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Nouvelles approches pour l’évaluation et le traitement des douleurs arthritiques chez les ovins. Partie 02
- Recherche appliquée
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- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
68 brebis vont être utilisées, 34 tuées à l'issue et 34 renvoyées dans leur élevage, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant du léger au sévère. Une arthrite est déclenchée par une injection dans l'articulation sous anesthésie, suivie d'une IRM, de prélèvements sanguins, d'injections et de quinze administrations intranasales d'ocytocine, avec quatre tests comportementaux dont le détail n'est pas précisé. Le porteur décrit une boiterie et un œdème articulaire pendant quatorze jours et prévoit une mise à mort si le score de douleur reste élevé plusieurs jours. Il affirme que le remplacement du mouton est impossible car l'espèce est "l'objet de l'étude", ce projet étant la partie 02 d'un travail mené dans deux établissements.
Objectifs
Chez les animaux d’élevage, la douleur reste un concept délicat à aborder. En effet, l'évaluation de la douleur chez ces animaux repose sur l'évaluation subjective de quelques critères zootechniques, cliniques et comportementaux (productivité, postures, etc.) dont les conclusions vont significativement varier en fonction de l'expérience et de la sensibilité des professionnels et qui ne permettent pas d’évaluer la douleur dans toutes ces dimensions (cognitive/émotionnelle/sensorielle). L'absence de biomarqueurs spécifiques permettant de réaliser un diagnostic précis de l'état douloureux d'un animal et/ou de quantifier l'intensité douloureuse conduit à un déficit d'évaluation. Ce déficit d'évaluation limite la prise en charge précoce des douleurs favorisant le développement de douleurs chroniques avec pour conséquence une augmentation de l'anxiété et du stress de l'animal douloureux mais également de ses congénères via des mécanismes de contagion émotionnelle, encore largement incompris. Par ailleurs, ce déficit d'évaluation ne permet pas de valider de manière précise l'efficacité des traitements antalgiques conventionnels chez les animaux d'élevages or, l'utilisation de ces traitements est limitée 1/ par leurs effets secondaires notamment sur la reproduction (ex : AINS), 2/ par la réglementation qui limite la présence de résidus médicamenteux dans les produits animaux de consommation et 3/ par le coût de ses traitements qui restent à la charge des professionnels. Ensemble, ces contraintes font que la prise en charge de la douleur des animaux élevages est limitée. Il existe donc un besoin impérieux d'innovation pour améliorer d'une part, l'évaluation de la douleur avec pour objectif de tester l'efficacité réelle des antalgiques sur ces animaux et d'autre part, pour stimuler le développement de nouvelles molécules plus efficaces, dépourvues d'effets secondaires et qui satisfassent les contraintes spécifiques de l’élevage. Dans ce contexte, ce projet propose de combiner des approches d’imagerie médicale, d’éthologie et de pharmacologie afin de 1/ mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs spécifiques de l’état douloureux dans un modèle d’arthrite inflammatoire chez le mouton et 2/ démontrer l’efficacité antalgique de l’ocytocine, un composé déjà présenté comme antalgique sur les douleurs inflammatoires chez les rongeurs et dont l’utilisation pourrait satisfaire aux contraintes de l’élevage. Ce projet sera réalisé dans deux unités expérimentales.
Bénéfices attendus
Les résultats issus de ce projet auront plusieurs bénéfices aussi bien d'un point de vue scientifique que du point de vue de la médecine vétérinaire. D'un point de vue scientifique ce projet apportera de nouvelles connaissances sur les mécanismes de contagion émotionnelle de la douleur et de son impact sur l’expression des comportements sociaux chez les animaux. D’un point de vue de la médecine vétérinaire, si les résultats de ce projet démontrent l’efficacité antalgique d’un traitement intranasal d’ocytocine, alors nous aurons alors fourni les premiers arguments pour un repositionnement de l’ocytocine comme analgésique pour le traitement des douleurs inflammatoires chez les ovins.
Procédures
Au sein de l'EU1 les interventions suivantes seront réalisées: Huit prélévements sanguins (veine jugulaire) durant quelques secondes / Deux injections sous cutanées durant quelques secondes / Quinze administrations intra nasales durant quelques secondes / Quatre tests comportementaux qui seront réalisés 8 fois. Un test ne sera effectué qu’une seule fois et durera 5min ; les 3 autres seront effectués 8 fois et ils dureront 3min, 10min et 30min. Au sein de l'EU2 les interventions suivantes seront réalisées: Une injection intraarticulaire réalisée au sein de l'EU2 sous anesthésie générale et sous analgèsie (45 min) pour l'induction d'un modèle d'arthrite / Une procédure d'imagerie médicale IRM réalisée sous anesthésie générale (1h45) dans lEU2
Impact sur les animaux
L’induction du modèle d'arthrite induit l'apparition d'une boiterie, un œdème articulaire et des signes de douleur à la flexion modérée pendant 14 jours. Les différents actes expérimentaux peuvent engendrer du stress pour l’animal. L'administration intra nasale peut être un acte désagréable pour l’animal mais l’ocytocine ne présente pas d'effet secondaire. Les prises de sang réalisées à la veine jugulaire peuvent entrainer une légère douleur ainsi que l’apparition d’un éventuel hématome au niveau du site de prélèvement. Les injections sous cutanées réalisées de part et d’autre des flancs de l’animal ainsi que l’injection intra-articulaire (tibiotarsiennes) pour induire le modèle d'arthrite peuvent également engendrer une douleur légère au niveau du site d’injection. Les tests comportementaux peuvent induire un stress léger. Le transport des brebis d’un établissement utilisateur à l’autre peut générer du stress pour l’animal.
Devenir
34 brebis seront replacées dans leur élevage et 34 autres brebis seront euthanasiées afin de récolter les tissus d’intérêt (articulation, moelle épinière, cerveau) pour des études ultérieures.
Remplacement
Il n’est pas possible de remplacer nos animaux avec une autre espèce ou un substitut non-vivant. L’utilisation du mouton est nécessaire car notre projet répond à des questions précises concernant l’élevage et la médecine vétérinaire de cette espèce. De plus, nous souhaitons étudier l'impact d'une douleur modérée sur l'expression des comportements sociaux dans cette espèce et cette question ne peut pas être abordée par des méthodes alternatives.
Réduction
Pour une étude basée sur un approche IRM, notre effectif est plutôt important (N=4x8 animaux). Ainsi, nous optimisons nos chances d’obtenir un contraste suffisant entre les groupes expérimentaux. Les conditions de vie sont en adéquation avec les besoins de l’espèce (i.e. herbivore social). Les conditions de vie du groupe « arthrite-serum physiologique » (i.e. traitement avec l’impact le plus négatif) correspondent à la réalité observée naturellement, voire moins douloureux puisque nos animaux ne développeront pas d'atteinte sur d'autres articulations ou encore des atteintes pulmonaires comme observées lors des infections à agalacticae sur les exploitations. La taille de nos effectifs (8 individus par groupe) nous permettra de réaliser des analyses statistiques. Le choix des tests dépendra de la distribution des données et de l’homogénéité des variances. Si les conditions de normalité de la distribution et d’homogénéité des variances sont remplies, nous utiliserons des tests paramétriques. Si ces conditions ne sont pas remplies, nous utiliserons des tests non-paramétriques tels que les tests de permutation pour comparer les lots expérimentaux. Des matrices de corrélation pourront être utilisées pour tester les éventuels liens entre paramètres comportementaux et neurobiologiques, si la variabilité intra-groupe le permet.
Raffinement
Les conditions de vie des animaux seront en adéquation avec les besoins de l’espèce. Ils seront hébergés dans le bâtiment conditionnés de l'EU1 et auront accès à l'eau et à la nourriture ad libitum. L'enclos des animaux sera enrichi avec un promontoire permettant à l'animal de monter et descendre afin qu'il puisse changer son point d'observation et faire de l'exercice. Lors du transport des animaux entre les deux unités expérimentales, les animaux recevront une injectionde neuroleptique afin de limiter le stress. Lors de l'induction du modèle les animaux seront anesthésiés et analgésiés afin de limiter l'induction de douleurs inutiles liés à l'injection intrarticulaire de BCII. Tous les animaux seront visités quotidiennement et une surveillance accrue sera réalisée post induction du modèle. Deux expérimentateurs indépendants utiliseront deux échelles d'évaluation publiées et validées pour évaluer la douleur chez les animaux Expérimentateurs. Ainsi, si un animal Expérimentateurs présente pendant plus de trois jours un score supérieur à 5 sur l'une de ces deux grilles l'animal recevra une injection d'antalgique et sera euthanasié par un employé qualifié de l'EU1. L'animal Observateur sera replacé au sein du cheptel de l'EU1 et sortira de l'expérimentation. Lors des prélèvements, des tests comportementaux, et des injections intranasales, les animaux recevront une récompense sous forme d'aliments juste après les procédures afin de réduire le stress engendré par la procédure.
Choix des espèces
Le mouton est utilisé dans cette étude à cause de la forte incidence (jusqu'à 40% des jeunes animaux dans certaines fermes) des pathologies l'arthritiques observées dans cette espèce. Ces arthrites sont causées par plusieurs bactéries et cette situtation sanitaire présente une sérieuse atteinte au bien-être des animaux. Ainsi l'utilisation du mouton est nécessaire car cette espèce est l'objet de l'étude. Les animaux utilisés seront des femelles de race Ile de France agées entre 9-10 mois. Ce projet sera réalisé chez des jeunes animaux car la prévalence des arthrites infectieuses est plus importante chez les jeunes ovins.
Etude de l’hypoxie chez un modèle de souris mutante
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
20 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cœur et leurs poumons, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dix d'entre elles sont privées du gène ELK3 et dix sont des témoins sauvages, et toutes passent deux semaines dans un air appauvri à 10 % d'oxygène, ainsi que trois prises de sang à deux ou trois semaines d'intervalle et une échographie du cœur d'une vingtaine de minutes, sous anesthésie gazeuse. Le porteur dit que l'hypoxie peut entraîner "un léger stress, sans pour autant être nuisibles dans les conditions appliquées", et cherche à savoir si ELK3 intervient dans la réponse au manque d'oxygène, pour traiter à terme des pathologies liées à l'hypoxie. Le prélèvement sanguin est limité à 25 % du volume sanguin total de la souris, compensé par l'injection sous la peau d'un volume équivalent de solution saline, sans que le texte précise si ce plafond vaut pour chacune des trois prises.
Objectifs
Nos cellules utilisent l'oxygène pour générer de l'énergie efficacement et, lorsqu'elles manquent soudainement d'oxygène, en cas d'hypoxie, des dommages irréversibles et rapides peuvent survenir aux organes. L'hypoxie chronique a également des conséquences, plus particulièrement dans les tumeurs, qui peuvent contribuer à des métastases et au décès. Il existe des mécanismes qui permettent aux cellules de s'adapter à l'hypoxie, dont l'élément-clé est la voie sensible à l'oxygène qui implique le facteur de transcription HIF-1. Ce mécanisme de base est une découverte fondamentale et un élément central dans la compréhension de la détection de l'oxygène dans le corps. Plusieurs composantes supplémentaires ont été découvertes plus récemment, notamment des modificateurs de la structure de l'ADN, des régulateurs des signaux de dégradation, et des facteurs impliqués dans la détection aiguë de l'oxygène. Cependant, il reste de nombreuses autres composantes qui interviennent dans le traitement des conséquences de l’hypoxie et qui restent à étudier, dont le facteur de transcription ELK3. ELK3 intervient dans des voies de signalisation conduisant à la transcription de l'ADN, et joue un rôle dans la migration cellulaire, la formation de nouveaux vaisseaux sanguins (l'angiogenèse) et l'intégrité vasculaire. De plus, il a été démontré qu'il joue un rôle dans la régulation des gènes sensibles à l'hypoxie, la protéine ELK3 étant elle-même dégradée dans des conditions de faible teneur en oxygène. La plupart des mécanismes de signalisation induits par l'hypoxie impliquant les deux protéines ELK3 et HIF-1 sont distincts, mais liés. On s'attend ainsi à ce que ELK3, tout comme HIF-1, soit impliqué dans l'angiogenèse, des études in vitro en culture cellulaire ayant notamment montré qu'ELK3 est préférentiellement exprimé dans les cellules endothéliales qui tapissent la paroi des vaisseaux sanguins, mais aussi dans le mélanome. Cependant, il reste à élucider si ELK3 est impliqué dans la réponse physiologique à l'hypoxie. Dans ce contexte, nous souhaitons étudier les conséquences de la perte totale d’ELK3 dans le modèle souris, dans des conditions d’hypoxie, sur la fonction cardio-vasculaire et le remodelage vasculaire pulmonaire.
Bénéfices attendus
L'hypoxie joue un rôle important dans les causes de mortalité, notamment le cancer, l'ischémie myocardique et les maladies métaboliques, du cœur et des reins, ainsi que dans les maladies de la reproduction telles que la prééclampsie et l'endométriose. Il existe de nombreuses preuves provenant de systèmes in vitro selon lesquelles un ou des facteur(s) de transcription, joue(nt) un rôle essentiel dans la réponse hypoxique. Pour utiliser ces connaissances pour comprendre et finalement traiter les pathologies liées à l’hypoxie, nous devons étudier les rôles de ces facteurs dans un modèle animal. Les expériences prévues devraient apporter une preuve convaincante de son importance physiologique dans l’hypoxie, et nous permettre d’exploiter notre boîte à outils, notamment les molécules que nous avons développées ciblant l'un de ces facteurs de transcription, pour traiter à terme les pathologies associées à l’hypoxie.
Procédures
Les animaux seront soumis à 3 prélèvements sanguins, à 2-3 semaines d'intervalle et à une échographie (durée environ 20 minutes). Ils seront soumis par ailleurs à des conditions hypoxiques (10% oxygène) pendant 2 semaines.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins, ainsi que l'échographie pour explorer la fonction cardiaque peuvent entrainer un léger stress ou une douleur chez les animaux. Ils seront effectués sous anesthésie gazeuse. Par ailleurs, les souris seront exposées à des conditions hypoxiques pouvant également entrainer un léger stress, sans pour autant être nuisibles dans les conditions appliquées.
Devenir
A la fin de la procedure, toutes les souris seront mises à mort pour réaliser une nécropsie et prélever des organes (coeur, poumons) en vue des analyses post-mortem
Remplacement
Le rôle de la protéine d'intérêt ELK3 dans le processus d'hypoxie a été étudié par des approches cellulaires dans notre laboratoire, mais pour analyser les effets globaux de cette protéine sur le muscle cardiaque, les vaisseaux sanguins et les poumons, le modèle souris nous semble nécessaire pour nous rapprocher au mieux de la pathologie humaine.
Réduction
Pour chacun de nos tests, nous comparerons le groupe contrôle sauvage et le groupe mutant Homozygotes ELK3. Approche statistique: grâce aux études précédentes et les données collectées sur les animaux contrôles sur plusieurs années, et en tenant compte des tests réalisés au cours de cette étude, nous savons que le nombre de 10 animaux par génotype est suffisant pour détecter des phénotypes spécifiques s’ils existent.
Raffinement
Durant toute l'étude, y compris en cages d'hypoxie, les souris sont hébergées à raison de 3 souris par cage afin d'éviter le stress lié à l'isolement et de maintenir les interactions sociales. Afin de limiter la gêne qui pourrait survenir suite à la baisse de la concentration d’oxygène celle-ci se fera progressivement (en 3 heures). L’exploration cardiaque est indolore, mais une anesthésie sera mise en oeuvre chez la souris afin d'éviter le stress lié à la manipulation, en particulier lors de l'épilation et de l'échographie. L'anesthésie facilitera en outre l'exploration en limitant les mouvements de l'animal. En cas de ralentissement du rythme cardiaque sévère lié à l'anesthésie, la procédure sera arrêtée et les animaux surveillés jusqu'au réveil dans les minutes suivant la procédure Si les animaux présentent une faiblesse trop marquée suite à l'anesthésie, une euthanasie pourra être pratiquée. Le prélèvement sanguin sera réalisé sous anesthésie gazeuse et sera limité à un volume de 25% du volume sanguin total de l'animal. Pour compenser la perte de volémie, nous injecterons par voie sous-cutanée un volume équivalent de solution saline (NaCl 0.9% chauffé à 37°C) après le prélèvement sanguin.
Choix des espèces
La souris (Mus Musculus) est l’espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son temps de génération permet de réaliser des études relativement rapides et de récapituler de manière assez fidèle les mécanismes chez l’humain. La nécessité d’utiliser des souris génétiquement modifiées est liée à l’absence de toute mutation spontanée dans cette espèce ou d’autres espèces de mammifères qui correspondrait à la maladie humaine. De plus, la génétique de la souris est bien connue et nous permet d'inactiver le gène d'intérêt specifiquement. Les souris auront 10-12 semaines environ (stade adulte), où l’arborescence et la structure des vaisseaux sanguins seront matures.
Effet de l’élévation de température lors de la fièvre sur la réponse du système immunitaire dépendante des anticorps
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
380 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur implante une sonde thermique dans le ventre sous anesthésie, puis elles reçoivent un vaccin, parfois un rappel, six injections d'une molécule faisant baisser la température et des prises de sang répétées, la mise à mort se faisant par prélèvement sanguin important. Le projet mesure l'effet de la fièvre sur la production d'anticorps. Le porteur décrit une douleur possible, une fièvre de un à deux degrés et une perte de poids, et affirme qu'il est "nécessaire" d'étudier cette réponse chez la souris.
Objectifs
La température du corps des mammifères dont l’homme est régulée, mais peut augmenter notamment dans tout le corps lors de la fièvre induite par une vaccination ou un microbe. La température est capable d’influencer la réponse du système immunitaire. L’effet de la température sur la réponse humorale, qui est caractérisée par la production d'anticorps par des cellules spécialisées, les lymphocytes B (LB), reste mal connu. La capacité des LB à produire des anticorps en réponse à la vaccination ou à des microbes est un processus complexe, nécessitant la coopération avec d'autres cellules, et la formation de structures spécialisées dans les organes du système immunitaire (ganglions lymphatiques ou rate). La réponse humorale est également caractérisée par sa capacité à mettre en place une mémoire contre la cible vaccinale ou le microbe, qui perdure plusieurs mois à plusieurs années, et dont le maintien nécessite l’interaction avec différents types cellulaires dans différents organes (rate, moelle osseuse). Le développement de la réponse humorale et la mémoire immunologique sont donc difficiles à modéliser in vitro. Notre but est donc d’étudier in vivo chez des souris l’effet de l’augmentation de la température lors de la fièvre sur la réponse humorale en réponse à une vaccination. Dans un premier temps, nous déterminerons la dose de molécule qui permet de diminuer la température des souris lors d’une fièvre induite par vaccination, sans diminuer l’inflammation. Dans un second temps, nous étudierons l’effet de la baisse de la température induite par cette molécule sur la réponse humorale.
Bénéfices attendus
Comprendre l’effet de la température sur la réponse humorale pourrait avoir un impact dans le domaine de la vaccination : l’élévation de la température pourrait, par exemple, être utilisée pour augmenter la réponse immunitaire (cette stratégie est déjà à l’étude dans le domaine des cancers). De plus, cela permettra d’établir si la prise de médicaments faisant baisser la fièvre suite à une vaccination n’empêche pas la mise en place d’une réponse humorale efficace et durable.
Procédures
Les souris seront implantées avec des sondes thermiques dans le ventre, sous anesthésie générale de 10 minutes maximum. Une semaine plus tard, les souris recevront une injection par voie sous-cutanée de vaccin ou d'une solution contrôle (durée de l'injection : 1 minute) sous anesthésie générale de 10 minutes maximum. Certaines souris recevront en plus deux mois plus tard un rappel vaccinal au même endroit (durée de l'injection : 1 minute) sous anesthésie générale de 10 minutes maximum. Pour faire baisser la fièvre, les souris recevront des injections sous-cutanées de molécules abaissant leur température (6 injections dans les 2 jours suivant l’immunisation). Du sang sera prélevé à différents temps (animaux vigiles, durée du prélèvement 1 minute), et au moment de l'euthanasie sous anesthésie (durée du prélèvement : 2 minutes).
Impact sur les animaux
La vaccination peut induire une douleur au niveau du jarret postérieur et une perte de poids (déshydratation) modérée et transitoire, associée à une élévation de la température (fièvre) de 1 à 2°C pendant 2 jours. L'implantation des sondes thermiques et les injections de molécules faisant baisser la fièvre peuvent induite une douleur. Ces injections et implantations peuvent également conduire à des saignements ou des infections. La répétition des prélèvements sanguins est une source de stress.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés afin de pouvoir prélever différents organes nécessaires à l'analyse de la réponse immunitaire et de l'inflammation.
Remplacement
Nous avons effectué des expériences in vitro afin d’étudier l’effet d’une élévation de la température sur les lymphocyes B. Il est cependant impossible in vitro de reproduire l’environnement complexe impliquant la coopération entre de nombreux types cellulaires qui permet aux lymphocytes B de produire des anticorps in vivo et de devenir des cellules mémoires capables de survivre pendant plusieurs mois. Il est donc nécessaire d’étudier cette réponse in vivo, dans un modèle animal dont le système immunitaire et le contrôle de la température est proche de l’homme, comme la souris.
Réduction
Le nombre de souris a été défini afin d’utiliser le minimum d’animaux tout en assurant l’obtention de résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
L’implantation des sondes thermiques ainsi que la vaccination se fait sous anesthésie générale. Les animaux sont observés tous les jours, et un suivi clinique des souris est réalisé suite aux différentes interventions. Dans ce but, nous avons mis au point une grille permettant de quantifier la douleur des souris, suivant différents critère comme la perte de poids et le comportement des souris. Les animaux seront observés le lendemain puis deux fois par semaine suite à l'injection des sondes thermiques, tous les jours pendant 7 jours suite à la vaccination, puis 2 fois par semaine. Des points limites ont été établis, et selon le score de douleur et sa persistance, la douleur sera traitée soit par analgésie sauf la première semaine (étude de la fièvre), soit les animaux seront euthanasiés. La perte de poids pouvant être signe de déshydratation sera traitée par injection de solution de réhydratation. L'euthanasie est réalisée par une prélèvement de sang important sous anesthésie générale et traitement analgésique. Afin de diminuer le stress potentiel des souris, elles sont habituées avant les expériences à être manipulées et à des changements d'environnement. Enfin, les animaux sont maintenus sans isolement, avec enrichissement (bâtons à ronger, éléments permettant la nidification, accès illimité à la nourriture et l’eau de boisson).
Choix des espèces
La souris dispose d'un système immunitaire proche de l'homme, bien caractérisé. De plus, c'est un animal qui régule sa température comme l'homme. Les animaux seront utilisés entre 8 et 20 semaines (âge adulte).
Evaluation des modifications vasculaires cérébrales par microscopie de localisation ultrasonore (ULM) sur un modèle de la dépression chez le rat.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
99 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 67 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil et 32 en souffrance modérée. Issus d'une lignée sélectionnée pour un caractère "dépressif", ils reçoivent des injections d'antidépresseur, une neurostimulation par ultrasons cinq jours de suite, une craniotomie sous anesthésie, puis une imagerie cérébrale avant d'être tués par décapitation sans réveil. Le projet cherche à mesurer la vascularisation du cerveau dans ce modèle de dépression. Le porteur affirme n'avoir "pas d'autre alternative" pour la microvascularisation cérébrale ni pour modéliser la dépression.
Objectifs
L’objectif de notre projet est d’évaluer, par microscopie de localisation ultrasonore (ULM), la vascularisation cérébrale dans un modèle animal de dépression. Les animaux dépressifs proviennent d’une lignée consanguine de rat exprimant spontanément un caractère dépressif à l’âge adulte.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu est d’améliorer la compréhension des mécanismes neurovasculaires liés à la dépression et de proposer des paramètres quantifiables (volume sanguin, vitesse des flux, nombre de vaisseaux, etc.) pour discriminer les animaux atteints et sains, ainsi qu’évaluer l’efficacité des traitements de la dépression.
Procédures
Interventions sur les animaux : - 3 injections intra-péritonéale d'un antidépresseur en 24h - Neurostimulation par ultrason (US) : 1 fois par jour pendant 5 jours ; durée journalière : 10 minutes. - Anesthésie gazeuse pendant l’imagerie par microscopie de localisation ulrasonore (ULM) et le neurostimulation (5x10 minutes neurostimulation + 1x15minutes ULM) - Craniotomie (1 fois, 15 minutes) - Euthanasie par décapitation sans réveil.
Impact sur les animaux
La contention nécessaire à l'induction de l'anesthésie rajoute un stress supplémentaire. Une douleur au point d'injection en intraveineuse de l'agent de contraste et au point d'injection en intra-péritonéale peut être ressentie et peut générer un hématome. Lors de la neurostimulation, il peut être observer un inconfort lié à l'utilisation d'un cadre stéréotaxique.
Devenir
Nous prélèverons les cerveaux pour des analyses histologiques. De ce fait, tous les animaux seront mis à mort à l’issu des manipulations d’imagerie cérébrale.
Remplacement
Le but de ce projet est d’étudier la vascularisation cérébrale. Au préalable de ce projet, des tests ont été pratiqués sur des dispositifs tubulaires mimants les petits vaisseaux. A ce stade de notre projet, nous n’avons pas d’autre alternative pour tester la microvascularisation cérébrale. De même, il n’existe pas d’alternative pour modéliser la dépression.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, lors de phase de mise au point, chaque animal pourra subir plusieurs fois l’étape d’imagerie de contraste. Ceci permettra de tester plusieurs concentrations (du moins concentré au plus concentré) d’agent de contraste et paramètres d’imagerie sans avoir recours à d’autres animaux et sans reprise de conscience de l’animal. Pour cette phase du projet, nous pensons que l’utilisation de 35 animaux est jugée suffisante pour atteindre l’objectif de cette procédure. De plus, nous ne jugeons pas utile de faire ces mises au point sur les deux sexes. Nous utiliserons donc que des rats mâles. Pour la 2ème étape du projet, nous souhaitons appréhender les différences de vascularisation entre des rats sains et des rats dépressifs. Nous pensons que l’utilisation de 64 animaux est suffisante pour atteindre cet objectif. Des tests stastitiques appropriés seront utilisés dans ce projet.
Raffinement
Les rats seront hébergés par groupe social, de 2 à 4 par cage, en présence d'enrichissements comprenant un tunnel et/ou une cabane en carton ainsi qu'un bâton à ronger, papier absorbant. Toutes les stratégies d'analgésie et d'anesthésie et de soins seront mises en oeuvre pour réduire au maximum tout inconfort qui pourrait être observés lors de leur hébergement avant la procèdure d’imagerie.
Choix des espèces
Le rat semble l’espèce la plus adaptée pour cette étude. La taille de la boite cranienne est suffisante pour procéder à l’amincissement de crâne. De plus, il existe un modèle de rats dépressif utilisable pour ce projet . La dépression est souvent une pathologie de l’adulte. Nous aurons donc recours à des rats adultes de 8 semaines.
Implantation intrapéritonéale d’îlots pancréatiques encapsulés ches la souris diabétique.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendues diabétiques par cinq injections de streptozotocine, elles reçoivent des îlots humains encapsulés par chirurgie abdominale, puis sont suivies trois mois avec prises de sang par section de la queue et tests de tolérance au glucose avant une seconde chirurgie et la mise à mort. Le porteur liste parmi les effets une perte de poids, une hyperglycémie et une possible nécrose de l'extrémité de la queue. Il juge le recours à l'animal "indispensable" et choisit la souris pour consommer moins d'îlots humains, "tissu rare", que le rat.
Objectifs
La transplantation d’îlots pancréatiques est une thérapie prometteuse du diabète de type 1. Celle-ci vise à remplacer les cellules béta pancréatiques (sécrétrices d’insuline) défectueuses par l’injection d’îlots sains (issus de dons multi-organe) par voie intra-portale dans le foie de patients diabétiques. Cette stratégie thérapeutique qui permet une régulation glycémique plus physiologique et moins contraignante que les injections pluriquotidiennes d’insuline. Cependant, cette approche thérapeutique comporte encore de nombreux verrous limitant son application clinique à grande échelle. En effet, un des verrous majeurs est la réaction inflammatoire massive générée au moment de la transplantation qui est à l’origine de la perte de près de 40% de la masse d’îlots implantée. Un second verrou majeur est la réaction immunologique de rejet qui nécessite la mise en place d’un traitement immunosuppresseur connu pour être délétère pour la survie et la fonction de la greffe à plus ou moins long terme. Depuis les années 80, de nombreuses équipes ont tenté de mettre en place un pancréas bioartificiel basé sur l’encapsulation des îlots pancréatiques. Néanmoins, à ce jour, aucun système n’a réellement montré d’efficacité à long terme sur la survie et la fonction des îlots. Ainsi, cette approche de protection des îlots doit être encore améliorée et c’est dans ce contexte que nous situons notre projet de recherche. Ainsi, dans le but de promouvoir cette thérapie en levant ces verrous, nous souhaitons tester différentes méthodes d’encapsulation des îlots à l’aide d’hydrogels. Nous souhaitons donc tester in vivo l’impact de l’encapsulation d’îlots humains dans le cadre d’une xénogreffe (le donneur est d'une espèce biologique différente de celle du receveur) dans la cavité abdominale de souris rendues diabétiques par injection intra-péritonéale de streptozotocine. Cette étude permettra d’évaluer l’effet protecteur de notre encapsulation sur les réactions de rejet et les réactions inflammatoires.
Bénéfices attendus
La transplantation d’îlots pancréatiques comporte de nombreux verrous limitant son application clinique à grande échelle. En effet, un des verrous majeurs est la réaction inflammatoire massive générée au moment de la transplantation qui est à l’origine de la perte de près de 40% de la masse d’îlots implantée. Un second verrou majeur est la réaction immunologique de rejet qui nécessite la mise en place d’un traitement immunosuppresseur connu pour être délétère pour la survie et la fonction de la greffe à plus ou moins long terme. Ainsi, l’encapsulation d’îlots pancréatiques permettrait de protéger leur destruction par les réactions inflammatoires et de rejet. De plus au vu de la pénurie d’organe inhérent à toute greffe d’organe, l’encapsulation permettrait d’utiliser des îlots pancréatiques d’espèces différentes. Par ailleurs, l’implantation de d’îlots encapsulés dans la cavité abdominale permet de se soustraire de ces réactions inflammatoires médiées par le sang à l’origine d’une destruction massive des îlots post transplantation. Ainsi, notre stratégie permettrait de maintenir à long terme la survie et la fonction des îlots et d’appliquer la stratégie de transplantation d’îlots pancréatiques à un plus grand nombre de patients diabétiques.
Procédures
L’injection de streptozotocine se fera en intra péritonéale à l’aide d’une aiguille 23G. L’injection réalisée sur animal vigile par 1 injection par jour sur 5 jours. La durée de l’intervention (et la contention) durera quelques secondes pour chaque injection. 24 h après la dernière injection, une mesure de glycémie sera effectuée à l’aide d’un glucomètre à partir d’une micro goutte de sang prise à la queue pour vérifier si l’animal est bien diabétique (durée de l’acte quelques secondes). Chez les souris devenus diabétiques, 2 modules d’encapsulation seront implantés dans l’abdomen. Ceci nécessitera une incision de l’abdomen de 1 cm. Chirurgie réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptée et durera environ 15 minutes. Des anti-inflammatoires seront administrés post-chirurgie au maximum pendant 3 jours. Concernant le suivi de la survie et de la fonction des îlots implantés, celui-ci durera 91 jours. Pour cela, tous les 15 jours la prise de poids (quelques secondes), la glycémie capillaire (lecteur de glycémie, quelques secondes) seront mesurées, une prise de sang par incision de l’extrémité de la queue sera effectuée pour la réalisation de divers dosage plasmatique (durée 5 minutes par souris) et un test de tolérance au glucose sera réalisé. Ce test est nécessaire afin de déterminer la fonction réelle de la greffe. Ce test durera deux heures et consistera à injecter dans le péritoine une solution sucré en utilisant une aiguille 23G et de mesurer la glycémie capillaire à l’aide d’un lecteur de glycémie toutes les 5, 10, 15, 30, 45, 60 et 120 min post injection du sucre. Avant le test, les animaux seront mis à jeun 4h (accès à l'eau ad libitum). Une mesure de la glycémie sera effectuée à jeun juste avant l'injection intrapéritonéale du glucose (durée par mesure de quelque seconde). 84 jours après implantation, les implants seront retirés (même méthodologie dispositions prises et durée d’intervention que pour l’implantation). Enfin, 7 jours plus tard les animaux seront mis à mort pour prélèvement final des organes.
Impact sur les animaux
Les principaux effets indésirables attendus sont : - Perte de poids en lien avec l’induction du diabète - Douleurs post-opératoires faisant suite à la chirurgie réalisée pour la mise en place des hydrogels (Laparotomie) - Risque d’infection suite aux implantations des hydrogels - Stress en lien avec la répétition des injections d’insuline (si nécessaires) ou les mesures de glycémies et prises de sang au cours du suivi - Hyperglycémie lié au développement du diabète au cours de l’étude et durant les tests de tolérance au glucose - Détérioration (infection, nécrose) de l’extrémité de la queue suite aux prises de sang et aux mesures glycémiques -Hémorragie post section de la queue - Périodes de mise à jeun.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour la collecte de sang/organes et analyses.
Remplacement
Nous souhaitons valider de nouveaux hydrogels sur la fonction du greffon chez un sujet diabétique. Or la régulation glycémique est un mécanisme complexe faisant intervenir de nombreux organes tous interconnectés entre eux. Ainsi, afin d’étudier si un pancréas bio artificiel est efficace, il ne suffit pas de s’intéresser uniquement à la cellule à insuline isolé mais il est impératif de l’évaluer dans un environnement complexe où tous les acteurs impliqués dans l’homéostasie du glucose sont présent. Le recours à une étude in vivo est alors indispensable.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au minimum tout en permettant, grâce à des tests statistiques adaptés, de mettre en évidence des différences significatives au niveau des paramètres étudiés. De plus, ce nombre est basé sur les différences interindividuelles des animaux et des préparations d’îlots humains que nous isolerons mais aussi sur notre longue expérience obtenue au cours de la réalisation de nombreuses études métaboliques réalisées sur animaux rendus diabétiques par injection de STZ. Cette étude nécessitera 360 souris. Enfin, la succession des interventions sur les mêmes animaux permettra de réduire le nombre d’animaux à utiliser pour répondre à nos hypothèses.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des cages collectives ventilées et enrichies. En cas de procédure invasive une anesthésie et une analgésie adaptées seront mise en place. De plus, des points limites prédictifs et précoces ont été établis permettant de soustraire l’animal à la souffrance. Les animaux demeurant diabétique recevront une insulinothérapie. Les souris immunodéficientes seront maintenues et manipulées dans des conditions permettant de garantir leur état de santé.
Choix des espèces
Pour répondre à nos objectifs, nous avons choisi le modèle de la souris pour recevoir les îlots encapsulés car celui-ci a l’avantage d’avoir des caractéristiques physiologiques proches de l’Homme. De plus, dans un implant nous souhaitons encapsuler 10000 îlots/kg de poids corporel (quantité utilisée dans le cadre de la transplantation d’îlots chez l’homme nécessaire pour rétablir un équilibre glycémique). Ainsi, nous utiliserons moins d’îlots humain (tissus rare) que si nous utilisions le modèle du rat qui est 10 fois plus gros que la souris. La souche C57BL/6 nous permettra d’évaluer la capacité immuno protectrice de nos hydrogels sur les îlots pancréatiques humains. La souris de souche NSG nous permettra de contrôler la survie et la fonction de nos îlots humains encapsulés et implantés dans un environnement immunodéficient (Contrôle). Pour ce projet les souris seront uniquement utilisés à un stade adulte (Age: 8-12 semaines à leur arrivée à l’animalerie), stade de maturité sexuelle et possédant un système immunitaire mature.
Etude de la transmission nociceptive dans un modèle de la maladie de Parkinson
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
312 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent deux chirurgies, l'une cérébrale l'autre sur la moelle épinière, une stimulation par lumière, un entraînement comportemental dont la nature n'est pas précisée et une mesure du retrait de la patte par un faisceau infrarouge pouvant provoquer une rougeur. Le projet étudie la transmission de la douleur dans un modèle de la maladie de Parkinson. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit ces réseaux nerveux et que les études in vivo sont "indispensables".
Objectifs
En plus du système dopaminergique, les autres systèmes monoaminergiques notamment sérotonergiques sont aussi affectés dans la maladie de parkinson. La sérotonine (5HT) exerce une action analgésique au niveau de la corne dorsale de la moelle épinière. Dans cette étude, nous proposons d'étudier la transmission nociceptive spinale sur un modèle expérimental de la maladie de Parkinson chez la souris. Nous utiliserons des souris transgéniques qui permettront de cibler les neurones à sérotonine par des approches d'optogénétique.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mettre en évidence le rôle des neurones à sérotonine dans le contrôle de la transmission nociceptive et son altération dans un modèle de douleur induit par la maladie de parkinson. L’identification des réseaux impliquant les neurones à sérotonine permettra de mettre au jour de nouvelles pistes thérapeutiques qui pourront ensuite amener de nouveaux traitements pour améliorer le bien-être des patients parkinsoniens. Associés aux traitements des symptômes moteurs, ils apporteront un réel bénéfice aux patients dont la qualité de vie tendra à s’approcher de celle des sujets sains.
Procédures
Dans cette étude, 312 animaux recevront : -Une chirurgie stéréotaxique cérébrale (environ 1h30) et une spinale (environ 45min), -Une stimulation optogénétique d'une durée de 3 min également de l'entrainement comportemental de 10 min. -Electrophysiologie : 2h
Impact sur les animaux
Les animaux subiront deux interventions chirurgicales par stéréotaxie au niveau cérébral et spinal qui présentent des risques potentiels d'infection, d'hypothermie et de douleur. La stimulation thermique à l'aide d'un faisceau infrarouge utilisée pour mesurer le seuil du retrait de la patte arrière peut provoquer une rougeur cutanée.
Devenir
Les animaux sont mis à mort pour l'analyse histologique
Remplacement
Il n'existe aucun modèle in vitro sur culture cellulaire pouvant reproduire la physiopathologie étudiée dans ce projet. En effet, nous travaillons sur les relations entre réseaux nerveux matures et interconnectés dans le système nerveux. Ces connexions sont impossibles à reproduire in vitro. Les études in vivo sont donc indispensables.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum en tenant compte des contraintes expérimentales pour obtenir des résultats statistiquement cohérents et significatifs. La taille des cohortes par groupe a été ajustée aussi pour tenir compte de la variabilité inter-individuelle comportementale et du taux de succès des différentes procédures réalisées chez l’animal.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe au sein de l’animalerie dans un environnement enrichi comprenant des tubes en carton et matériel de nidification. Leur entretien sera pris en charge par le personnel zootechnique. Les chirurgies seront réalisées par des experts et optimisés pour soulager le stress et la douleur post-op et des analgésiques seront adaptés. Les animaux seront surveillés quotidiennement tout au long de l’étude. Après la chirurgie, les animaux seront surveillés avec une attention renforcée pour limiter la perte du poids (cage de stabulation 24h sur 24 sur un tapis chauffant, réhydratation, injection bi quotidienne sous-cutanée de saline 0,9% et saline-glucose 5%, nourriture humidifiée sera déposée dans la cage). En cas de problème, une intervention immédiate et selon les points limites spécifiques une conduite à tenir en fonction des points limites généraux et spécifiques. En cas de blessure, les plaies seront nettoyées et désinfectées. En cas de non amélioration de l'état général de l'animal, le responsable du projet prendra la décision de la nécessité de mise à mort de l'animal.
Choix des espèces
La souris est largement utilisée car ce modèle d'espèce génétiquement modifiée permet de cibler des populations de neurones identifiées. D'autre part, le modèle inflammatoire a été largement utilisé chez la souris. Il s'agit d'un modèle animal très reproductible, permettant d'inclure le plus faible nombre d'animaux possible dans les protocoles. L’étude doit être réalisée à l’âge adulte lorsque les réseaux neuronaux sont mis en place et le système nerveux est mature. D’où le choix de souris adultes âgées de 8 à 12 semaines.
Etude Préclinique de la Réponse Immunitaire radio-induite par radiothérapie externe combinée à une thérapie ciblée utilisant un nouveau vecteur de 177Lu ciblant
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
1 470 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur colorectale, une irradiation puis l'injection d'un produit radioactif au lutétium-177, avant le prélèvement de leurs organes. Le porteur n'attend qu'une "perte de poids légère" et décrit peu d'effets, tout en fixant la gravité à modérée. Il justifie le choix de la souris par sa "petite taille", sa "grande fécondité" et son "coût de production peu élevé", et affirme que l'in vitro ne simule pas la complexité de l'organisme.
Objectifs
Nous proposons dans cette étude de développer, dans une première étape, un nouveau vecteur de TRT (radiomarqué avec le lutétium-177 - 177Lu) ciblant des protéines cibles radioinduites par une radiothérapie (RT) externe de 8 Gy. La RT va ainsi réchauffer la tumeur et induire l’augmentation des antigènes cibles mais aussi l’infiltration de la tumeur par des cellules immunitaires. Dans la seconde étape, nous évaluerons cette réponse immunitaire intra-tumorale et systémique induite par la combinaison de RT et TRT pour deux modèles syngéniques de cancer colorectal de souris
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre de développer un nouveau radiopharmaceutique (candidat-médicament) de TRT marqué au 177Lu qui pourra être administré en combinaison avec une fraction de RT externe +/- une immunothérapie
Procédures
- Injection sous cutanée de la tumeur (une seule fois). Le développement de la tumeur prends 10 jours à partir de la date d'injection. - Ensuite le radiopharmaceutique est injecté par voie intra-veineuse (une seule injection sera faite sur les souris, durée d'injection =1h à 2h dépendament du nombre de souris à injecter) - Prélèvement d’organes en fin de manip ou à des temps d’étude bien définis (durée = environs 3 h).
Impact sur les animaux
Une perte de poids légère pourra être observée chez les souris traitées avec la radioactivité durant les trois premiers jours qui suivent l’injection. Aucun autre effet secondaire ou nuisance n’est attendu.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de la procédure, selon le schéma décisionnel suivant : - Les animaux dont la greffe n’aura pas prise - Euthanasiés à des temps différents selon le planning de l’étude - Euthanasiés si points limites atteints
Remplacement
Etant donné que nous allons évaluer l’effet des modalités d’administration de la RT sur la réponse immunitaire, il nous est nécessaire de réaliser notre étude sur des modèles animaux. Le REMPLACEMENT des animaux est donc impossible pour cette étude. Toutefois l’étude préalable des molécules d’intérêts sur culture cellulaire permet de s’affranchir de l’utilisation d’animaux non justifiée (REMPLACEMENT)
Réduction
En comparaison avec une étude de biodistribution « classique » qui nécessite l’euthanasie des animaux à chaque point de temps examiné, l’imagerie par SPECT (Single photon emission computed tomography), nous permet de suivre la biodistribution/pharmacocinétique de la molécule sur une longue période (7 jours) chez le même animal et donc de REDUIRE le nombre d’animaux d’autant. La prise tumorale dans des souris avec un fond génétique stable est homogène permettant sur un nombre d’animaux relativement réduit de traiter l’ensemble du groupe au même moment. Ainsi il faut prévoir seulement 20% d’animaux supplémentaires au moment du greffage des tumeurs. L’utilisation de cellules cancéreuses syngéniques de souris permet d’étudier la réponse des cellules immunitaires à la présence de cellules cancéreuses d’un même fond génétique. Afin de garantir la répétabilité des résultats il est nécessaire de réaliser les expérimentations en triplicat.
Raffinement
Les souris seront maintenues dans des cages de 10 individus en présence d’enrichissement. Les irradiations seront réalisées sous anesthésie gazeuse et aucune toxicité n’est attendue aux doses utilisées. Les injections de chimiothérapies (CT) et d’immunothérapie seront réalisées en vigile en IP ou en per os. Les traitements par CT et immunothérapie ont déjà été réalisés dans ces conditions sans entrainer de toxicités particulières. Cependant si des signes de douleur sont observés (animal prostré, perte d’orientation, perte de poids), les animaux seront mis à mort par dislocation cervicale après anesthésie gazeuse. Toutes les manipulations susceptibles de générer de l’inconfort ou de la douleur seront réalisées sous anesthésie générale. Des études préalables nous ont permis de définir les points limites les plus précoces afin d’éviter toute souffrance des animaux.
Choix des espèces
La petite taille des souris, leur grande fécondité, leur coût de production et d’entretien relativement peu élevé en font un animal de choix pour les laboratoires.[1] De plus, le modèle murin est parfaitement approprié car les expérimentations in vitro ne permettent pas de simuler la complexité d’un organisme, notamment dans les études impliquant l’activation du système immunitaire. La prise tumorale dans des souris avec un fond génétique stable est homogène permettant sur un nombre d’animaux relativement réduit de traiter l’ensemble du groupe au même moment. Ainsi il faut prévoir seulement 20% d’animaux supplémentaires au moment du greffage des tumeurs. L’utilisation de cellules cancéreuses syngéniques de souris permet d’étudier la réponse des cellules immunitaires à la présence de cellules cancéreuses d’un même fond génétique. Les souris utilisées seront de 8 semaines minimum, âge adulte de manière à avoir un système immunitaire mature et un poids corporel plutôt stable > 20 g, ainsi qu’une bonne tolérance aux anesthésies, d’après les données de la littérature. [1]- Schuc et al., “Trials, tribulations, and trends in tumor modeling in mice" Toxicol Pathol (2004)
Etude de l’impact d’un facteur de risque génétique sur une maladie du cerveau
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
56 souris mâles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une chirurgie stéréotaxique avec injection de fibrilles dans une structure cérébrale liée à la mémoire, puis sont gardées deux mois avant d'être tuées pour analyse. Le projet compare des souris porteuses de la forme APOE3 ou APOE4 pour comprendre comment ce facteur de risque aggrave une maladie du cerveau. Le porteur affirme qu'aucune alternative cellulaire ne convient et que la souris reste un outil "unique" pour étudier ces mécanismes.
Objectifs
L’apolipoprotéine de forme APOE4 est un facteur de risque génétique dans plusieurs maladies du cerveau, contrairement à son homologue neutre APOE3. L’objectif de cette étude est de comprendre comment la présence de ce facteur de risque aggrave ces maladies du cerveau. Nous testerons par exemple si la présence de APOE4 accélère la progression de la pathologie par rapport à la présence de APOE3. Nos premiers travaux montrent que des voies de signalisations spécifiques sont altérées par la présence de APOE4 et l’objectif de ce projet est de valider ces données à l’aide de différentes techniques et sur un plus grand nombre d’individus. Cette étude permettra de mieux comprendre le mode d’action du facteur de risque pour pouvoir ensuite mieux diagnostiquer et/ou prévenir ces maladies.
Bénéfices attendus
En utilisant des modèles animaux exprimant un facteur de risque (tel que APOE4), nous pouvons étudier la manière dont il aggrave une pathologie. La mise en évidence d’un lien de cause à effet entre APOE4 et un marqueur de la maladie pourrait permettre de comprendre certains aspects cliniques chez l’Homme car le facteur APOE4 est un facteur de risque associés à certaines maladies du cerveau seulement. En élucidant des bases mécanistiques à leur mode d’action, ces études apporteront des bénéfices en santé humaine en permettant par exemple d’adapter de nouvelles thérapeutiques. Une validation de nouvelles cibles altérées par le facteur de risque dans la maladie ouvrira de nouvelles pistes thérapeutiques, et pourraient également aider à un meilleur diagnostic de cette maladie. En effet, avec le vieillissement, il est parfois difficile de diagnostiquer certaines maladies du cerveau qui présentent des symptômes similaires, malgré la présence de marques pathologiques différentes. La validation de nos cibles est importante à ce niveau car elles pourraient servir de biomarqueurs pour mieux diagnostiquer les patients.
Procédures
Procédure chirurgicale : chirurgie stéréotaxique pour injections de fibrilles aSyn dans une structure cérébrale liée à la formation de la mémoire sur 56 animaux. Le délai post-chirurgical avant la mise à mort de l’animal est de 2 mois. Les souris transgéniques exprimant le facteur neutre humain APOE3 (28 animaux) ou APOE4 (28 animaux) sous la forme KI (en lieu et place du gène murin) seront élevées pendant 5 mois. Elles ne présentent à cet âge aucun signe de dysfonctionnement connu (Jackson laboratories).
Impact sur les animaux
Douleurs sur la zone d’incision chirurgicale prévenue par l’application d’un analgésique local. Douleurs post-opératoires minorés par des antalgiques. Potentielle inflammation évitée par une injection d’anti-inflammatoire non stéroidien. Stress ou un comportement anormal peuvant survenir suite aux chirurgies surveillés quotidiennement pendant une semaine complète de récupération.
Devenir
Tous les animaux (56) seront mis à mort à l’issue de chaque procédure pour prélèvements et analyses post-mortem.
Remplacement
La propagation de protéines mal conformée dans différentes structures du cerveau est une caractéristique majeure des maladies du cerveau. Nous utilisons un modèle animal, la souris, pour mimer cette propagation (dans ce projet des fibrilles de synucléine) afin d’étudier les mécanismes moléculaire et cellulaires que cela provoque. Une fois injectées, ces fibrilles de synucléine induisent des altérations mesurables dans différentes structures cérébrales grâce aux connections qu’elles ont entre elles. Il n’est donc pas possible de recourir à un autre type de modèle d’étude qu’à celui de l’animal entier. Nous ne pouvons pas utiliser d’alternative cellulaire. Notons que les modèles murins (souris) récapitulent les symptômes majeurs de la maladie (déficit de mémoire) et restent ainsi des outils uniques pour l'étude des mécanismes physiopathologiques, la validation de cibles thérapeutiques et la réalisation de tests précliniques.
Réduction
Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux pour permettre des analyses statistiques sur les groupes expérimentaux selon les techniques utilisées (approches moléculaires et analyses immunohistologiques). Les calculs faits tiennent compte de la variabilité inter-individuelle qui sera réduite compte tenu que nous utiliserons seulement des animaux mâles dans nos expériences, mais augmentée selon l’efficacité des injections de fibrilles aSyn. Ces dernières seront évaluées à l’aide de tests statistiques adaptés après analyse par immunohistologie.
Raffinement
Afin de raffiner les conditions de vie des animaux, ceux-ci bénéficieront de soins appropriés pour optimiser le bien-être des souris, tels que des éléments d’enrichissement (matériel de construction du nid, barre à ronger) et d’un suivi quotidien. De plus, ils seront maintenus en groupe sociaux avant et après la chirurgie. Des mesures de raffinement sont prises lors de la chirurgie : anesthésie gazeuse supplémentée par une couverture analgésique locale, pommade d’anesthésique au niveau des oreilles (barres d’oreille du cadre stéréotaxique), injection sous cutanée d’un anti-inflammatoire non stéroïdien, pommade à base de vitamine A contre le dessèchement occulaire, tapis chauffant thermostaté préservant la température de l’animal et cage placée en zone réchauffée apr ès l’opération. Des points limites prédictifs sont mis en place pour limiter la souffrance si un problème devait survenir après la chirurgie : la surveillance des souris se fait 1X par semaine de façon détaillée (observation visuelle, suivi de l’aspect général et de la posture, pesées) permettant de s’assurer du bien-être des souris. Un personnel autorisé et expérimenté pratiquera la chirurgie (formation à la pratique des actes chirurgicaux sur les animaux utilisés à des fins scientifiques) et la mise à mort si un point limite est atteint.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est la souris. Le modèle rongeur représente une alternative de choix pour la modélisation préclinique des maladies du cerveau car il possède des structures neuro-anatomiques comparables à celle du cerveau humain. En particulier l’hippocampe, le cortex frontal, et les connections nerveuses qui leur sont associées, sont des structures affectées de façon primaire dans ces maladies qui touchent la mémoire. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte (3-5 mois) pour avoir des informations sur les interactions entre le facteur de risque génétique étudié dans un cerveau mature et non en formation/développement. Cet âge nous permet également de nous affranchir des effets du vieillissement, pour éviter les facteurs confondants, le vieillissement étant également un facteur de risque des maladies du cerveau en général.
Détermination du temps de demi-vie et de l’efficacité de molécules permettant de développer une stratégie thérapeutique ciblée pour traiter la thrombose artérielle et l’AVC ischémique.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 240 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil et 120 en souffrance modérée. Elles reçoivent des injections et un cathéter, des prises de sang répétées et un modèle de thrombose artérielle, certaines subissant en plus une chirurgie. Le porteur indique que les souris sont tuées sous anesthésie à la fin, les lésions étant trop importantes pour envisager un réveil sans souffrance. Il teste des anticorps censés cibler le caillot, renvoie l'amélioration de la prise en charge de l'AVC au "long terme" et juge impossible de remplacer la souris par des modèles in vitro.
Objectifs
L’hémostase permet l’arrêt des saignements suite à une blessure. Elle implique notamment les plaquettes sanguines, qui vont former un agrégat pour limiter le saignement. Ce processus peut aussi être pathologique dans une artère malade, conduisant à la formation d’un caillot dans le vaisseau, appelé thrombose artérielle. Ce caillot peut aller jusqu’à boucher le vaisseau. Ce type de pathologie peut induire un AVC ischémique par exemple. Concernant les AVC ischémiques, un des traitements consiste à injecter une molécule en intraveineux pour dissoudre le thrombus. Cependant, à cause des risques hémorragiques, cette approche doit impérativement être réalisée très rapidement après l’apparition des premiers symptômes de l’AVC, ce qui limite fortement le nombre de patients pouvant être traités. Le but de ce projet est de tester un nouveau traitement ciblé qui permettrait de limiter le risque de saignement. Il est basé sur le développement d’anticorps qui vont apporter les molécules nécessaires à la destruction du caillot, en ciblant spécifiquement celui-ci, limitant ainsi les effets indésirables. Ce projet vise à déterminer le temps que ces nouvelles molécules mettent pour être éliminées complètement du sang chez la souris. Il vise également à évaluer l’efficacité de ces molécules sur la thrombose artérielle.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet portent sur 2 aspects : • La cinétique de ces molécules : on déterminera le temps que ces molécules mettent pour être éliminées. Elles pourraient avoir une cinétique similaire aux molécules de référence, mais être plus efficaces ou induire moins d’effets indésirables puisqu’elles ciblent spécifiquement le thrombus. • La thrombose artérielle : on pourrait mettre en évidence une réduction de la taille du caillot dans ce modèle expérimental. L’identification de tels résultats pourraient déboucher à long terme sur une amélioration de la prise en charge des patients présentant une thrombose artérielle ou un AVC ischémique ainsi qu’à une réduction des impacts à long terme de ces maladies.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections et la pose de cathéter réalisées sur animal anesthésié. Des prises de sang répétées seront effectuées (maximum 3 d’une durée de 1 minutes) et un prélèvement sanguin terminal (durée 5 minutes). Les animaux seront soumis à un modèle de thrombose artérielle. Certains modèles nécessitent des procédures chirurgicales, celles-ci seront de maximum 15 min.
Impact sur les animaux
Une des complications attendues est un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée). Une autre est le risque de saignement au site d’injection, de pose de cathéter, de prélèvement ou au site chirurgical. Si le saignement observé dure trop longtemps la souris sera sacrifiée afin de limiter toute douleur ou inconfort.
Devenir
Pour toutes les procédures de cette saisine, les souris sont mises à mort sous anesthésie à la fin de la procédure du fait des lésions qui sont trop importantes. Les souris seraient en souffrance si nous devions les réveiller.
Remplacement
Le but de ce projet est de tester un nouveau traitement ciblé basé sur le développement d’anticorps anti-fibrine couplés : i) à l’hirudine, connue pour inhiber les plaquettes et la synthèse de fibrine; ou ii) à l’activateur de fibrinolyse, permettant la destruction du thrombus. L’utilisation d’un anticorps anti-fibrine permet ici de cibler l’action de ces molécules spécifiquement au lieu de la thrombose, la fibrine étant produite uniquement dans le thrombus. La pathologie étudiée étant un processus particulièrement complexe, il est impossible de substituer la souris par des modèles in vitro.
Réduction
Un des modèles (prise de sang au niveau des jugulaires) a été spécifiquement pensé pour diminuer le nombre d’animaux utilisés puisque plusieurs prises de sang à des temps différents sont possibles pour un même animal. De plus, nous ferons les procédures expérimentales de prise de sang par étape, pour déterminer s’il est nécessaire ou pas de passer à l’étape suivante. Pour évaluer l’efficacité de la molécule dans la thrombose artérielle, le nombre d’animaux utilisés lors de cette étude est réduit au minimum pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Le critère recherché est la comparaison des résultats obtenus entre les différents groupes d’animaux.
Raffinement
Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum : • Par l’hébergement dans des cages en fonction des groupes expérimentaux 2 jours avant l’expérimentation. Ces cages seront munies de particules de bois et enrichies avec des carrés de cellulose, bâtonnets de coton, frisure de papier, ce qui leur permet d’organiser leur environnement selon leurs besoins. Les animaux sont entre 2 et 5 par cage afin d’éviter le stress causé par l’isolement. • Par un accès permanent à l’eau de boisson et à la nourriture. • Par l’installation de l’animal sur une plaque chauffée à 38°C afin lutter contre l’hypothermie pendant les procédures expérimentales. • Par une anesthésie de l’animal avant et pendant la durée des procédures • Par l’administration d’un anti-douleur pendant chaque procédure. Pendant toutes les expérimentations, les animaux sont surveillés par du personnel entrainé pour vérifier l’absence de signe de douleur grâce à des points limites spécifiques établis pour chaque procédure. Ces points limites permettront de soustraire l’animal aux procédures expérimentales et ainsi limiter son inconfort.
Choix des espèces
La souris est un animal facilement disponible et les modèles d’études in vivo y sont largement répandus et maitrisés. La souris est un modèle couramment utilisé pour évaluer la formation de thrombus. Les souris seront utilisées au stade adulte entre 2 et 6 mois. Cet âge correspond à la période utilisant des souris pubères et ne présentant pas encore de vieillissement.
Rôle des plaquettes sanguines dans le développement anormal de tissu, la fibrose, lors de la pathologie rénale
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Selon le modèle, elles subissent une chirurgie abdominale avec ligature de l'uretère ou l'injection d'un composé, puis des prélèvements de sang et d'urine avant d'être tuées à sept ou vingt et un jours pour analyser les reins. Le porteur signale une douleur possible à la cicatrice et une perte de poids, et prévoit un analgésique si la douleur est avérée. Sur le remplacement, il affirme que la fibrose rénale ne peut pas être modélisée in vitro et qu'il est "nécessaire" de travailler sur un animal vivant.
Objectifs
Un développement anormal de tissu, ou fibrose, dans le rein est fréquent dans de nombreuses pathologies rénales. Le rôle des plaquettes sanguines dans ce processus a été montré dans différents modèles mais dépend des tissus et des lésions. Ainsi, nous avons découvert un rôle critique de deux facteurs plaquettaires dans des pathologies présentant une fibrose dans le poumon et dans le coeur. Cependant, rien n'a été étudié dans le rein. Notre objectif est donc d'étudier le rôle de ces deux facteurs plaquettaires dans le développement de la fibrose rénale.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d'étudier l'implication de deux protéines plaquettaires sur le développement de la fibrose rénale et ses conséquences sur le fonctionnement du rein. Il permettra de définir si cibler ces protéines pourrait être pertinent en thérapeutique chez l'homme.
Procédures
Deux modèles seront utilisés. Dans le premier, les animaux subiront une chirurgie (incision abdominale) qui permet la ligature de l'uretère, d'une durée totale de 30 minutes environ, sous anesthésie et analgésie. Dans le deuxième modèle, une injection d'un composé est réalisé en une fois au niveau de l'abdomen (voie intraperitoneale) et dure moins d'une minute. Dans les deux modèles, les animaux auront un à deux prélèvements sanguins intraveineux sous anesthésie et pour le deuxième modèle, deux prelèvements d'urine, émise spontanément en pressant la vessie pour évaluer la fonction rénale. A la fin des procédures, après 7 et 21 jours ,un prélèvement de sang intraveineux sera fait après anesthésie et analgésie par voie chirurgicale, l'urine sera prélevée directement dans la vessie et les animaux seront euthanasiés.
Impact sur les animaux
Le protocole expérimental a un effet modéré sur le bien être de l'animal. La maladie rénale est associée à la présence de protéines dans les urines, et un gonflement du ventre (oedeme rénal) modéré peut apparaitre avec le temps. La chirurgie peut entrainer une douleur et une irritation au niveau de la cicatrice qui seront cependant attenués par les analgésiques. Les animaux sont également anesthésiés une à deux fois pour le prélèvement sanguin qui peut générer une douleur modérée. Ils peuvent également perdre du poids au cours des procédures et être moins actifs.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure pour pouvoir analyser les reins.
Remplacement
La fibrose rénale ne peut pas être modélisée in vitro en raison de la complexité des mécanismes mis en jeu. Il est donc nécessaire de travailler sur un modèle animal vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire à notre étude a été déterminé grace aux données disponibles dans la littérature scientifique. Des tests statistiques pour connaitre le nombre de souris minimum nécessaire ont aussi été réalisés.
Raffinement
La prise en charge d’une éventuelle douleur s’effectuera par une surveillance quotidienne (visuelle) et un suivi tous les 3 jours avec la mise en place de points limites évalués à l’aide d’une grille de score et l'évaluation de la fonction rénale. Si une douleur est avérée, un analgésique sera donné 2 fois par jour. Si les signes de douleurs persistent, les animaux seront euthanasiés. La chirurgie et les prélèvements sanguins seront effectuées sous anesthésie et analgésie.
Choix des espèces
La souris présente un système vasculaire, immunologique et cellulaire très proche de l’Homme, permettant une transition vers la pathologie humaine plus facile. De plus, les modèles utilisés sont bien établis chez la souris adulte. Les souris de 8-12 semaines sont donc les plus adaptées pour étudier les facteurs plaquettaires impliqués, avec de surcroit la disponibilité de souris génétiquement modifiées pour les facteurs plaquettaires étudiés.
Méthotrexate pour le traitement de l’arthropathie hémophilique dans un modèle murin d’hémophilie B – Projet Multi-établissement EU 2/2
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles cardiaques
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
21 souris hémophiles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance qui va du léger au sévère. L'arthropathie est provoquée par trois ponctions du genou, puis les souris reçoivent des traitements pendant six semaines, subissent une IRM des genoux de deux heures sous anesthésie et des prises de sang, avant d'être tuées et disséquées. Le porteur justifie la mise à mort par un prélèvement d'un millilitre de sang "non compatible avec le maintien en vie". Il fonde le recours à l'animal sur le "besoin d'un modèle vivant" et présente la souris comme un modèle "éprouvé et fiable".
Objectifs
L’hémophilie B est une maladie hémorragique héréditaire rare liée à déficit en facteur IX (FIX) et dont la sévérité est définie par la quantité de FIX restant dans le sang. La forme la plus sévère, où le taux de FIX est in détectable dans le sang, est caractérisée par des saignements spontanés surtout au niveau articulaire. Ces saignements spontanés peuvent se répétés au niveau des articulations et conduire à la présence de sang dans le liquide articulaire, induisant une inflammation et une dégradation de l’articulation qui est handicapante pour le patient. Cette atteinte répétée porte le nom d’arthropathie hémophilique (AH) et est une complication grave de la maladie. L'AH partage certaines caractéristiques avec d’autres maladies articulaires telles que la polyarthrite rhumatoïde (PR) dont une inflammation importante au stade précoce de la maladie. A ce jour, le traitement de l’hémophilie comprend des injections de facteur manquant pour éviter tous saignements donc ceux responsables de l'arthropathie. Cependant, aucun traitement actuellement disponible ne cible spécifiquement l’inflammation articulaire qui apparait au stade précoce de l’AH. Dans le cadre du traitement de la PR, le méthotrexate est largement utilisé en tant que médicament de première intention. Le méthotrexate est un médicament visant à contrôler l’inflammation qui à montrer 34% de rémission et 50% d’amélioration de la PR dans des études conduites chez des patients atteints de PR. Nous avons fait l’hypothèse que le méthotrexate pourrait réduire l’inflammation de l’articulation chez les hémophiles et empêcher l’évolution de cette arthropathie handicapante, comme il fait dans la PR. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer l’efficacité du méthotrexate pour traiter l’AH et de bloquer ainsi l’évolution de l’atteinte articulaire chez les souris hémophiles B. l'étude s'effectue dans deux animalerie distincxtes avec : l'induction de la maladie et le traitement qui se font à l'UE1 (animalerie 1) et l'IRM, la prise de sang et la mise à mort qui se font à l'UE2 (animalerie 2).
Bénéfices attendus
La comparaison entre le traitement habituel par facteur de coagulation et le méthotrexate, va permettre d’évaluer l’efficacité potentielle de ce médicament dans le contexte d’arthropathie hémophilique. le méthotrexate est un médicament couramment utilisée dans la polyarthrite rhumatoïde dont les dégâts articulaires sont similaires à ceux causés par l’hémophilie. Si les résultats de l’étude montre une efficacité suffisante du méthtrexate dans l’arthropathie hémophilique, une étude clinique pourra alors être proposée pour évaluer l’efficacité du méthotrexate chez des patients hémophiles.
Procédures
Au sein de l'UE1 Au sein de l'UE1, l’arthropathie hémophilique est induite chez des souris hémophiles B par 3 ponctions articulaire (J1, J15 et J30) avec une surveillance et mesure du diamètre du genou les 15 premiers jours. Par la suite, le premier groupe reçois un traitement anti-hémophilique de référence tous les 4 jours et ce durant 6 semaines. Le deuxième groupe reçois également le traitement anti-hémophilique de référence (même durée et fréquence) mais également un traitement de référence utilisé dans la polyarthrite rhumatoïde une fois par semaine. Une prise de sang est réalisée à J0, J15 et J30 pour surveiller la possible toxicité du traitement de référence utilisé dans la polyarthrite rhumatoïde. Après 6 semaines de traitement, les souris sont transférées à l'EU2 où elles bénéficieront d’une IRM des genoux pour évaluer l’atteinte articulaire. Ensuite, une prise de sang sera réalisée pour la mesure des marqueurs inflammatoires ainsi que les marqueurs d’atteinte cartilagineuse et osseuse. Tous les actes qui peuvent engendrer une douleur ou un stress seront effectués sous anesthésie générale après administration d’un médicament anti-douleur. Les souris seront mises à mort sans réveil et les pattes arrière seront disséquées pour l’étude histologique à la recherche d’une inflammation articulaire. Les animaux pourront être soumis, sous anesthésie générale, à une ponction articulaire (2-3 min) (UE1), une prise de sang (1 min) (UE1), la mesure du genou (30 sec) (UE1), une injection seule ou double (1-2 min)(UE1), une IRM du genou (120 min)(UE2), un prélèvement total de sang et mise à mise à mort (3-5 min)(UE2).
Impact sur les animaux
Au cours du projet la seule nuisance attendue concerne une gêne locomotrice après induction de la maladie articulaire. Nous n’attendons aucun autre effet secondaire ou douleur.
Devenir
La mise à mort est justifiée par la nécessité de prélèvement de 1mL de sang total, non compatible avec le maintien en vie de l'animal
Remplacement
La nécessité d’un modèle animal est justifiée par le besoin d’un modèle vivant, dynamique et doté d’un système vasculaire et locomoteur pour cette étude sur les dégâts articulaire handicapants induits par l’hémophilie et son traitement. La mise au point des techniques in vitro est réalisée au maximum avant l’utilisation des souris ce qui nous permet de conserver le modèle de souris hémophile, modèle éprouvé et fiable pour notre étude.
Réduction
En accord avec l’expérience acquise par le groupe, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est réduit à son minimum sans compromettre la validité statistique des résultats. De plus, les tests développés au laboratoire nous permettent d’effectuer un maximum de mesure et d’étude sur le même animal. Les mesures radiologiques réalisées sur une souris vivante sont corrélées aux mesures biologiques et histologiques de cette même souris et chaque souris constitue son propre contrôle pour l‘étude de l’articulation du genou droit.
Raffinement
Toutes les mesures seront prises pour préserver le bien-être de l’animal. Quand cela est possible, les souris sont maintenues en groupe par fratrie avec l’utilisation de biberon à longues tiges, de l’eau gélifiée et de la nourriture dans la cage en cas de problèmes locomoteurs. Tous gestes traumatiques ou stressants seront réalisés sous anesthésies et analgésie
Choix des espèces
La souris représente la seule espèce animale, après le chien hémophile, à permettre la mesure de l’activité des médicaments anti-hémophiliques et d’étudier l’arthropathie hémophilique. L’absence des facteurs anti-hémophiliques murins analogues à nos facteurs anti-hémophiliques est un prérequis pour l’induction de l’hémarthrose et pour la mesure de l’activité des molécules prophylactiques testées. Il est important de préciser que la souris hémophile, paradoxalement à la forme humaine de cette altération génétique, n’est pas victime de saignement spontané et tout saignement provoqué sur la souris hémophile est résolutif sans prise en charge particulière. Souris matures (8-9 semaines) de 25-30g. Il est important de travailler avec des jeunes adultes dont la croissance est finie. Les souris très jeunes sont à éviter car les cartilages sont en cours de maturation durant la croissance et les souris très âgées sont également à éviter en raison de la modification possible des taux de certains facteurs de coagulation avec l’âge, comme le fibrinogène, facteur Willebrand et le FVIII qui peuvent modifier la capacité hémostatique globale du modèle et par conséquent la tendance hémorragique.
Utilisation de souris humanisées pour évaluer la survenue de tempête cytokinique consécutive à la thérapie par cellules CAR-T
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
188 souris humanisées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une irradiation, une greffe de tumeur, quatorze injections et plusieurs prélèvements sanguins, plus des séances d'imagerie sous anesthésie, pour comparer deux types de cellules CAR-T dans un cancer du sang et un cancer du pancréas. Le porteur renvoie les retombées pour les patients, une immunothérapie mieux tolérée, au conditionnel et au long terme, l'objectif immédiat restant de mesurer les effets secondaires chez la souris. Sur le remplacement, il affirme que ses résultats doivent être validés dans un "organisme vivant entier", seul système qui montrerait cette baisse des effets indésirables.
Objectifs
Les cellules CAR-T représentent une avancée majeure en immunothérapie du cancer. Cependant, si ce traitement donne des résultats remarquables dans le contexte des cancers du sang, 30% des patients traités rechutent. De plus, ce type de traitement induit très fréquemment des effets secondaires très préjudiciables à la santé du patient, notamment une tempête cytokinique et une toxicité neurologique. Ces effets secondaires découlent d’une hyperactivation de la réponse innée induite par les cellules CAR-T. L’analyse de ces processus nécessite donc l’utilisation de modèles de souris humanisées, dans lesquelles les cellules CAR-T pourront interagir avec notamment un compartiment myéloïde également humain autologue. Nous avons récemment établi un nouveau protocole permettant de générer des cellules CAR-T ayant un potentiel antitumoral fortement augmenté. Le projet proposé consiste à comparer la survenue de ces effets secondaires après l’injection de cellules CAR-T classiques ou des cellules CAR-T obtenues suivant notre protocole. Nous comparerons la survenue de ces effets secondaires dans deux modèles tumoraux : un modèle de cancer du sang et un modèle de cancer du pancréas.
Bénéfices attendus
Ce projet pourrait permettre à terme d’établir les bases expérimentales permettant le repositionnement du médicament anti-diabétique en immunothérapie. En effet, initialement décrit dans la prise en charge du diabète, ce traitement pourrait être à la base d’un protocole permettant d’obtenir une nouvelle génération de cellules CAR-T . Ces cellules, en levant les verrous liés à la faible persistance et l’anergie induite par le microenvironnement tumoral mais également en minimisant la survenue d’effets secondaires très préjudiciables à la santé du patient, pourraient induire une nette amélioration de la prise en charge des patients traités par l’immunothérapie basée sur l’utilisation de cellules CAR-T.
Procédures
Suivant les conditions expérimentales, les animaux seront soumis à une irradiation légère (durée 3 minutes), 7 injections (
Impact sur les animaux
Les souris subiront un stress léger consécutif aux manipulations fréquentes (suivi de croissance tumorale, suivis par prises de sang). Les souris subiront des injections sous anesthésie locale engendrant un stress temporaire léger. Les souris subiront une irradiation légère sans effet retardé et des séances d'imagerie sous anesthésie générale ayant un impact léger (préhension, déplacement). Enfin, la croissance tumorale elle-même peut induire une gêne physique légère ou modérée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort, afin de réaliser les prélévements et les analyses sur organes nécessaires à l'étude.
Remplacement
L’objectif du projet est d’évaluer l’intérêt thérapeutique d’un nouveau protocole d’élaboration de cellules CAR-T que nous avons mis au point, notamment la minimisation de la survenue d’effets secondaires délétères pour la santé du patient. Nous avons, en amont des expériences exposées ici, réalisé un grand nombre d’expériences ex vivo montrant une diminution de l'activation de certaines cellules en présence de cellules CAR-T obtenues suivant le protocole que nous avons développé par comparaison avec des cellules CAR-T classiquement obtenues. Nous avons notamment pu établir que des monocytes cultivés en présence ces cellules CAR-T produisent moins de cytokines pro-inflammatoires et présentent un phénotype moins activé que ceux cultivés en présence de cellules CAR-T classiques. A présent, afin d'obtenir des résultats au plus proche d'un essai clinique, nos résultats doivent être validés dans un organisme vivant entier, seul système qui puisse montrer que cette moindre activation du compartiment myéloïde se traduit par une diminution des effets secondaires (perte de poids, fièvre, atteinte neuronale).
Réduction
Un suivi longitudinal de la croissance des tumeurs sera réalisé par imagerie par bioluminescence afin de réduire le nombre d'animaux utilisés (l'animal est son propre témoin pour certains paramètres, ce qui permet de réduire le nombre d'animaux) . Les groupes d'études sont mis en oeuvre le plus souvent en même temps afin de réduire le nombre de groupes contrôles. Le nombre de souris utilisées dans chaque procédure a été établi sur la base de l'experiences acquise au cours de 20 années de travaux antérieurs. Au cours de ce projet, nous utiliserons le nombre de souris minimal requis pour obtenir des résultats statistiquement représentatifs.
Raffinement
Les animaux sont hébergés avec un enrichissement constitué de sizzlenests et de maisonnettes en carton. Les interventions seront faites sous anesthésie générale. Nous utiliserons l’imagerie par bioluminescence qui permet un suivi longitudinal et non invasif de la croissance tumorale, ce qui nous permettra de définir un critère d’efficacité des immunothérapies basé sur cette approche pour les études ultérieures. Ceci permettra aussi de détecter au plus tôt les tumeurs pour arrêter le plus tôt possible les procédures. Les souris seront surveillées quotidiennement (examens cliniques) pendant toute la durée de la procédure expérimentale afin de déceler et notifier rapidement tout signe de changement de comportement ou d'état de santé des animaux. Afin de minimiser les douleurs lors des injections sous cutanée et intraveineuse au niveau de la veine caudale ou faciale, les souris seront anesthesiées localement par apllication d'un spray lidocaïne. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués.
Choix des espèces
Le modèle de souris est humanisable ce qui permet de suivre les conséquences d'interactions complexes de nombreux partenaires cellulaires autologues au sein d'un organisme vivant. Il constitue donc le modèle le plus adéquat aux études précliniques. Pour générer les cellules d'intérêt pour l'humanisation, il est indispensable d'utiliser des souris âgées de moins de 2 jours. En effet, des travaux recents montrent que passé cet âge, la reconstitution de la lignée lcellulaire d'intérêt est fortement altérée. Pour les tests sur souris humanisées, les souris utilisées seront agées de 6 à 8 semaines en début d'expérience: âge optimal pour obtenir une reconstitutton du système immunitaire inné.