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
Corticogénèse cérébrale du primate
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Réutilisées d'une gestation à l'autre, 42 femelles macaques de cette colonie enchaînent jusqu'à six césariennes chacune, à raison d'une tous les onze à quinze mois. 59 macaques à longue queue sont comptabilisés au total, quinze opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, 44 soumis à des procédures d'un niveau de souffrance modéré, deux rendus à l'élevage. Les fœtus, 75 en tout, sont tués pour prélever leur cerveau et étudier la formation du cortex. Ceux de moins de 105 jours de gestation ne sont pas comptés dans les effectifs du projet, ce que le porteur justifie par leur utilisation avant le dernier tiers du développement.
Objectifs
Nous avons pour but de caractériser les mécanismes biologiques qui contrôlent la mise en place les caractéristiques structurelles uniques du cerveau humain. La compréhension de ces processus biologiques fondamentaux est un pré-requis pour progresser dans l'étiologie des pathologies neuro-développementales qui sont à l'origine de troubles invalidants (épilepsie, autisme, schizophrénie, etc). Le matériel histologique humain prénatal est rare et la préservation des tissus souvent non optimale, rendant l'interprétation des résultats difficile. Le singe représente un maillon préclinique incontournable. Des travaux récents ont en effet montré que certains mécanismes gouvernant le développement du cerveau sont communs au singe et à l’homme.
Bénéfices attendus
Le bénéfice est de permettre d’avancer dans la compréhension du développement du cortex cérébral de l’homme. Notre projet constitue une étape incontournable pour faire avancer la recherche clinique sur les pathologies neurodéveloppementales chez l’homme.
Procédures
Les femelles auront plusieurs anesthésies générales pour les échographies et les césariennes. Les femelles participeront à un maximum de 6 césariennes selon l’avis de notre vétérinaire référente. En moyenne une femelle subit une césarienne tous les 11 à 15 mois
Impact sur les animaux
L'anesthésie générale provoquera en elle-même un inconfort au réveil avec d'éventuelles nausées. La césarienne pourra susciter des douleurs post-opératoires pendant le temps de la cicatrisation, normalement maitrisé par l'administration d'analgésique et un suivi rapproché par les expérimentateurs et les zootechniciens.
Devenir
Nous avons une colonie de reproduction de Macaques cynomolgus composée d’environ 44 femelles pubères âgées de 4 à 8 ans et 4 mâles qui nous permettront d'obtenir 75 embryons (mis à mort pour recuperer leur cerveau), 45 (9/an) utilisés pour l'étude des précurseurs de la corticogénèse à différents stades embryonnaires (de E35 à E120) et 30 (6/an) utilisés pour des analyses génétiques (sc RNA-Seq, miRNA-Seq). A la fin de la procédure, les animaux pourront être réutilisés pour d’autres procédures ou placés dans des structures d’accueil appropriées.
Remplacement
Le macaque cynomolgus possède un cortex cérébral gyrencéphalique dont l’organisation anatomique et l’ontogénèse présentent des similitudes importantes avec le cortex humain, contrairement à d’autres espèces de primates (marmoset, microcèbe). Le génome du macaque est bien décrit et des atlas neuroanatomiques et d’expression de gènes sont disponibles pour cette espèce. La corticogénèse du macaque est bien caractérisée et a des caractéristiques communes avec le développement du cortex cérébral humain, notamment en ce qui concerne l’organisation des zones germinales. Le macaque constitue donc un modèle de prédilection pour étudier les mécanismes de spécification des aires corticales et les mécanismes développementaux responsables de la mise en place de la connectivité des aires corticales.
Réduction
Les femelles pourront être utilisées pour des gestations successives sauf avis contraire du vétérinaire. En moyenne une femelle subit une césarienne tous les 11 à 15 mois (estimations statistiques réalisées sur une vingtaine d'années). Nous utilisons des tranches organotypiques de cerveaux embryonnaires que nous maintenons en culture pendant 8 à 15 jours pour des observations de la prolifération et de la migration en cinétique videomicroscopique. Afin de minimiser le nombre d’embryons nous avons fait réaliser sur mesure une platine d'observation du microscope biphotonique nous permettant de doubler le nombre de tranches organotypiques observées (48 tranches) ce qui permet de réduire le nombre d’embryons utilisés d'un tiers. Nous menons en parallèle des recherches sur les capacités de différenciation neuronale des cellules souches pluripotentes (cellules souches embryonnaires et cellules souches pluripotentes induites) de primate ce qui permet d'étudier certains aspects de la différentiation des neurones du cortex de primate, ce qui permet de ne pas avoir recours à des tranches organotypiques issues de fœtus.
Raffinement
Nous entrainons les animaux à coopérer (conditionnement par renforcement positif) pour certaines procédures de manière à diminuer le stress de l’animal (déplacement en cage de transfert pour mise au mâle ou changement de volière) et pour des actes non invasifs et non douloureux comme les échographies de contrôle de manière à éviter le recours à l’anesthésie. Actuellement un tiers des femelles sont suffisamment conditionnées pour réaliser cet acte en vigile. Les femelles subissent une anesthesie générale pour la réalisation des césariennes et une fiche de suivi après la chirurgie nous permet d’évaluer en fonction de critères spécifiques les signes indicateurs de gêne ou de souffrance et d'adapter le traitement antalgique si nécessaire.
Choix des espèces
Nos travaux sur la corticogénèse chez le primate non-humains nécessite un accès à des embryons d'âge précis. Les techniques de substitution (organoïdes cérébraux) ne peuvent remplacer le tissu vivant pour l’analyse des mécanismes cellulaires et moléculaires qui opèrent in vivo. En effet, les organoïdes obtenus in vitro permettent d’obtenir un échantillon de tissu cérébral sans identité régionale particulière, déconnecté de son environnement physiologique (par ex structures sous corticales, tronc cérébral) et maintenu dans des conditions artificielles qui induisent un stress cellulaire important. Ceci conduit à des anomalies de l’identité des progéniteurs corticaux et de leur différenciation dans les organoïdes. De plus, l’expression des gènes dans les organoïdes cérébraux varie en fonction de la composition du milieu et des conditions de culture, conduisant à des résultats qui ne reflètent pas la situation in vivo. Animaux matures: Femelles de plus de 4 ans et mâles de plus de 5 ans. Les mâles sont utilisés uniquement comme reproducteurs lors des reproductions naturelles et ils ne sont pas comptabilisés dans les animaux utilisés. Fœtus âgés de 35 à 130 jours embryonnaires (durée gestation 165 jours). Comme indiqué en 3.4.10, les fœtus âgés de 105 jours et moins (dans les deux premiers tiers de gestation) ne sont pas comptabilisés dans le nombre d'animaux car ils sont utilisés avant le dernier tiers de leur développement. Nous projetons d’étudier 15 fœtus âgés de plus de 105 jours (dans le dernier tiers de gestation) pour les analyses moléculaires in situ.
Exploration fonctionnelle d’un nouveau composé antalgique sur les douleurs neuropathiques périphériques chimio-induites
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Pour tester un composé antalgique contre les douleurs provoquées par la chimiothérapie, 1 380 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Quatre injections leur induisent une neuropathie qui produit pendant une trentaine de jours une sensibilité accrue au toucher et au froid ainsi que des douleurs spontanées, puis elles reçoivent de deux à seize injections du composé à évaluer. Les seuils sont mesurés par le test de Von Frey, par une plaque refroidie à 10 °C et par un enregistrement automatisé du comportement, avant une chirurgie terminale sous anesthésie. Le porteur qualifie ces trois tests de "courts et non invasifs", alors que la totalité des 1 380 souris est déclarée en gravité sévère et que la douleur induite est l'objet même du protocole.
Objectifs
La douleur chronique est un enjeu majeur de santé publique : près d'une personne sur cinq dans le monde en souffre, et les traitements disponibles restent souvent insuffisants ou associés à des effets secondaires importants. Nous cherchons à pallier ce manque en développant de nouveaux médicaments plus efficaces et mieux tolérés. Notre composé est un candidat prometteur pour le traitement de la douleur, qui a déjà montré des résultats encourageants dans des études préliminaires. Avant de pouvoir le proposer aux patients et lancer des essais cliniques chez l'Homme, la réglementation nous impose de démontrer son efficacité et son innocuité dans des modèles animaux. C'est l'objet de ce projet.
Bénéfices attendus
À court terme (1-2 ans), ce projet permettra d'identifier un composé potentiellement efficace contre les neuropathies périphériques chimio-induites, pour lesquelles aucun traitement satisfaisant n'existe actuellement. Les données précliniques générées constitueront la base scientifique nécessaire pour une future demande d'autorisation d'essai clinique chez l'homme. À moyen terme (3-5 ans), si les résultats sont positifs, le composé X pourrait entrer en développement clinique (phases I-II). Un effet thérapeutique confirmé chez l'homme bénéficierait potentiellement aux 60% de patients traités par chimiothérapie qui développent ces neuropathies, soit plusieurs centaines de milliers de patients annuellement à l'échelle mondiale. La disponibilité d'un traitement préventif efficace permettrait de maintenir les doses thérapeutiques optimales de chimiothérapie sans interruption, améliorant ainsi les taux de survie des patients cancéreux. Ce projet contribuera à l'avancement des connaissances en neurobiologie de la douleur et pourra orienter le développement d'autres stratégies thérapeutiques par la communauté scientifique internationale.
Procédures
Les animaux seront régulièrement testés tout au long de l'étude à l'aide de trois tests courts et non invasifs : un test de sensibilité au toucher d'une durée d'une heure pour l'ensemble du groupe d'animaux, mais qui ne représente que quelques secondes de stimulation par animal (chaque filament est appliqué pour un maximum de 3s), un test de sensibilité au froid correspondant à moins de 20 secondes par animal, et un enregistrement automatisé de leur comportement général d'une durée de 10 minutes par animal (5 minutes d'habituation et 5 minutes d'enregistrement). Ils recevront également 4 injections pour reproduire les douleurs liées à la chimiothérapie, et entre 2 et 16 injections pour tester le potentiel de notre composé à soulager ou prévenir les douleurs liées à la chimiothérapie respectivement. Enfin, les animaux seront soumis à une chirurgie terminale sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Les injections peuvent générer un léger stress passager dû à la contention. La molécule utilisée pour induire le modèle de douleur neuropathique périphérique chimio-induite entrainera une sensibilité accrue au toucher et au froid, ainsi que des douleurs spontanées sur une durée de 30 jours environ, conformément à l'objectif du modèle. Le seuil de sensibilité mécanique sera mesuré à l’aide du test de Von Frey. Ce test génère un léger stress. Cependant tout est mis en place pour minimiser au maximum ce stress (phase d’habituation et d’acclimatation). De plus, le seuil de sensibilité au toucher est repéré par l’animal lui-même. En effet, l’application des filaments (maximum 3s) va provoquer un comportement d’évitement ou un retrait de la patte de l’animal. Nous n’utilisons pas de stimuli au-dessus du seuil de la douleur. Le test de sensibilité au froid expose brièvement l'animal à une surface refroidie à 10°C, avec un temps limite strict de 20 secondes pour prévenir toute douleur. De plus, dès l’apparition d’un comportement de réponse au froid (évitement des pattes avant, léchage des pattes ou mouvements répétés de la patte arrière), l’animal est immédiatement retiré de la plaque froide et remis dans sa cage d’hébergement. L'enregistrement du comportement spontané est entièrement non invasif et sans contact. Une phase d’acclimatation est néanmoins prévue pour minimiser le léger stress pouvant être engendré par la découverte d’un nouvel espace. Pris isolément, chaque test comportemental ne génère qu'un inconfort modéré et de très courte durée Cependant, la classification en degré sévère (5.7) ne reflète pas l'intensité de la douleur à un instant donné, mais tient compte de la durée totale du suivi — environ un mois — avec la succession des différents tests (Von Frey, plaque froide, BlackBox) dans un contexte de douleur chronique induite. C'est cette combinaison — durée prolongée, répétition des tests et maintien d'un état d'inconfort chronique — qui justifie la classification sévère. Toutes ces procédures seront réalisées par un personnel qualifié et expérimenté, et tout sera mis en œuvre pour minimiser les nuisances provoquées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort après la fin des expériences de comportement car nous devons prélever leurs tissus qui seront par la suite analysés. En effet, l’analyse est indispensable pour comprendre les mécanismes de la douleur et comment agit notre composé.
Remplacement
La thématique principale de notre laboratoire étant de comprendre la physiologie de la douleur, notre projet nécessite l’utilisation d’animaux et ne peut recourir à des stratégies de remplacement par des méthodes in vitro (modèles cellulaires). En effet, la douleur ne peut être dissociée du système physiologique global de l’animal. L’étude comportementale, constituant le point de départ de notre étude, est le résultat d’une intégration complexe de l’information sensorielle de la périphérie vers le cortex somatosensoriel, et d’interactions complexes entre le système nerveux et le système immunitaire. Ainsi, l’expérimentation animale sur des souris est indispensable à l’étude des phénomènes physiologiques et à la réalisation de notre projet. De plus, l'utilisation de la souris en tant que modèle expérimental nous permet d'étudier le rôle de populations neuronales définies dans la physiologie de la douleur.
Réduction
Des stratégies seront mises en place afin d’éviter ou de limiter l’utilisation subséquente d’animaux supplémentaires tout en obtenant suffisamment de données pour répondre aux questions liées à l’étude. Ainsi, l’élaboration précise des protocoles de comportement et le choix pertinent des contrôles sont des éléments déterminants. Nous prenons en considération différents critères (variabilité liée au traitement, variabilité liée aux tests comportementaux, nombre minimum de souris pour obtenir suffisamment de matériel analysable...etc.) nous permettant de déterminer au plus juste le nombre d’animaux dans nos tests de comportement. Par ailleurs, l’utilisation d’outils statistiques nous permet d’estimer au mieux le nombre d’animaux nécessaire. Aussi, le contrôle des paramètres environnementaux mais également du statut sanitaire et génétique des animaux permettra de limiter la variabilité des résultats expérimentaux obtenus, et ainsi de réduire le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention de résultats statistiquement valables. Les procédures décrites sont appliquées depuis plusieurs années au sein de notre équipe et sont maitrisées par les expérimentateurs. Nous avons donc l'expérience nécessaire concernant la réalisation des procédures et l’évaluation de l'impact sanitaire sur les animaux.
Raffinement
Les souris utilisées dans ce projet seront élevées en groupes sociaux, dans un environnement enrichi (coton et/ou dôme) pour optimiser les conditions d’hébergement et favoriser un comportement normal afin de diminuer au maximum le stress des animaux. Les élevages sont effectués au sein de notre établissement agréé et 5 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. De ce fait, l’état sanitaire et environnemental des animaux sont contrôlés tous les jours. L'effectif total résulte de deux choix délibérés visant à protéger chaque animal individuellement. D'une part, les différentes procédures sont réparties entre plusieurs groupes distincts plutôt que d'être toutes appliquées aux mêmes animaux, ce qui réduit le nombre d'interventions par animal au prix d'un effectif global plus élevé. D'autre part, l'inclusion d'un outil d'enregistrement automatisé du comportement naturel spontané nécessite l'ajout de groupes d'animaux ne recevant pas de molécule de chimiothérapie. Ces groupes contrôles permettent à la fois de distinguer les effets propres des médicaments analgésiques testés des potentiels effets antalgiques liés à la douleur, et d'écarter toute modification de comportement due à une simple habituation de l'animal au dispositif d'enregistrement au fil des sessions. Ces groupes contrôles sont indispensables à une interprétation rigoureuse des résultats. Les expérimentateurs ont été formés et maitrisent les méthodes utilisées. De plus, les stratégies d’optimisation suivantes seront mises en place au cours du projet afin de réduire voire de supprimer la souffrance chez l’animal : a) planification des procédures expérimentales (disponibilité des locaux d'expérimentation, du matériel, période d'acclimatation des animaux aux pièces d’expérimentation) permettant de diminuer le stress des animaux et de favoriser la validité des expériences ; b) administration adéquate d'anesthésique/analgésique lors des procédures expérimentales ; c) établissement des points limites les plus précoces possibles en fonction des tests de comportements utilisés. Un examen clinique est effectué quotidiennement afin de vérifier la cicatrisation et l’état général de l’animal. Toutes ces stratégies d’optimisation sont mises en place dans le but de réduire voire supprimer la souffrance chez l’animal.
Choix des espèces
Le niveau de similarité entre la souris et l’Homme justifie l’utilisation de rongeurs. En effet les populations de neurones spécialisés dans l’intégration des stimuli douloureux sont similaires entre la souris et l’Homme. De plus, il est aisé de réaliser les différents tests comportementaux sur ces rongeurs. Il est clairement admis et recommandé par la communauté scientifique que les expériences de comportement doivent être réalisées sur des individus ayant atteint leur maturité sexuelle, soit des individus âgés de 8 semaines. A ce stade du développement, le système sensoriel primaire arrive à maturation avant tous les autres, aussi c'est à ce stade que nous avons choisi de réaliser nos expériences. Ainsi, les animaux auront été commandés à 7 semaines auprès du fournisseur agréé de manière qu'ils s'acclimatent à notre animalerie.
Étude de l’efficacité de nouvelles molécules dans des modèles de cancer colorectal chez la souris immunodéficiente
- Recherche fondamentale
- Oncologie
376 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une injection de cellules tumorales de cancer colorectal, jusqu'à trente injections de traitement à raison de deux par semaine, et jusqu'à quinze séances d'imagerie sous anesthésie générale. Le porteur annonce cachexie, obstruction intestinale, risque de péritonite lié aux injections répétées et sensibilité accrue aux infections, liée au phénotype dommageable de ces souris. Les molécules testées ont déjà donné des résultats qu'il qualifie de "très prometteurs" en culture cellulaire, et il affirme que reproduire l'environnement tumoral impose désormais un "organisme entier".
Objectifs
Nous avons identifié, via des analyses in vitro (données non publiés), des molécules prometteuses pour le traitement des cancers colorectaux. L’objectif ce projet est de valider in vivo cette hypothèse et d’évaluer l’efficacité de ces molécules comme nouvelle stratégie thérapeutique du cancer colorectal.
Bénéfices attendus
Le cancer du côlon est la quatrième cause maligne diagnostiquée et la cinquième cause de décès par cancer dans le monde. En France, il touche chaque année plus de 47 500 personnes et cause près de 17 000 décès. Il présente un des pronostics les plus sombres en raison notamment d’un arsenal thérapeutique actuel peu efficace. Ce projet nous permettra de valider une nouvelle stratégie pour le traitement du cancer du côlon.
Procédures
Une partie des souris sera soumise à une seule injection de cellules tumorales sous anesthésie générale (moins de 5 minutes/animal). Une partie des animaux vigiles sera soumis à une seule injection de cellules tumorales (moins de 5 minutes/animal). Une partie des animaux vigiles seront soumis à des injections de traitements antitumoraux (pour un total maximum de 30, 2 fois par semaine, moins d’une minute par animal). Une partie des souris sera soumise à des examens non invasifs d’évaluation tumorale sous anesthésie générale (dix minutes par animal, une fois par semaine, 15 fois maximum). A la fin des expériences, tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les souris immunodéficientes ont un phénotype dommageable et présentent une sensibilité accrue aux infections. L’anesthésie peut induire de l’hypothermie et de la détresse respiratoire. La croissance tumorale peut conduire à des effets indésirables (cachexie, obstruction intestinale) et peut induire une gêne chez l’animal. Les injections peuvent induire une douleur légère (éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection) et un risque de péritonite associé aux administrations fréquentes. Les sites d’injections peuvent s’infecter. La manipulation et la contention des animaux peut induire un stress.
Devenir
Tous les animaux à la fin de la procédure seront euthanasiés selon une méthode réglementaire. La procédure requiert l’injection de cellules tumorales, ce qui implique l’impossibilité de garder les souris en vie à la fin de l’expérience. De plus, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Cette étude consiste à évaluer l’efficacité thérapeutique de nouvelles molécules pour la thérapie du cancer du colon. Ces molécules ont été identifiées et ont données des résultats très prometteurs in vitro. Cette étude peut exclusivement être conduite in vivo, car il est essentiel d’utiliser un model reproduisant au mieux l’environnement tumoral. Cela se traduit par la nécessité d’utiliser un organisme entier dans lequel les cellules et les cytokines peuvent circuler, permettant ainsi une représentation plus fidèle des interactions biologiques complexes à l’intérieur du corps.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 376 souris. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés. Pour la réalisation de cette étude, nous utiliserons des groupes homogènes de souris pour permettre une évaluation statistique solide des effets analysés. Nous utiliserons des tests statistiques pour évaluer et comparer les effets dans les divers groupes de traitements. Une veille bibliographique attentive et constante sera effectuée pour s’assurer que les expériences planifiées n’ont pas été déjà rapportées dans la littérature scientifique.
Raffinement
Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger, maisonnettes, …). Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Le comportement général des animaux sera suivi. Le poids sera mesuré 1 fois par semaine. Avant l’administration des produits, les sites d’injections seront désinfectés. Des points limites surveillés seront mis en place lors des procédures de croissance tumorale. L’anesthésie générale des animaux sera effectuée (avec tapis chauffants). Si les souris apparaissent affaiblies (prostration) pendant la procédure, la nourriture et l’eau seront mises à l’intérieur de la cage pour leur faciliter l’accès ainsi que du coton pour les réchauffer.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques et éthiques. La souris est le modèle animal le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Notre établissement utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de 6 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé.
Modulation cholinergique des comportements motivés
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 240 souris vont être utilisées pour étudier l'addiction à la nicotine, 30 opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil, les 1 210 autres soumises à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une chirurgie cérébrale, puis des tests en cage opérante ou en grande cage sociale pouvant s'étendre sur vingt jours, sous restriction alimentaire maintenant son poids entre 90 et 95 % du poids libre, connectée à une fibre optique jusqu'à deux heures par jour. Les enregistrements de l'activité cérébrale se font sous anesthésie profonde et peuvent durer cinq heures. Toutes sont tuées pour que leurs cerveaux soient analysés, ce que le porteur juge "nécessaire" afin de vérifier la localisation des injections.
Objectifs
L’addiction à la nicotine du tabac est un enjeu majeur de santé publique. Malgré les campagnes de prévention et les traitements existants, de nombreuses personnes ont des difficultés à arrêter de fumer, en raison des effets de la nicotine sur le cerveau. La nicotine agit sur des circuits cérébraux impliqués dans la motivation et la récompense. Parmi ces circuits, certaines régions du cerveau, comme le striatum, jouent un rôle central dans le contrôle du comportement et le développement de l’addiction. Ce projet vise à mieux comprendre comment une substance naturellement présente dans le cerveau, appelée acétylcholine, influence les neurones impliqués dans la récompense et la motivation. Mieux comprendre ces mécanismes permettra d’identifier de nouvelles pistes pour prévenir ou traiter la dépendance à la nicotine. Pour répondre à ces questions, des études seront menées chez la souris, un modèle largement utilisé en recherche biomédicale pour étudier le fonctionnement du cerveau. Les résultats obtenus permettront d’améliorer nos connaissances sur les mécanismes cérébraux impliqués dans l’addiction et pourraient contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes cérébraux impliqués dans la dépendance à la nicotine. À long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de traitements plus efficaces pour aider les personnes souhaitant arrêter de fumer. L’addiction au tabac représente un problème de santé publique majeur, responsable de nombreuses maladies et décès chaque année. Mieux comprendre les mécanismes biologiques qui sous-tendent cette dépendance est une étape essentielle pour proposer des approches thérapeutiques innovantes.
Procédures
Un prélèvement sanguin peut être réalisé au moment de la mise à mort. Des enregistrements de l’activité cérébrale peuvent être effectués sous anesthésie profonde, une seule fois par animal (durée maximale de 5 heures), éventuellement associés à l’administration d’une substance. Les tests comportementaux (en cage opérante ou en grande cage sociale) sont réalisés chez des souris en restriction alimentaire contrôlée, peuvent s’étendre jusqu’à 20 jours, et les animaux sont connectés à une fibre optique au maximum 2 heures par jour.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent ressentir une douleur légère à modérée et temporaire après les interventions chirurgicales, généralement limitée à quelques jours. Une fatigue passagère peut également être observée durant cette période. Une légère perte de poids transitoire peut survenir après la chirurgie ou lors de certaines phases expérimentales, notamment en cas de restriction alimentaire contrôlée (maintien à 90–95 % du poids libre), appliquée sur une durée pouvant aller jusqu’à quelques semaines. Les manipulations et les tests comportementaux peuvent entraîner un stress léger et de courte durée (quelques minutes à quelques heures), généralement réduit par l’habituation progressive des animaux. Dans l’ensemble, les nuisances résiduelles attendues après mise en place des mesures de raffinement sont principalement légères à modérées, limitées dans le temps et réversibles. Le bien-être des animaux est surveillé quotidiennement et des mesures spécifiques sont prévues pour interrompre la procédure si des signes de souffrance apparaissent.
Devenir
La mort des animaux en fin de projet est nécessaire afin de permettre l’analyse détaillée des cerveaux. Ces analyses permettent de vérifier la localisation des injections et d’obtenir des informations essentielles sur les modifications observées au niveau cellulaire et moléculaire.
Remplacement
La recherche de récompenses naturelles, comme les interactions sociales ou l’accès à la nourriture, repose sur des mécanismes cérébraux complexes impliquant plusieurs régions du cerveau. Comprendre comment certaines substances naturellement présentes dans le cerveau participent à ces comportements nécessite de travailler chez l’animal. Les cultures de cellules ne permettent pas de reproduire la complexité des circuits cérébraux impliqués dans la motivation et la récompense. Certaines analyses doivent être réalisées sur des organes prélevés, tandis que d’autres nécessitent un animal intact afin de préserver le fonctionnement normal du cerveau. Les mesures biologiques sont mises en relation avec les comportements observés chez les animaux, ce qui ne peut actuellement être reproduit par des modèles informatiques. Nous étudions également l’impact de la nicotine sur les interactions sociales entre souris et sur les mécanismes cérébraux associés, ce qui nécessite l’étude d’animaux vivant en interaction avec leurs congénères.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu pour ce projet est déterminé à partir de données issues de la littérature scientifique et de l’expérience acquise dans des projets similaires. Il correspond au nombre minimal nécessaire pour obtenir des résultats fiables et interprétables. Les procédures ont été conçues de manière à limiter au maximum le recours à de nouveaux animaux. Lorsque cela est scientifiquement possible et pertinent, un même animal peut participer à plusieurs phases complémentaires d’une même étude, dans le respect de son bien-être et sans augmenter la sévérité globale des procédures. Les animaux issus d’une même portée sont utilisés autant que possible, sans distinction systématique de sexe, afin d’éviter un gaspillage inutile. Les analyses des résultats sont réalisées selon des méthodes reconnues permettant d’assurer la validité scientifique des conclusions, tout en évitant l’utilisation d’animaux en nombre excessif.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans une animalerie agréée, conformément à la réglementation en vigueur. Des mesures de raffinement sont mises en place afin de limiter la douleur, le stress et la détresse. Les interventions sont réalisées sous anesthésie avec prise en charge adaptée de la douleur. Les animaux sont suivis quotidiennement après les interventions. Une grille d’évaluation standardisée est utilisée afin de détecter précocement tout signe d’altération de l’état général. Des points limites ont été définis en amont du projet : l’atteinte d’un point limite déclenche immédiatement des mesures adaptées afin de préserver le bien-être de l’animal. Lorsque cela est nécessaire, des ajustements des conditions expérimentales ou d’hébergement peuvent être réalisés pour garantir la protection des animaux.
Choix des espèces
Les systèmes cérébraux impliqués dans la motivation et la récompense que nous étudions sont bien conservés chez les mammifères, et en particulier chez les rongeurs. Leur organisation et leur fonctionnement sont proches de ceux observés chez l’être humain, ce qui rend la souris particulièrement pertinente pour ce projet. Ces mécanismes ne peuvent pas être étudiés de manière adéquate chez des invertébrés ou d’autres espèces plus éloignées sur le plan évolutif, dont l’organisation cérébrale est très différente. La souris présente également l’avantage de disposer d’outils génétiques permettant d’étudier précisément certains mécanismes cérébraux, ce qui n’est pas le cas de nombreuses autres espèces. De plus, il s’agit d’un mammifère social, ce qui permet d’étudier les interactions entre congénères dans des conditions adaptées. Les animaux sont utilisés à l’âge adulte, lorsque le développement du cerveau est achevé et que les circuits impliqués dans la motivation et les interactions sociales sont pleinement fonctionnels. Cela permet d’obtenir des résultats interprétables et comparables aux situations observées chez l’adulte.
Signatures physiopathologiques des réseaux épileptogènes dans les hétérotopies corticales
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Rats : 589
Électroporées in utero après ouverture de l'abdomen de leur mère, opérées à la naissance ou à l'âge adulte par craniotomie pour recevoir électrodes ou canules, 779 souris et 589 rats vont être utilisés, dont 184 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils développent des crises d'épilepsie spontanées ou provoquées par des injections répétées d'un agent convulsivant ou par un séjour de vingt minutes dans une enceinte chauffée, avec secousses musculaires, mâchonnements et hypersalivation. Leur activité cérébrale est enregistrée trois jours par mois, pendant un à six mois selon l'espèce. Tous sont tués pour prélever le tissu cérébral, les crises provoquées qui ne cessent pas d'elles-mêmes après cinq minutes étant stoppées par injection d'une benzodiazépine.
Objectifs
Les malformations du cortex cérébral sont à l'origine d'épilepsies pharmaco-résistantes chez l’enfant et l’adolescent. L'étude des mécanismes conduisant à ces épilepsies est un défi, car les malformations corticales sont généralement diagnostiquées seulement après les premières crises. En outre, il est impossible d'accéder directement aux changements qui se produisent dans le cerveau des patients et conduisent à l'émergence et à la progression de l'épilepsie. C’est pourquoi les organismes modèles sont essentiels pour mieux comprendre cette maladie et de son évolution, et pour développer de meilleurs traitements. Dans ce projet, nous utiliserons des enregistrements électrophysiologiques pour étudier l'activité électrique du cerveau, des analyses du transcriptome pour mesurer l'expression des gènes, ainsi que des analyses histologiques et anatomiques. Cette approche combinée, multimodale, sera appliquée chez plusieurs modèles rongeurs reproduisant des malformations corticales similaires à celles rencontrées chez l’humain, et responsables de crises d’épilepsie. Cette étude nous aidera à mieux comprendre l’évolution pathologique de l'activité cérébrale, en la reliant aux régions cérébrales impliquées et aux changements dans l'expression des gènes, à des étapes cruciales de cette évolution : avant que les crises n’apparaissent, au moment des premières crises et lorsque la maladie est établie. Notre objectif à long terme est d’identifier de nouveaux marqueurs prédictifs de la progression de l’épilepsie, ainsi que des candidats potentiels pour des thérapies ciblées visant à en infléchir l’évolution.
Bénéfices attendus
Notre objectif à long terme est de mieux comprendre les réseaux responsables des crises dans les hétérotopies de la matière grise (des malformations cérébrales responsables d'épilepsie), d’identifier de nouveaux marqueurs prédictifs de la progression de l’épilepsie, ainsi que des gènes candidats ou mécanismes potentiels pour des thérapies ciblées visant à en infléchir l’évolution. Le volet expérimental présenté ici fait partie d’un projet collaboratif au périmètre plus vaste impliquant également des études cliniques menées chez des patients, permettant ainsi un dialogue fructueux entre recherche clinique et préclinique.
Procédures
Les animaux seront soumis à interventions chirurgicales réalisées sous anesthésie/analgésie : 1) pour les femelles gestantes, laparotomie afin d’exposer les cornes utérines et procéder à la transfection par électroporation (entre 30 min et 1h) ; 2) pour les jeunes adultes et les adultes, incision de la peau et implantation des émetteurs de télémétrie entre peau et muscle, incision du scalp et craniotomie pour implantation des électrodes (2h) ; 3) pour les nouveau-nés et juvéniles, incision du scalp et craniotomie pour mise en place de canules pour délivrer des vecteurs viraux (15 à 25 min). Ces interventions sont uniques et sont associés à des soins pré-, per- et post-opératoires. Les animaux seront également soumis à des protocoles d’induction de crises d’épilepsie par des moyens pharmacologiques (injections répétées toutes les 10 min de doses sous-convulsives d’un agent convulsivant, maximum 6 doses et 1h), ou par l’hyperthermie (placement dans une enceinte chauffée pendant 20 min maximum). Lorsque ces crises induites ne cessent pas spontanément après 5 min, elles sont stoppées par injection d’une benzodiazépine. Les animaux seront également soumis à des enregistrements continus et à long terme de l’activité cérébrale réalisés sous monitoring vidéo, sur des périodes de 1-3 mois pour les souris et 4-6 mois pour les rats. Ces enregistrements sont réalisés dans la cage et l’environnement de stabulation, sans contrainte (émetteurs sans fil pouvant être allumés/éteints sans contention grâce à des transpondeurs magnétiques). Ces périodes d’enregistrement durent 3 jours par mois (4-5 sessions de 3 jours sur une période de 6 mois chez le rat ; 3 sessions de 3 jours sur une période de 3 mois chez la souris).
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir les nuisances associées aux interventions chirurgicales (laparotomie pour les femelles gestantes et l’implantation des émetteurs de télémétrie, incision du scalp et craniotomie pour implantation des électrodes et des canules), ainsi qu’à l’inconfort associé à la récupération post-chirurgie. Ces nuisances seront contrôlées par l’anesthésie et l’analgésie, ainsi que par les soins pré-, per- et post-opératoires. Les animaux vont subir des crises d’épilepsie spontanées ou induites par des moyens pharmacologiques ou l’hyperthermie. Les crises d’épilepsie spontanées du modèle rat présentant des malformations bilatérales sont des crises « absence » associées à un arrêt comportemental mais sans convulsion ni perte de conscience ni de contrôle postural. Même si elles sont très fréquentes, elles n’entrainent aucun désagrément majeur. Lorsqu’elles sont induites par des conditions favorisant leur survenue (pharmacologie, hyperthermie), les crises sont d’abord associées à des secousses myocloniques des membres et du corps, des mâchonnements, de l’hypersalivation. La phase ultime de la crise est convulsive, tonico-clonique et généralisée. Elle est associée à une perte de conscience brève et transitoire. Si les crises d'épilepsie n'entraînent pas de douleurs physiques, des blessures peuvent néanmoins survenir, liées à des chocs possibles contre les parois de l'enceinte d’observation lors des secousses myocloniques ou des convulsions. Ces blessures, très légères (ex saignements du museau suite à un choc), sont difficiles à prévenir (les parois de la cage ne peuvent pas être capitonnées afin de permettre l’observation) et ne surviennent que très rarement. De plus, les manifestations épileptiques sont peu marquées du fait de l'immaturité des animaux aux stades de développement testés (étude limitée aux stades juvéniles). La récupération post-crise fait l’objet d’un suivi attentif. Si un état de mal épileptique survient et se prolonge plus de 5 minutes, il est stoppé par injection d’une benzodiazépine. La mort de l’animal peut survenir dans de rares cas.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort pour prélèvement du tissu cérébral en vue d’analyses histologiques et anatomiques. Ces analyses sont destinées à confirmer la présence de malformations corticales et à mesurer leur position et étendue, ceci, notamment, afin de réaliser des corrélations anatomo-fonctionnelles. Ces analyses sont également destinées à mesurer l’étendue des régions cérébrales concernées par l’expression des protéines transduites par les vecteurs viraux ou confirmer le site d’implantation des canules ou des électrodes. Enfin, la mise à mort est nécessaire afin d’explanter, le cas échéant, les dispositifs expérimentaux utilisés pour les explorations fonctionnelles (implants de télémétrie, électrodes).
Remplacement
Une part importante des expérimentations est réalisée in vitro (principe de remplacement), sur tranches de tissu cérébral maintenue en survie artificielle lors d’enregistrements électrophysiologiques, ou pour des études transcriptomiques et anatomiques réalisées après extraction de tissu et préparation de spécimens histologiques. Les explorations fonctionnelles menées in vivo sont limitées aux explorations ne pouvant être effectuées que chez l’animal entier. C'est le cas des explorations liées aux crises d'épilepsie, qui nécessitent pour se manifester de préserver le contexte in vivo, permettant d'évaluer modifications comportementales liées à la crise, en plus de l'activité électro-clinique globale.
Réduction
Ce projet combine des approches multiples (moléculaires, anatomiques et fonctionnelles, in vivo et ex vivo) menées chez 4 organismes modèles (et des témoins) appartenant à 2 espèces de rongeurs au sein d’une même équipe de recherche (3 chercheurs, 1 post-doctorant, 1 doctorant, 2 ingénieurs), permettant une utilisation au plus juste des effectifs d’animaux soumis à expérimentation. Les estimations d'effectif sont faites en utilisant un outil d'estimation des effectifs basé sur le calcul de puissance et en tenant compte du taux de succès des expérimentations.
Raffinement
Les explorations fonctionnelles menées in vivo sont limitées aux explorations ne pouvant être effectuées que chez l’animal entier : il s’agit de l’enregistrement de l’activité cérébrale par électro-encéphalographie, pratiquée dans des conditions très semblables aux explorations effectuées chez les patients avec épilepsie (principe de raffinement). Ces enregistrements sont effectués par télémétrie, grâce à des transmetteurs télémétriques permettant des enregistrements sans contrainte ("sans fil"). Les transmetteurs utilisés permettent, en plus du suivi de l'activité électrique cérébrale, de suivre la température corporelle, l'activité motrice et le rythme cardiaque, ce qui garantit une surveillance continue des indicateurs cliniques. Enfin, une partie des animaux explorés fait l'objet d'un suivi vidéo continu pour surveiller les indicateurs comportementaux associés aux crises d'épilepsie.
Choix des espèces
Le rat est adapté aux études électrophysiologiques et comportementales, mais il n’existe que peu de rats génétiquement altérés. La transfection par électroporation (voir procédures) permet d’inactiver l’expression corticale de gènes d'intérêt de manière focale et de créer un cortex mosaïque au sein duquel une population altérée se développe dans un environnement sauvage. Il est ainsi possible de créer des modèles avec des hétérotopies sous-corticales semblables à celles des patients, comme des hétérotopies en bande ou des hétérotopies nodulaires. La souris est adaptée aux études électrophysiologiques et comportementales, et de nombreuses lignées génétiquement altérées sont disponibles, permettant l'étude des conséquences de l'invalidation d'un gène, dans un tissu ou un organe spécifique. Ici, nous étudierons 2 modèles d'hétérotopies induites par l'inactivation conditionnelle et restreinte au télencéphale dorsal de 2 gènes, par croisement avec une lignée Cre. Les 2 modèles présentent des hétérotopies sous-corticales et péri-ventriculaires semblables à celles des patients.
Etude des mécanismes de l’inflammation et de la coagulation responsables de la formation de caillots cérébraux dans certains cancers du sang chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une chirurgie de 60 minutes pour insérer un caillot dans une veine du cerveau, puis trois à huit injections destinées à modifier plaquettes et globules blancs : 804 souris porteuses d'une mutation reproduisant un cancer du sang vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles risquent des saignements du fait de la mutation, de l'aspirine et de la baisse des plaquettes, et des infections du fait de la baisse des globules blancs. Toutes sont tuées pour prélever leurs tissus cérébraux. Les effets déclarés mentionnent des tests comportementaux provoquant anxiété et stress, alors que la description des procédures n'en fait état nulle part.
Objectifs
Ce projet vise à comprendre pourquoi certains patients atteints de cancer du sang présentent un risque accru de développer un caillot dans les veines du cerveau. Des études récentes suggèrent que certaines cellules sanguines, notamment les globules blancs et les plaquettes, pourraient favoriser à la fois la coagulation et l’inflammation, contribuant ainsi à la formation et à la gravité de ces caillots. L’objectif est de mieux comprendre ces mécanismes afin d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques et d’améliorer la prise en charge des patients.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra d’améliorer les connaissances sur les liens entre inflammation, coagulation et formation de caillots dans le cerveau chez les patients avec cancer du sang. Les résultats obtenus pourraient conduire au développement de nouvelles stratégies de prévention et de traitement, ainsi qu’à l’identification de marqueurs prédictifs permettant une prise en charge plus précoce et plus personnalisée des patients à risque.
Procédures
Pour reproduire la maladie étudiée, un caillot sera inséré dans une veine du cerveau chez des souris présentant une anomalie génétique reproduisant certaines caractéristiques d’un cancer du sang observé chez l’être humain. Cette procédure chirurgicale d’environ 60 minutes sera réalisée sous anesthésie générale et avec un traitement contre la douleur. Afin de comprendre le rôle de certaines cellules sanguines dans la gravité de ce caillot, les animaux recevront différents traitements permettant de modifier le nombre ou l’activité des plaquettes et des globules blancs. Chaque animal recevra entre 3 et 8 injections de produits modifiant les cellules étudiées (plaquettes et globules blancs). Les produits sont injectés dans le ventre, sous la peau ou dans une veine (traitement et anesthésie profonde) à l’aide d’une aiguille très fine et parfois sous anesthésie gazeuse. Un des traitements est donné directement dans l’estomac. L’administration de ces traitements dure en moyenne 10 secondes. Deux prélèvements sanguins (avant et après la chirurgie) ne dépassant pas 2 minutes seront réalisés afin d’étudier les modifications des cellules du sang et d’identifier des marqueurs de la maladie. Enfin une imagerie (procédure non invasive) du cerveau réalisée sous anesthésie durera environ 15-30 min sans jamais excéder 2 heures afin de visualiser et quantifier les conséquences du caillot et l’effet des traitements testés.
Impact sur les animaux
Le modèle de souris présentant une mutation dans les cellules du sang permet de reproduire les caractéristiques observées chez les patients atteints du cancer du sang, avec une augmentation des globules rouges. Elles peuvent présenter un risque de saignement en cas de blessure ou de chirurgie mais pas spontanément. Les injections dans le ventre, sous la peau ou dans une veine des différents traitements sont responsables d’un stress et d’une légère douleur de courte durée. Les prélèvements sanguins sont également responsables d’un stress et d’une légère douleur de courte durée. La procédure chirurgicale comporte un risque de saignement et peut provoquer une douleur pouvant entrainer une posture en dos courbé de la souris. La diminution des globules blancs peut induire un risque infectieux. La prise d’aspirine et la réduction du nombre de plaquettes peuvent induire un risque de saignement. Les tests comportementaux induisent un stress, de l’anxiété ou un stress modéré de courte durée. L’imagerie peut induire un stress de courte durée au moment de l’anesthésie de l’animal.
Devenir
Les souris seront mises à mort afin de prélever les tissus cérébraux pour des analyses biologiques.
Remplacement
Le modèle de formation d’un caillot pour boucher une veine du cerveau chez la souris permet une reproduction fiable du spectre des lésions cérébrales observées chez l’homme. L’utilisation d’animaux est justifiée par le fait que le modèle décrit dans ce projet inclut l’évaluation des paramètres neurologiques (moteurs) et la recherche de saignement qui se produisent dans des organismes vivants. Il n’existe pas d’alternatives, hors organismes vivant, pour réaliser cette étude.
Réduction
Les groupes ont été conçus de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux. Le calcul du nombre de souris est basé sur les résultats antérieurs obtenus avec ce modèle et sur une étude statistique. De plus, le modèle de thrombose veineuse cérébrale que nous utilisons est bien maîtrisé par notre équipe, ce qui nous permet de mener nos recherches de façon rigoureuse et éthique. Pour analyser les résultats, nous appliquerons des méthodes statistiques adaptées, garantissant une interprétation fiable des données tout en respectant notre engagement à réduire l’usage des animaux.
Raffinement
Leur suivi sera assuré par une équipe qualifiée : un soigneur spécialisé s’occupera d’eux chaque jour, et un chercheur expérimenté effectuera un contrôle approfondi deux fois par semaine. Les souris seront hébergées par groupes de cinq dans des cages ventilées, équipées de matériel pour leur permettre de construire des nids et d’améliorer leur confort. Afin de prévenir toute douleur qui pourrait être associée au modèle, les animaux recevront un traitement antalgique en pré et post-opératoire de manière systématique jusqu’à 24h après chirurgie. Avant la chirurgie, une anesthésie locale sera appliquée. La chirurgie est par ailleurs réalisée par une anesthésie adaptée (anesthésie gazeuse). En post-chirurgie nous surveillerons attentivement leur état de santé grâce à une grille d’évaluation précise, prenant en compte des points limites stricts et adaptés au projet. Cette méthode permettra de détecter rapidement toute souffrance et d’y remédier. En cas de douleur, un traitement adapté sera administré, et si nécessaire, une euthanasie sera réalisée.
Choix des espèces
L’espèce utilisée sera la souris sur laquelle toutes les techniques décrites ont déjà été validées dans la littérature. De plus, le modèle de thrombose étudiée ici et recréé chez la souris est le seul permettant une reproduction fidèle de ce qui est observé en clinique. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (14 à 18 semaines). C'est à cet âge que les modèles utilisés sont validés.
Détermination de l’efficacité d’un pansement liquide nouvelle génération pour le traitement de plaies cutanées cicatrisants par seconde intention chez le lapin
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Quatre plaies cutanées par animal, soit 72 au total, sont créées chirurgicalement sur 18 lapins sous anesthésie de 30 à 45 minutes, avec quatre anneaux cousus dans la peau au fil non résorbable et laissés en place trente jours. Le niveau de souffrance déclaré est modéré, avec hypothermie, douleur post-opératoire, perte d'appétit et déshydratation. Tous sont tués à trente jours pour prélever la plaie cicatrisée et évaluer un pansement liquide destiné à une demande d'autorisation de mise sur le marché. Le lapin a été choisi parce que les rongeurs arrachent les corps étrangers posés sur leur peau, un gilet sur mesure permettant ici d'empêcher l'accès à la zone lésée.
Objectifs
La peau est le plus étendu des organes du corps humain qui assure plusieurs fonctions vitales pour l’organisme. Cet organe est soumis tout au long de la vie à de nombreux dommages, provoqués par des facteurs extérieurs d’origine physique (coupures), mécanique (ulcères), thermique (brûlures) et/ou chimique (radiations). La sévérité des dommages couplés à d’autres facteurs, tels que l’âge, le diabète et la nutrition, peuvent conduire à une mauvaise voire non-cicatrisation des plaies, appelées les plaies chroniques. Elles impactent fortement la qualité de vie des patients, jusqu’à engager leur pronostic vital. Ce problème de santé publique est amené à s'accroître avec le vieillissement de la population et l'augmentation de la prévalence du diabète et de l'obésité. L’objectif de cette étude est de déterminer l’efficacité de différentes solutions de pansement liquide nouvelle génération développées par notre laboratoire (comparativement à des techniques utilisées couramment) le soin de plaies cicatrisant par seconde intention (plaies chronique ou aigüe) 1 – évaluer la qualité de la cicatrisation en fin du processus cicatriciel : un prélèvement histologique sera réalisé à J30 à la fin de la phase de ré-épithélialisation de la plaie. 2 – évaluer la durée de cicatrisation : un contrôle visuel 2 fois par semaine permettra d’évaluer le stade de cicatrisation de la plaie. Parmi les modèles de cicatrisation cutanée qu'on retrouve dans la littérature, nous avons retenu celui faisant appel à une biopsie cutanée suivie de la mise en place de disque de silicone permettant d’éviter la rétraction spontanée de la peau. Ce modèle présente l’avantage de refléter au mieux le phénomène de cicatrisation humaine. Par ailleurs, les tests précliniques sont indispensables à l’évaluation d’un dispositif médical avant le passage aux tests cliniques chez l’Homme. La formule sélectionnée pourra alors passer à l’étape suivante du marquage CE : l’étude clinique
Bénéfices attendus
Au travers de cette étude, nous espérons observer une diminution du temps de cicatrisation avec nos formulations comparativement aux pansements standard. Mais également une amélioration de la qualité de la cicatrise via une observation histologique en fin de cicatrisation. Par ailleurs, ces essais nous permettrons d’obtenir des preuves précliniques qui seront utilisées dans le cadre de la demande d’autorisation de mise sur la marché.
Procédures
Procédure chirurgicale induction des plaies et pansement sous anesthésie générale. L’anesthésie durera 30-45 min. 1 injection d’anesthésique 4 injections d’anti-inflammatoire 4 plaies cutanées 4 poses de pansement Suture de 4 anneaux sur la peau au fil non résorbable. Ces anneaux resteront en place durant toute la durée de l’étude
Impact sur les animaux
Hypothermie liée à l'anesthésie Douleur post opératoire Perte d’appétit, deshydratation
Devenir
Tous les animaux de l’étude seront mis à mort. A 30 jours, à la fin de la phase de ré-épithélialisation de la plaie, les animaux seront mis à mort et un prélèvement de la plaie cicatrisée sera réalisé pour évaluer la qualité de la cicatrisation.
Remplacement
Les plaies cicatrisants par seconde intention sont des plaies complexes qui touchent les différentes structures de la peau (allant de l’hypoderme à l’épiderme) et qui subissent des forces mécaniques qui peuvent être importantes en fonction de la localisation de la plaie. Par ailleurs, les méthodes d’analyse in vitro ne prennent pas en considération l’environnement locale et systémique impliqués dans le processus de cicatrisation. Il n’existe donc pas de modèles in vitro permettant de prendre en compte tous ces paramètres. De plus, dans le développement d’un dispositif médical innovant, il est nécessaire de tester les formulations sélectionnées sur des modèles animaux afin d’appréhender la biocompatibilité et l’efficacité des dispositifs avant le passage chez l’Homme.
Réduction
Cette étude est une étude pilote qui nous permet principalement de faire de l’imagerie pour observer les différences sur le processus cicatriciel en fonction de la solution de pansement utilisée. Pour chaque formule trois réplicas seront réalisés afin de pouvoir observer et comparer la cicatrisation sur 3 individus (lapins). Ces 3 réplicas nous permettrons également de comparer la différence de temps de cicatrisation entre différentes solutions de suture. 3 animaux par groupe est le minimum acceptable pour pouvoir conclure statistiquement sur l’étude. 4 plaies seront réaliser sur le dos d’un animal afin de réduire le nombre d’animaux dans l’étude.
Raffinement
Les animaux bénéficient de plateforme dans leurs cages, de jouets et de morceaux de bois à ronger dans leur environnement de vie. Les animaux font l’objet d’une surveillance quotidienne de la naissance à la mort par le personnel animalier. Ainsi qu’une visite quotidienne la première semaine post opératoire puis deux fois par semaine de la part de l’opérateur de l’étude. Au cours de l’étude, l’animal devra porte un gilet de protection des pansements. Les 2 semaines précédant la chirurgie, les animaux sont progressivement habitués au port du gilet. Jour 1 : le gilet est déposé dans la cage quelques minutes, Jour 2 : le gilet est mis en place sur l’animal 2 minutes. La durée augmente graduellement sur 2 semaines. Le dernier jour de l’habituation, l’animal porte le gilet 10 heures consécutives. L’animal sera placé sous anesthésie générale lors de la chirurgie. Les animaux recevront un traitement anti-inflammatoire et antalgique les 3 premiers jours post opératoire qui permettra de réduire la douleur ressentie. Le traitement pourra se poursuivre en fonction des signes cliniques observés quotidiennement les jours suivants. Les animaux seront suivis quotidiennement durant environ 30j (le temps de la cicatrisation) puis seront mis à mort. Au cours de l’anesthésie, l’animal pourrait se refroidir. Pour pallier cet inconfort qui pourrait engendrer une mauvaise récupération des suites de l’anesthésie, l’animal sera placé sur un tapis chauffant tout le long de la chirurgie, jusqu’à son réveil.
Choix des espèces
Les modèles animaux préférentiellement utilisés dans la littérature dans ce type d’expérimentation sont les rongeurs, le lapin ou encore le porc. Les rongeurs ont tendance à retirer/arracher tout corps étranger présent sur leur peau, ce qui empêche toute chance de conclusion sur l’efficacité d’un système de pansement de plaie. Chez le lapin, il est possible de protéger la zone lésée grâce à un gilet de protection conçu sur mesure. Ce gilet permet à la plaie de cicatriser sans sollicitations de l’animal. Animaux choisis : adulte, 2.5kg Poids des animaux adaptés au gilet de protection fait sur mesure pour des animaux matures. Surface (cm²) du dos adaptée à la réalisation des 4 pansements. Animal mature avec structure anatomique de la peau et système immunitaire adaptés au besoin de l’étude.
Maintien de souris génétiquement modifiées pour l’étude du diabète de type 1
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Pour entretenir des lignées de souris développant spontanément un diabète de type 1, 9 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les actes décrits se limitent à un prélèvement de tissu à l'oreille et à une goutte d'urine par semaine, l'hyperglycémie venant de la maladie que les animaux portent par construction. Une partie est gardée en vie pour renouveler les reproducteurs, les autres étant tuées pour analyse du pancréas, du foie, des intestins, de la rate et des ganglions. Le porteur juge le recours aux souris "indispensable" au motif qu'il faut observer l'"organisme entier", pour un projet qui consiste à maintenir des colonies.
Objectifs
Le diabète de type 1 est une maladie dans laquelle le système immunitaire détruit les cellules du pancréas qui produisent de l’insuline. En l'absence d'insuline, l'organisme est incapable de réguler correctement la glycémie, c'est-à-dire le taux de sucre dans le sang. Pour mieux comprendre les mécanismes de cette maladie, le laboratoire utilise des modèles de souris développant spontanément un diabète de type 1 dont certaines sont génétiquement modifiées. Ce projet a pour objectif d’assurer le maintien de ces lignées murines présentant un diabète de type 1.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes d'action par lesquels les cellules immunitaires participent à l'apparition du diabète de type 1 chez la souris.
Procédures
Prélèvement d'un petit bout de tissu à l’oreille (1 fois, 3 secondes), d'une goutte d'urine (1 fois/semaine, 2 secondes)
Impact sur les animaux
Les souris peuvent développer une hyperglycémie modérée. Le prélèvement d'urine peut induire un stress de courte durée.
Devenir
Certains animaux seront gardés en vie pour renouveler les reproducteurs nécessaires à l'entretien des colonies. Les autres animaux seront mis à mort pour les analyses de tissus (pancréas, foie, intestins, rate et ganglions)
Remplacement
Le recours à l'animal est indispensable car les cellules immunitaires étudiées dans ce contexte sont localisées essentiellement dans les muqueuses comme l’intestin et dans le pancréas. Pour comprendre comment ces cellules interagissent dans l’organisme au moment du développement du diabète, il faut observer l’organisme entier. Ce type d’interactions complexes ne peut pas être reproduit correctement sur des cellules en culture. Néanmoins ce projet est associé à ces approches alternatives afin de limiter le recours aux animaux.
Réduction
La production des souris génétiquement altérées est planifiée. Un schéma d’accouplement optimisé est mis en place répondant au maintien des élevages.
Raffinement
Les petits prélèvements de tissus pour analyser les gènes des souris sont effectuées par du personnel expérimenté, formé à faire des gestes rapides et précis afin de limiter l'inconfort des animaux. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi et des critères de surveillances ont été définis pour repérer rapidement toute souffrance éventuelle et y remédier. Enfin, pour le suivi du diabète de type 1, les animaux sont surveillés afin de détecter rapidement une augmentation du taux de sucre. Cela permet de prendre des mesures adaptées le plus tôt possible et de limiter les complications.
Choix des espèces
Le modèle de souris est adapté à l’étude immunitaire de cette maladie - Il permet d’avoir accès à de multiples modèles génétiquement modifiés pour permettre d’isoler des paramètres biologiques importants dans le développement du diabète. -Le système immunitaire de la souris est très proche de celui de l’homme, ce qui est important pour l’étude d’une maladie auto-immune et également facile à étudier par diverses techniques cellulaires ou biochimiques. Les animaux seront utilisés à partir de 3 semaines d’âge (jeune adulte).
Maintien et gestion de lignées de souris génétiquement modifiées, modèles de cancer de la corticosurrénale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Destinées pour 2 000 d'entre elles à alimenter d'autres projets d'expérimentation, déjà autorisés ou à venir, 3 500 souris génétiquement modifiées pour développer un cancer de la glande surrénale vont être utilisées dans des procédures classées en souffrance légère. Elles subissent une amputation de phalange dans leur première semaine de vie, pour identification et génotypage, et jusqu'à trois cycles d'accouplement de quinze jours au cours de leur vie. Le porteur affirme n'anticiper aucun effet lié aux tumeurs, les animaux étant utilisés pour la reproduction avant l'apparition de tumeurs agressives. Celles qui ne portent pas le génotype recherché sont tuées après le génotypage.
Objectifs
Les cancers de la glande surrénale (appelés corticosurrénalomes) sont des maladies rares mais très agressives. Leur pronostic est malheureusement mauvais : moins de 30 % des patients survivent après 5 ans. La seule solution efficace aujourd’hui est l’ablation chirurgicale de la tumeur. Cependant, la moitié des patients découvrent leur cancer à un stade déjà avancé, avec des métastases. Dans ces cas, les traitements disponibles (comme le mitotane, seul ou combiné à une chimiothérapie lourde) ne font que ralentir la maladie sans permettre une guérison. Pourquoi ces cancers sont-ils si difficiles à soigner ? Les mécanismes qui déclenchent ces cancers et favorisent leur propagation restent mal compris. Cela limite le développement de traitements plus ciblés et efficaces. Pour mieux comprendre ces cancers et tester de nouvelles approches thérapeutiques, nous avons créé trois modèles de souris reproduisant la maladie : 1. Un modèle utilisant un virus oncogène : il bloque deux gènes suppresseurs de tumeurs, ce qui provoque des cancers métastatiques après 7 à 8 mois. 2. Un modèle ciblant un gène suppresseur spécifique : ce gène est inactivé chez 20 % des patients. Chez les souris femelles, cela entraîne des cancers agressifs, mais seulement après 16 à 18 mois. 3. Un modèle combinant deux altérations génétiques : nous reproduisons ainsi les formes les plus agressives observées chez l’humain. Les souris développent des métastases dès 4 mois, sans distinction de sexe. Grâce à ces modèles, nous avons identifié des mécanismes clés, comme le rôle des cellules immunitaires (myéloïdes) et l’influence des hormones (testostérone et glucocorticoïdes) sur la progression du cancer. Cette demande vise à assurer l’entretien et la préservation de ces trois lignées de souris, avant qu’elles ne développent la maladie. Cela permettra de poursuivre les recherches pour mieux comprendre et combattre ces cancers.
Bénéfices attendus
Les cancers de la glande cortico-surrénale sont des maladies rares et très agressives, avec un pronostic souvent défavorable : moins de 30 % des patients survivent cinq ans après le diagnostic. La chirurgie reste le seul traitement efficace, mais près de la moitié des patients découvrent leur cancer à un stade déjà métastatique. Les traitements actuels, comme le mitotane ou la chimiothérapie, ne permettent que de ralentir temporairement la progression de la maladie, sans offrir de guérison. Les modèles génétiques entretenus grâce à cette demande ont déjà permis d’identifier des mécanismes clés dans le développement du cancer, notamment le rôle des cellules immunitaires (myéloïdes) et l’influence des hormones (testostérone et glucocorticoïdes) sur la progression tumorale. Grâce à cette demande nous allons maintenir et entretenir trois lignées de souris modèles de cancers afin de préserver ces outils essentiels pour découvrir de nouveaux mécanismes impliqués dans le développement de ces cancers agressifs et pour évaluer de nouvelles options de traitement.
Procédures
-Cycles d'accouplement pour reproduction. Maximum 2 à 3 fois dans la vie de l'animal. Le processus d'accouplement avec cohébergement mâles et femelles dure environ 15 jours. -Phalangectomie dans la première semaine de vie pour permettre l’identification et le génotypage des animaux.
Impact sur les animaux
Bien que porteurs d’altérations conduisant au développement de cancers surrénaliens, les animaux inclus dans cette demande seront utilisés à des fins reproductives avant l’apparition de tumeurs agressives. On n’anticipe donc pas d’effets indésirables particuliers liés au processus de tumorigenèse. La phalangectomie utilisée pour le marquage et le génotypage requiert une contention de quelques secondes qui peut induire un stress et une douleur de faible intensité.
Devenir
Les animaux d’intérêt seront soit utilisés pour la reproduction (jusqu’à l’âge maximal défini pour chaque procédure), soit réutilisés dans des projets d’expérimentation déjà validés ou à venir. Les animaux ne présentant pas de génotype d’intérêt seront mis à mort après le génotypage.
Remplacement
Afin d’éviter la douleur et l’inconfort à l’animal, nous souhaitons remplacer autant que possible les manipulations in vivo par des expériences de culture in vitro sur des lignées de cellules existantes ou provenant des animaux sacrifiés sans manipulation préalable. Cette technique est un bon modèle alternatif pour tester des facteurs clés ayant un potentiel comme agent antitumoral. Cependant, le développement et la progression du cancer vers des stades avancés sont fortement dépendants de l’environnement cellulaire (vascularisation, facteurs de croissance, système immunitaire périphérique…), et ne peuvent pas être reproduits in vitro. Ainsi, la nécessité d’avoir recours à des animaux se justifie in fine par le fait que le développement tumoral est un processus complexe impliquant de nombreux types cellulaires dont les interactions sont cruciales pour favoriser la progression de la tumeur. Pour ces raisons, des méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants n’apportent pas le même niveau d’information.
Réduction
La reproduction n’est utilisée que pour produire le nombre d’animaux prévu dans les projets déjà autorisés et ceux qui feront l’objet de demandes au fil de l’eau. Cette production est basée sur les besoins expérimentaux établis de façon statistiques pour chaque projet. Les caractéristiques de reproduction propres à chaque lignée (nombre de petits par portée, nombre de modifications génétiques, …) sont prises en compte pour planifier la fréquence et le type de croisements.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans un environnement contrôlé et enrichi. Durant la procédure, nous veillerons au bien-être des animaux par l’ajout de plaques de papier à ronger et de maisons en carton ou polycarbonate. Lors des reproductions, le nid sera également enrichi par des frisottis et du coton . Pour limiter le stress, le nid parental est conservé pendant le change. Afin de faciliter l’accès à la nourriture aux petits lors des sevrages, des croquettes sont mises directement dans la cage. Les animaux sont surveillés quotidiennement pour vérifier l’absence d’atteinte des points limites établis selon une échelle stricte.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les animaux couramment utilisés comme modèles de pathologies humaines, y compris dans le domaine de l’oncologie. Il existe en effet de nombreux modèles murins tumoraux mimant les cancers humains, incluant les cancers de la surrénale. La connaissance approfondie du génome et de l’expression des gènes chez la souris, ainsi que l’existence de nombreux animaux transgéniques en font un modèle de choix. Les modèles génétiquement modifiés utilisés ici reproduisent des altérations génétiques pertinentes pour la clinique et développent des tumeurs présentant de grandes similitudes biologiques, histologiques et moléculaires avec les cancers de patients. Le développement spontané des tumeurs dans un contexte immunocompétent, constitue un énorme avantage de ces modèles pour l’étude des interactions fonctionnelles entre cellules tumorales et microenvironnement immunitaire qui constitue un des axes clés de nos activités de recherche. Les souris seront mises en accouplement après sevrage pour une durée correspondant aux recommandations spécifiques en fonction de leur sexe et de leur souche, en fonction des objectifs de production pour nos projets.
Paysage immunitaire méningé et microglial au cours de la ménopause : impact sur la fonction neuronale et la cognition
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
1 536 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur pose des implants hormonaux sous anesthésie, on leur injecte des substances dans l'abdomen pendant quinze jours, on incise l'extrémité de leur queue pour cinq mesures de glycémie après six heures de jeûne. Une partie porte un phénotype transgénique dommageable qui réduit ses comportements exploratoires et sociaux et accroît sa sensibilité au stress, l'hébergement individuel et les restrictions alimentaires ajoutant isolement, baisse d'appétit et perte de poids. Le projet annonce des biomarqueurs précoces et des stratégies thérapeutiques contre le déclin cognitif après la ménopause, retombées situées bien au-delà de la première année, quand la mise à mort des 1 536 souris est acquise dès le départ.
Objectifs
Les femmes sont plus touchées que les hommes par certaines maladies du cerveau, comme la maladie d'Alzheimer, notamment après la ménopause. Cette période de la vie s'accompagne de changements importants dans l'organisme : le cerveau, le système de défense de l'organisme et le métabolisme sont tous affectés. La diminution de certaines hormones perturbe le fonctionnement du cerveau et peut, avec le temps, entraîner des dommages neurologiques durables. En parallèle, l'organisme développe un état inflammatoire plus marqué. Cette combinaison, perturbation cérébrale et inflammation, pourrait expliquer en partie pourquoi le risque de développer la maladie d'Alzheimer augmente après la ménopause. Notre projet vise à mieux comprendre ces mécanismes en étudiant comment le système immunitaire se modifie au fil des étapes de la ménopause chez la souris. Nous souhaitons également examiner le lien entre ces modifications et des paramètres tels que le poids et l'alimentation. Enfin, nous cherchons à déterminer si et comment les cellules du système immunitaire jouent un rôle dans le fonctionnement du cerveau durant cette période.
Bénéfices attendus
Identifier les mécanismes clés qui relient ménopause et déclin cognitif. Déterminer le rôle précis des cellules immunitaires dans l’apparition ou l’aggravation des symptômes. Révéler des biomarqueurs précoces, utiles pour le diagnostic ou la prévention, avant l’apparition des pertes de mémoire. Ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques, ciblant spécifiquement les processus immunitaires déclenchés par la ménopause. Prévenir la maladie pour éviter de devoir traiter des symptômes cognitifs aggravés. Les premiers résultats de ce projet peuvent être accessibles dès la 1re année de réalisation du projet.
Procédures
Injections abdominales de substances pendant 15 jours (animal vigil). Incisions de la queue pour collecter une goutte de sang et injection pour le test de tolérance au glucose et à l’insuline (animal vigil) : mesurer la glycémie à 0, 15, 30, 60 et 120 minutes après injection (1 intervention d’1 minute par point temporel). Jeûne de 6 h (début tôt le matin pour limiter le stress). Tests comportementaux (animal vigil) : 10 min par session pour étudier les capacités cognitives des souris (1 session par test). La durée réduite de chaque test (inférieure à 1 h), sans manipulation et sans perte de poids attendue. Pose d’implants hormonaux : 5 min d’intervention, 1 fois (animal endormi). Injections cervicales : 30 min d’intervention, 1 fois (animal endormi).
Impact sur les animaux
Les tests comportementaux induisent un stress léger limité à la durée des tests, inférieure à une heure, sans manipulation invasive ni perte de poids attendue. L’hébergement individuel peut entraîner un stress modéré lié à l’isolement social, pouvant se traduire par une diminution transitoire de l’activité ou de l’appétit. Les interventions chirurgicales nécessaires à la pose d’implants entraînent une douleur post-opératoire transitoire. Une perte de poids peut être observée transitoirement lors des périodes de restriction alimentaire nécessaires à certaines tâches comportementales. L’incision de l’extrémité de la queue pour le prélèvement d’une goutte de sang provoque une douleur légère et de courte durée ainsi qu’une irritation locale transitoire. Le phénotype dommageable du modèle transgénique peut conduire à une réduction des comportements exploratoires et sociaux des souris transgéniques ainsi qu’à une sensibilité accrue au stress. Les injections aabdominales répétées peuvent provoquer un stress léger ainsi qu’une gêne transitoire au moment de la contention et de l’injection. Les injections cervicales nécessitent une anesthésie générale de l'animal (30 minutes d'intervention). Les souris seront donc contrôlées pendant plusieurs jours après la chirurgie .
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de cette procédure expérimentale. Cette étape est indispensable afin de pouvoir prélever les tissus cérébraux nécessaires aux analyses scientifiques prévues dans ce projet. Ces analyses biologiques ne peuvent pas être réalisées autrement et sont essentielles pour répondre aux objectifs de recherche.
Remplacement
Les liens entre la ménopause, l’immunité, le métabolisme et le fonctionnement du cerveau sont très complexes, car ils impliquent de nombreux organes et systèmes qui interagissent en permanence dans l’organisme. À ce jour, aucune méthode utilisant uniquement des cellules en culture, des organoïdes ou des simulations informatiques ne permet de reproduire l’ensemble de ces interactions dans un organisme vivant. Seules les études réalisées chez l’animal permettent d’observer en même temps l’évolution du comportement, des hormones, du métabolisme, du système immunitaire et du cerveau chez un même individu au cours du temps. Les méthodes alternatives apportent des informations utiles, mais elles ne permettent pas d’évaluer le comportement ni de comprendre les réponses globales de l’organisme nécessaires pour étudier cette période de vulnérabilité liée à la ménopause. Dans l’état actuel des connaissances, l’utilisation de l’animal reste donc nécessaire pour répondre aux objectifs de ce projet.
Réduction
Pour obtenir des souris génétiquement modifiées de manière efficace, nous sélectionnons uniquement celles dont les gènes correspondent à nos besoins. Ensuite, nous comparons les résultats entre différents groupes d’animaux à l’aide de méthodes statistiques adaptées : pour deux groupes, un test simple vérifie s’il y a une différence significative entre eux ; pour plus de deux groupes, une analyse plus poussée est réalisée. Nous avons calculé le nombre idéal de souris par groupe pour obtenir des résultats fiables, en tenant compte de la variabilité naturelle, pour détecter toutes différences entre les groupes. Résultat : il faut environ 10 souris par groupe.
Raffinement
Nous avons défini différents points de raffinement tout au long de l’étude : Période d’habituation avant utilisation en expérimentation d’une semaine minimum. La surveillance des animaux sera renforcée durant les périodes expérimentales et en cas de constat de dégradation du bien-être / souffrance des animaux. L’évaluation de la prise alimentaire nécessite parfois l’hébergement des animaux en cages individuelles. Pour compenser le manque d’interactions sociales, les cages, transparentes et enrichies, seront rapprochées au maximum les unes des autres. Notre étude nécessite des chirurgies qui seront réalisées sous anesthésie générale avec un protocole analgésique adapté ainsi que des mesures de maintien du bien-être animal. Des points limites précoces et terminaux appropriés ont été définis avec l’utilisation d’un tableau (arbre décisionnel pour chaque composante étudiée, anatomique, physiologique, comportementale). Si le bien-être animal venait à se dégrader, il sera mis en place des mesures conservatoires et des critères d’arrêt des souffrances, en accord avec notre vétérinaire.
Choix des espèces
La souris est un modèle très utilisé pour étudier le cerveau et le système nerveux chez les vertébrés. L’organisation de son système nerveux est, à bien des égards, proche de celle de l’être humain, tant sur le plan de la structure que du fonctionnement. Cela permet aux scientifiques de mieux comprendre certains mécanismes cellulaires et comportements, avec des résultats souvent pertinents pour l’humain. Plus largement, les caractéristiques du cerveau de la souris sont similaires à celles des autres mammifères, ce qui rend les connaissances obtenues utiles pour la recherche médicale. Dans ce projet, nous nous intéressons à des cellules du cerveau appelées microglies, qui jouent un rôle important dans la défense immunitaire du système nerveux. Pour les observer, nous utilisons des souris génétiquement modifiées, chez lesquelles ces cellules émettent une lumière visible au microscope. Cela permet de mieux les repérer et d’analyser leur comportement dans le tissu cérébral. Nous étudions également des souris présentant des caractéristiques proches de la maladie d’Alzheimer, afin de mieux comprendre comment le système immunitaire du cerveau évolue dans cette maladie. Les tests biologiques, biochimiques et comportementaux sont effectués sur les souris à partir du moment où elles deviennent adultes sur le plan reproductif et jusqu’au début de l’âge adulte. Cette période correspond à un organisme déjà mature, mais encore peu affecté par le vieillissement. Cela permet d’étudier les effets des manipulations sur un système hormonal fonctionnel, tout en limitant les effets liés à l’âge et en assurant de bonnes conditions de tolérance pour les animaux.
Physiopathologie de l’appareil neuromusculaire chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Une chirurgie du nerf sciatique de dix minutes, des micro-impulsions électriques dans la patte postérieure et des injections quotidiennes pendant cinq à dix jours sont infligées à 676 souris, dont 84 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure pour prélever leurs organes. Le projet vise à caractériser le dialogue entre nerfs et fibres musculaires chez des lignées génétiquement modifiées. La rubrique consacrée aux effets sur les animaux ne mentionne que la biopsie de queue, les injections et le stress de l'anesthésie, et passe sous silence la chirurgie du nerf sciatique et les impulsions électriques.
Objectifs
Le système neuromusculaire nous permet de respirer, marcher, manger, sourire. Les muscles et les neurones associés dégénèrent au cours du vieillissement, lors d’hospitalisation prolongée, au cours du cancer, et dans nombreuses maladies neuromusculaires d’origine génétique. Dans ce dernier cas les interactions entre les neurones et les fibres musculaires se détériorent conduisant à des défauts de contraction des fibres du muscle. Différents modèles de souris génétiquement modifiées permettent de mieux comprendre les propriétés des différents types de fibres musculaires et de leur environnement, et de leur dialogue. L’objectif principal de cette étude sera de caractériser les interactions nerf-fibres musculaires, et d’identifier les mécanismes mis en jeu dans le maitien de l’axe neuromusculaire.
Bénéfices attendus
Mieux comprendre les bases du système neuromusculaire, et d’en comprendre ses atteintes est un enjeu majeur. Cette étude sur la vulnérabilité neuromusculaire devrait aussi permettre de mieux comprendre les bases moléculaires qui contrôlent la formation de l’axe neuromusculaire, en fonction des muscles étudiés. En effet mieux comprendre les interactions entre neurones et fibres musculaires dans le but de caractériser, grâce à des approches techniques innovantes de nouveaux gènes qui contrôlent son intégrité est essentiel pour un jour permettre de guérir les malades atteints de défauts neuromusculaires. En conclusion, les études menées amélioreront nos connaissances sur les propriétés de l’axe neuromusculaire en prenant en compte les neurones et les fibres musculaires.
Procédures
Sur animaux vigiles : le prélèvement unique d’une biopsie de l’extrémité de la queue pour génotypage (5 secondes). L’injection quotidienne sur 5 ou 10 jours, durée 30 secondes. Sur animaux anesthésiés –Injection unique de 10 secondes. -Tonte de la patte postérieure (2 minutes par souris). -Micro impulsions électriques de la patte postérieure (5 minutes par souris). -Chirurgie du nerf sciatique (10 minutes par souris).
Impact sur les animaux
Une douleur légère et de courte durée est occasionnée lors de la biopsie de l’extrémité de la queue des animaux en vue de leur génotypage. Une douleur légère et de courte durée et un stress passager sont occasionnés lors d’injections chez les animaux. Un stress de courte durée peut aussi être occasionné lors des anesthésies.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux seront mis à mort afin de prélever les organes pour des analyses.
Remplacement
Nous utilisons un modèle de souris car il mime la mise en place de l’appareil neuromusculaire au cours du développement embryonnaire, nous renseigne de manière unique sur le dialogue et les propriétés de l’interaction nerf-muscle en physiologie et en physiopathologie. Les modèles cellulaires ne permettent pas à ce jour de comprendre la diversité de ce dialogue et ne permettent pas de reconstituer la diversité des types de neurones moteurs et des fibres musculaires associées.
Réduction
Nous prélevons le maximum de tissus sur les animaux mis à morts pour éviter l’utilisation ultérieure de nouveaux lots d’animaux. Nous veillerons enfin à utiliser au maximum les mêmes lots d’animaux contrôle quand cela est possible pour éviter d’avoir à élever des animaux surnuméraires. Les effectifs sont déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Le milieu d’hébergement est enrichi à l’aide de coton de nidification et d’une roue d’activité en accès libre. Les animaux sont surveillés régulièrement par le porteur de projet. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. Les animaux sont hébergés en groupe sociaux. Des points limites ont été établis entrainant la mise à mort anticipée ou l’administration d’un analgésique si nécessaire.
Choix des espèces
Les muscles et les nerfs moteurs humains sont bien conservés chez la souris, qui en fait un bon modèle. Le modèle de souris permet également d’accéder à tous les acteurs qui contrôelnt la formation des muscles et des nerfs moteurs associés, sa diversité et sa physiopathologie. Les souris à différents stades de développement post natal sont utilisées pour mieux comprendre le dialogue entre les différents muscles et leurs nerfs moteurs associés.
Etude de l’effet antitumoral de l’association d’un donneur de monoxyde d’azote (le Nitronal) à des chimiothérapies standards dans le cancer du sein triple négatif.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Tuées à l'issue parce qu'aucune, porteuse d'une tumeur mammaire et traitée par chimiothérapie, ne pourra être adoptée ni réutilisée, 320 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un tatouage à la pince dans les coussinets des phalanges, un rasage du flanc, une greffe de cellules d'un cancer du sein triple négatif, puis des injections de chimiothérapie et d'un donneur de monoxyde d'azote deux fois par semaine pendant quatre semaines. La tumeur gêne la patte arrière et réduit la mobilité, la mesure au pied à coulisse ayant lieu trois fois par semaine. Le sang est prélevé par ponction intracardiaque sous anesthésie, juste avant la mise à mort.
Objectifs
Le traitement du cancer est très difficile. Il faut donc trouver de nouvelles solutions pour améliorer la vie des patients. L’objectif principal de ce projet est d’améliorer l’efficacité des traitements utilisés pour un type de cancer du sein. Ce type de cancer du sein, appelé cancer du sein triple négatif CSTN, se développe très vite et est souvent associé à de moins bonnes chances de guérison. Nous proposons de combiner des traitements de chimiothérapies déjà utilisés en médecine avec un autre médicament qui libère une substance appelée « monoxyde d’azote (NO). Des expériences en laboratoire ont montré que cette combinaison pourrait freiner le développement de la maladie. En effet, le NO peut aider à tuer les cellules cancéreuses, surtout quand d’autres substances (appelées cytokines) sont présentes. Ces cytokines sont produites par les cellules cancéreuses et aussi par certaines cellules du corps, comme les cellules du système immunitaire. Certaines chimiothérapies augmentent la quantité de ces cytokines. Dans cas, quand on ajoute un médicament qui libère du NO et qu’il y a beaucoup de cytokines, les cellules cancéreuses se développent moins vite. L’étude sera divisée en 3 parties dont l’objectif sera (1) trouver les bonnes doses de chimiothérapies à utiliser en combinaison ; (2) déterminer à quel moment après le traitement par chimiothérapies les cytokines sont produites ; (3) d’étudier si la combinaison chimiothérapies et du médicament qui libère le NO peut ralentir le développement du cancer, au bon moment où les cytokines sont présentes. Ce projet vise à démontrer que donner un médicament qui libère du NO après les chimiothérapies peut améliorer le traitement de ce type de cancer du sein.
Bénéfices attendus
Le modèle d’étude du CSTN chez la souris que nous proposons d’utiliser dans ce projet permettra d’étudier la croissance tumorale. Grâce à ce modèle murin d’étude in vivo, nous nous attendons à valider l’hypothèse de notre stratégie de traitement qui repose sur l’administration du médicament donneur de NO sur la base d’une augmentation de cytokine faisant suite au traitement par des chimiothérapies dans le CSTN. Nous avons déjà réalisé précédemment une étude similaire dans le cancer colorectal. Ainsi, au travers de ce projet nous nous attendons à démontrer 1) le rôle clé de l’utilisation du médicament donneur de NO en association avec des chimiothérapies et 2) à démontrer que cette stratégie de traitement peut être transposée au CSTN. A long terme ce projet a pour bénéfice d’améliorer l’efficacité thérapeutique des chimiothérapies standards utilisées chez les patients atteints de CSTN. Ce projet s’inscrit dans le développement d’une nouvelle combinaison de traitement.
Procédures
Anesthésie générale Inhalation d’anesthésiant pendant 5 minutes. Microtatouage Un microtatouage sera réalisé à l’aide d’une pince en 2 secondes au niveau des coussinets de phalanges sous anesthésie générale, une seule fois au début de l’expérience. Rasage Le flanc droit de l’ensemble des souris sera rasé à l’aide d’un rasoir vétérinaire pour injecter les cellules tumorales et mesurer le volume tumoral au cours du temps. L’intervention durera environ 1 minute et sera réalisée une seule fois sur souris vigile au début de l’expérience. Injection des cellules tumorales Les cellules resuspendues dans du sérum physiologique seront injectées sur le flanc droit de l’ensemble des souris sous anesthésie générale. L’injection des souris durera environ 5 secondes et sera réalisée une seule fois au début de l’expérience. Injection des médicaments/sérum physiologique Les injections de chimiothérapies ou sérum physiologique seront injectés individuellement. Les injections seront réalisées sur souris vigile et dureront environ 3 secondes.Le médicament donneur de NO/sérum physiologique seront injectés en sous-cutané au niveau du cou. Une seule injection de 3 secondes sera réalisée deux fois par semaine en vigile pendant environ 4 semaines. Mesure des tumeurs Un suivi de la croissance tumorale sera réalisé 3 fois par semaine pendant 4 semaines environ en vigile à l’aide d’un pied à coulisse. L’intervention durera environ 1 minute par souris. Prélèvement de sang en intra-cardiaque Le sang sera prélevé en intra-cardiaque (sans thoracotomie) après anesthésie générale. Les souris seront maintenues endormies à l’aide d’un masque libérant l’anesthésiant pendant tout le temps du prélèvement. Le prélèvement durera environ 5 minutes par souris. Ce prélèvement sanguin entrainera la mort de l’animal. Mise à mort des souris Les souris seront mises à mort après anesthésie générale. L’intervention durera 3 secondes par souris et sera suivi du prélèvement des tumeurs
Impact sur les animaux
Nuisances dues à l’anesthésie générale pour le microtatouage et l’injection des cellules tumorales : - Stress au moment de l’endormissement dans la boite d’anesthésie - Diminution de la chaleur corporelle Nuisances dues au microtatouage des coussinets des phalanges pour l’identification des animaux : - Stress de la manipulation et de la piqure avec la pince ARAMIS enduite d’encre - Douleur au point piqué Nuisances dues aux injections des chimiothérapies et du médicament donneur de NO : - Stress de la manipulation et de l’injection - Douleur au point d’injection - Effets indésirables dus aux traitements (perte de poids éventuelle) Nuisances dues au suivi de la croissance tumorale : - Stress de la manipulation lors de la mesure du volume tumoral Gêne occasionnée par la tumeur (gêne au niveau de la patte arrière, perte de mobilité)
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront anesthésiés avec un anesthésiant pendant 5 minutes puis euthanasiés. En effet, tous les animaux étant porteurs de tumeurs mammaires, aucun ne pourra être réutilisés, replacés ou adoptés. De plus, même en cas de guérison, l’ensemble des souris auront reçu des traitements (chimiothérapies et/ou médicament) ce qui pourrait altérer leur état général en cas d’adoption ou les résultats de nouvelles expériences en cas de réutilisation.
Remplacement
Nous avons préalablement développé des modèles de culture tridimensionnelle (3D) afin de mimer l’architecture tumorale. Néanmoins, ce modèle de culture cellulaire in vitro ne permet pas de reproduire fidèlement la complexité d’un microenvironnement tumoral. Ainsi ce modèle d’étude in vitro ne peut pas se substituer totalement aux expérimentations in vivo étant donné que nous cherchons à étudier l’impact des traitements, d’une part sur le taux de cytokines issues de l’hétérogénéité du microenvironnement tumoral et d’autre part sur la croissance des cellules cancéreuses au sein de leur microenvironnement.
Réduction
Ce projet nécessitera l’utilisation de 320 souris sur une période de 3 ans. La maîtrise du modèle animal chez la souris au laboratoire permet de réduire le nombre d’animaux utilisé au minimum nécessaire pour les expérimentations envisagées afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. Des études préliminaires ont été réalisées afin de définir les conditions de traitement et les doses de Nitronal à utiliser. De plus, les expériences seront réalisées sur des groupes de souris randomisés pour limiter au maximum les biais expérimentaux et éviter de recommencer les expériences plus de fois que nécessaire. Par condition de traitement, 10 seront utilisées pour les expériences de croissance tumorale (Procédures n°1 et n°3) et 5 souris pour les expériences de dosage in vitro des cytokines sériques et tumorales au cours du temps (Procédure n°2) afin de pouvoir effectuer des analyses statistiques de type Two-way ANOVA sur l’ensemble des expériences réalisées.
Raffinement
Pour limiter au maximum les nuisances causées aux animaux et détecter le plus précocement possible toute forme de souffrance ou de mal-être potentiel, les animaux seront observés quotidiennement de façon à vérifier leur bien-être (absence de perte de poids, d’appétit, de déshydratation ou d’immobilité). Les animaux seront toujours hébergés en petits groupes pour limiter l’angoisse/le stress. De plus un enrichissement sera ajouté (matériel de nidification, petit récipient en verre) visant à améliorer la zone de confort tout au long de leur hébergement. Les manipulations (microtatouage, injections des cellules) pouvant générer un inconfort pour l’animal seront réalisées sous anesthésie générale. Une grille de score regroupant les point limites est décrite ci-dessous de manière à déterminer les actions à mettre en place (surveillance, prise en charge ou mise à mort). Chaque paramètre est évalué séparément selon plusieurs niveaux et reçoit un score en fonction (0 à 4). Le score global est obtenu par addition des scores de tous les paramètres, ce qui permet d’estimer l’état général de l’animal et de définir les actions à mettre en place. Dans tous les cas, un animal sera anesthésié à l’aide de 2.5% d’isoflurane pendant 5 minutes puis mis à mort par dislocation cervicale si 1) le volume tumoral atteint 1500 mm3, 2) s’il présente une baisse de la masse corporelle ≥ 20% de la masse de référence au cours de l’étude (la masse corporelle sera mesurée avant le début de la procédure pour établir une valeur de référence, puis 3 fois par semaine pendant toute la durée de l’étude. Une perte de masse corporelle comprise entre 10 et 15% par rapport au poids de référence conduira à une surveillance renforcée, pesée plus fréquente et dépôt de croquettes humidifiées au fond de la cage et/ou de morceaux de pomme) ou des signes (comportementaux/posture) indiquant une souffrance ou une douleur significative qui ne peut pas être supprimée, 3) si l’aspect de la tumeur est nécrosant ou présente une large plaie ouverte. Si la plaie/nécrose de la tumeur est très limitée (< 2 mm), un pansement antimicrobien (pansement en spray cicatrisant à base d’aluminium) sera utilisé pour favoriser la cicatrisation.
Choix des espèces
Les expériences que nous avons préalablement réalisées in vitro ont été menées sur des lignées cellulaires (cancéreuses) de souris. Nous avons utilisé tout particulièrement la lignée 4T1 dérivée de la souris Balb/c. Le modèle de souris Balb/c, syngénique porteur de tumeurs de CSTN est parfaitement maîtrisé au laboratoire et nous permettra d’étudier la combinaison des chimiothérapies avec le Nitronal. Les souris Balb/c seront âgées d’environ 8 semaines de manière à ce qu’elles aient un système immunitaire suffisamment mature pour étudier l’impact de la production de cytokines en réponse au traitement.