Recherche fondamentale

Sous anesthésie générale, des souris subissent une ouverture du crâne et des injections dans le cerveau pour y faire produire des protéines fluorescentes, au cours d'une opération d'environ 90 minutes, puis toutes sont tuées trois semaines plus tard sous anesthésie, sans réveil, pour prélever leur cerveau. 250 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec comme risques cités l'hypothermie, l'arrêt cardio-respiratoire sous anesthésie, la douleur après l'opération et une perte de poids rapide. Le projet relève de la recherche fondamentale sur un noyau du thalamus, et le porteur relie ses retombées aux troubles psychiatriques par des données d'imagerie selon lesquelles des altérations de ces circuits "pourraient contribuer aux symptômes". Pour décrire ce qui est injecté, il parle de "techniques de biologie moléculaire" et ne mentionne qu'une fois, en passant, une "injection de virus", sans en préciser la nature.

Objectifs

Le thalamus, porte d'entrée du cortex, est constitué d’un ensemble de structures subdivisées sur des critères anatomiques en deux catégories : les noyaux de premier ordre et les noyaux d’ordre supérieur. Les noyaux thalamiques de premier ordre ont fait l’objet de nombreuses études. Les relations entre les neurones de ces noyaux et les autres structures cérébrales ont été bien décrites et leurs rôles dans le traitement des informations, en particulier sensorielles, sont en partie établis. En revanche, l’organisation anatomique et les fonctions des noyaux d’ordre supérieur sont très mal connues. Les neurones de ces noyaux reçoivent des informations excitatrices et inhibitrices issues de nombreuses régions cérébrales mais la manière dont ces différentes entrées sont distribuées au niveau de la cellule thalamique unique et comment elles interagissent sont à ce jour inconnues. Centré sur un noyau d’ordre supérieur lié au système somatosensoriel, le noyau postérieur médian, notre projet vise à comprendre comment ces diverses informations sont intégrées par le neurone thalamique pour aboutir à un traitement complexe sensorimotreur.

Bénéfices attendus

Le thalamus est une structure sous-corticale par laquelle transitent la plupart des circuits neuronaux de notre cerveau ; elle établit de multiples connexions avec les régions corticales, sous-corticales et cérébelleuses. En tant que nœud de ce vaste système, le thalamus joue un rôle central dans le traitement des données sensorielles et constitue une plaque tournante essentielle pour le traitement cognitif, tel que mise en œuvre dans la mémoire de travail, l'attention ou pendant le sommeil. Des anomalies dans le système de connectivité thalamique ont été décrites chez les patients atteints de schizophrénie, de troubles bipolaires, de troubles dépressifs majeurs et de troubles du spectre autistique. De récentes données de neuro-imagerie proposent que des altérations de la circuiterie thalamique pourraient contribuer aux symptômes et aux déficits présents chez des patients psychiatriques. L’étude de la circuiterie thalamique aurait donc une grande utilité translationnelle et transdiagnostique mais les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à ces altérations sont peu connus. En étudiant de manière précise comment s’organise d’un point de vue fonctionnel la circuiterie thalamique, ce projet de recherche fondamentale apportera des données cellulaires et moléculaires indispensables pour répondre à ce type de question.

Procédures

Toutes les souris du projet recevront sous analgésie et anesthésie générale des injections intracérébrales afin de faire exprimer des protéines fluorescentes dans des régions spécifiques du cerveau par des techniques de biologie moléculaire. Chaque souris est opérée une fois et l'ensemble de la procédure chirurgicale, de l'induction au réveil de la souris, dure environ 90 minutes. Trois semaines après injection les protéines fluorescentes sont exprimées dans les neurones. Les souris sont alors euthanasiées sous anesthésie générale sans réveil et le cerveau est prélevé soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt, comme par exemple d'analyser le fonctionnement des réseaux de neurones.

Impact sur les animaux

Dans de ce projet, nous pratiquerons sur les animaux des chirurgies sous analgésie et anesthésie générale pendant lesquelles une ouverture de la boîte crânienne est réalisée afin de procéder à des injections dans une région cérébrale donnée. Les éventuels nuisances et effets indésirables à court et à long terme liés à cette chirurgie sont : i) une hypothermie, ii) un arrêt cardio-respiratoire liée à l’anesthésie, III) une douleur post-opératoire se traduisant par une apparence, une position et des comportements anormaux et iv) une perte de poids rapide.

Devenir

Toutes les souris sont euthanasiées environ 3 semaines après les injections intracérébrales. Les cerveaux sont ensuite prélevés soit dans le but d'effectuer des études anatomiques, soit pour étudier les propriétés fonctionnelles des régions cérébrales d'intérêt.

Remplacement

La complexité inhérente du cerveau impose l'utilisation de modèles animaux. Ainsi, l’étude du fonctionnement des réseaux synaptiques ne peut être abordée que par des enregistrements effectués dans un cerveau intact ou sur des préparations ex-vivo qui préservent une grande partie de la circuiterie neuronale comme les préparations de tranches de cerveau. Par ailleurs, la variété des techniques de modifications génétiques chez la souris, qui permettent de visualiser ou de cibler spécifiquement des mécanismes cellulaires ou des protéines, fait de cette espèce le modèle animal privilégié. Nous considérons donc le recours à la souris comme guidé par des considérations scientifiques, techniques et éthiques.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire pour les différentes procédures afin d’obtenir des résultats fiables a été dimensionné en s’appuyant sur nos études antérieures. L’analyse en continue des résultats nous permettra de limiter le nombre de souris dès que les valeurs moyennes estimées par rapport à notre échantillon seront dans l’intervalle de confiance satisfaisant. 250 souris seront nécessaires. Les animaux mâles et femelles seront utilisés. Cela permet de maximiser l’utilisation des animaux et de ne pas euthanasier inutilement des souris générées dans l’animalerie. Cette démarche s’inscrit donc dans l’esprit de la règle des 3R.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans l’animalerie sous la supervision des soigneurs et du vétérinaire-référent. L’hébergement des animaux est réalisé conformément à la directive européenne 2010-63-EU en terme d’espace et d’environnement. Les souris sont soumises à un cycle de lumière-obscurité dans un environnement à température et hygrométrie contrôlées avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. L’anxiété des animaux est réduite par un maintien en groupe social. Les cages complètes sont changées chaque semaine. Pour l’enrichissement, un nid végétal est placé dans la cage. Après les interventions chirurgicales, le réveil des souris est étroitement surveillé. Afin de faciliter l’hydratation des croquettes humidifiées sont disposées au fond de la cage. Des analgésiques sont administrés pour gérer la douleur post-opératoire. Lorsque le réveil est complet, la souris retourne dans sa cage avec ses congénères. Une surveillance accrue journalière est réalisée pendant 5 jours suivant l’opération afin d’observer les signes potentiels d’un mal-être. Les critères absolus suivants seront observés : i) Apparence et position anormale: poil ébouriffé, perte excessive de poils, dos courbé, yeux enfoncés, couché sur le coté et hypothermie, ii) Comportements anormaux : agressivité soudaine, abattement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, diminution de l’appétit et déshydratation, iii) une perte de poids rapide. Les animaux seront pesés tous les jours pendant 5 jours après le protocole de chirurgie puis 1 fois par semaine, et iv) difficulté respiratoire. Puis une surveillance quotidienne est assurée soit par l’expérimentateur soit par les zootechniciens qui préviennent le responsable du projet en cas d’anomalie. Celui-ci prend alors une décision sur le devenir de cet animal en coordination avec le vétérinaire-référent.

Choix des espèces

Le projet utilise la souris car il s’agit du modèle mammifère de référence pour les approches expérimentales nécessitant des modifications génétiques. La puissance des outils génétiques permettra de connaitre la nature des neurones, par exemple excitatrice ou inhibitrice, et d'étudier comment l'activation de ces neurones contrôle le fonctionnement des réseaux synaptiques. Les injections intracérébrales sont effectuées chez des souris âgées d'environ 6 à 8 semaines afin que le système somatosensoriel soit parfaitement mature. Les expériences anatomiques ou les enregistrements électrophysiologiques sont réalisés 3 à 4 semaines après l'injection de virus pour permettre l’expression des protéines, soit chez des souris âgées de 9 à 12 semaines.

450 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent six semaines de stress chronique destiné à provoquer un état anxio-dépressif chez la moitié d'entre eux, quatre-vingt-dix d'entre eux étant en outre opérés pour l'implantation d'électrodes intracérébrales, avant des tests comportementaux de locomotion et d'anxiété. Le porteur reconnaît que le protocole de stress peut induire de l'agressivité entre congénères et impose un isolement en cage individuelle. Il cherche des biomarqueurs de la réponse à la kétamine et affirme qu'on ne peut se passer de l'"animal entier" pour ce type d'exploration.

Objectifs

Dans le cadre de la dépression, il existe une catégorie de patients résistants aux traitements conventionnels, qu'ils soient pharmacologiques ou basés sur la stimulation transcrânienne. Récemment, la kétamine a été proposée pour ses effets bénéfiques chez ce type de patients. Notre étude fait partie d'un projet translationnel, comprenant un versant clinique et un versant préclinique. Dans notre laboratoire elle a pour but de déterminer chez un modèle animal de dépression résistante aux traitements conventionnels, des biomarqueurs permettant de mieux comprendre et prédire la réponse à la kétamine.

Bénéfices attendus

Le projet a pour but de révéler les biomarqueurs les plus pertinents de la réponse à la kétamine comme traitement antidépresseur afin d'améliorer nos connaissances sur ces effets et améliorer la prise en charge des patients et leur orientation vers un tel traitement.

Procédures

Dans le projet, 180 rats seront soumis à un protocole de stress léger chronique pendant 6 semaines en tout, lors d'une première session d'une durée de 4 semaines, puis lors d'une deuxième session d'une durée de 2 semaines à la suite de procédures comportementales. Ce protocole de stress léger chronique comportera plusieurs situations stressantes légères - une par jour - d'une durée allant de 6 à 12 heures. Quatre-vingt-dix des 450 rats seront soumis à une opération chirurgicale sous anesthésie gazeuse et analgésie d'une durée de 150 minutes. Tous les rats seront soumis à 3 sessions de tests comportementaux visant à analyser leur comportement locomoteur (durée 24h) ou d’anxiété (durée moyenne de 5 minutes) répartis sur 2 sessions de 1 semaine et 1 session de 2 semaines avec une durée de 2 jours entre chaque test quand il y en aura plusieurs.

Impact sur les animaux

L’exposition à des situations stressantes légères répétées induit du stress pouvant conduire sur 50% des rats à l’apparition d’un comportement anxio-dépressif incluant notamment une prise de masse inférieure sur la durée du protocole de stress comparé à des rats non stressés, ce qui est l’objet de la question ; de plus, l’une des situations stressantes pourrait induire de l’agressivité entre congénère, qui serait immédiatement arrêtée si elle se produisait. La chirurgie peut induire de l’inflammation et une perte de masse transitoires. Les tests comportementaux peuvent induire un stress transitoire.

Devenir

Les rats seront mis à mort à des fins expérimentales dans toutes les procédures, soit, dans le cadre de la procédure expérimentale 1, pour vérifier histologiquement la position des électrodes d'enregistrement intra-encéphaliques, soit, dans le cadre des procédures expérimentales 2 et 3, pour prélever le cerveau afin de pratiquer les mesures correspondant à chaque procédure expérimentale (procédure expérimentale 2: électrophysiologie in vitro; procédure expérimentale 3: mesure de régulations génétiques et épigénétiques).

Remplacement

Il n'est pas possible de se passer de l'animal entier dans des études visant à étudier une stratégie thérapeutique dans le cadre de la dépression, avec des explorations comportementales incluant des tests d'anhédonie et d'anxiété.

Réduction

L’étude a été mise en place afin de réduire le nombre de rats utilisés selon les contraintes statistiques. Notre expérience nous a appris que les résultats lors des tests comportementaux suivent une loi normale avec un effectif de 15 rats par groupe selon une analyse de pouvoir statistique. Ce nombre de 15 rats par groupe sera appliqué aux rats témoins ; en ce qui concerne les rats soumis au SLC, comme le protocole de SLC entraine un phénotype anxiodépressif chez 50 % des rats ("vulnérables"), les 50 % restant étant "résistants", il faudra donc, pour obtenir des groupes de 15 rats, doubler le nombre de rats soumis au départ SLC, par rapport au nombre de rats témoins. Les données obtenues seront analysées statistiquement afin d'observer les conséquences comportementales néfastes du SLC et si ces dernières sont contrecarrées par l'administration de kétamine.

Raffinement

Tout sera mis en oeuvre pour limiter la souffrance et l'inconfort des animaux tout au long de cette étude. Si les animaux soumis au protocole de stress léger chronique devont être en cage isolée, les animaux des groupes témoins seront maintenus à 2 par cage avec des pièces de bois à ronger constamment présentes. Les procédures chirurgicales se feront sous anesthésie générale et analgésie. La température corporelle des animaux sera maintenue pendant toute la durée de la procédure chirurgicale, ainsi que pendant la phase de réveil, grâce à un tapis chauffant. Pendant les deux semaines suivant la chirurgie les animaux seront suivis quotidiennement et leur état général évalué selon une grille de scoring validée par notre structure du bien être animal. En cas de signes d'infection suite à la procédure chirurgicale, ou en cas de blessure ou de mal-être pouvant survenir suite à certaines situations du protocole de stress léger chronique, des décisions seront prises en accord avec la structure du bien-être animal et la vétérinaire référante.

Choix des espèces

Le Rat est un bon modèle de la physiologie humaine en ce qui concerne les réseaux cérébraux impliqués dans la réponse au stress et la dépression. L'exposition à un protocole de stress léger chronique est un modèle validé et reconnu en ce qui concerne la dépression résistante aux traitements conventionnels. Il a de plus été démontré que la kétamine produit des effets antidépresseurs sur ce modèle. Nous utiliserons des animaux adultes au moment du démarrage de la procédure de SLC car nous avons besoin d’un système nerveux arrivé à maturité afin de constater les effets du stress et de la kétamine.

15 946 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes subissent une laparotomie au cours de laquelle l'utérus est exposé et chaque embryon transpercé par un capillaire de verre avant l'application d'un courant électrique, technique d'électroporation in utero destinée à modifier l'expression de gènes dans le cerveau en développement. Les femelles sont tuées pour collecter embryons et nouveau-nés, ces derniers subissant une injection dans le cerveau ou une perfusion intracardiaque terminale, tous étant tués pour prélever les cerveaux. Le porteur affirme que la complexité du cortex ne peut pas être recréée in vitro et conclut à la nécessité de la souris.

Objectifs

Notre recherche est orientée vers l’étude de la physiopathologie des maladies neuro-développementales d’origine génétique. Un grand nombre de gènes y ont été reliés. Notre objectif est de comprendre les rôles de ces gènes dans les cellules du système nerveux central et les mécanismes physiopathologiques impliqués dans ces maladies. Chez certains patients avec des maladies du développement cortical, il existe des mutations dans des gènes qui montrent une forte probabilité d’être la cause de la maladie. Ces pathologies sont associées aussi bien à des défauts de prolifération, de migration et de différenciation neuronale. Comprendre les mécanismes par lesquels la mutation entraine la pathologie est essentiel pour faciliter le diganostic d’autres maladies et envisager un traitement. Pour comprendre ce qu’il se passe dans les neurones, nous allons adopter une approche génétique visant à modifier l’expression ou la fonction des molécules étudiées. Nous utiliserons l’électroporation in utero chez la souris. Cette technique permet l’introduction de matériel génétique contrôle et muté dans les cellules progénitrices de la zone ventriculaire du cerveau en développement, permettant donc l’étude de la structure, de la fonction et du développement du système nerveux central. Elle offre l’avantage d’un contrôle spatio-temporel de la délivrance d’ADN, permet des études de perte et de gain de fonction et est simple, rapide et efficace. On pourra ainsi étudier l’effet d’un gène : # sur la prolifération : électroporation au stade embryonnaire (un seul stade par gène selon le pic d’expression du gène étudié) et analyse du devenir des cellules modifiées 1 ou 2 jours plus tard. Dans ce cadre, les mères recevront une ou deux injection(s) nous permettant des analyses de données plus fines# sur la migration des neurones : électroporation au stade embryonnaire et analyse du devenir des cellules modifiées 3 ou 4 jours après # sur la différenciation et la connectivité neuronale en introduisant le gène d’intérêt au stade embryonnaire et en analysant 2, 4, 8 ou 21 jours après la naissance .

Bénéfices attendus

Notre étude permettra de comprendre la fonction de protéines ou d'autres molécules impliqués dans le neurodéveloppement et les mécanismes par lesquels leur déplétion ou surexpression conduit à des troubles du neurodéveloppement. Ce projet aura des retombées pour les patients. En effet, notre collaboration avec des cliniciens nous permet de tester par cette approche des variants retrouvés chez des patients présentant des maladies du développement du cerveau. Comprendre les mécanismes peut permettre d’envisager des pistes thérapeutiques.

Procédures

Les femelles gestantes vont subir une injection d’analgésique (environ 5 secondes), suivie d’une chirurgie abdominale (laparotomie) et leur utérus va être exposé et transpercé par un capillaire en verre très fin à plusieurs reprises (une fois pour chaque embryon, pour une durée de 1 à 10 secondes pour chaque embryon). La durée totale de la chirurgie n'exèdera pas 45 minutes ( en moyenne 25 minutes pour un chirurgien expérimenté). Un courant électrique sera appliqué sur la paroi utérine, en 5 pulses de 50 ms espacés de 1 seconde (temps total entre 5 et 6 secondes par embryon). Elles seront par la suite placées dans des cages isolées. Certaines recevront une ou deux injections (5 secondes) 1-2 jours après la chirurgie. Les souriceaux vont subir une injection dans le cerveau avec un capillaire en verre très fin au stade embryonnaire (entre 1 et 10 secondes). Certains nouveaux nés vont subir une injection d’analgésique (environ 5 secondes) puis d’un anesthésique (environ 5 secondes) avant de subir une chirurgie de perfusion intracardiaque terminale sous anesthésie profonde.

Impact sur les animaux

La barrière cutanée des femelles gestantes donc rompue en plusieurs endroits (site d'injection dans le dos entre les omoplates, aiguille très fine, cicatrice de la laparotomie sur le ventre), il en résulte une plus grande sensibilité aux éventuelles infections. Elles seront par la suite placées dans des cages isolées et de ce fait privées de congénères pendant quelques jours de convalescence. Certaines recevront une ou deux injections sous cutanées 1-2 jours après la chirurgie, pouvant entrainer un stress et d'autre(s) rupture(s) le la barrière cutanée. Les souriceaux vont subir une injection dans le cerveau avec un capillaire en verre très fin aux stades embryonnaires ainsi que l'application d'un courant électrique sur leur tête. Certains nouveaux nés vont subir une injection d’analgésique puis d’un anesthésique (pouvant entrainer du stress) avant de subir une chirurgie terminale de perfusion intracardiaque.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à la fin du projet. Les femelles sont mises à mort pour collecter les embryons ou dès collecte des nouveaux nés. Les embryons ou nouveaux nés sont mis à mort pour collecter les cerveaux.

Remplacement

L’utilisation de l’expérimentation animale pour nos travaux est rendue nécessaire par la complexité de l’environnement cortical qui ne peut pas être recréé par des approches in vitro. Le développement du cerveau est très bien caractérisé chez la souris, ce qui nous permet de déterminer efficacement les effets de l’altération de gènes sur le développement embryonnaire cortical.

Réduction

Nous garderons à l’esprit notre responsabilité de diminuer au maximum le nombre d’animaux expérimentés tout en atteignant la significativité statistique. Pour minimiser le nombre d’animaux utilisés, aucune nouvelle expérience ne sera effectuée avant qu’une analyse complète des précédentes ne soit réalisée. Les experiences (prolifération, migration, maturation) seront choisies en fonction de la nature du gène étudié, son profil d’expression et du phénotype observé chez les patients. Aussi toutes les expériences ne seront pas systèmatiquement éffectuées. Seules celles relevantes seront faites. En ce qui concerne les études post-natales, et afin de réduire le nombre total d’animaux utilisés et d’éviter le cannibalisme des souris, nous avons adapté nos croisements pour obtenir des souris moins agressives et meilleures nourrices. La bonne maitrise de la technique chirurgicale acquise par l’équipe tout au long de ces dernières années permet d’avoir un temps de chirurgie de moins de 30 minutes et un bon taux de survie des embryons (40-80%) ce qui limite fortement le nombre de femelles gestantes manipulées. Nous prévoyons aussi dans cette étude 10 femelles gestantes pour la formation de nouveaux expérimentateurs afin de nous assurer de leur succès et d’un bon taux de survie.

Raffinement

Nous prendrons en compte avec la plus grande attention le bien être de nos animaux. L’élevage et la reproduction de nos animaux se font dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress pour l’animal. Avant le début de l’expérience, les femelles reçoivent une injection d'analgésique 30 minutes avant l’anesthésie. Durant l’expérimentation les femelles gestantes sont anesthésiées par voie gazeuse. Leurs yeux sont protégés de la deshydratation. Nous limitons le temps de manipulation à 45 minutes sur l’animal anesthésié. Le réveil est immédiat une fois l’arrêt de l’anesthésie. Un anti-inflammatoire non-stéroïdien, est injecté à la fin de l’opération afin de prendre le relais de l’analgésique pendant 24h. L’animal se réveille dans une cage chauffée à 37°C et est surveillé régulièrement. Nous vérifions que les animaux mangent, s’abreuvent et se toilettent normalement. Les jours suivants, les animaux sont surveillés pour voir notamment si la plaie a besoin de soins et pour détecter d’éventuelles infections postchirurgicales ou autres complications. L’objectif est de prévenir toute douleur ou détresse. En cas d’infections importantes ou de douleur manifeste, les animaux sont euthanasiés immédiatement.

Choix des espèces

La technique d’électroporation dans le cerveau a été mise au point chez la souris. Cet animal de petite taille avec environ 8 embryons par animal rend cette méthode efficace. Les étapes du développement du cerveau sont très bien caractérisées chez la souris ce qui nous permet de voir les effets des mutations dans des gènes impliqués dans les maladies neuro-développementales chez l’homme. 1) Etude de la prolifération : Femelles adultes gestantes de 13 jours ou 14, stades auxquels la proliferation des progeniteurs est à son maximum. Le choix du stade se fera en fonction du profil d’expression deu gène d’intérêt (un seul stade sera retenu pour les expériences, celui avec le pic d’expression de la protéine d’intérêt) : l’électroporation du matériel génétique d’intérêt en même temps qu’un marqueur fluorescent permettra de suivre la prolifération de ces cellules. Analyse à 14 ou 15 jours de gestation, stade d’étude de la prolifération cellulaire. 2) Etude de la migration cellulaire : Femelles adultes gestantes de 13,5, 14,5 ou 15,5 jours, stades auxquels les neurones migrent le long de la glie pour atteindre leur localisation finale. L’electroporation à ces trois stades permettra de visulaiser la migration de types neuronaux diffèrents (nés à chacun de ces stades). Analyse à 18,5 jours de gestation pour les visualiser grâce à un marqueur fluorescent électroporé en même temps que le matériel génétique à étudier. 3) Etude de la maturation neuronale et connectivité : femelles adultes gestantes de 15,5 jours (stade auquel les neurones callosaux sont générés). L’electroporation des embryons à ce stade permettra d’intégrer le gène à étudier uniquement dans ces neurones et de suivre leur développement grâce à un marqueur fluorescent. Etant donné que les étapes majeures de la formation du corps calleux sont la croissance des axones, le passage dans l’autre hémisphère et la phase terminale de l’invasion par les axones du cortex contralatéral à 2, 4 et à 8 jours après la naissance respectivement et le branchement des axones à 21 jours post-natals, nous prévoyons 4 stades afin d’évaluer ces différentes étapes.

360 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des lésions précancéreuses de la prostate leur sont induites par des injections répétées, puis elles reçoivent pendant 28 jours des composés par injection intrapéritonéale ou par gavage, seuls ou combinés. Le porteur affirme que l'induction n'entraîne "pas de douleur ni de souffrance dans la fenêtre choisie" et n'attend pas d'effet indésirable des composés testés, l'objet étant de cibler une population cellulaire liée à la résistance du cancer. Il indique que des études en culture ont précédé le projet et envisage des organoïdes en trois dimensions s'ils reproduisent fidèlement les tumeurs.

Objectifs

Le cancer de la prostate est la 3ème cause de mortalité par cancer chez l'homme. Dès lors qu'il est invasif, il conduit inévitablément au décès du patient par échappement aux traitements actuels. Notre laboratoire et d'autres ont identifié des populations des cellules épithéliales résistantes aux traitements dans des modèles "souris" qui reproduisent l'évolution du cancer de la prostate chez l'homme. Par des analyses moléculaires, nos collaborateurs ont identifié des molécules régulatrices de cellules résistantes aux traitements. Ces facteurs réprésentent donc des cibles thérapeutiques potentielles pour les formes aggressives du cancer de la prostate. L'efficacité des composés chimiques ciblant ces facteurs a déjà été demontré par nos collaborateurs dans des systèmes cellulaires en culture. Nous aimerions continuer leur charactérisation dans le modèle de souris pour étudier l'effet de ces drogues sur les tumeurs prostatiques aggressives.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d'effectuer l'analyse des potentielles cibles thérapeutiques sur un modèle du cancer de la prostate aggressif.

Procédures

Les animaux seront sujets à des traitements par des injections au niveau de l'abdomen pendant 5 jours pour induire l'apparition des lésion précancéreuses prostatiques. Une fois que les lésions précancéreuses deviennent sufisamment avancées (3 ou 5 mois après injection initiale), des injections quotidiennnes d'un des composés en intra-péritonéale pendant 28 jours seront réalisées (30 souris/lot). Un autre composé sera administré aux souris par gavage tous les 3 jours pendant 28 jours (30 souris/lot). Enfin, une thérapie combinée sera également vérifiée avec un composé injecté en intrapéritonéal et l'autre - administré par gavage à la même souris (30 souris/lot). Les injections intra-péritonéales comprennent une préhension de souris et l'injection en elle-même ce qui prend environ 10 secondes. Les gavages comprennent une préhension de souris et le gavage en lui-même, environ 15 secondes sont réquises pour effectuer ce geste par le personnel formé.

Impact sur les animaux

Les injections répétitives peuvent induire l'irritation et/ou une douleur au niveau de la zone d'injection. Nous ne nous attendons pas à des effets indésirables liés aux gavages.Nous ne nous attendons pas à des effets indésirables liés aux composés administrés. L'induction des lésions précancereuses dans notre modèle de souris conduit à une augmentation de taille de prostate mais ne cause pas de douleur ou de souffrance dans la fenêtre choisie pour cette étude d'après les analyses longitudinales de cette lignée effectués dans le cadre du projet antérieur.

Devenir

Tous les animaux de l'étude seront mis à mort et sa prostate sera utilisé pour les analyses moléculaires et cellulaires.

Remplacement

Des études préliminaires ont été ménées par nos collaborateurs sur les modèles cellulaires en culture pour montrer l'efficacité des drogues sur les cellules épithéliales similaires à celles retrouvées dans notre modèle de souris. Nous allons mettre en place des cultures d'organoides (cultures cellulaires en 3D) à partir des souris non-traîtées et si ces derniers reproduisent de manière assez fidèle les charactéristiques moléculaires de nos tumeurs, nous envisageons de les utiliser davantage dans le cadre de ce projet.

Réduction

Nous prévoyons d'utiliser 30 souris par lot expérimental dont 10 souris pour les analyses histologiques, 10 souris pour les analyses de populations cellulaire et 10 souris pour les expériences sur les organoides. A l'aide des calculs statistiques, nous avons estimé que 10 souris par lot étaient suffisantes afin d'observer un effet de traitement sur les populations cellulaires étudiées.

Raffinement

Immédiatement après et la semaine suivante les injections intra-péritonéales, la souris sera surveillée afin de détecter les signes de douleurs, des irritations ou d'inflammation du site d'injection. De plus, les injections seront réalisées en altérnant les côtés d'injection. Immédiatement après le gavage oral, la souris sera surveillée pour détecter les signes de passage de traitement dans les conduits respiratoires. Suite aux traitements, les souris seront pésées quotidiennement. De la nourriture en gel sera déposée dans la cage en cas de perte de poids. Tout animal en souffrance sans possibilité de soulagement sera sorti de l'étude et mis à mort.

Choix des espèces

Notre modèle de souris récapitule de manière fidèle l'évolution des lésions précancéreuses et du cancer de la prostate chez l'homme. Etant donné que le but de l'étude est d'évaluer l'efficacité des traitements, nous allons étudier l'effet systémique de ces traitement ce qui est impossible en utilisant les systèmes in vitro. Seuls les souris mâles adultes seront utilisés pour ce projet car l'induction de lésions précancéreuses doit se faire sur des prostates matures et donc après la puberté.