analysées à P45 (45e jour de vie post natale). Nous n’avons pas de données comportementales sur des animaux plus jeunes. Une attention particulière sera apportée pour limiter le stress lors des différents tests comportementaux.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à différents temps avec prélèvement du cerveau et analyse.
Remplacement
L’impact du traumatisme crânien ne peut être envisagée que dans des conditions « in vivo », c’est-à-dire dans un organisme vivant. Aucune solution alternative n’est possible pour conduire ce projet de recherche. Il est impossible d’évaluer les conséquences sur le fonctionnement cérébral d’un traumatisme crânien sur un modèle de cellules en culture ou sur des modélisations informatiques.
Réduction
Le nombre d’animaux estimé et les tests statistiques pour ce type d’étude ont été réalisé. En effet, des études antérieures sur ce modèle permettent d’évaluer la mortalité et ainsi d’avoir le nombre d’animaux nécessaire pour avoir des résultats statistiquement corrects. Ce nombre minimum nous permettra d’être certains de répondre aux questions scientifiques de ce projet. Les animaux utilisés pour les tests comportementaux seront également utilisés pour des tests sur des coupes de cerveaux.
Raffinement
La procédure chirurgicale de traumatisme crânien sera réalisée sous anesthésie générale inhalatoire. Les animaux seront remis dans leur nid et on vérifiera que l’adoption par la mère se fait bien. Des arbres décisionnels seront proposés en fonction de l’âge des animaux, déterminant ainsi des points limites prédictifs : on surveillera la fréquence respiratoire, la recoloration des extrémités et le tonus. En cas d’atteinte de ces points limites, les animaux seront euthanasiés. À distance du traumatisme crânien, on réalisera une surveillance hebdomadaire de la prise de poids, de l’absence de troubles du comportement (isolement, agressivité). Les animaux seront hébergés en groupe en milieu enrichi pour minimiser leur stress. Avant sevrage, les cages des animaux seront enrichies avec du papier doux et absorbant pour la réalisation du nid, comme dans leur milieu naturel. Le personnel technique de l’animalerie réalise aussi un suivi clinique quotidienne des animaux et de leurs conditions d’hébergement (nourriture, eau, température de la pièce, taux d’humidité) et nous alerte en cas de problème.
Choix des espèces
Les études chez l’animal permettent d’étudier les conséquences d’un traumatisme crânien modéré localisé sur l’ensemble du cerveau et de mimer au mieux la pathologie humaine. Au vu de la littérature, la souris est l’espèce la plus utilisée pour la réalisation des modèles de lésions du cerveau et notamment le traumatisme crânien. De plus, ce modèle de souris présente l’avantage de ne pas rejeter les petits après une séparation de courte durée. Les souris seront utilisées de 7 jours de vie à 45 jours de vie au maximum en fonction des groupes. Le traumatisme crânien sera fait à 7 jours de vie, pour mimer la survenue d’un traumatisme crânien chez le jeune enfant humain. Le rôle de l’astrocyte sera analysé à plusieurs temps (45 jours de vie pour voir les effets à la phase tardive), car l’inflammation pendant le développement cérébral est un processus complexe qui doit être étudié dans le temps.
Étude fonctionnelle de gènes pertinents dans l’étiopathogénie de la scoliose idiopathique chez le poisson-zèbre – EU2/2
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
27 116 poissons zèbres vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, chacun pouvant rester isolé jusqu'à quatorze jours en attendant son résultat de génotypage. Le prélèvement se fait sur la nageoire caudale sous anesthésie, et les poissons retenus enchaînent jusqu'à dix trajets entre deux établissements et cinq séances d'imagerie sous anesthésie générale, entre huit semaines et douze mois d'âge. Douze gènes sont inactivés séparément pour provoquer des déformations de la colonne vertébrale, dont le porteur admet qu'elles peuvent aussi affecter la croissance et la reproduction des animaux. L'effectif tient largement à la mortalité attendue entre le stade larvaire et l'âge adulte. Tous sont tués à l'issue, une partie pour les analyses post-mortem, le reste parce que leur modification génétique interdit tout replacement.
Objectifs
La scoliose idiopathique adolescente est une déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale qui touche 1 à 3 pourcents des enfants et adolescents, et dont l’origine reste aujourd’hui inconnue. Notamment, les mécanismes génétiques conduisant à cette déformation sont très mal élucidés. Ce projet aura pour objectif de mieux les comprendre. Il repose sur l’étude de familles présentant des cas de scoliose idiopathique, ainsi que sur l’analyse de modèles de poisson-zèbres mutants ayant développé des déformations vertébrales. L’analyse familiale, combinant l’analyse des déformations et une analyse génétique, a permis l’identification de six gènes d’intérêt. Par ailleurs, six autres gènes ont été mis en évidence à partir de lignées de poissons-zèbres mutants présentant des déformations vertébrales. Nous utiliserons dans ce projet des poissons zèbre et inactiverons séparément les gènes d’intérêt identifiés comme impliqués dans la déformation de la colonne vertébrale, afin d’étudier leur rôle dans l’apparition de la scoliose. Nous réaliserons chez ces poissons une analyse clinique par imagerie visant à détecter des déformations similaires à celles observées chez les patients, et nous étudierons leur comportement. Ce projet se réalisera dans deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans la scoliose idiopathique et, à terme, sa prise en charge. En étudiant le rôle de douze gènes candidats à l’aide de modèles de poissons-zèbres mutants, il permettra d’identifier les mécanismes biologiques à l’origine des déformations tridimensionnelles de la colonne vertébrale et de mieux caractériser les facteurs génétiques impliqués. La validation de l’implication de certains gènes contribuera à enrichir les connaissances fondamentales sur la physiopathologie de cette pathologie encore largement méconnue. Ces avancées pourraient, à plus long terme, avoir des retombées cliniques significatives. D’une part, une meilleure identification des déterminants génétiques pourrait permettre le développement d’outils diagnostiques plus précoces et plus précis, fondés sur l’analyse du génome. Cela favoriserait une meilleure anticipation de l’évolution de la scoliose, notamment en termes de sévérité, et une adaptation plus précoce de la prise en charge. D’autre part, l’identification des voies moléculaires impliquées pourrait ouvrir la voie, à plus long terme, à des approches thérapeutiques ciblées. Ce projet s’inscrit ainsi dans une perspective de médecine personnalisée, visant à mieux évaluer le risque individuel en fonction du profil génétique des patients et à adapter en conséquence les stratégies de suivi et de traitement, qu’il s’agisse de mesures conservatrices (comme le port d’un corset) ou d’interventions chirurgicales. En résumé, ce projet a pour objectif de faire progresser les connaissances sur les facteurs de risque de la scoliose idiopathique afin d’améliorer, à terme, le diagnostic, le suivi et la prise en charge des patients.
Procédures
Une partie des animaux sera testée sur le comportement (Etablissement 1) alors qu’une partie sera imagée pour caractérisation des déformations de la colonne vertébrale (Etablissement 2). Etablissement 1 : Afin de connaitre le patrimoine génétique des poissons zèbre génétiquement modifiés, un prélèvement du tissu de la nageoire caudale est réalisé sous anesthésie générale. Un seul prélèvement est effectué par animal et ce en moins de 2 minutes. En attendant les résultats du génotypage (14 jours maximum), les poissons sont hébergés individuellement afin de garantir leur identification et d’éviter des confusions d’identification. Pour les études des comportements, les poissons seront transférés individuellement dans les arènes afin d’être filmé dans un temps limité (1h, 4 sessions au total). Etablissement 2 : Les animaux seront transportés de l’animalerie (établissement 1) jusqu’au centre d’imagerie (établissement 2) pour la réalisation d’une imagerie aux stades de 8 semaines, puis 3 ,4, 6, 12 mois. La durée du trajet est inférieure à 1h (animal vigile, 10 trajets au total). L’imagerie a lieu sous anesthésie générale et dure moins de 4 minutes pour chaque animal (5 sessions au total). Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure expérimentale par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Concernant la création (6 gènes) ou la maintenance (6 gènes) de lignées mutantes pour ces 12 gènes au total (établissement 1), le phénotype dommageable attendu correspond à une déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale sans impact majeur sur la capacité des poissons à se mouvoir ou à s’alimenter. Nous ne pouvons pas exclure que l’inactivation d’un des gènes puisse entrainer en outre des modifications de la physiologie des animaux et potentiellement affecter leur croissance ou leur capacité à se reproduire, sans pour autant les empêcher de se nourrir ou de se déplacer. L’effet indésirable prévu chez les animaux suite aux prélèvements de tissu au niveau de la nageoire caudale pour identification génétique (établissement 1) est une petite plaie associée à un inconfort de courte durée. Le prélèvement est réalisé sous anesthésie générale qui génèrera un potentiel risque d’arrêt cardiorespiratoire en lien avec l’anesthésie, ce risque sera minime en raison de la très courte durée de l’anesthésie ainsi que la faible profondeur de narcose. Les animaux devront être hébergés seuls dans l’attente des résultats du génotypage (14 jours maximum) ce qui génèrera un stress. Le transport entre les deux établissements ainsi que la réalisation de l’imagerie par micro-tomodensitométrie peuvent être source de stress ou d’angoisse pour les poissons. Le protocole d’imagerie (établissement 2) est réalisé sous anesthésie générale et dure moins de 4 minutes, ce qui peut entrainer un risque d’arrêt cardiorespiratoire en lien avec l’anesthésie. Les tests comportementaux (établissement 1) seront associés à un stress social pour les poissons en raison du changement d’environnement et de l’individualisation (1h) nécessaire pour le test. La manipulation des poissons à l'aide d'une pipette en plastique peut également être source de stress et présenter un risque de blessure mécanique pour les animaux.
Devenir
L’ensemble des animaux seront euthanasiés, une partie afin de faire des analyses post-mortem pour répondre à notre question scientifique, et l’autre partie car ils ne pourront pas être replacés ou réutilisés en raison de leur modification génétique spécifique.
Remplacement
Les études de l’effet de mutations génétiques sur lignées cellulaires ne permettent pas d’analyser la forme de la colonne vertébrale ni de suivre l’apparition de scolioses. Notre projet nécessite donc une approche in vivo sur l’animal. Les poissons-zèbres, du fait de l’absence de contact au sol via des membres, sont facilement susceptibles de développer des torsions axiales de la colonne (contrairement aux quadrupèdes par exemple) et constituent ainsi un modèle de choix pour l’étude des déformations tridimensionnelles de la colonne vertébrale rappelant les scolioses idiopathiques chez l’humain.
Réduction
Le projet prévoit l’utilisation de 27 116 poissons zèbres. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, l’effectif a été défini en tenant compte : (i) des stades clés du développement pertinents pour tester les hypothèses du projet en incluant des poissons mâles et femelles ; (ii) de la répartition génétique attendue lors de croisements ; (iii) du nombre minimal d’animaux requis pour détecter des effets morphologiques, estimé à partir d’analyses statistiques issues d’études pilotes; (iv) du taux de mortalité entre le stade larvaire (6 jours) et l’âge adulte (3 mois) lié à la sensibilité de l’espèce aux conditions environnementales durant le développement précoce et v) des variations de l’environnement impactant la survie, la reproduction et le ratio male-femelle. Nous avons utilisé des tests statistiques pour définir les effectifs nécessaires dans nos lots expérimentaux. Les résultats de nos expériences seront analysés avec les tests statistiques adaptés afin d’obtenir une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Afin de limiter les procédures invasives, le prélèvement pour identifier le patrimoine génétique des poissons génétiquement modifiés sera réalisé préférentiellement sur de très jeunes larves par une méthode non invasive. Si cela n’est pas possible nous aurons recours à un prélèvement invasif sur les poissons adultes. Dans ce cas, un seul prélèvement sera réalisé par animal sous anesthésie générale, par manipulation atraumatique, avec un prélèvement le plus petit possible et à l'aide d'instruments désinfectés. Les poissons seront maintenus en hébergement individuel uniquement pendant la durée nécessaire à l'identification génétique, pour une durée typiquement de 7 jours et exceptionnellement jusqu' à 14 jours maximum en cas de difficultés rencontrées pour les analyses. Cette durée sera toujours la plus courte possible, dès les résultats connus les animaux seront remis en groupe. Les poissons de lignées génétiquement modifiés présenteront une déformation de la colonne vertébrale qui ne doit pas impacter leur capacité à se nourrir ou se déplacer. Nous assurerons un suivi et une prise en charge spécifique pour ces animaux, si nécessaire, pour limiter au maximum l’impact de cette déformation sur leur bien-être et leur état général. Lors des tests comportementaux les poissons seront habitués à la salle de comportement pendant 30 minutes avant le début des tests afin de réduire leur stress. Lors des analyses morphologiques, le transport des poissons vers un site d'imagerie est organisé de manière à limiter le stress, avec des contenants adaptés, un contrôle de la température et un temps de trajet réduit au minimum. Toutes les manipulations seront réalisées de manière douce et calme, avec le matériel adapté et de façon à réduire au maximum le stress induit pour les animaux. Tous les animaux seront observés quotidiennement, en cas d’anomalie celle-ci sera gérée en collaboration entre les équipes de recherche, l’équipe vétérinaire et la structure chargée du bien-être animal. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance des poissons.
Choix des espèces
Le poisson-zèbre partage environ 70 pour cent de son génome avec l'humain et peut être modifié génétiquement avec succès par injection d'outils d'édition génique dans ses œufs. Dès l’âge de 3 mois, les poissons zèbre se reproduisent fréquemment, avec un seul couple adulte pouvant pondre plusieurs centaines d'œufs. Dans le cadre de l'étude de la scoliose, une déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale, les modèles animaux quadrupèdes sont peu adaptés. Le soutien apporté par leurs membres antérieurs leur permet de compenser partiellement cette déformation et d'en limiter la progression. Le poisson-zèbre, en revanche, constitue un modèle pertinent pour l'étude des déformations vertébrales. Sa colonne vertébrale présente des similitudes structurelles avec celle de l'humain, avec une organisation longitudinale composée de vertèbres mobiles et de disques intervertébraux organisés en plusieurs segments. L'analyse de la morphologie de la colonne vertébrale par tomodensitométrie chez le poisson-zèbre a déjà été validée par des études antérieures. La génération et le maintien des lignées seront réalisés à partir de poissons âgés de 3 à 18 mois. Le prélèvement pour génotypage sera effectué au stade larvaire (2 à 3 jours jours post-fécondation) lorsque possible ou sur des adultes de 3 à 6 mois, âge optimal permettant une bonne récupération après anesthésie et limitant l’impact du prélèvement grâce à leur taille. L’analyse comportementale portera sur les stades larvaires de 1 à 4 semaines, période durant laquelle le comportement de recherche de nourriture est essentiel au développement, alors que les altérations morphologiques ne sont pas encore visibles. Cette fenêtre permettra de détecter d’éventuelles anomalies comportementales précoces. L’évolution du phénotype de scoliose sera étudiée par imagerie à 2 mois (stade juvénile à forte croissance, comparable à l’aggravation pubertaire chez l’humain), puis à 3, 4, 6 et 12 mois (stade adulte). Cette approche longitudinale permettra de suivre la progression de la déformation spinale au cours du temps. Le génotypage sera effectué au stade adulte et quand c’est possible sur des larves âgées de 1 à 6 jours post-fécondation.
Analyse des propriétés des plaquettes humaines produites in vitro après transfusion chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Des souris immunodéficientes, dépourvues des cellules immunitaires qui élimineraient les cellules humaines injectées, portent l'essentiel de ce projet. 290 souris vont être utilisées, dont 50 opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil, les 240 autres dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un lot subit onze prélèvements de sang en 72 heures, dont cinq sur animal vigile, d'autres une chirurgie de thrombose ou une mesure du temps de saignement sous anesthésie. Le porteur écrit que la perte de sang et la thrombose induites ne sont pas compatibles avec le maintien en vie, ce qui vaut aux souris d'être tuées à l'issue, pour valider des plaquettes humaines produites en laboratoire.
Objectifs
Dans un contexte de besoins croissants en plaquettes pour la transfusion et de limites de leur disponibilité et durée de conservation, le développement de plaquettes humaines produites in vitro (hPLTs) sans nécessité de don représente une approche alternative prometteuse. Toutefois, avant toute utilisation chez l’Homme, il est indispensable de vérifier la bonne circulation de ces plaquettes ainsi que leurs fonctions après circulation dans un organisme vivant. L’objectif du projet est de caractériser les plaquettes humaines produites in vitro (hPLTs), tant leur capacité à circuler et à persister dans le sang, que leurs fonctions à différents temps après injection chez la souris. Il a également pour objectif de déterminer leur capacité à participer à l’arrêt du saignement et à la formation de caillot, appelée thrombose, à l’aide de modèles validés chez la souris.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’apporter des données essentielles sur la fonction et la capacité à circuler dans le sang des plaquettes humaines produites in vitro (hPLTs), constituant une étape clé de leur évaluation avant utilisation chez l’Homme. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de sources alternatives de plaquettes pour la transfusion, dans un contexte de besoins croissants et de contraintes liées à la disponibilité et à la durée de conservation des plaquettes issues de dons. Une telle approche pourrait permettre d’améliorer la prise en charge des patients présentant un risque de saignement important, notamment chez les patients présentant un cancer.
Procédures
Un lot d’animaux sera soumis à un prélèvement sanguin sous anesthésie (20 minutes maximum). Un lot d’animaux sera soumis à 2 injections sous anesthésie et à 11 prélèvements sanguins sur 72 h (0 min, 3 min, 6 min, 15 min, 30 min, 1 h, 2 h, 4 h, 24 h, 48 h et 72 h injection des plaquettes) : 6 prélèvements sous anesthésie et 5 chez des souris vigiles de 5 minutes. Un lot d’animaux sera soumis à 2 injections et un prélèvement sanguin sous anesthésie (35 minutes maximum). Un lot d’animaux sera soumis à 2 injections et une chirurgie sous anesthésie (45 minutes maximum). Un lot d’animaux sera soumis à 2 injections et un temps de saignement sous anesthésie (40 minutes maximum).
Impact sur les animaux
Une des nuisances attendues est un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée transitoire). On pourra également observer une douleur localisée de courte durée au point d’injection, ainsi que d’éventuels saignements. La contention nécessaire aux injections pourra entraîner un stress chez les animaux. La déplétion des macrophages peut induire une altération transitoire de l’état général. Dans le cadre du prélèvement sanguin à la queue, l’entaille d’une veine peut provoquer une douleur aiguë et passagère, une perte sanguine transitoire. Les modèles de thrombose nécessitent des interventions chirurgicales réalisées sous anesthésie générale. Ces procédures peuvent entraîner un stress physiologique et un risque limité de saignement.
Devenir
A l’issue du prélèvement de sang en quantité importante ou répété, des thromboses et du temps de saignement, les animaux sont mis à mort car la perte de sang importante et le développement d’une thrombose ne sont pas compatibles avec le maintien en vie des animaux.
Remplacement
Le recours à l’animal ne peut pas être remplacé dans ce projet. Les objectifs nécessitent d’évaluer la circulation, la persistance et la fonction de plaquettes humaines produites in vitro (hPLTs) dans un organisme entier. Des approches in vitro et ex vivo sont utilisées en amont pour caractériser certains aspects fonctionnels. Toutefois, elles ne permettent pas de reproduire l’ensemble des paramètres impliqués après injection, notamment la circulation sanguine, les interactions cellulaires et les mécanismes d’élimination, ni d’étudier des processus dynamiques tels que l’arrêt du saignement et la thrombose. L’utilisation de souris immunodéficientes permettant la circulation de cellules humaines, est indispensable pour répondre aux objectifs du projet.
Réduction
Le projet se fera par étapes. Le nombre d’animaux utilisés lors de cette étude est réduit au minimum et permet l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Les effectifs sont calculés par des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 2 semaines entre l’arrivée des souris à l’animalerie et leur utilisation sera respectée. Une habituation à la manipulation et à la contention est prévue 5 jours avant le début de l’expérimentation. Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum : Les animaux sont hébergés en groupes sociaux. Les souris NSG seront hébergées en conditions stériles. Par une anesthésie de l’animal avant et pendant la durée de la procédure. Par l’installation de l’animal sur une plaque chauffante afin de lutter contre l’hypothermie pendant la procédure Par l’injection d’analgésique et d’anesthésique local avant chaque procédure en sous-cutané. Des points limites ont été déterminés afin de soustraire les animaux à toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Des souris immunodéficientes seront utilisées pour les expériences principales, en raison de l’absence de cellules immunitaires, ce qui permet la circulation de cellules humaines sans élimination. Ce modèle est particulièrement adapté à l’étude du devenir et de la fonction de plaquettes humaines produites in vitro (hPLTs). Les expériences seront menées sur des souris adultes âgées de 8 à 24 semaines, une période idéale pour éviter les effets liés à la croissance ou au vieillissement. Seule une des procédures de thrombose nécessite l’utilisation de souris d’environ 3 semaines afin d’éviter la présence de lipides autour des vaisseaux sanguins et s’assurer de la reproductibilité du modèle.
Identification et études de cibles thérapeutiques potentielles dans l’allergie de la peau
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Un hypersensibilisant est appliqué sur le ventre rasé sous anesthésie, puis un second sur l'oreille droite pour déclencher une réaction proche d'une dermatite atopique : 1 236 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 432 d'entre elles reçoivent en plus une injection sous-cutanée de cellules immunitaires triées, et toutes subissent un prélèvement de sang à la veine mandibulaire en fin d'expérience. Le porteur ne décrit que des démangeaisons légères et passagères et un épaississement de la peau, tout en prévoyant des points limites au-delà desquels un animal est retiré de l'étude et tué. Toutes les souris sont mises à mort pour prélever leurs tissus, onze lignées étant mobilisées afin de trier des cellules dendritiques qui représentent moins de 1 % d'un ganglion.
Objectifs
Dans ce projet, l’objectif est de mieux comprendre le rôle des cellules dendritiques du système immunitaire, soupçonnées d’avoir une fonction apaisante dans une forme expérimentale d’inflammation de la peau. Pour cela, plusieurs approches complémentaires seront utilisées. D’abord, des animaux recevront une substance irritante sur la peau afin de déclencher une réaction ressemblant à une dermatite atopique. Les chercheurs analyseront ensuite les cellules immunitaires stimulées au cours de l’inflammation induite. Dans un second temps, La production d'autres cellules immunitaires seront induites à partir d’animaux traités avec un hypersensibilisant. Ces dernière cellules seront ensuite injectées dans la peau d’animaux afin d’observer si elles modifient l’intensité ou la nature de la réaction inflammatoire. Plusieurs quantités de cellules seront testées pour identifier la dose la plus efficace. Une fois cette étape validée, les chercheurs compareront l’effet de cellules activées ou non activées, afin de comprendre ce qui leur confère un potentiel anti inflammatoire. Les analyses utiliseront différentes techniques seront utilisées. L’ensemble de ces expériences permettra de déterminer si ces cellules immunitaires peuvent réellement atténuer l’inflammation cutanée, comment elles agissent et quelles conditions favorisent leur apparition. À terme, ces connaissances pourraient contribuer au développement de stratégies visant à mieux contrôler les réactions inflammatoires de la peau.
Bénéfices attendus
La mise en évidence de la fonction de cellules immunitaires spécialisées dans la modulation des réponses inflammatoires constituerait une nouvelle cible thérapeutique intéressante dans le traitement de pathologies en lien avec le système immunitaire, comme les maladies auto-immunes ou le cancer. En effet, la modulation de la réponse immunitaire de l'atténuer ou de la restreindre dans un contexte d'allergie ou de maladie auto-immune, ou de l'amplifier dans un contexte de cancer. De plus, l'utilisation de cellules immunitaires spécialisées générées ou modifiées ex vivo/in vitro est une stratégie thérapeutique innovante qui peut s'appliquer à l'homme et qui est déjà étudiée, notamment dans un contexte de lutte anticancéreuse.
Procédures
Les animaux vont être sensibilisés avec l'application unique topique d'un hypersensibilisant sur le ventre préalablement rasé sous anesthésie gazeuse (durée : 1min pour la survenue de la narcose et 1min pour l'application de l'haptène). 432 animaux vont être injectés en sous-cutanée au niveau du ventre avec les cellules immunitaires triées et présensibilisées (durée : 30s) et ces animaux vont etre soumis à une phase de déclenchement au niveau de l'oreille droite par un autre haptène hydrophile, sous anesthésie gazeuse . A la fin de l'expérience, un prélèvement sanguin à la veine mandibulaire sera effectué.
Impact sur les animaux
L’administration de l'haptène pour la sensibilisation se fait par application cutanée sur le ventre rasé sur 1cm2. Cette application peut être accompagnée de légères démangeaisons qui s'estompent quelques heures après le traitement. On constate un épaississement localisé de la peau du ventre. L’administration de l'haptène pour le challenge se fait sur l’oreille droite. On constatera une augmentation de l’épaisseur de l’oreille traitée ainsi qu’une légère démangeaison locale et passagère. L'application de l'haptène engendrera un léger stress d'une courte durée sur les animaux. L'injection de cellules engendrera un léger stress et douleur d'une courte durée sur les animaux injectés et sur les animaux ayant subi une application topique et unique de l’haptène sur l’oreille où une inflammation accompagnée de démangeaisons et d'une rougeur, pourraient survenir de manière passagère.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort pour permettre les prélèvements de tissus pour analyses (cytométrie en flux, histologique, ...).
Remplacement
Les phénomènes à l'oeuvre dans cette réaction immunitaire nécessitent deux phases distinctes, de sensibilisation et de déclenchement, et mettent en jeu différents organes et plusieurs types cellulaires. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre cette réponse inflammatoire et identifier d'éventuelles cibles thérapeutiques.
Réduction
Le protocole de sensibilisation sera appliqué à un total de 11 lignées murines afin de mettre en place différentes stratégies d'identification et d'obtention des cellules dendritiques ou d'étudier l'implication de différentes molécules dans l'induction des réponses pro- et anti-inflammatoires. 12 souris par groupe seront suffisantes pour obtenir des résultats interprétables des modifications des sous-types de populations de cellules dendritiques entre les lignées mutantes et la lignée sauvage. Le protocole de traitement à l’haptène sera appliqué à un total de 6 lignées murines afin de mettre en place différentes stratégies d'identification et d'obtention des cellules dendritiques ou d'étudier l'implication de différentes molécules dans l'induction des réponses pro- et anti-inflammatoires. Cependant, les cellules dendritiques d'intérêts représentent moins de 1% de la population cellulaire totale d'un ganglion lymphatique après traitement et, d'après l'expérience sur de précédents projets, nous savons qu'il est nécessaire d'avoir 10 animaux dans chaque lignée murine pour avoir un nombre de cellules suffisant pour la suite du projet. Seul un groupe traité sera nécessaire dans l'obtention des cellules dendritiques ex vivo, donc nous n'inclurons pas de groupe non traité comme contrôle. Le protocole d'injection des cellules dendritiques sera réalisé sur un total de 5 lignées afin d'étudier la réponse immunitaire résultante de l’injection des différentes populations de cellules injectées issues des 7 lignées murines transgéniques. 8 animaux par groupe seront nécessaires pour arriver à des conclusions significatives. Les analyses statistiques seront réalisées à l'aide de plusieurs formules en fonction du nombre de paramètres et du nombre d'animaux.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe et auront un accès constant à de l'eau et de la nourriture pendant toute la durée de l'expérience. L'application topique de l'haptène ou l'injection unique de cellules immunitaires spécialisées au niveau du ventre seront réalisées sous anesthésie gazeuse afin de limiter le stress et/ou la douleur des animaux pendant les procédures. Pendant l'expérience, il pourrait être possible d'observer une inflammation au niveau du ventre, accompagné de démangeaisons et d'une rougeur, mais n'impactera pas le comportement des animaux (soin du pelage, posture, activité normale, ...). Le dépôt de l’hypersensibilisant sur le ventre rasé provoquera une augmentation de l’épaisseur de la peau et une légère démangeaison localisée et limitée dans le temps. Cependant, si un animal vient à dépasser les points limites fixés par la grille de score de chaque procédure expérimentale, il sera retiré de l'étude et euthanasié.
Choix des espèces
Les phénomènes à l'oeuvre dans la réaction immunitaire étudiée nécessitent deux phases distinctes, de sensibilisation et de déclenchement, et mettent en jeu différents organes et plusieurs types cellulaires. Cette complexité rend nécessaire l'utilisation d'expériences in vivo pour comprendre cette réponse inflammatoire et identifier et étudier les cibles thérapeutiques. Les souris C57BL6/J utilisées seront agés de 10 à 12 semaines afin que leur système immunitaire soit mature.
Evaluation du succès de migration d’anguilles en dévalaison à l’échelle d’un bassin-versant
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Remises à l'eau moins d'une heure après l'opération, 35 anguilles argentées capturées dans le milieu naturel vont subir des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un émetteur est implanté dans leur abdomen sous anesthésie, au cours d'une chirurgie de dix minutes au plus, pour mesurer combien d'entre elles atteignent l'estuaire malgré la dizaine d'ouvrages hydroélectriques installés sur leur route. Le porteur annonce une inflammation ou une gêne locale pouvant durer quelques semaines après l'implantation, ainsi qu'une altération temporaire du comportement. L'effectif de 35 individus est calé sur un objectif de trente poissons détectés à l'arrivée, l'espèce ayant été retenue parce que sa survie est déjà entamée par le franchissement des turbines.
Objectifs
L'objectif du projet est d'évaluer le succès de migration des anguilles en dévalaison depuis l'amont d'un bassin-versant jusqu'à son estuaire. Plus d'une dizaine d'ouvrages hydroélectriques sont construits sur cette voie de migration et peuvent induire un retard ou un échec de migration (mortalité lors du franchissement par les turbines par exemple). Cette étude vise à estimer un premier ordre de grandeur du taux d'échappement des anguilles présentent à l'amont du bassin.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont une amélioration de la connaissance sur cette espèce et du degré de continuité écologique de la portion étudiée. Les principaux résultats attendus concernent la vitesse générale de dévalaison et le taux d'échappement (succès de migration) des anguilles.
Procédures
Les poissons seront soumis à une procédure chirurgicale (d'un maximum de 10 minutes) au cours de laquelle des émetteurs seront posés dans l'abdomen des individus.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables possibles sur les animaux sont : le stress lié à la capture et à la manipulation, les effets de l’anesthésiant utilisé pour l'opération, les effets post-opératoires (inflammation liée à l’implantation de l'émetteur ou gêne locale pouvant aller jusqu’à quelques semaines), l'altération temporaire du comportement (lié au stress, à l’implantation, à l’anesthésie pouvant aller jusqu’à quelques heures).
Devenir
Les animaux sont replacés dans leur milieu naturel à l'issue de la procédure.
Remplacement
L’objectif du projet étant d’évaluer le succès de migration des poissons issus du milieu naturel à l'échelle d'un bassin-versant, le remplacement n’est pas envisageable.
Réduction
Le taux de détection à l'estuaire n'est par nature pas connu avant l'expérimentation puisqu'il est l'objectif même de celle-ci. Néanmoins, lors d'études similaires sur l'anguille menées par notre bureau, nous avons constaté des taux de détection des individus marqués situés entre 80 et 96%. Dans ce cadre exploratoire, afin de tenter de disposer d'une trentaine d'individus détectés à l'estuaire, nous proposons de marquer un effectif de 35 anguilles.
Raffinement
Les opérations d'implantation sont réalisées sous anesthésie et ont la durée la plus courte possible, entre 1 à 3 minutes pour l’implantation d’un émetteur. Une recirculation d’eau avec une légère sédation est installée pour le poisson. Le poids de l'émetteur (3.5g) ne dépasse pas 2% du poids de l'individu (en moyenne 800g). Les émetteurs sont tous encapsulés dans des matériaux biocompatibles. Concernant le marquage, les solutions d'anesthésiant sont changées tous les 20 individus. Les poissons sont manipulés à l'aide d'épuisette en maille en silicone pour éviter l'abrasion provoquée par les mailles classiques en nylon. Les points de suture sont réalisés avec du fil monofilament résorbable. Le fil monofilament endommage moins les tissus et empêche une infiltration d’eau par capillarité. Le matériel est désinfecté avant chaque session de marquage. Les lames de scalpel sont stériles. Les opérateurs portent des gants stériles. Les poissons sont anesthésiés un par un. Un pansement antiseptique est appliqué sur la cicatrice du poisson, ayant un effet dans les heures suivant le marquage. Lors des stabulations pré et post marquage, les poissons sont placés dans des volumes d'eau adaptés de 40L. Une pompe à air à grande capacité permet de maintenir un taux d'oxygène adapté et une limitation à l'exposition à la lumière (couvercle opaque) est prévue. La température est également contrôlée pour éviter le stress thermique. Afin de limiter le stress, les poissons sont relâchés le plus rapidement possible (
Choix des espèces
L’espèce a été choisie, car c’est une espèce migratrice dont la survie est impactée par le franchissement des usines hydroélectriques. Les anguilles utilisées seront les anguilles dites argentées, présentant les signes morphologiques suivants: coloration argentée du ventre et des flancs, fort contraste ventro-dorsale, taille des yeux importante, développement accru des nageoires pectorales, ligne latérale marquée.
Fibrose hépatique au cours du diabète de type 2 : impact des récepteurs CB1 et CB2 chez la souris obèse et diabétique
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Pour tester si deux cibles pharmacologiques combinées freinent la fibrose du foie liée à l'obésité, 270 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un régime gras pendant vingt semaines, puis un gavage oro-pharyngé quotidien pendant vingt-huit jours et quatorze incisions de la veine de la queue pour mesurer leur glycémie. Le porteur reconnaît que ce régime peut les rendre incapables d'accéder à la nourriture et à la boisson, provoquer un état dépressif et de l'anxiété, et que l'isolement en cage individuelle des vingt-huit derniers jours sera une source d'angoisse prolongée. L'effet chez les patients reste au conditionnel, les deux molécules ayant chacune été testées séparément sans que leur combinaison ait été évaluée.
Objectifs
La prévalence mondiale de l’obésité est en constante progression. L'obésité est un facteur de risque majeur pour le développement du diabète de type 2 et de perturbations cardiométaboliques dont la MAFLD (Metabolic dysfunction-Associated Fatty Liver Disease). Cette pathologie est principalement caractérisée par une profonde perturbation du métabolisme du foie et par un développement de fibrose. Aucune approche médicamenteuse efficace n’est commercialisée à l’heure actuelle. L’objectif de notre projet est d’étudier les potentielles interactions entre 2 cibles thérapeutiques sur l’évolution de fibrose dans un modèle de souris souffrant de MAFLD.
Bénéfices attendus
La prise en charge et le traitement du diabète de type 2 et de ses complications est un enjeu de santé publique de plus en plus prégnant. Les stratégies médicamenteuses, bien que multiples, voient leurs limites dans le fait qu’elles ne ciblent généralement qu’un récepteur et donc qu’un point précis du métabolisme, limitant ainsi leur efficacité. Ce projet permettra de nous renseigner sur le réel potentiel thérapeutique d’une double approche pharmacologique dont les deux stratégies ont chacune déjà démontré des effets hépato-protecteurs. Ceci pourrait avoir un réel impact pour les patients.
Procédures
Pendant les 20 premières semaines de la procédure, les souris seront manipulées hebdomadairement pour monitorer leur masse corporelle. Cette action mécanique durera 30 secondes par souris à chaque fois, soit un total de 10 minutes par souris cette période. Pendant les 28 jours de traitements pharmacologique, la masse corporelle sera évaluée quotidiennement. Cette action mécanique durera 30 secondes par souris à chaque fois, soit un total de 14 minutes par souris cette période. De plus, l’administration quotidienne des traitements pharmacologiques par gavage oro-pharyngé nécessitera l’immobilisation de chaque animal pendant 10 secondes supplémentaires, soit 19 minutes au total par animal sur cette période et 29 minutes sur l’ensemble du projet. Pour chaque test nécessitant une mesure de glycémie, une petite incision à la veine caudale sera réalisée après avoir appliqué un anesthésique local afin de prélever du sang total et ainsi réaliser une mesure à l’aide du glucomètre. Ce type de prélèvement durera 3-4 secondes et aura lieu 14 fois par animal (2 x 7 prélèvements à 5 jours d’intervalle).
Impact sur les animaux
En plus d’une altération des paramètres métaboliques, un régime gras de longue durée peut entrainer une prise de poids importante et altérer les capacités motrices de l’animal au point de le rendre incapable d’accéder à la nourriture et la boisson. Le régime gras peut également altérer la santé mentale des animaux et créer un état dépressif et de l’anxiété. Enfin, l’hébergement en cages individuelles pendant les 28 derniers jours de la procédure sera une source d’angoisse prolongée.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux analyses post-mortem et déterminer les mécanismes d’action mis en jeux.
Remplacement
L’obésité, le diabète de type 2 et le développement de MAFLD sont le fruit de dérégulations multifactorielles entraînant une élévation incontrôlée du glucose sanguin et une perturbation de l’homéostasie lipidique ayant des conséquences dramatiques sur de nombreux tissus et organes. Afin d’étudier ces aspects, il est indispensable de travailler sur l’organisme vivant en entier, justifiant ainsi la nécessité de réaliser des expérimentations in vivo. Aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé sur la base de projets similaires précédemment réalisés. Grâce à notre expérience du travail sur les molécules antidiabétiques, nous avons pu, au cours des projets, réduire le nombre d’animaux par groupe en optimisant les temps et doses de traitement. En effet, il ne nous est plus nécessaire de réaliser des effets doses, ni de multiplier les temps de traitements, pour un large spectre de molécules, dont celles utilisées dans ce projet. De plus, l’utilisation des animaux a été réfléchie afin qu’un maximum de données soient obtenues avec un minimum de douleurs et de stress pour les animaux. Ainsi, des tests in vivo et des prélèvements d’organes seront réalisés chez les mêmes animaux. Pour ces raisons, avec une seule dose et un seul temps de traitement, nous avons réduit le nombre d’animaux pour mener à bien ce projet et obtenir un puissance statistique suffisante.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupe (10 animaux par cages) pendant les 20 premières semaines avec un enrichissement de leur milieu de vie, dans une pièce calme et tempérée. Les aliments et l’eau de boisson seront fournis ad libitum. Les animaux seront observés quotidiennement par du personnel qualifié et des soins pourront être apportés si l’état de santé des rongeurs le nécessite. Pendant les traitements pharmacologiques, les souris seront amenées à être hébergées de manière individuelle afin de pouvoir monitorer la prise alimentaire quotidienne pouvant être influencée par les différents traitements. Par conséquent, un enrichissement plus important sera apporté dans chaque cage. De plus, le contact visuel et olfactif entre animaux sera maintenu via l’utilisation de cages transparentes sans couvercle filtrant.
Choix des espèces
L’étude d’une pathologie a pour but d’en comprendre les mécanismes afin d’établir des stratégies thérapeutiques applicables à l’espèce humaine. Dans ce sens, dans le cadre de la recherche fondamentale, il paraît déterminant de choisir un modèle animal dont la physiologie et la physiopathologie sont les plus proches possible de celles de l’Homme. C’est le cas pour la souris, qui sur le plan neurobiologique et métabolique, présente de multiples similarités avec l’Homme. De plus, cette espèce animale fait partie des espèces les plus étudiées avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisés. Le début du projet fera appel à des souris de 12 semaines. Considérant les 20 semaines de régime WD, les animaux seront âgés de 32 semaines lors du commencement de l’approche pharmacologique et de 36 semaines lors de la fin de l’expérimentation.