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
Utilisation de modèles murins pour étudier du rôle de l’acide rétinoïque dans le développement cardiaque.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
7986 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes reçoivent un traitement modifiant la voie de l'acide rétinoïque, leurs embryons et foetus pouvant présenter des malformations cardiaques, tandis que les souriceaux subissent une biopsie de l'oreille et certains adultes des échocardiographies sous anesthésie. Le porteur indique que ces défauts peuvent conduire à une insuffisance cardiaque, des troubles du rythme et des morts subites. Il présente cette recherche fondamentale comme un "prérequis essentiel" au développement futur de thérapies, sans application immédiate annoncée.
Objectifs
Les malformations cardiaques congénitales sont les anomalies congénitales les plus fréquentes puisqu'elles représentent environ 1% de toutes les naissances. Ces malformations peuvent être d'origine génétique mais peuvent aussi être dues à un problème de développement pendant la grossesse. Plusieurs études ont montré que la voie de l’acide rétinoïque (AR), dérivé de la vitamine A, est impliqué dans le développement du cœur et en particulier celui des populations cellulaires à l’origine de la formation du cœur. Des dérégulations de la voie de l'AR (excès ou carence) durant le développement embryonnaire se traduisent par de graves malformations congénitales structurelles du cœur telles que les anomalies des gros vaisseaux (ainsi que de la séparation des oreillettes et des ventricules. Il a également été montré que l’AR est nécessaire à la formation des valves cardiaques qui assurent une circulation unidirectionnelle du sang à chaque cycle cardiaque. Les défauts de fonctionnement des valves (valvulopathies) peuvent également avoir une origine génétique et développementale. Dans ce projet, nous souhaitons utiliser des modèles murins génétiquement modifiés pour mieux comprendre comment la voie de l’AR contrôle le développement du cœur et celui des valves cardiaques.
Bénéfices attendus
Nous attendons de ce projet qu’il augmente nos connaissances sur le rôle essentiel de l’AR dans le développement du cœur pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui conduisent à des malformations cardiaques congénitales. La compréhension de ces mécanismes est un prérequis essentiel pour le développement de thérapies dans le futur.
Procédures
Les femelles gestantes seront soumises à une administration unique soit par voie orale soit par voie intrapéritonéale (contention et administration durant environ 1 minute). Les embryons et foetus peuvent présenter des malformations congénitales. A l'âge de 3 semaines, les souriceaux subiront une biopsie à l'oreille permettant de réaliser simultanement l'identification et le prélèvement d'ADN pour identifier les animaux mutants (génotypage). Les souris adultes peuvent être amenées à présenter des signes d'insuffisance cardiaque, des troubles du rythme et des morts subites. Certaines d'entre elles auront deux échocardiographies sous anesthésie générale gazeuse (30 minutes chacune). Ils peuvent être amenés à présenter des signes d'insuffisance cardiaque, des troubles du rythme et des morts subites. En cas d'apparition de signes cliniques, les animaux pourraient recevoir des injections d'antiinflammatoire (une injection sous cutanée, une fois par jour, maximum 3 jours) ou de diurétiques (une injection intra péritonéale, deux fois par jour, maximum 3 jours).
Impact sur les animaux
Au cours de ce projet, des femelles gestantes recevront des traitements par voie orale et voie intra péritonéale. Aux doses administrées, les traitements n’auront pas d’impact sur les femelles. Les embryons et les fœtus étudiés pourront avoir des malformations congénitales avec des degrés de sévérités variables. Sur les lignées étudiées après la naissance, les défauts développementaux, (principalement cardiaques) pourront conduire à l'apparition d'insuffisance cardiaque avec des difficultés respiratoires (oedème pulmonaire)
Devenir
A l'issue des procédures, tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d'organes.
Remplacement
Notre projet consiste en l’étude de la morphogénèse du cœur durant le développement embryonnaire qui ne peut pas être reproduit en culture cellulaire. De plus, le cœur humain comme celui de la souris est un organe complexe composé de quatre cavités. Nous allons étudier la séparation des quatre cavités cardiaques, ce qui rend l’utilisation d’autre modèle comme le poisson (contenant un seul ventricule) incompatible avec nos recherches.
Réduction
Par une approche statistique nous réduirons au strict minimum le nombre d’animaux utilisés dans notre projet et défini qu'il nous faut au moins 17 souris/embryons par groupe. Afin de faire face à d’éventuelles pertes d’animaux ou incidents techniques, nous avons augmenté ce nombre de 15%, nous arrivons à un total de 20 souris/embryons par groupe. Pour l'analyse de la fonction cardiaque, nous avons choisi une méthode d'analyse longitudinale (échographie cardiaque) permettant d'analyser un même animal à différents temps, premettant ainsi de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Dès la naissance des animaux dans notre établissement utilisateur, nous porterons une attention au bien-être animal. Nous avons opté pour une méthode d’identification couplée au prélèvement pour génotypage, afin de réduire la douleur et le stress des animaux. Les animaux seront hébergés en groupe. L’environnement sera enrichi en fonction des préférences des animaux à l’aide de bandelettes de kraft ou de dômes en carton ou de batônnets à ronger. La manipulation des animaux sera faite par des personnes compétentes et sensibilisées à la manipulation à faible stress des rongeurs. Certains des modèles que nous allons utiliser n’ont pas été caractérisé d’un point de vue phénotypique. Nous allons donc procéder à des observations poussées des animaux et identifier, de la manière la plus précoce, l’apparition de signe de souffrance ou de détresse. Les points limites seront revus régulièrement en discussion avec la Structure Chargée du Bien Etre Animal.
Choix des espèces
L’anatomie et la fonction du cœur des souris sont proches de celles du cœur humain. Les souris génétiquement modifiées sont de bons modèles d’étude des atteintes des cardiopathies, de leurs conséquences sur la circulation sanguine et de leurs causes génétiques. Les femelles utilisées pour les accouplements seront utilisées durant les fenetres de fertilité des rongeurs: entre 2 et 8 mois. Au cours de l'étude, nous nous intéresserons à différents stades développementaux: le début du développement cardiaque (jours 8, 8.5, 9.5 et 10.5 post fécondation), au moment de la séparation des chambres cardiaques et du début de formation des valves cardiaques (jours 13.5 et 15.5 post fécondation) et juste avant la naissance (jours 18.5 post fécondation / mise bas naturelle prévue entre autour de 20 jours post fécondation dans nos modèles) Pour les individus de la procédure 3, nous analyserons leur phénotype à 1,5 et 3 mois correspondant aux stades de début et de fin de maturation des valves cardiaques.
Entretien de la lignée transgénique MAPT+ (suprexprimant le gène humain de la forme T34 de la protéine tau portant la mutation P301S)
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Mises à mort avant six mois, 1638 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance légère, pour entretenir une lignée génétiquement modifiée qui surexprime une protéine tau humaine mutée. Chaque animal subit un génotypage par section de deux millimètres de queue dans ses deux premières semaines de vie. Le porteur signale que la vie en élevage peut entraîner des blessures de bagarre, un pelage dégradé et un amaigrissement, et que le tatouage et le génotypage causent stress ou douleur. La mise à mort précoce vise à éviter le "phénotype dommageable" que la lignée est justement conçue pour développer.
Objectifs
Tau est une protéine qui stabilise le cytosquelette cellulaire. Elle est abondante édans le cerveau, et beaucoup plus rare ailleurs. Des mutations de cette protéine sont retrouvées dans de nombreuses pathologies neurodegeneratives, telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la démence frontotemporale… La lignée qui fait l’objet de cette saisine présente une évolution rapide de la maladie, avec des répercussions cellulaires constatées des 3 mois. Le choix de cette lignée est justifié par le modèle expérimental, la tranche d’hippocampe en culture, qui implique l’utilisation d’animaux jeunes.Le but de ce projet est l’entretien de la lignée murine transgénique surexprimant le gène humain codant pour la protéine tau portant une mutation pathologique, en vue d'utilisation à des fins de recherche fondamentales.
Bénéfices attendus
La lignée sera utilisée dans le cadre d’un grand projet de recherche impliquant cinq instituts, , dont le but est de comprendre les mécanismes communs entre 3 pathologies neurodégénérative très fréquentes : la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer et la sclérose latérale amyotrophique. Nous espérons que ces travaux nous permettrons de disséquer les perturbations de communications cellulaires constatées dans ces 3 maladies. La lignée sera également utilisée pour des projets propres au laboratoire, dont le but sera de déterminer les altérations mitochondriales dans la maladie d’Alzheimer.
Procédures
Toutes les animaux seront soumis à une procédure de génotypage entre lors des deux premières semaines de vie. 0,2 cm de queue seront prélevés avec un ciseau pour génotypage. La procédure de prélevement dure quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont celles pouvant se declarer suite à bagarre chez les animaux maintenus en élevage à savoir blessure, plaie, pelage dégradé, amaigrissement visible. les animaux pourront également ressentir du stress ou une douleur lors des procédures de tatouage et génotypage.
Devenir
Les souris seront mises à mort avant 6 mois. Cela permet d’éviter l’apparition du phénotype dommageable. Certains animaux seront utilises pour des cultures de tranches de cerveau (modèle in vitro de la maladie d''Alzheimer) une semaine après la naissance.
Remplacement
D'un point de vue méthodologique, nous nous engageons à respecter les règles de remplacement, de réduction et de raffinement. Pour le R de remplacer : Malheureusement, les modèles in vitro de la maladie d’Alzheimer existant à ce jour sont incomplets (cellules en cultures ne représentant pas l’intégralité des communications physiologiques entre les cellules du cerveau). Les modèles s’appuyant sur des organismes simples tels que zebrafish ou c. elegans ne sont encore que préliminaires. Ainsi, le modèle murin reste la référence dans l’étude de ce type de pathologie, justifiant le maintien de leur utilisation.
Réduction
Dans le cadre du respect de la règle des 3R, pour diminuer le nombre d’animaux, la production sera contrôlée par l’établissement utilisateur. 819 animaux sont concernés par cette saisine selon le calcul suivant: Sachant que 1 femelle produit en moyenne 9 bébés par portée pour cette lignée nous aurons la production de : 1 portée toutes les 3 semaines sur 5 ans = (260/3) = 86,7 portées x 9 bébés x 2 couples = 1560 souris produites Dont 780 hétérozygotes et 780 WT (répartition du génotype 50/50). Les 28 males reproducteurs seront issus de ces 780 hétérozygotes. Nous ajoutons 5% pour tenir compte des variabilités potentielle de répartition de génotype dans les portées, ou de nombre de portées par femelle : 1560*5/100=78. 1 portée toutes les 3 semaines est suffisante au maintien de la lignée et au prélevement des individus nécessaires pour maintenir le modèle in vitro de la maladie d’Alzheimer.
Raffinement
Tout est mis en place pour le bien etre animal. Les souris seront hébergées en cages collectives avec un milieu enrichi. La production sera faite en croisant des males hémizygote pour la mutation et des femelles wild type. Afin de raffiner les procédures, les males reproducteurs hémizygotes feront l’objet d’une surveillance régulière,afin de leur assurer une vie sans souffrance. Ils seront sacrifiés à 6 mois, soit bien avant l’apparition du phénotype dommageable. Ce point pourra être ajusté en fonction du bien-être de l'animal, si les points limites définis en terme d'apparence, plaie, perte de poids ou comportement pathologique sont atteints.
Choix des espèces
La souris est le modèle de rongeur le plus utilisé à l’heure actuelle pour l’étude des mécanismes neurodégénératifs dans le cadre de la maladie d’Alzheimer. Afin de pouvoir intégrer nos résultats dans la littérature existante, nous utiliserons la souris comme modèle expérimental. Les animaux seront utilisés jusqu'à 6 mois. C’est un bon compromis entre des animaux assez âgés pour pouvoir assurer un maintien de la lignée, mais assez jeunes pour ne pas présenter les premières manifestations du phénotype dommageable.
Etude des mécanismes de la réponse immunitaire anti-tumorale.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Greffées avec des cellules de lymphome par voie intraveineuse ou sous-cutanée, 1100 souris seront toutes tuées pour prélever leur rate, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que les cellules injectées forment des tumeurs dans plusieurs organes, ce qu'il décrit comme une source de souffrance pour l'animal. L'objectif est de comprendre l'activation et l'épuisement des cellules Natural Killer face à une tumeur. Les retombées pour la santé humaine restent au conditionnel, des résultats qui "pourraient à terme" mener à des développements.
Objectifs
Les cellules Natural Killer (NK) sont des cellules immunitaires spécialisées dans la lutte anti-tumorales. Lors du développement d'un cancer, après une phase d’activation au cours de laquelle les cellules NK éliminent les cellules tumorales, la persistance de la tumeur épuise les cellules NK et les rend inefficaces. Cet état d'épuisement conduit à une perte du contrôle sur la tumeur et à une reprise de la pousse tumorale. De nombreuses questions non-résolues subsistent sur le mode de régulation précis de ces deux phases (activation et épuisement). L'objectif de ce projet est de mieux comprendre cette régulation au cours de la réponse anti-tumorale. Pour cela, nous utiliserons un modèle tumoral chez la souris. Ce modèle est basé sur 2 lignées de lymphomes. Ces 2 lignées tumorales seront greffées à des souris normales ou déficientes dans les cellules NK uniquement pour les protéines que nous souhaitons étudier. Nous évaluerons l'impact de la déficience en chacune de ces protéines sur 1) la survie des souris suite à la greffe des cellules tumorales et 2) sur l’activation et l’épuisement des cellules NK.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux définir la régulation de l’activité anti-tumorale des cellules Natural Killer. Etant donné le rôle de ces cellules dans la réponse anti-tumorale, ces résultats pourraient à terme conduire à des développements en santé humaine.
Procédures
Les animaux seront greffés avec les cellules tumorales par injection intraveineuse dans la veine de la queue (1 injection par souris, 2 minutes) ou par injection sous-cutanée dans le flanc (1 injection par souris, 2 minutes).
Impact sur les animaux
Le modèle est bien caractérisé, ce qui nous permet de prédire les jours auxquels nous obtiendrons des cellules activées ou épuisées tout en limitant la souffrance des animaux. Lors d'une injection intraveineuse, les cellules injectées forment des tumeurs dans plusieurs organes, ce qui est source de souffrance pour l'animal. En ce qui concerne la voie d’injection sous-cutanée, la pousse de la masse tumorale sur le flanc est source d’inconfort pour l’animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en vue d'effectuer des prélèvements d'organe (rate) post-mortem afin d'effectuer des analyses phénotypiques et fonctionnelles des cellules Natural Killer.
Remplacement
Des expériences préliminaires en culture sur des cellules NK rendues déficientes pour les différents gènes testés dans ce projet ont été effectuées. Elles ont mis en évidence l'implication claire de ces gènes au cours de l’activation en culture. Ces modèles expérimentaux sont cependant limités, ne reproduisant qu’imparfaitement les conditions rencontrées dans un organisme, notamment la survenue de l’épuisement. Il nous est donc maintenant nécessaire de mettre en place un modèle animal.
Réduction
L'âge des souris utilisées étant assez étendu et leur sexe indifférent, tous les animaux produits dans notre établissement seront utilisés, évitant ainsi la mise à mort d'animaux inutiles. Nous utiliserons des méthodes d'analyses de pointe permettant de réaliser de multiples analyses et cela sur les cellules d’un même animal. Cela permettra ainsi d'optimiser l'utilisation des animaux. Lorsque cela est possible, la comparaison au sein d’une seule expérience des différentes lignées de souris testées permettra de réduire 1) le nombre de souris utilisées et 2) la variation expérimentale inhérente à la réalisation d’expériences indépendantes.
Raffinement
Le modèle est bien caractérisé, ce qui nous permet de prédire les jours auxquels nous obtiendrons des cellules Natural Killer activées ou épuisées tout en limitant la souffrance des animaux. D'autre part, nous nous baserons sur l'apparition d'une gêne des fonctions locomotrices postérieures due à la pousse tumorale dans la moelle osseuse. Ce signe précoce précède la dégradation de l'état général de l'animal. En cas d'apparition de ce signe sur un animal avant le jour prévu de mise à mort, tout le groupe sera mis à mort. Les groupes étant très homogènes, un tel mode opératoire nous permet d'obtenir des données interprétables et donc de réduire la variation intra-expérience. Enfin, afin de parer à toute éventualité, les expérimentateurs se tiendront prêts à réaliser l'expérience les jours précédant la mise à mort. Des visites seront effectuées tous les trois jours après la première semaine puis une surveillance accrue, visite matin et soir, sera réalisée les 3 jours précédents les dernières dates de mise à mort des animaux dans le but d'anticiper le moindre signe de souffrance. Enfin, des croquettes humidifiées seront placées dans la cage afin de faciliter l'accès des animaux à la nourriture. Des points limites prédictifs de la pousse tumorales ont été établis. Si une souris présente un des ces points limites, l’ensemble du groupe sera mis à mort pour analyse.
Choix des espèces
Les cellules Natural Killer ne sont présentes que chez les mammifères. Parmi ceux-ci, la souris est un modèle de choix. D'une part, et bien qu'il existe certaines différences entre l'immunologie murine et humaine, d'innombrables découvertes chez la souris sont transposables chez l'homme. D'autre part, la richesse des souches murines génétiquement modifiées et des réactifs disponibles permet une compréhension très approfondie des phénomènes mis en jeu du niveau moléculaire au niveau de l'organisme, un atout déterminant dans notre projet. Des souris âgées de 8 à 28 semaines seront utilisées. En effet, c'est à partir de l'âge de 8 semaine que les souris ont un système immunitaire mature. D'autre part, la réponse anti-tumorale ne varie pas sur la tranche d'âge considérée. Nous utiliserons de cette façon tous les animaux produits, évitant ainsi la mise à mort d'animaux inutiles.
Rôle de la signalisation de TSLP dans le développement du carcinome épidermoïde cutanée et sa réponse à l’immunothérapie
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
198 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections intradermiques de cellules tumorales au flanc, développent une tumeur locale et d'éventuelles métastases dans les ganglions, une partie recevant ensuite neuf injections intrapéritonéales sur trois semaines. Le projet cherche à préciser le rôle d'un facteur immunitaire dans le carcinome épidermoïde cutané et à repérer des cibles thérapeutiques. Le porteur renvoie les retombées cliniques au conditionnel, un blocage qui "pourrait" améliorer la survie des patients.
Objectifs
Le carcinome épidermoïde cutané est le deuxième cancer cutané le plus fréquent. Ce cancer est facilement traitable lorsqu’il est localisé, mais il a cependant un potentiel agressif et peut être responsable de métastases qui peuvent entrainer le décès. Les principaux facteurs de risque de survenue de ce cancer cutané sont l’âge et l’exposition chronique au soleil. Il est d’ailleurs plus fréquent et agressif en cas d’immunodépression, ce qui souligne le rôle du système immunitaire pour contrôler le développement du cancer. Comme dans de nombreux cancers, les cellules tumorales ont la capacité d’endormir le système immunitaire pour échapper à son contrôle. L’immunothérapie antitumorale fait partie des nouvelles stratégies pour restaurer une réponse immunitaire. Cependant, tous les patients ne répondent pas à ce traitement et une meilleure connaissance des cellules et molécules qui bloquent le système immunitaire et qui favorisent la progression tumorale est nécessaire. Le projet vise donc à déterminer ces facteurs, dans le but d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous nous intéressons en particulier à un facteur produit par les cellules de la peau. Ce facteur est connu pour être associé à un mauvais pronostic dans certains cancers, notamment le cancer du pancréas ou le cancer du sein. Nous émettons l’hypothèse que ce facteur pourrait modifier la réponse du système immunitaire dans le carcinome épidermoïde cutané et favoriser sa croissance.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les signaux et cellules impliqués dans la réponse du système immunitaire contre le carcinome épidermoïde. Ceci permettra l’identification de potentielles cibles thérapeutiques, lesquelles seront testées pour déterminer si leur blocage pourrait être un traitement potentiel en clinique pour améliorer la qualité de vie et survie des patients.
Procédures
Lors de la première et deuxième procédure, 126 souris seront anesthésiées et injectées par voie intradermique avec des cellules tumorales (durée : 6 min par souris). Lors de la troisième procédure, 72 souris seront anesthésiées et injectées par voie intradermique avec des cellules tumorales (durée : 6 min par souris). Par la suite, ces 72 souris seront injectées par voie intrapéritonéale 3 fois par semaine pendant 3 semaines (durée : 10 secondes x 9 injections = 1 minute 30). La durée totale des actes par souris lors de la troisième procédure par souris est de 7 minutes 30 secondes.
Impact sur les animaux
Les animaux injectés avec des cellules tumorales par voie intradermique au niveau du flanc développeront une tumeur au niveau local et d’éventuelles métastases au niveau des ganglions lymphatiques drainant le flanc. Un suivi rigoureux du comportement, de la vivacité de tous les animaux sera effectué. Ainsi, tout signe de souffrance, de stress ou d’angoisse de l’animal provoquera son exclusion de l’étude. Tous les animaux seront surveillés et traités selon les points limites énoncés.
Devenir
A la fin de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort pour analyser la croissance tumorale et la réponse immunitaire au niveau des ganglions lymphatiques et de la tumeur.
Remplacement
L’étude de la réponse immunitaire met en jeu plusieurs organes et réseaux complexes impliquant plusieurs types cellulaires. Cette complexité rend nécessaire l’utilisation d’expériences in vivo pour comprendre le type d’interaction et les différentes voies de signalisation impliquées dans ces réponses immunitaires ainsi que le processus de progression tumorale.
Réduction
Le protocole sera appliqué à un maximum de 198 souris. Ces souris seront utilisées afin d’étudier le rôle du facteur étudié dans la progression tumorale. Le nombre de souris a été estimé de façon à pouvoir détecter des différences significatives dans la croissance de la tumeur ou dans la réponse cellulaire immunitaire contre la tumeur (nombre de cellules immunitaires au sein de la tumeur).
Raffinement
La greffe tumorale par le biais d’injection intradermique et la prise de photos nécessitent une anesthésie gazeuse légère de courte durée. Les souris seront remises dans leur cage avec une courte exposition à la lampe chauffante. Les souris seront maintenues en groupe pour préserver les interactions sociales. En plus de la surveillance journalière, le suivi de la progression tumorale (prise de photos, mesure de la taille de la tumeur) sera réalisé 3 fois par semaine (lundi, mercredi, vendredi). Des points limites, précis et gradés pour chacune des procédures expérimentales ont été définis. Si un animal atteint les points limites établis, il sera retiré de l’étude et euthanasié.
Choix des espèces
La réponse immunitaire dans le contexte tumoral met en jeu différents organes comme la peau et les ganglions lymphatiques, rendant nécessaire l’utilisation d’expériences in vivo pour comprendre cette réaction. Le modèle animal choisi pour étudier le CEC est la souris, car son système immunitaire est proche de celui de l’Homme avec une immunité innée et une immunité adaptative. De plus, la peau des souris présente des similitudes avec la peau humaine, rendant ce modèle pertinent pour l’étude du CEC. Les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines de vie afin d’étudier le système immunitaire à l’âge adulte.
Etablissement de modèles murins et thérapies ciblées dans les tumeurs rhabdoides
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Toutes tuées pour analyses post-mortem, 2039 souris, dont 1845 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, sont utilisées pour reproduire des tumeurs rhabdoïdes, des cancers pédiatriques. Elles subissent des greffes de fragments tumoraux sous la peau ou des injections de cellules dans le cerveau, y compris chez des souriceaux de sept jours, suivies de traitements par gavage et de séances d'imagerie sous anesthésie. Selon le porteur, la localisation cérébrale des tumeurs peut provoquer des troubles moteurs, des difficultés à s'alimenter et une perte de poids. Il annonce des traitements pour les enfants "à relativement court terme", tout en développant en parallèle des organoïdes humains censés réduire le recours aux souris.
Objectifs
Les tumeurs rhabdoïdes sont des cancers très agressifs touchant des jeunes enfants et dont l’origine cellulaire est mal connue. Leur localisation est variée (système nerveux central, tissus mous, reins…) mais elles présentent des caractéristiques cliniques et histologiques communes. A ce jour, trois sous-types de tumeurs rhabdoïdes cérébrales ont été décrits (« MYC », « SHH », « TYR »), probablement en lien avec leurs diverses cellules d’origine. Aucune thérapie standard n’est établie à ce jour, les chimiothérapies fortes et l’irradiation étant peu efficaces et lourdes pour de très jeunes enfants. Il est donc nécessaire de trouver des traitements nouveaux, testés au laboratoire avant d’être donnés aux enfants. Les tests de médicaments sur des lignées cellulaires in vitro sont la première approche du projet. Ensuite, il est nécessaire de vérifier que les molécules candidates ont une efficacité sur des organismes vivants. Pour cela, nous avons développé des modèles dans lesquels des tumeurs murines issues de modèles transgéniques (mis au point il y a plusieurs années) ou issues de patients ont été greffées sur des souris et nous souhaitons traiter les souris greffées avec les molécules candidates afin de retenir celles qui méritent un développement clinique. En parallèle de ces travaux, nous développons des modèles de souris génétiquement modifiées, permettant d’obtenir de façon très sélective des tumeurs précoces, en particulier cérébrales, très similaires aux tumeurs observées chez les enfants. Nous projetons d’isoler des cellules du cerveau des souris à un stade précédant la transformation cancéreuse en les isolant de cerveaux prélevés chez les embryons de souris génétiquement modifiées afin de tenter de les maintenir en culture in vitro, et ex vivo, dans des organoïdes de cerveaux. Par la suite afin de démontrer leur pouvoir oncogénique in vivo, nous injecterons ces cellules dans le cerveau de souris d’âges divers, tenant compte du fait que la maturation du cerveau environnant peut jouer un rôle pour ces cancers cérébraux très précoces : à 7 jours de vie, à la fin du premier mois, à l’âge adulte. Nous savons donc dorénavant cibler avec plus de précision les cellules dans lesquelles les tumeurs prennent naissance et souhaitons approfondir notre compréhension moléculaire des différents sous-types de tumeurs rhabdoïdes obtenues.
Bénéfices attendus
Gains attendus des modèles de greffes de cellules et tumeurs, et des tests réalisés sur ces greffes Le projet permettra d’une part une meilleure compréhension théorique des tumeurs rhabdoides en particulier les étapes de transformation de la cellule d’origine vers la cellule tumorale et d’autre part, de développer des modèles précliniques afin d’évaluer des thérapies. Le développement de modèles de tumeurs orthotopique chez la souris (injection intra-cerebrale comme chez les patients) permettra d’évaluer des traitements expérimentaux en tenant compte de la localisation dans le cerveau comme les 2/3 des tumeurs rhabdoides chez les patients. Ces modèles d’étude ont pour objectif d’aboutir à des traitements contre certaines tumeurs pédiatriques pour les enfants avec la meilleure chance possible d’efficacité, à relativement court terme.
Procédures
Dans une première et deuxième procédure, visant à établir les modèles précliniques pour évaluer les thérapies, les animaux sont greffés soit avec des fragments de tumeurs par voie sous cutanée soit avec des cellules tumorales par voie intracérébrale, sous anesthésie (1x par expérience sur une durée d’environ 30 min). Les animaux vigiles sont ensuite traités avec diffèrents médicaments par injection intrapéritonéale ou gavage (3 fois par semaine, pendant 4 semaines – durée du geste inf à 20sec), Dans une troisième procédure permettant de générer des tumeurs intracérébrales à suivre par imagerie, les souris (de 3 âges différents) seront injectées avec des cellules tumorales en intracérébral. Cette chirurgie s’effectue en 30 min sous anesthésie générale. Puis la croissance tumorale sera suivie par imagerie sous anesthésie générale 1 à 2 fois par semaine au long de l’expérience (durée de l’imagerie : 10min). Dans une quatrième procédure visant à générer des tumeurs murines spontanées au niveau cérébral, . Les croisements entres souches appropriées sont réalisés et les souris ne subissent aucun geste technique de leur vivant. Dans une 5ème procédure utilisant des modèles de tumeurs spontanées, certains animaux vigiles recevront un produit par gavage, 1 seule fois au cours de la procédure. Les autres ne subissent aucun geste technique de leur vivant.
Impact sur les animaux
Les greffes en sous-cutané peuvent induire des douleurs après incision cutanée et suture par agrafes pendant maximum 48h.Le développement des tumeurs en sous-cutané peut occasionnellement gêner la mobilité des animaux. Les greffes intra-cérébrales peuvent induire des douleurs dans les 48h suivant la procédure de chirurgie invasive et la possibilité de complication (infectieuse) de la plaie (évènement rare). Selon la localisation de la tumeur au niveau cérébral,des troubles de la motricité avec des difficultés à s’alimenter et donc une perte de poids peuvent apparaitre. Les nuisances attendues lors de l'administration des traitements (produits non douloureux) seront celles liées à l’injection intrapéritonéale ou au gavage (gène de courte durée).
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Au préalable à chaque étude préclinique chez la souris testant l’efficacité d’un traitement, nous réalisons des tests in vitro sur des lignées cellulaires issues des tumeurs rhabdoides nous permettant de sélectionner les molecules avec les effets les plus prometteurs pour passer ensuite chez l’animal. Il est nécessaire d’utiliser le modèle animal afin de reconstituer toutes les interactions entre tous les types cellulaires.Néanmoins, pour limiter l’utilisation des souris, nous développons également en parallèle des tumoroïdes ainsi que des organoïdes humains à partir de cellules souches. Ce qui permettrait de sélectionner les meilleurs candidats prometteurs pour une efficacité contre les cellules tumorales pour ensuite les évaluer sur les souris. Les modèles murins restent les modèles les plus performants pour identifier les cellules d’origine des tumeurs et permettre une description des étapes précoces de la transformation cancéreuse. A ces égards, ils ne restent qu’imparfaitement remplaçables par des modèles ex vivo.
Réduction
1.Greffes et tests sur ces greffes Avant chaque étude thérapeutique préclinique, des tests in vitro nous permettent de sélectionner les molécules à tester sur des lignées cellulaires de tumeurs rhabdoïdes. Nous limitons les expériences in vivo à celles pour lesquelles un rationnel in vitro est établi. - Le nombre de souris par groupe est ajusté au minimum pour des expériences de test d'efficacité de traitements afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante. Nous limiterons le nombre de souris greffées pour chaque modèle tumoral, mais en maximisant le nombre de modèles greffés afin de reproduire la diversité observée en essais cliniques chez l’homme. Chaque tumeur sera coupée en plusieurs échantillons afin de réaliser plusieurs analyses post-mortem sur la même tumeur pour permettre de réduire le nombre d’animaux utilisés. Cela permet également un suivi transversal des tumeurs et améliore la significativité des expériences. 2. Etudes de cellules neuronales génétiquement modifiées -Nous limiterons à 3 le nombre maximal de tumeurs obtenues après greffes de cellules issues de cerveaux de nos souris génétiquement modifiées. La procédure d’établissement des tumeurs ne sera pas poursuivie au-delà. - les cellules tumorales exprimeront des marqueurs bioluminescents pour être suivies au cours du temps par une caméra externe à la souris, permettant un suivi de la croissance tumorale en temps réel chez l’animal vivant, afin de limiter le nombre de mises à mort « à l’aveugle ». 3.Modèles transgéniques Pour les nouveaux modèles, le phénotype d’au moins 10 souris ayant le génotype d’intérêt devra être décrit. Si les premiers phénotypes sont très identiques, le nombre de souris étudiées ne dépassera pas 10. La caractérisation des tumeurs attendues dans ces génotypes nécessitera des analyses en histologie et biologie moléculaire ; chaque tumeur sera répartie en plusieurs morceaux pour permettre le plus grand nombre possible d’analyses par échantillon. Après description du phénotype, les lignées seront maintenues avec un génotype n’exposant pas à un phénotype dommageable
Raffinement
1.Greffes Dès que cela n’implique pas de stress ou de l’angoisse supplémentaire, une méthode d’anesthésie par voie gazeuse sera utilisée pour réaliser les gestes techniques nécessaires à l’expérimentation. De plus, des méthodes analgésiques seront appliquées avec l’utilisation d’analgésiants locaux ou généraux pendant l’opération et si besoin post-opératoire. Un gel oculaire serait utilisé pour prévenir le dessèchement de la cornée si l’anesthésie devait durer plus de 5 min. Le réveil de l’animal se fera sur tapis chauffant et sera surveillé par l’expérimentateur. Les animaux seront observés tous les jours jusqu’à ce qu’ils récupèrent de l’intervention, et leur état sera évalué selon la grille de score du SBEA. Pour les greffes sous-cutanées, la croissance tumorale sera mesurée à l’aide d’un pied à coulisse Les souris seront euthanasiées dès que des signes de dégradation clinique seront observés, tels que décrits dans la grille de score Pour les greffes intra-cérébrales : l’injection de cellules dans le cerveau exprimant une fluorescence que l’on peut quantifier par caméra externe à l’animal (marqueur bioluminescent) permettra de suivre la croissance tumorale par une méthode non invasive. Cette quantification par imagerie sera réalisée de 1 à 3 fois par semaine et sous anesthésie gazeuse. 2. Modèles transgéniques Afin d’aider les souris qui souffriraient de troubles de la mobilité empêchant d’accéder à la nourriture, nous veillerons à disposer dans les cages de l’aliment gélifié. L’animal peut être isolé si nécessaire afin d’éviter de mauvaises interactions avec d’autres animaux. Les animaux seront suivis grâce à la grille des scores définissant les points limites et donc la fin de l’expérience.
Choix des espèces
La souris est le modèle de prédilection pour les expériences menées en recherche en thérapeutique du cancer, en particulier pour sa parenté physiologique avec l’Homme. Ce modèle est utilisé dans de nombreuses études en cancérologie, notamment pour des expériences de greffes en sous-cutanée et orthotopiques afin de mettre au point des traitements dans les conditions d’un organisme vivant. Par ailleurs, les modèles murins génétiquement modifiés que nous prévoyons d’étudier sont pour certains déjà développés et bien caractérisés : nous savons qu’ils sont très adaptés mais qu’ils ne recouvrent pas toute la diversité moléculaire de la maladie humaine. Les modèles génétiquement modifiés à développer devraient offrir, selon nos hypothèses, un niveau de pertinence plus complet pour l’étude des divers sous-types de la maladie humaine, en ciblant des progéniteurs plus restreints. Les souris immunodéficientes et normales arriveront à l'animalerie âgées de 5 semaines. Après une période d'adaptation d’une semaine minimum à l'animalerie, les animaux seront alors utilisés à l'âge de 7 semaines de manière à favoriser la reproductibilité des résultats. Les animaux issus des lignées génétiquement modifiées seront observés de leur naissance jusqu’à l’âge adulte. Afin d’étudier à quels stades du développement embryonnaire les cellules commencent le processus de transformation cancéreuse, nous sacrifierons des femelles gestantes (pas de phénotype dommageable) et prélèverons les embryons à divers moments de la gestation (entre le 10eme et le 18eme jour post-fécondation) .
Motivation pour la nourriture chez la souris : analyses comportementales et moléculaires
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Soumises à une restriction alimentaire maintenant leur poids à 90 % pendant l'expérience, 288 souris vont être utilisées puis toutes tuées pour prélèvement de tissus cérébraux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont isolées, exposées de façon répétée au sucre et prélevées trois fois par voie sanguine, pour étudier la motivation alimentaire et la consommation excessive de saccharose. Le porteur indique que l'isolement et la restriction sont sources de stress et que les prises de sang peuvent causer douleur, infection voire nécrose. Il affirme qu'aucun modèle autre que "l'animal entier" ne permettrait cette étude, dont les retombées restent renvoyées à un futur projet.
Objectifs
Dans les pays développés, la consommation alimentaire est motivée par le plaisir plus que par le besoin de se nourrir. De ce fait, des dérives sont observées dans les comportements alimentaires, notamment une consommation excessive de nourriture appétissante peut devenir préoccupante puisque plusieurs pathologies y sont liées, comme l’obésité. Cependant, les adaptations comportementales et cérébrales associées à ces troubles de l’alimentation ne sont pas encore bien caractérisées. Ce programme de recherche vise à étudier la relation entre les prises excessives de nourriture appétissante et la motivation. En particulier, un protocole classique de mesure de la motivation chez la souris est utilisé pour de la nourriture normale ou de la nourriture appétissante comme le sucre. Les profils d’acquisition de la tâche seront comparés entre mâles et femelles. Ensuite, les effets d’une consommation excessive de sucre sur cette motivation seront évalués. Enfin, les changements d’expression de gènes et de protéines dans le cerveau seront étudiés pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents
Bénéfices attendus
En identifiant les mécanismes physiologiques, notre recherche permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes centraux impliqués dans les troubles alimentaires. Nous observerons notamment si des différences motivationnelles intersexuelles existent. Ce projet servira egalement de base à un futur projet visant à evaluer les alterations moleculaires associées aux troubles alimentaires
Procédures
Exposition au sucre pour l’apprentissage de la tâche au maximum 45j, avec une session de 45 min par jour maximum selon les conditions testées. Une privation de nourriture avec le maintien du poids à 90% du poids de départ sera effectuée pendant la durée de l’expérience (45 j max). Consommation excessive de saccharose : les animaux ont le choix entre de l’eau et du sucre tous les jours, pendant 4h ou 24h selon le groupe expérimental, pendant 2 ou 8 semaines, selon les résultats. Prise de sang à 3 reprises lors du protocole (semaines 1, 4 et 8).
Impact sur les animaux
L’isolement des animaux permettant la mesure individuelle de consommations de liquide et de nourriture peut être une source de stress ou d’anxiété pour les animaux. Une perte de poids est attendue avec la restriction alimentaire mise en place la veille du paradigme operant. La restriction alimentaire est poursuivie pendant toute l’expérience avec un maintien du poids à 90% du poids de depart. La prise de sang à 3 reprises lors du protocole de binge saccharose peut induire une douleur et un risque d'infection voir de nécrose.
Devenir
Les animaux sont tous mis à mort pour prélèvements de tissus et analyses moléculaires .
Remplacement
Dans la mesure où nos travaux portent sur la caractérisation comportementale et moléculaire d’une consommation excessive d’aliment ou de la motivation pour ces aliments, il n’est pas possible de recourir à un autre type de modèle d’étude qu’à celui de l’animal entier
Réduction
Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux pour permettre des analyses statistiques avec les mêmes cohortes utilisées pour l analyse comportementale et l’analyse moléculaire. Les expériences seront menées sur les deux sexes.
Raffinement
La surveillance des animaux est journalière (observation visuelle, suivi de l’aspect général et de la posture) et une pesée au minimum 2x/semaine est réalisée lors du suivi des consommations (nourriture/sucre/eau), permettant de s’assurer du bien-être des souris. Les souris ont toujours accès à de l’eau, Pour le paradigme opérant, les souris sont mises en restriction alimentaire afin de maintenir les animaux à 90% du poids initial pendant la durée de l’expérience. Le poids des animaux est monitoré tous les jours et la quantité de nourriture ajustée en fonction . Le prélèvement sanguin est effectué sous analgésie locale. Un suivi spécifique à chaque procédure avec des points limites adaptés sera mis en place pour éviter toute souffrance éventuelle. De plus, les animaux sont isolés dans des cages enrichies et en cages ouvertes ce qui permet les contacts olfactifs entre congénères et permet aux animaux de communiquer entre eux ce qui concourt à limiter l’impact du stress d’isolement
Choix des espèces
Le modèle rongeur représente une alternative de choix pour la modélisation préclinique des troubles alimentaires. Sur un plan évolutif, les rongeurs, appartiennent au clade des mammifères le plus proche de celui des Primates. Nous choisissons de travailler avec la souris car nous pourrons ensuite étudier le rôle de gènes précis dans les adaptations observées, en utilisant des modèles de souris génétiquement modifiées Souris jeunes adultes (8 semaines en début de procédure). Le jeune adulte correspond à la période de vie de vulnérabilité accrue chez l’Homme vis-à-vis des troubles alimentaires
Evaluation de l’impact de l’électrostimulation du nerf splénique sur la fonction des lymphocytes T CD4+ dans un modèle d’encéphalite aigue expérimentale (EAE)
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance de modéré à sévère. Une partie subit l'implantation chirurgicale d'une électrode sur le nerf de la rate, puis une induction de sclérose en plaque expérimentale provoquant une paralysie partielle des membres et une perte de poids, d'autres recevant un transfert de lymphocytes. Le projet évalue si l'électrostimulation du nerf splénique agit sur des cellules immunitaires impliquées dans la maladie. Le porteur affirme que ce type d'étude ne s'envisage que sur des "organismes entiers".
Objectifs
L'objectif de ce projet de recherche est d'évaluer l'effet de l'électrostimulation du nerf splénique la fonction de cellules immunitaires appélées lymphocytes T CD4+ dans un modèle murin de sclérose en plaque, l’encéphalite autoimmune expérimentale (EAE). Il a pour finalité éventuelle d'appliquer ce traitement par électrotimulation en clinique. La sclérose en plaque est une maladie neuro-dégénerative inflammatoire chronique caractérisée par une atteinte du système nerveux central. L'efficacité des traitements actuels est malheureusement inconstante, et épuisable obligeant à changer souvent de molécule. Une thérapie basée sur l’électrostimulation des nerfs périphériques est une approche thérapeutique innovante et pourrait apporter une nouvelle alternative thérapeutique pour les patients réfractaires aux traitements actuels. Nous avons ainsi récemment démontré que la stimulation du nerf de la rate (splénique) réduisait significativement le développement de l’encéphalite autoimmune expérimentale (EAE), modèle murin de la sclérose en plaque. On sait que la stimulation de certains nerfs périphériques agit également directement sur les cellules du système immunitaire en inhibant leur activité. Toutefois, l’impact d’une stimulation chronique du nerf splénique sur la fonction des lymphocytes T CD4, cellules fortement pathogéniques dans ce modèle d'EAE, n’a jamais été évalué. Nous cherchons donc à évaluer l'effet de l'électrostimulation du nerf splénique sur la fonction des lymphocytes T CD4+. Le projet consiste à : 1- implanter chez une souris une électrode de stimulation au niveau du nerf de la rate (nerf splénique); 2- puis induire une sclérose en plaque expérimentale (modèle d’EAE par injection sous-cutané d’un antigène dérivé de la myéline et d’un adjuvant) ; 3- puis évaluer la fonction des lymphocytes T CD4 de souris électrostimulées ou non en les transférant par injection intraveineuse (= transfert adoptif) dans des souris receveuses atteintes d'EAE. L'évaluation du score clinique sera effectuée tous les jours suivants l'induction de l'EAE. Cette étude comparative chez la souris apportera les éléments nécessaires pour déterminer l’impact sur les fonctions inhibitrices ou pathogéniques des lymphocytes T CD4+.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de déterminer l'effet de l'électrostimulation du nerf splénique la fonction des lymphocytes T CD4+ dans un modèle murin de sclérose en plaque. Une thérapie basée sur l’électrostimulation des nerfs périphériques est une approche thérapeutique innovante, présentant une toxicité potentielle moindre comparée aux molécules de type stéroïdien par exemple. Déterminer si l’électrostimulation inhibe les principales cellules pathogéniques impliquées dans la sclérose en plaque pourrait conforter l’utilisation de cette nouvelle alternative thérapeutique pour les patients réfractaires aux traitements actuels.
Procédures
L’ensemble des animaux seront rasés et l’EAE sera induite par immunisation. Pour ce faire, deux injections d'adjuvant complet de Freund (CFA) et d’un peptide dérivé de la Myéline Oligodendrocyte Glycoprotéine seront administrées par voie sous-cutanée à la base de la queue sous anesthésie générale à l’isoflurane . Le CFA est composé à 50% d’huile minérale et à 50% d’eau. De la toxine pertussis (PTX) sera également injectée par voie intra-péritonéale . La PTX permet la perméabilisation de la membrane hémato-encéphalique. Deux jours après l’immunisation,de la toxine pertussis sera injectée par voie intrapéritonéale sous anesthésie générale à l’isoflurane . Transfert adoptif (300 animaux): Les groupes faisant l’objet d’un transfert adoptif (300 animaux) recevront une injection intra-veineuse d’un million de cellules ou non sous anesthésie générale. Implantation électrode : 120 animaux les animaux recevront un analgésique (Buprénorphine® par voie intra-péritonéale , 20 minutes avant l’opération puis subiront une anesthésie générale à l’isoflurane . Après rasage et désinfection, une ouverture de l’abdomen sera réalisée. Une électrode sera implantée au niveau du nerf splénique. La paroi abdominale sera suturée avec du monofils résorbable puis le plan cutané sera suturé avec des fils non résorbables. Les fils connectant cette électrode aux connecteurs seront acheminés par voie sous-cutanée jusqu'à la tête de l’animal. Une incision sera pratiquée à l'arrière du crâne permettant l'exposition de la boîte crânienne. Un ciment dentaire sera alors utilisé pour fixer les connecteurs au crâne. La durée prévue de l’opération est de 20 minutes. Le lendemain de l'opération, les animaux opérés recevront un traitement anti-inflammatoire non stéroïdien (Metacam sirop dans l’eau de boisson) maintenu pendant les 3 jours suivants. Animaux classés sans réveil : 60 animaux (Groupes temoins naifs ). Pas de prélèvement sur animaux vigiles
Impact sur les animaux
1- Nuisances associés à l’EAE : L’EAE consiste en l’injection d’un adjuvant avec un peptide de la myéline (petide MOG). Cette injection provoque chez l’animal une réaction auto-immune dirigée contre la myéline du système nerveux central, conduisant à une démyélinisation des fibres nerveuses et un dommage axonal. Entre 8 et 12 jours après l’injection, les premiers déficits moteurs apparaissent, touchant principalement les membres inférieurs. Ces déficits sont caractérisés par une paralysie partielle des membres et sont donc associés à une mobilité réduite et à une perte de poids. Le pic de la pathologie est atteint aux alentours du jour 14 post induction puis les symptômes associés à la maladie vont décroitre progressivement jusqu’à la fin de l’expérimentation. 2- Nuissance associées à l’électrostimulation : Il n’y a pas de douleurs associées à l’électrostimulation du nerf splénique car ce nerf n’est pas constitué de fibres nerveuses sensitives. Une douleur d’une durée estimée à 48 heure est par contre engendrée par la procédure chirugical permettant l’implantation de l’électrode de stimulation sur le nerf splenique du fait de l’incision de la peau et du péritoine. Lors de l'électrostimulation les animaux seront séparés les uns des autres car la stimulation électrique requière une connexion à un stimulateur électrique externe par un fil incompatible avec une stabulation en groupe pendant 14 ou 21 jours (risques de rognage de fils). 3-Nuissances associées au transfert adoptif des lymphocytes T CD4 L’injection de lymphocytes T CD4 isolés de souris électrostimulées ou non se fera en intraveineuse sous anéthésie gazeuse. Le transfert de lymphocytes T CD4 dans le modèle d’EAE a été largement décrit dans la littérature et peut être associé à une augmentation du score clinique de lordre de 15% au maximum (dans le cas de lymphocytes T CD4 fortement pathogéniques).
Devenir
Afin de limiter au maximum les souffrances potentielles associées à l'évolution de la pathologie, l'ensemble des animaux sera mis à mort.
Remplacement
Ce type d’étude ne peut être envisagés que sur des organismes entiers préservant l’intégrité des interactions entre les systèmes immunitaires et nerveux dans un contexte pathologique et non pathologique.
Réduction
Les estimations du nombre d'animaux par condition expérimentale a été determiné par par une approche statistique.
Raffinement
Des mesures de raffinements seront mises en place afin de limiter au maximum les contraintes imposées aux animaux dans le contexte de cette étude : les interventions chirurgicales seront menées suivant un protocole d’anesthésie et d’analgésie en prenant soin de maintenir la température corporelle des animaux en les plaçant sur une couverture chauffante. Le suivi postopératoire inclura un traitement antalgique et une grille d’observation préétablie prévoyant des mesures correctives et la mise en œuvre le cas échéant de points limites précoces et adaptés.
Choix des espèces
Le modèle souris a été choisi car c’est l’espèce animale de référence en Immunologie chez laquelle l’EAE a été la mieux caractérisée. Le projet portera sur des souris femelles C57Bl/6 âgées de 8 semaines permettant une chirurgie aisée (poids entre 20 et 25 gr). De plus, à 8 semaines les souris ont atteints leur maturité. Cet age correspondent à un jeune adulte, qui est l’âge auquel la sclérose en plaque est généralement révélée chez l’homme
Interactions douleur et prise excessive de sucre ou d’alcool chez la souris : analyses comportementales et moléculaires
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
1 008 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance de modéré à sévère. Elles sont isolées pour mesurer leur consommation de sucre ou d'alcool, subissent des prélèvements sanguins répétés et une chirurgie induisant une douleur neuropathique, le porteur indiquant renoncer à tout antalgique pour ne pas fausser ses mesures. Le projet étudie les liens entre douleur, prise excessive de sucre ou d'alcool et addiction. Le porteur affirme que ce travail comportemental et moléculaire n'est possible que sur "l'animal entier".
Objectifs
Dans les pays développés, la consommation alimentaire semble être motivée par le plaisir plus que par le besoin de se nourrir. Ce phénomène, qui consiste à consommer un aliment pour son goût agréable (appétissant), apparaît préoccupant puisqu’il peut devenir la cause de maladies comme l’obésité. Les adaptations comportementales et cérébrales associées à ces troubles de l’alimentation pourraient partager des similitudes avec celles mises en place dans l’addiction à l'alcool. Notre programme de recherche vise à étudier la relation entre les prises excessives de nourriture appétissante et la consommation d'alcool. En particulier, l’apparition de douleur chez des patients souffrant d’addiction à l’alcool a été décrite mais n’est pas bien comprise. Nous faisons l’hypothèse que les troubles de l’alimentation pourraient jouer un rôle dans le développement de douleur, et nous étudions les mécanismes sous-jacents. Les objectifs sont donc dans un premier volet de (1) mesurer les réponsesà la douleur dans nos modèles, et d'effectuer des mesures du bien-être ; (2) caractériser les changements d’expression de gènes et de protéines dans le cerveau. Dans un deuxième volet, nous souhaitons (3) étudier les effets d’une douleur neuropathique sur la consommation de sucre ou d’alcool.
Bénéfices attendus
En identifiant les mécanismes physiologiques, notre recherche permettra d’améliorer la compréhension des mécanismes centraux impliqués dans les troubles alimentaires et dans l’addiction en général, et en particulier dans le cadre de douleur neuropathique.
Procédures
-Prise de sang à 3 reprises lors du protocole de binge saccharose en PE1 (semaines 1, 4 et 8); Prélèvement sanguin, au maximum tous les 15j, après le début des régimes, en PE2, PE3 et PE5; -Chirurgie, PE5, Modèle douleur neuropathique, 1 fois pour chaque animal, suivi sur 8 semaines maximum
Impact sur les animaux
Nous utilisons des modèles de consommation excessive qui nécessitent l’isolement des animaux pour une précision des mesures. Nous surveillons les animaux quotidiennement. La prise de sang à 3 reprises lors du protocole de binge saccharose peut induire une douleur et un risque d'infection voir de nécrose. Un modèle de douleur neuropathique sera utilisé dans le deuxième volet de l’étude, pour lequel une chirurgie est effectuée sous anesthésie générale. Dans ce modèle, les souris présentent des seuils nociceptifs abaissés, qui sont aussi des symptômes de neuropathie observés en clinique. Cependant nous ne pouvons pas utiliser de moyens pharmacologiques pour réduire la souffrance des animaux car cela risquerait d’interférer avec les mécanismes que nous étudions.
Devenir
PE1 à PE5: Les animaux sont tous mis a mort ( lots détaillés dans chaque PE) pour prélèvements de tissus et analyses moléculaires
Remplacement
Dans la mesure où nos travaux portent sur la caractérisation comportementale et moléculaire d’une consommation excessive d’aliment ou d’alcool, ou d’une douleur, il n’est pas possible de recourir à un autre type de modèle d’étude qu’à celui de l’animal entier.
Réduction
Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux pour permettre des analyses statistiques pour l’analyse comportementale et l’analyse moléculaire. L’effectif est plus important pour l’expérience de neuropathie, pour prévenir des aléas expérimentaux ainsi qu'une éventuelle variabilité. Les expériences seront menées sur les deux sexes.
Raffinement
La surveillance des animaux est journalière (observation visuelle, suivi de l’aspect général et de la posture) et une pesée au minimum 2x/semaine est réalisée lors du suivi des consommations (sucre ou alcool), permettant de s’assurer du bien-être des souris. Les souris ont toujours le choix de consommation (sucre ou alcool) avec de l’eau. Les souris, habituées au dispositif expérimental avant le début des mesures, peuvent se soustraire à la stimulation nociceptive. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale. Le prélèvement sanguin est effectué sous analgésie locale. Un suivi spécifique à chaque procédure avec des points limites adaptés sera mis en place pour éviter toute souffrance éventuelle. Les procédures regroupent plusieurs tests comportementaux dont l'enchaînement est compatible avec le bien-être de l'animal, ce qui permet de réduire l’effectif. De plus, les animaux sont isolés dans des cages enrichies et en cages ouvertes ce qui permet les contacts olfactifs entre congénères et permet aux animaux de communiquer entre eux ce qui concourt à limiter l’impact du stress d’isolement.
Choix des espèces
Le modèle rongeur représente une alternative de choix pour la modélisation préclinique des troubles alimentaires et l’addiction. Sur un plan évolutif, les rongeurs, appartiennent au clade des mammifères le plus proche de celui des Primates. Nous choisissons de travailler avec la souris car nous pourrons ensuite étudier le rôle de gènes précis dans les adaptations observées, en utilisant des modèles de souris génétiquement modifiées Souris jeunes adultes (8 semaines en début de procédure). Le jeune adulte correspond à la période de vie de vulnérabilité accrue chez l’Homme vis-à-vis des troubles alimentaires et de la dépendance aux drogues.
Etude du remodelage des neurones à parvalbumine dans l’hippocampe de souris modèles de la maladie d’Alzheimer soumises à un enrichissement environnemental
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 570 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance de léger à modéré, 1 456 étant mises à mort pour prélèvement de tissus et 114 gardées vivantes pour d'autres projets. Modèles d'Alzheimer, elles subissent des chirurgies d'une à deux heures et demie avec injections et pose d'électrodes, des enregistrements cérébraux en cage isolée et des tests de mémoire spatiale et sociale. Le projet cherche à relier l'effet d'un environnement enrichi sur la mémoire au remodelage de certains neurones de l'hippocampe. Le porteur affirme qu'étudier des comportements complexes rend "indispensable" le modèle animal.
Objectifs
Dans le cerveau, certains neurones jouent un rôle clé dans le contrôle de l’activité des autres neurones et dans la formation et le maintien des souvenirs. Après un apprentissage, ces neurones subissent des modifications qui leur permettent d'assurer la stabilité des souvenirs nouvellement acquis. Or, ces neurones fonctionnent de façon anormale dans le cerveau de souris modèles de la maladie d’Alzheimer (MA) ainsi que celui de patients atteints par cette pathologie. Chez l'humain, les études épidémiologiques indiquent qu'une vie riche en expériences diverses, que ce soit sur le plan intellectuel, sportif ou social par exemple, permet de former une réserve cognitive qui permettrait de diminuer les risques ou de ralentir la progression des maladies neurodégénératives. Cette ressource repose sur le fait que le cerveau peut compenser différentes lésions ou affections cérébrales en utilisant des réseaux neuronaux préexistants, ou en activant de nouvelles connexions neuronales. En accord avec cette idée, les souris modèles de la maladie d'Alzheimer placées dans un environnement enrichi (EE) qui comporte des expériences sensorielles et sociales stimulantes (cages plus grandes, avec plus de congénères, et des objets changés régulièrement) ont des capacités d’apprentissage et de mémoire améliorés au moins pendant plusieurs mois. Ce projet vise à démontrer que les améliorations comportementales observées chez les souris Alzheimer sont directement liées aux modifications subies par les neurones impliqués dans la formation et le maintien des souvenirs suite à ces stimulations. Il cherchera également à évaluer si les changements subis par ces neurones suite au séjour dans l’EE s’accompagne d’un rétablissement de l’activité électrique dans la région cérébrale clef dans la formation des souvenirs, l’hippocampe.
Bénéfices attendus
Ce projet se place dans le contexte général de la compréhension des substrats neuronaux à l’amélioration comportementale et cognitive observée suite à des stimulations sensorielles et sociales dans la maladie d’Alzheimer (concept de réserve cognitive). Précisément, l’objectif de ce projet est de montrer le lien causal entre le remodelage d'une population de neurones et l’amélioration de la mémoire après le séjour dans un environnement enrichi (EE) chez les souris modèles de la maladie d’Alzheimer (MA). Dans un premier objectif, nos expériences nous permettront de déterminer si c’est l’activation de ces neurones qui sous-tend l’amélioration de la mémoire des souris, ou s’il s’agit de la modification de ces neurones, ou si les deux sont nécessaires. Le deuxième objectif permettra d’étudier si les changements subis par ces neurones suite à un séjour dans un EE s’accompagnent d’un rétablissement de l’activité électrique cérébrale. Le troisième et dernier objectif permettra d’évaluer si la stimulation de ces neurones, en dehors de toutes stimulations environnementales, et suffisante pour obtenir des bénéfices comportementaux et d’activité cérébrale chez les souris modèles de la maladie d'Alzheimer.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale réalisée sous anesthésie générale d’une durée variant de 1h à 2h30 en fonction des gestes réalisés : ils pourront recevoir des injections (entre 1h et 1h30 par animal), des poses d'électrodes (environ 1h par animal), ou la combinaison des deux gestes précédemment cités (entre 2h et 2h30 par animal). Une partie des individus sera soumise à trois enregistrements de l’activité cérébrale, espacés dans le temps, et qui dureront de 72h à 24h. Durant ces phases d’enregistrements, les animaux seront placés dans des cages individuelles. Enfin les souris sont soumises à des tests comportementaux afin d’évaluer leur mémoire spatiale (3x10 min par animal) et leur mémoire sociale (90min par animal).
Impact sur les animaux
La procédure chirurgicale peut induire une douleur modérée au stade post opératoire (environ 12h). De plus, durant les enregistrements de l’activité cérébrale, les souris seront placées individuellement dans des cages isolées les unes des autres ce qui peut induire un stress durant les premières heures (3 sessions d’une durée totale de 120h). Par ailleurs, toutes les manipulations liées aux tests comportementaux peuvent engendrer un stress léger. Enfin, dans le cadre de leur suivi à l’aide d’une grille de scoring par le personnel de l’animalerie, les animaux sont pesés deux fois par semaine, ce qui peut engendrer un léger stress dû à leur manipulation.
Devenir
1456 souris seront mises à mort pour réaliser des prélèvements de tissus et effectuer des observations anatomiques et histologiques nécessaires à la validation scientifique de ce projet. 114 souris seront maintenues en vie et pourront être réutilisées dans d’autres projets.
Remplacement
L’objectif du projet étant l’étude de comportements complexes et les activités cérébrales associées à la maladie d'Alzheimer, il est indispensable de travailler sur un modèle animal. Il s’agit de valider une stratégie thérapeutique dans un modèle préclinique.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé sur la base de nos études antérieures et est réduit au minimum pour nous permettre de comparer statistiquement les groupes expérimentaux. Afin de limiter le nombre d'animaux, la mémoire sociale et la mémoire spatiale seront étudiés sur les mêmes individus.
Raffinement
Les souris sont hébergées par groupe de 2 à 5 individus dans des cages contenant du matériel de nidification ainsi qu'une buchette pour l'enrichissement. Après réception, un temps d'habituation d'une semaine est respecté avant le début des expériences. Les animaux sont habitués à l'expérimentateur lors de 3 séances de manipulation de 10 minutes par souris. Les animaux sont suivis de manière quotidienne par du personnel formé au soin et des points limites ont été définis à partir d’une grille de scoring. En cas de blessure ou de souffrance, les animaux recevront un traitement analgésique adapté. Tous les signes de souffrance détectés lors de l’observation quotidienne tels qu’un isolement et une indifférence par rapport au milieu extérieur, une diminution du comportement exploratoire, une attitude prostrée avec dos voûté, une expression faciale modifiée, une altération du pelage, une perte de poids > 20% conduiront à la mise à mort de l’animal en accord avec le vétérinaire référent. Concernant les chirurgies, elles seront réalisées sous anesthesie générale dans des conditions aseptiques et accompagnées d'une analgésie.
Choix des espèces
Nous avons choisi le modèle souris car il existe des souris modifiées génétiquement présentant des symptômes similaires à la maladie d’Alzheimer humaine. Elles seront utilisées à l’âge de 5-6 mois car à cet âge, les souris présentent un stade modéré́ de la maladie. En ce qui concerne les souris démonstratrices pour les tests de mémoire sociale, elles seront toutes des femelles non-transgéniques, âgées entre 3 et 9 mois. Cette tranche d'âge correspond à des souris adultes. En effet, il est préférable d'utiliser des souris démonstratrices ni juvéniles (moins de 8-10 semaines), ni âgées (plus de 9-10 mois), ce qui pourrait entrainer des comportements sociaux différents.
Etude de faisabilité : induction d’une réaction inflammatoire intestinale chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
8 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance qui va de léger à sévère. Elles reçoivent trois injections dans l'abdomen destinées à déclencher une inflammation intestinale que le porteur reconnaît douloureuse, avant un prélèvement des intestins. Le projet se limite à tester la faisabilité de cette induction avant une étude plus large, et le porteur précise recourir à des souris "produites en excès" dans ses élevages. Il affirme que la réponse inflammatoire, jugée trop complexe, ne peut se modéliser hors d'un organisme vivant.
Objectifs
L’inflammation est une réponse normale du corps qui nait, s’amplifie et s’éteint. Elle est consécutive à une agression interne (comme un cancer) ou externe (comme une infection). Lorsque le corps n’arrive plus à maîtriser l’inflammation, celle-ci peut engendrer des maladies diverses comme le diabète, le cancer ou devenir chronique comme l’arthrite, la maladie de Crohn par exemple. Les mécanismes de la phase d’initiation de l’inflammation sont maintenant bien compris. En revanche, les mécanismes de la phase d’arrêt de l’inflammation le sont moins. Ces dernières années, des travaux ont permis de comprendre cette phase appelée résolution caractérisée par l’arrêt de la réponse inflammatoire, la réparation du tissu enflammé pour permettre finalement le retour à l’état initial du tissu appelé homéostasie. In vitro, nous avons trouvé une stratégie permettant d’augmenter le nombre de cellules impliquées dans la résolution de l’inflammation. Il est impossible de définir si nos observations in vitro sont pertinentes in vivo. C’est pourquoi, nous souhaitons mener une étude de faisabilité de l’induction d’une inflammation intestinale chez la souris par un protocole simple et rapide. Si les résultats sont concluants, une étude plus vaste sera menée.
Bénéfices attendus
Si les résultats sont convaincants et permettent en effet d’induire une inflammation intestinale, alors nous proposerons un projet visant à valider nos données obtenues in vitro pour améliorer la résolution de l’inflammation.
Procédures
Les animaux vont être soumis à 3 injections intrapéritonéales le lundi, mercredi et vendredi de 15 secondes connues pour ne pas être particulièrement douloureuses.
Impact sur les animaux
Les animaux vont être soumis à 3 injections intrapéritonéales de 15 secondes connues pour ne pas être particulièrement douloureuses mais la manipulation des animaux peut induire un stress. L’inflammation intestinale induite peut s’avérer douloureuse.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des expériences afin de prélever les intestins
Remplacement
Nos données obtenues in vitro montrent le rôle d’un récepteur aux signaux de danger dans la balance entre les cellules inflammatoires ou non inflammatoires. La réponse inflammatoire étant un phénomène complexe faisant intervenir beaucoup de cellules, de molécules et leurs interactions, il est impossible de la modéliser en dehors d’un organisme vivant.
Réduction
Dans un souci de réduction, notre demande d’expérimentation vise à évaluer la faisabilité de cette expérience avant de proposer une étude plus large. Afin d’avoir une réponse fiable quant à l’induction de l’inflammation, nous n’utiliserons que 8 souris. Quatre d’entre elles permettront de réaliser une analyse par cytométrie et les 4 autres feront l’objet d’une analyse par histochimie. De plus, cette expérience sera réalisée sur des souris de nos élevages produites en excès.
Raffinement
Les animaux seront hébergés à raison de 10 animaux par cage dans un environnement adapté et enrichi. Les souris auront à disposition des matériaux pour leur permettre de faire leurs nids. Chaque animal sera examiné quotidiennement tout au long de l’expérimentation. L’inflammation intestinale cause des douleurs. En cas de signes de douleur ou de souffrance prolongée et/ou trop intense, les souris seront mises à mort. Afin de mieux les apprécier une grille de score sera utilisées. En cas de problèmes de mobilités induits par la douleur, nous ajouterons des croquettes dans les cages afin que la nourriture leur soit plus accessible.
Choix des espèces
Les animaux seront utilisés à l’âge adulte à partir de 8 semaines, c’est-à-dire possédant un système immunitaire mature. Les souris, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation de part l’utilisation de souris génétiquement modifiés. Ainsi, si cette étude pilote s’avère concluante, nous envisagerons un projet faisant intervenir des animaux transgéniques.
Régulation de la machinerie Polycomb dans le développement embryonnaire.
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
84 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées sévères. Le porteur indique qu'aucun geste douloureux n'est pratiqué sur les animaux et que la sévérité tient à la létalité embryonnaire de la mutation étudiée, les embryons étant prélevés au 15e jour de gestation après mise à mort des femelles gestantes. Le projet porte sur la machinerie Polycomb, qui régule l'identité des cellules, et son rôle dans le développement et diverses pathologies dont le cancer. Le porteur affirme que la variabilité des effets d'une cellule à l'autre rend l'étude difficile in vitro et que le rôle hématopoïétique de la protéine impose un modèle mammifère.
Objectifs
Les organismes complexes tels que les mammifères sont composés d’une très grande variété de cellules, chacune ayant des propriétés particulières, on parle d’identité des cellules. Etablir et maintenir ces identités cellulaires est un enjeu crucial en biologie. Un ensemble de protéines, regroupé sous le nom de « Polycomb », participe activement à ce processus, son rôle est de s’assurer que les gènes qui ne doivent pas être utilisés dans un type cellulaire donné ne le soit pas. Pour cela, les protéines du groupe Polycomb régulent la structure de la chromatine (c.a.d. le repliement de l’ADN) de façon à moduler l’accessibilité des gènes (dans le cas présent les rendre peu accessibles). Les altérations de l’activité des protéines du groupe Polycomb peuvent avoir des conséquences très délétères sur les organismes et sont fréquemment observées dans diverses pathologies dont le cancer. Pour mieux comprendre le mécanisme d’action de cette machinerie et sa régulation, nous étudierons des mutations ciblées d’une des protéines polycomb en analysant en particulier leur impact sur la capacité des cellules à conserver leur identité. L'objectif de ce projet est de déterminer comment une régulation anormale de la machinerie Polycomb peut impacter le développement, et de façon plus générale l'identité des cellules comme observé dans une variété de pathologies.
Bénéfices attendus
Les protéines du groupe Polycomb ont un rôle très important lors de la différentiation cellulaire et ensuite pour le maintien de l’identité cellulaire. Leur mutation ont souvent des conséquences majeures sur le développement embryonnaire. Il a, par ailleurs, été montré que des mutations de membre de la machinerie polycomb sont à l’origine de certaines maladies génétiques (par exemple weaver syndrome) tandis que des altérations de cette machinerie sont récurrentes dans les cancers. Le contrôle de l’activité de cette machinerie est donc un enjeu crucial. A court terme, cette étude vise à mieux comprendre le fonctionnement d’un de ces acteurs du groupe polycomb dans le développement embryonnaire. A plus long terme, cette étude pourrait éclairer sur la contribution des protéines polycomb dans un contexte pathologique et informer sur les conséquences que pourraient avoir la manipulation pharmacologique de ces protéines sur les patients (des composés inhibant l’activité d’un membre de la machinerie polycomb sont déjà approuvés pour l’usage en clinique).
Procédures
Il n'y aura pas de procédure externe créant des douleurs chez les souris. Toutefois, la mutation homozygote du gène d'intérêt entraine une létalité au stade embryonnaire des souris. Les embryons seront prélevés au 15ème jour de gestation, après mise à mort des femelles gestantes, pour des analyses post-mortem.
Impact sur les animaux
La mutation complète de notre protéine d’intérêt, sur la base de la littérature, est létale vers le stade embryonnaire 18.5 (18,5 jours post accouplement). Nous avons généré des mutations partielles qui devraient donc avoir un phénotype équivalent ou moindre. Nous savons que nous ne récupérons pas de souris homozygote à la naissance, nous estimons donc la létalité de ces modèles entre le stade embryonnaire 18.5 et la naissance. Les souris hétérozygotes n’ont pas de phénotypes apparents.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Les mutations de notre protéine d’intérêt ont d’abord été générées dans une lignée cellulaire permettant d’avoir une première estimation de leur conséquence fonctionnelle. Nous avons sur cette base sélectionnée les mutations dont le phénotype est le plus informatif que nous souhaitons maintenant analyser dans un modèle murin. Les protéines du groupe Polycomb sont essentielles pour le maintien de l’identité des cellules toutefois les conséquences de leur altération sont très variables d’une cellule à une autre. Il est, de ce fait, difficile d'évaluer leur activité de façon compréhensive dans des modèles cellulaires. Par ailleurs, notre protéine d’intérêt ayant un rôle spécifique dans la régulation hématopoïétique, cette étude ne peut pas facilement être réalisée dans un organisme non-mammifère.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux à utiliser pour cette étude, deux mesures principales seront implémentées : 1) Dans un premier temps, les mutants de notre protéine d'intérêt sont générés dans une lignée cellulaire et nous essayons de caractériser les conséquences de ces mutations de façon la plus exhaustive dans ces modèles in vitro. 2) Par ailleurs, nous optimiserons nos expériences afin de réaliser plusieurs expériences en parallèle sur un même embryon mutant. Ainsi, bien que notre étude soit plus focalisée sur le développement hématopoïétique, nous récolterons également d'autres organes dans lesquels notre protéine d'intérêt est susceptible d'altérer le développement. Ne connaissant pas précisément la sévérite des phénotypes, mais estimant sur la base de la littérature que la létalité embryonnaire due aux mutations de notre protéine d’intérêt devrait avoir lieu autour de 18.5 dpc, nous étudierons le stade 15.5 en étudiant 14 embryons issus d’au moins deux portées (recommandation IMPReSS).
Raffinement
Aucun geste technique ne sera effectué sur les animaux. Seul le phénotype de la mutation de notre protéine d'intérêt peut entrainer un phénotype dommageable chez les embryons. Pour le réduire au maximum, nous analyserons les embryons mutants au temps le plus précoce possible (avant l’apparition du phénotype dommageable) permettant une évaluation robuste du phénotype. A noter que les lignées utilisées sont élevées à l’état hétérozygote, sans phénotype dommageable.
Choix des espèces
La souris est un mammifère très proche de l'Homme au niveau génétique mais aussi métabolique et immunitaire, c'est donc un excellent modèle d'étude des pathologies humaines comme le cancer et les maladies génétiques du développement. Par ailleurs, la connaissance du génome murin, sa forte homologie avec le génome humain et l’existence de divers modèles génétiquement modifiés murins rendent ce modèle puissant. Ainsi, ce modèle animal est le meilleur compromis entre l’étude d'un modèle animal mammifère et l’obtention de réponses pertinentes aux questions posées. Toutes les analyses se feront durant le dernier tiers du développement embryonnaire. La délétion complète de notre protéine d'intérêt étant létale autour du stade embryonnaire 18,5 et de nombreuses étapes de la différentiation hématopoïétique se faisant à ce stade.
Interactions entre systèmes nerveux central et cardiaque intrinsèque dans les dysfonctions cardiaques de la maladie de Parkinson
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
20 rats Sprague-Dawley vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils passent des tests comportementaux puis subissent deux chirurgies de 90 minutes sous anesthésie, dont une injection virale dans le nerf vague, la dernière se terminant par une mise à mort sans réveil. Le projet, présenté comme pilote, étudie la propagation de l'alpha-synucléine du cerveau vers le cœur dans la maladie de Parkinson. Le porteur affirme qu'une modélisation informatique ou in vitro est impossible parce qu'il étudie des systèmes entiers en interaction.
Objectifs
La maladie de Parkinson est caractérisée par une accumulation pathologique de la protéine alpha-synucléine au niveau cérébral mais également dans des organes périphériques tels que le coeur induisant des symptômes moteurs et également un dysfonctionnement cardiaque avec une hypotension orthostatique, une augmentation de la variabilité de la pression artérielle, une altération des baroréflexes et une hypertension nocturne. Ces symptômes augementent donc considérablement le risque d'arythmies, de crise cardiaque et de mort cardiaque subite. Les dysfonctionnements cardiaques dans la maladie de Parkinson sont liés à la dégénérescence des neurones du noyau dorsal moteur du nerf vague. Le noyau dorsal moteur du nerf vague est rapidement impacté par l'accumulation d'alpha-synucléine et induit une propagation pathologique bidirectionnelle de la protéine : vers le cerveau et vers le coeur. Le projet est une expérimentation pilote ayant pour but de réaliser une étude de la propagation pathologique et de l'accumulation d'alpha-synucléine dans la voie allant du noyau dorsal moteur du nerf vague vers le système nerveux cardiaque. Nous permettant ainsi de déterminer comment le système nerveux cardiaque intrinsèque est modulé, la vulnérabilité des neurones cardiaques et les dysfonctionnements cardiaques qui en découlent.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre de mettre en évidence les effets cardiaques dans la maladie de Parkinson en déterminant comment le système nerveux cardiaque intrinsèque est modulé par l'agrégation protéique pathologique d'alpha-synucléine, quelle serait la vulnérabilité des neurones cardiaques et les dysfonctionnements cardiaques qui en découlent.
Procédures
Les animaux seront soumis à deux tests comportementaux, un premier test d'évaluation de l'activité locomotrice spontanée ne nécessitant pas d'intervention directe de l'expérimentateur et durant 1 heure et un second test moteur nécessitant une légère contention mais ne durant que quelque secondes. Ils seront ensuite soumis à une chirurgie d'une durée de 90 minutes où ils seront endormis et sous couverture médicamenteuses anti-douleurs. Puis après deux ou quatre mois, les animaux passeront de nouveau les deux tests comportementaux et une seconde chirurgie de 90 minutes où ils seront endormis et sous couverture médicamenteuses anti-douleurs sera effectuée à la suite de laquelle les animaux seront mis à mort sans réveil préalable.
Impact sur les animaux
Les tests moteurs peuvent induire un léger stress transitoire du respectivement à l'isolement de l'animal au cours de la réalisation du test d'openfield et à la légère contention au cours du stepping test. La chirurgie d'injection virale peut induire un léger stress au réveil des animaux ainsi qu'une légère perte de poids et des douleurs/un inconfort au cours de premiers jours suivant l'acte chirurgical.
Devenir
Tous les animaux (n=20) seront mis à mort à la fin de l'étude de façon à obtenir des résultats de l'activité cardiaque et des analyses histologiques des coeurs et cerveaux récupérés.
Remplacement
Les approches de modélisations informatiques ou basées sur des cultures cellulaires in vitro sont impossibles à mettre en place dans ce projet puisque nous nous intéressons à l'intégration et aux modifications de réseaux et systèmes entiers.
Réduction
Le nombre d'animaux inclus dans ce projet pilote est restreint à son maximum pour nous permettre d'avoir des résultats préliminaires avant le lancement d'un projet où le nombre de rats par groupe sera estimé par un calcul de puissance. Nous avons donc 5 rats/groupe/temps de mise à mort soit 20 rats au total.
Raffinement
Les expérimentations sont réfléchies de façon à minimiser au maximum l’inconfort, la douleur, la détresse ou l’angoisse des animaux au cours des différentes procédures de ce projet (médicamentation définie avec le vétérinaire référent et tests comportementaux basés sur le comportement spontané des animaux ou très rapide et ne nécessitant qu'une légère contention). Lors de la chirurgie nous aurons recours à l’anesthésie générale (gazeuse, facilement modulable et permettant un réveil rapide et plus confortable) avec monitoring de la température corporelle, additionnée d’une analgésie locale en présence d’antalgique périphérique. Le traitement antalgique sera poursuivi au lendemain de la chirurgie voire 48h postopératoire si l'état de l'animal le nécessite. Des points limites gradés, précis et adaptés ont été définis de façon à obtenir un arbre décisionnel en fonction des observations faites et aboutir à une gestion optimale de ceux-ci. Des critères d'arrêt de souffrances, appelés points limites terminaux sont définis au bout de cet arbre décisionnel. Les rats sont hébergés deux par cage avec eau et nourriture ad libitum. Un enrichissement par bâton de bois est disposé dans les cages d'hébergement permettant aux rats d'assouvir leur besoin de ronger. Une phase d'habituation à l'animalerie et aux expérimentateurs est prévue en amont de l'étude. Le binôme d'expérimentateur reste le même tout au long de l'étude.
Choix des espèces
L'espece animale utilisée est le rat (Rattus norvegicus) de souche Sprague-Dawley. Il sagit de l'espèce la plus utilisée pour l'étude de la maladie de Parkinson. Des méthodes d'injection dans le nerf vague sont également décrites chez cette espèce ainsi que les enregistrements des paramètres physiologiques. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte puisque nous avons besoin d'avoir des circuits et systèmes entièrement développés.