Recherche fondamentale

9815 contenus, page 555 sur 818
  • Recherche appliquée
    • Bien-être animal
  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Équidés : 26
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 26
▲ -
Devenir
 -
 -
 26
 -

26 jeunes chevaux vont être utilisés, gardés vivants et rendus à l'élevage à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque poulain subit un sevrage imposé à six mois et deux examens IRM à dix mois d'intervalle, pour mesurer les effets du sevrage précoce sur le développement social et cérébral. Le porteur reconnaît que le sevrage imposé induit "potentiellement du stress" mais décrit un hébergement en groupe qu'il présente comme supérieur à la pratique courante en box individuel. Il affirme que le recours au cheval domestique est "nécessaire" car le projet porte sur l'élevage même de cette espèce.

Objectifs

Le sevrage est souvent réalisé atour 6 mois dans la pratique (voir encore plus tôt) pour plusieurs raisons. Tout d’abord, il s’agit d’une pratique qui est répétée par habitude car étant traditionnelle et majoritaire. Elle est donc peu questionnée. Ensuite, elle permettrait de remettre plus rapidement la jument à la reproduction et de limiter la fatigue physique liée à la lactation. De plus, certaines personnes considèrent que retirer la mère permet de réorienter l’attention du poulain vers l’humain, et donc de faciliter son entrainement. Enfin, l’hébergement en box individuel est encore très répandu et est donc incompatible avec le maintien d’une vie sociale – y compris avec la mère – des jeunes animaux. Les bienfaits d’un sevrage plus tardif sont encore peu connus alors qu’il existe un fort contraste entre ce sevrage imposé à 6 mois et ce qui est observé en conditions libres (sevrage très progressif de 9 mois jusqu'à parfois 2-3 ans) . Nos résultats permettront de déterminer si 1/ le sevrage imposé influence le développement social, cognitif et/ou cérébral des poulains, 2/ si de tels effets se maintiennent dans le temps ou si au contraire les poulains compensent cet évènement perturbateur sur le long terme lorsqu’ils sont élevés dans un milieu social par ailleurs riche, et 3/ si le sevrage impact à long-terme le bien-être, la personnalité et la maniabilité des jeunes chevaux. Si nos résultats montrent qu’un sevrage réalisé à cet âge et dans ces conditions a des conséquences néfastes durables, alors ils ouvriront la voie à une nouvelle étude où nous pourrons tester d’autres âges de sevrage (e.g. 7 ou 8 mois) pour trouver le meilleur compromis à recommander pour la pratique. Le suivi longitudinal du groupe « sevrage spontané » nous aidera à cibler la période idéale. S’il s’avère que le sevrage pratiqué dans les conditions de l’étude n’induit pas des déficits sociaux, cognitifs et/ou cérébraux durables, ni n’altère durablement le bien-être ou la relation à l’humain, alors les recommandations pourront se concentrer sur la manière de faciliter ce type de sevrage et ne nécessiteront pas nécessairement de tester d’autres âges. Dans tous les cas, des recommandations concrètes sur la gestion des poulains pourront être faites. De manière plus globale, cette étude ouvrira la voie à cette thématique sur l’optimisation de l’élevage des jeunes afin de garantir un développement idéal et adapté aux conditions domestiques.

Bénéfices attendus

Meilleure caractérisation de l'impact du sevrage équin et apport de connaissances en matière de bien-être animal.

Procédures

Tous les animaux seront utilisés pour des scans IRM à deux reprises (10 mois d’intervalle) pour évaluer les aspects développementaux

Impact sur les animaux

Potentiellement du stress lors du sevrage imposé.

Devenir

Tous les animaux retourneront en élevage après la procédure.

Remplacement

Il n’est pas possible de remplacer nos animaux avec une autre espèce ou un substitut non-vivant. L’utilisation du cheval domestique est nécessaire car notre projet répond à des questions précises concernant l’élevage de cette espèce. De plus, nous avons besoin d’un modèle animal qui présente un développement assez long et pour lequel nous avons déjà les bases quant à l’étude de son comportement et de sa neurobiologie.

Réduction

Pour une étude basée sur un approche IRM, notre effectif est plutôt important (N=2x12 poulains). Ainsi, nous optimisons nos chances d’obtenir un contraste suffisant entre les groupes expérimentaux, voire entre les individus. Les conditions de vie sont en adéquation avec les besoins de l’espèce (i.e. herbivore social). Les conditions de vie du groupe « sevrage imposé » (i.e. traitement avec l’impact supposé le plus négatif) correspondent en fait à la réalité observée dans la pratique, voire mieux puisque nos animaux ne seront pas maintenus en isolement social alors que l’hébergement en box individuel est encore courant au sein de la filière. Enfin, les animaux ne seront pas sacrifiés à la fin de protocole. La taille de nos effectifs (12 individus par traitement expérimental) nous permettra de réaliser des analyses statistiques. Le choix des tests dépendra de la distribution des données et de l’homogénéité des variances. Si les conditions de normalité de la distribution et d’homogénéité des variances sont remplies, nous utiliserons des tests paramétriques. Si les conditions ne permettent pas d’utiliser des tests paramétriques, alors nous utiliserons des tests non-paramétriques du type tests de permutation pour comparer les lots expérimentaux. Des matrices de corrélation pourront être utilisées pour tester les éventuels liens entre paramètres comportementaux et neurobiologiques, si la variabilité inter-individuelle intra-groupe le permet. Dans le cas où une différence de 15% est observée entre les deux groupes expérimentaux pour un paramètre donné, avec des écart-types de 12% autour de la moyenne et un seuil de 0,05, nous obtiendrions une puissance de test de 87% pour un test t de student et 83% avec un test de Mann Withney (outils AnaStats).

Raffinement

Les conditions de vie des animaux seront en adéquation avec les besoins de l’espèce. En tant qu’espèce sociale, ils bénéficieront d’un maintien en groupe social. Ils seront hébergés en pâture ou en stabulation (grand box collectif), selon les conditions météorologiques. Des objets d’enrichissement seront présents en stabulation (ex. brosse électrique, bois à ronger…). Leur alimentation sera principalement composée de fourrage et d’herbage afin qu’ils aient la possibilité en continu de s’alimenter avec une alimentation riche en fibres. L’hébergement collectif leur donnera également une liberté de mouvement et un budget d’activité a priori conformes à ce qui attendu en conditions libres. Ainsi, l’ensemble de ces conditions de vie que nous proposons sont au-delà des conditions standards généralement observées dans la pratique, où l’hébergement en box individuel est très répandu (ce qui induit donc un isolement social et une restriction de l’activité locomotrice importante).

Choix des espèces

L’utilisation du cheval domestique est nécessaire car notre projet répond à des questions précises concernant l’élevage de cette espèce. De plus, nous avons besoin d’un modèle animal qui présente un développement assez long et pour lequel nous avons déjà les bases quant à l’étude de son comportement et de sa neurobiologie. Notre équipe possède cette expertise sur le modèle équin. Nous utiliserons des poulains à partir de l’âge de 6 mois, c’est-à-dire l’âge du sevrage tel qu’il est pratiqué sur le terrain et qui correspond à la période de vie qui nous intéresse. Les animaux seront ensuite suivi durant 1 an.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 186
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 186
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 186

186 souris mâles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des chocs électriques pour induire un état de stress post-traumatique, sont hébergées seules pendant toute la procédure puis reçoivent des stimulations ultrasonores transcrâniennes évaluées par des tests comportementaux, avant une perfusion intracardiaque pour prélever le cerveau. Le porteur reconnaît que l'isolement, reproduit pour coller à un modèle existant, "risque d'induire un stress supplémentaire prolongé", et que ses résultats précédents n'avaient pas reproduit un vrai modèle de stress post-traumatique. Il affirme qu'aucune méthode in vitro n'est disponible, le modèle reposant sur l'observation du comportement de l'animal vivant.

Objectifs

Ce projet a été évalué sous le numéro L'État de Stress Post-Traumatique (ESPT ou PTSD, pour Post-Traumatic Stress Disorder, APA 1994) est une pathologie psychiatrique qui touche 8 à 12% de la population générale qui survient après l'expérience d'un événement traumatique pouvant être létal, causer une blessure grave ou menacer l'intégrité physique. Les bases neuroanatomiques et physiopathologiques sont bien établies. Elles font état d'une altération du système limbique (qui comprend notamment hippocampe et amygdale) avec une suractivation de l'amygdale et une sous-activation du cortex préfrontal. Cet état dysfonctionnel entraîne des troubles cognitifs et émotionnels (notamment un déficit dans l'extinction du conditionnement de peur) caractéristiques des symptômes du PTSD. La symptomatologie du PTSD se définit alors par un syndrome de reviviscence traumatique, un évitement et émoussement affectif et une activation neurovégétative. L’efficacité des thérapies pharmacologiques (antidépresseurs) ou psycho-cognitive utilisée pour le traitement de la pathologie est cependant relative et limitée. L'amélioration de l'arsenal thérapeutique représente donc un enjeu de santé publique majeur. Ces dernières années, les techniques de neurostimulation sont en train d’émerger. Au laboratoire, nous avons mis au point le traitement par Stimulation Transcrânienne Ultrasonore répétée (rTUS) du cortex infralimbique dans le traitement de la dépression. C’est une technique qui offre l’avantage d’être non-invasive. Employé dans le cadre du traitement du PTSD, cette option thérapeutique n'en est qu'à ses prémices. Le but de cette étude porte sur les effets de la rTUS sur la physiopathologie du PTSD et de comparer ces effets à ceux d’un traitement chronique avec un antidépresseur. Avenant : Le premier objectif sera donc d’obtenir un modèle murin de PTSD robuste et montrant différents aspects de la symptomatologie du PTSD. Après obtention du modèle murin de PTSD, l’efficacité thérapeutique de la rTUS sur le comportement des animaux sera évaluée. Les cerveaux seront prélevés pour d’ultérieures études mécanistiques.

Bénéfices attendus

Dans un premier temps, nous allons raffiner le modèle de Trouble de Stress Post-Traumatique. Il est impératif, pour des études sur des maladies psychiatriques en préclinique, d’avoir un modèle robuste reproductible et permettant de représenter différents symptômes de la maladie. Dans un second temps, nous reproduirons des résultats déjà démontré au laboratoire : l’activation neuronale induite par la stimulation ultrasonore. Cette approche à l’avantage d’être non invasive, plus focale et permettant d’aller stimuler des régions plus profondes que d’autres méthodes de neurostimulation. Cependant, cette technique n’a pas encore été testée en tant qu’approche thérapeutique dans un modèle préclinique de PTSD. Notre étude permettrait donc de mettre en évidence l’efficacité de l’activation répétée du cortex infralimbique dans notre modèle. A l’aide des différents tests comportementaux, nous pourront confirmer les effets thérapeutiques à long terme de la stimulation transcrânienne ultrasonore répétée ainsi que l’absence d’effets délétères sur le cerveau lié à la répétition de la stimulation.

Procédures

Dans un premier temps, les animaux seront soumis à des chocs électriques d’intensité modérée et de durée variable puis l’effet de ces chocs sera évalué par des tests comportementaux. Puis avec l'appui ce ces premiers résultats obtenus, nous réaliserons l’étude proprement dite impliquant la génération d’un stress, l’application d’ondes ultrasonores, des tests comportementaux pour évaluer les effets du stress et du traitement par stimulation ultrasonore. L’étude se poursuivra par une analyse immunohistochimique des cerveaux, une perfusion intracardiaque nous permettra de prélever les cerveaux pour tous les animaux.

Impact sur les animaux

Le PTSD est caractérisé selon les critères du DSM-5 par une persistance de différents symptômes envahissants sur une durée de plus d’un mois. Lors de la mise au point du modèle, nous serons donc tenus de montrer la persistance de différents symptômes sur le long terme. Il a de plus été montré à plusieurs reprises, au laboratoire comme dans d’autres études, que la mobilité des souris ayant subis le traumatisme était réduite lors de l’exploration dans différents contexte comparé à des souris n’ayant pas subis de traumatisme et ce plusieurs jours à plusieurs semaines après. De plus le souris montrerons des comportements de peur associé au contexte traumatique encore un mois après le conditionnement. Toutefois, les souris ne devraient pas montrer de perte de poids importante lié à l’induction du PTSD ni des signes de mal-être dans la cage d’hébergement. Enfin le modèle de PTSD a montré son efficacité chez la souris C57BL6N dans plusieurs études ultérieures. Dans ces études, les souris étaient hébergées seules au moins 14 jours avant le début des expérimentations. Nous hébergerons donc les souris en cages isolées afin de reproduire le modèle de PTSD et d’obtenir la même symptomatologie mais ceci risque d’induire un stress supplémentaire prolongé.

Devenir

Les animaux destinée à la mise au point du projet seront euthanasiés soit par injection léthale soit par asphyxie au CO2. Les souris étant isolées pour l’ensemble de la procédure afin de reproduire un modèle de PTSD existant et ayant été validée dans différentes études, il ne sera pas possible de les regrouper à la suite de cette procédure. En effet des souris regroupées après isolement deviennent agressives et tendent à se battre violemment. Les animaux ayant terminé l’expérimentation finale seront ensuite sacrifié pour prélever les cerveaux afin de réaliser l’étude immunohistochimique.

Remplacement

Aucune méthode alternative in vitro n’est disponible à ce jour pour répondre à la problématique posée. Le PTSD chez l’animal, comme modèle de pathologie psychiatrique humaine, repose sur l’observation du comportement de l’animal vivant.

Réduction

Avenant : Afin de pouvoir étudier les effets d’une stimulation transcrânienne ultrasonore répétée et de se demander si cela peut être utilisée comme traitement contre le syndrome de Stress post-traumatique (PTSD), il est nécessaire d’avoir un modèle animal stable, reproductible et permettant de représenter différents symptômes de la maladie. Nos derniers résultats ont montré une ré-expérience de la peur lors de la réexposition au contexte, phénomène aussi visible lors d’un apprentissage de peur non traumatique, mais n’ont pas permis de reproduire les résultats obtenus dans d’autres études et permettant de parler de modèle de PTSD (l’évitement, la généralisation et sensibilisation de la peur, l’anxiété…). Nous avions pourtant un nombre d’animaux plus important que celui prévu pour les expériences finales. Il nous parait donc nécessaire de refaire des tests préliminaires pour valider le modèle avant de poursuivre l’étude. Nous serions de plus assurés d’avoir un protocole modélisant au mieux le PTSD. Enfin, les effectifs sont optimisés, les observations comportementales nécessitent une taille d’effectifs suffisant compte tenu de la variabilité inter-individuelle (n=15 sujets par groupe). Les souris seront uniquement mâles, afin d’éviter les variations comportementales provoquées par le cycle menstruel de la femelle et ainsi réduire le nombre total d’animaux.

Raffinement

Le stress traumatique appliqué aux animaux, deux chocs électriques de 2sec à 1.5 mA dans un contexte inconnu, peut être qualifié de moyen, en raison de sa brièveté. Les conditions d’élevage des animaux seront optimales au regard des normes en vigueur. Tous les animaux seront hébergés ensemble, stressés et non stressés, avec enrichissement du milieu (cabanes, smarthome® et tubes). Les expérimentateurs sont experts dans la préhension/contention des souris et sont soucieux d’éviter tout stress lors de la réalisation des procédures. Les injections quotidiennes d’antidépresseur ont été remplacées par un traitement dans l’eau de boisson. Pendant la stimulation rTUS, les animaux sont sous anesthésie gazeuse, ils sont placés sur une couverture chauffante pour éviter toute hypothermie et leurs cornées sont protégées de la déshydratation par un gel.

Choix des espèces

Le choix de la souris se justifie par la similarité entre la neurobiologie humaine et celle de la souris, par l’obtention de résultats pertinents avec cette même approche méthodologique ainsi que par l'expérience du laboratoire dans l'évaluation comportementale des rongeurs. En effet, la zone ciblée dans cette étude (cortex infralimbique) existe chez l’Homme (pour ce qui est du cortex moteur) ou alors sont des équivalents fonctionnels de zones existant chez l’Homme (le cortex infralimbique est un équivalent fonctionnel du cortex cingulaire antérieur subgénual BA 25 chez l’Homme). Les souris C57/BL6 seront adultes (âgées de 9 semaines) à J0 de l'expérimentation afin de comparer les effets chez des animaux dont le phénotype comportemental est stabilisé (période neuro-développementale terminée).

  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
Souris : 1120
Souffrances
▲ -
▲ 960
▲ 160
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1120

1 120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des composés par voie orale pendant cinq jours et des injections intrapéritonéales pendant deux semaines, avant un prélèvement de sang sous anesthésie terminale, pour étudier le rôle du métabolisme dans le renouvellement des cellules souches intestinales. Le porteur indique disposer d'un modèle d'organoïdes ex vivo mais affirme que le projet "ne peut être mené in vitro" car il porte sur les interactions entre épithélium, cellules immunitaires et microbiote. Les bénéfices médicaux annoncés restent lointains, le porteur précisant que "de nombreuses années de recherche sont encore nécessaires".

Objectifs

Un bon fonctionnement de l'intestin est indispensable afin d'éviter le développement de pathologies dont l'incidence est en constante progression : allergies, diabète, dépression, maladies inflammatoires chroniques ou encore cancer colorectal. Une caractéristique surprenante de l’intestin est sa capacité à se régénérer tous les 4-5 jours chez les Mammifères, et cette capacité de régénération est primordiale en cas de lésions par des pathogènes, des agents chimiques ou encore suite à une radio-thérapie. Cette propriété est assurée par les cellules souches intestinales. Les cellules souches, qui sont des cellules indifférenciées, peuvent soit donner naissance à de nouvelles cellules souches (et ainsi se maintenir au sein de l’organisme, au sein de « niches » créées par des cellules différenciées voisines), soit être à l’origine de cellules spécialisées exerçant des fonctions spécifiques au sein d’un organe. Elles jouent donc un rôle important au cours du développement mais aussi dans le maintien de l’intégrité de certains organes chez l’adulte. Les cellules souches font l’objet de nombreuses recherches et mieux connaître leurs propriétés est un enjeu crucial en médecine. Les objectifs principaux de ce projet sont de mieux comprendre les mécanismes qui régulent le destin des cellules souches intestinales, c’est-à-dire leur capacité à s’auto-renouveler ou se différencier. Cette balance est finement régulée, et nos premiers résultats montrent que le métabolisme cellulaire est un acteur clé dans la régulation de cette balance. Le métabolisme cellulaire, qui est formé par l’ensemble des réactions chimiques se produisant au sein des cellules, permet notamment de fournir l’énergie nécessaire au bon fonctionnement des cellules, et nos résultats démontrent que des altérations du métabolisme dans les cellules souches intestinales impactent fortement la capacité de régénération de l’intestin. Nous souhaitons maintenant comprendre comment : 1/ le métabolisme influence le fonctionnement des cellules souches intestinales, et 2/ les différentes cellules différenciées qui constituent l’intestin communiquent avec les cellules souches pour contrôler leur fonction.

Bénéfices attendus

La recherche sur la biologie des cellules souches est un domaine qui fait l'objet de nombreuses recherches et est un enjeu primordial en médecine. L’intestin a la particularité de se renouveler très rapidement, et cette propriété est fondamentale pour le maintien de l’intégrité de ce tissu qui est en permanence exposé à des agents délétères (pathogènes, agents chimiques) susceptibles de conduire à des lésions. Les cellules souches intestinales confèrent à ce tissu sa capacité de régénération, et font l’objet de nombreuses études. Les connaissances scientifiques ont progressé ces dernières années mais des questions restent ouvertes. Ce projet de recherche fondamentale permettra d’identifier les mécanismes qui régulent le destin des cellules souches intestinales. Leur capacité à s’auto-renouveler ou se différencier est en effet une balance dont les mécanismes régulateurs ne sont pas bien définis. De plus, le tissu intestinal est formé de différents types cellulaires spécifiques susceptibles de coopérer afin de garantir une fonction optimale des cellules souches intestinales. Ce projet permettra d’élucider les mécanismes, cellulaires et moléculaires, impliqués dans ce dialogue. Au total, les connaissances acquises au cours de ce projet apporteront des avancées majeures à une meilleure compréhension des modes d'action des cellules souches intestinales. Ces cellules très particulières ouvrent la voie vers la possibilité de réparer, cicatriser et régénérer des parties de l’intestin, mais les connaissances scientifiques afin de comprendre leur fonctionnement nécessitent encore d’être approfondies et de nombreuses années de recherche sont encore nécessaires pour comprendre comment elles pourraient aider au traitement de certaines maladies.

Procédures

- Administration par voie orale : 1 fois par jour pendant 5 jours - Injections intrapéritonéales : 1 fois, et 1 fois par jour pendant 2 semaines. - Prélèvements de sang sous anesthésie générale terminale : 1 fois.

Impact sur les animaux

Les lignées modèles murins transgéniques que nous utiliserons ne présentent pas de phénotype dommageable. Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Les procédures 1 et 3 n'induiront pas de douleur ou de stress chez les animaux. Afin de réduire la douleur que la procédure 2 pourrait engendrer, les animaux seront anesthésiés à l’aide d’un mélange kétamine/xylasine et d’un anesthésique local (xylocaïne) avant le sacrifice.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, l'ensemble des animaux sera euthanasié.

Remplacement

Ce projet doit être abordé de façon intégrée et ne peut être mené in vitro puisqu’il a comme objet principal l’étude des interactions entre les cellules épithéliales intestinales, les cellules immunitaires et le microbiote. Nous ne disposons pas de méthode alternative à ce jour pour traiter ces questions. Pour certaines expériences, nous disposons du système d’organoïdes intestinaux qui permet de reconstituer ex vivo des minis intestins (sous forme de couche unique, l'épithélium intestinal) en absence de cellules immunitaires et du microbiote. Ce modèle présente l’avantage de pouvoir analyser ex-vivo les propriétés de l’épithélium intestinal en l’absence de contribution du tissu conjonctif, et ainsi de tester l’impact de différents effecteurs d’origine conjonctive sur l'épithélium intestinal. Ce modèle de cultures primaires dérivées des différents modèles murins sera utilisé pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu. Des approches ex vivo et in vitro seront également privilégiées dans la mesure du possible.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés est le minimum requis afin d’obtenir des résultats statistiquement interprétables. La détermination de la puissance et de la taille des échantillons pour différents tests statistiques a été réalisée à l’aide du logiciel G-power. La majorité des animaux produits dans les lignées seront utilisés (études menées sur les mâles et femelles, la plupart des génotypes produits seront utilisés). De plus, dans la mesure du possible, les mêmes animaux seront utilisés dans différents protocoles.

Raffinement

Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Afin de réduire au maximum la douleur et l’angoisse que certains protocoles pourraient engendrer chez les animaux, des points limites ont été définis. Une perte de poids supérieure à 20% du poids initial, ou l’apparition d’hémorragies rectales ou d’un prolapsus seront considérés comme des points limites. En cas de signes de détresse ou de douleur, d’atteinte d’un point limite, en accord avec le personnel qualifié, le protocole sera stoppé pour ces animaux qui seront euthanasiés et autopsiés. Afin de réduire la douleur pendant certaines procédures expérimentales les animaux seront anesthésiés à l’aide d’un mélange kétamine/xylasine et d’un anesthésique local (xylocaïne).

Choix des espèces

La souris est un excellent modèle pour notre projet, puisque disposant d’un système digestif et immunitaire présentant de nombreuses similitudes avec l’homme. Les animaux seront utilisés dès l’âge de 8 semaines, lorsque que système digestif est mature.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Rats : 264
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 264
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 264

264 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit cinq injections intrapéritonéales, subit une incision de 2,5 cm dans le muscle de la patte et un prélèvement de 100 mg créant une perte musculaire d'environ 20%, avant qu'un hydrogel expérimental ne soit déposé dans la plaie. Le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne peut se substituer aux animaux et qu'un modèle physiologique est "nécessaire" pour valider la preuve de concept. Les retombées annoncées pour des personnes blessées, militaires et accidentés, restent renvoyées au conditionnel, l'objectif immédiat étant de caractériser les hydrogels sur la cicatrisation.

Objectifs

L’ingénierie tissulaire se base sur l’utilisation de biomatériaux reproduisant la matrice extracellulaire native en fournissant un support aux cellules et à la formation de nouveaux tissus. Les biomatériaux peuvent orienter les phénotypes cellulaires et guider la régénération de tissus fonctionnels à travers des propriétés mécaniques modulables. Ils sont donc de plus en plus étudiés comme nouvelle stratégie de régénération des tissus et organes lésés. Parmi ces biomatériaux, les hydrogels, sont des réseaux tridimensionnels de polymères hydrophiles. Leurs capacités d’hydratation et leurs propriétés mécaniques ajustables en font des biomatériaux attractifs. Si l’utilisation potentielle d’hydrogels comme supports de la régénération musculaire est étudiée de façon croissante, des difficultés persistent en regard de la qualité et fonctionnalité du tissu formé. De fait, peu d’études montrent l’obtention d’un muscle fonctionnel – permettant la contraction – suite à une plaie volumétrique. La régénération du muscle est basée sur la prolifération et la différentiation de cellules souches musculaire qui une fois activées par l’inflammation liée à la création de la plaie, peuvent coloniser la plaie et reconstruire les fibres musculaires endommagées. La bonne cicatrisation repose sur une coordination efficace de tous les acteurs cellulaires impliqués afin de retrouver l’homéostasie du tissu. Les plaies profondes graves entraînant une perte musculaire volumétrique significative provoque donc une altération fonctionnelle permanente et handicapante. Les conséquences pour les personnes affectées (militaires, accidentés, victimes) sont très importantes et il n’existe actuellement aucune solution clinique permettant de restaurer la fonctionnalité des tissus lésés. C’est dans ce contexte que ce projet s’intéresse à la régénération structurelle et fonctionnelle du muscle squelettique en cas de lésion en utilisant des hydrogels injectable et poreux innovants.

Bénéfices attendus

Cette approche permettra d’identifier des biomatériaux à utiliser à des fins biomédicales. Une fois implantés au niveau du tissu musculaire lésé, nous déterminerons si ces hydrogels sont capables de mimer l’environnement cellulaire, améliorant ainsi la réparation fonctionnelle des tissus et organes, en particulier le tissu musculaire.

Procédures

5 injections intrapéritonéales (traitement anti-douleur et anesthésie), sous anesthésie; incision de 2.5 cm dans le muscle qui loge le tibia et prelevement de 100mg de muscle et enfin traiter cette plaie à l'aide des hydrogels à tester.

Impact sur les animaux

La chirurgie d’implantation réalisée pourra entraîner des douleurs localisées au niveau de la zone d’implantation et une plaie volumétrique d’environ 20% pourra potentiellement créer dans un 1er temps (la 1ere semaine) une gêne pour marcher/se déplacer. Les dommages de types lésions musculaires sont souvent accompagnés d’une inflammation passagère.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir prélever et analyser la zone d'implantation de l’hydrogel.

Remplacement

Aucune autre méthode alternative ne peut se substituer à l’utilisation d’animaux pour la réalisation de ce projet car la régénération du muscle repose sur des interactions complexes entres les tissus lésés et les systèmes immunitaires et vasculaires ainsi que sur la coordination efficace de multiples types cellulaires. Les preuves de concept in-vitro et ex-vivo de la biocompatibilité des hydrogels pour les cellules musculaires ont déjà été effectuées avec succès. A présent, un modèle physiologique complexe est nécessaire pour permettre d’en définir une première approche qualitative et cinétique.

Réduction

Cette étude est menée dans un but prospectif. Ainsi l’utilisation de 7 rats par groupe et par temps est considérée comme suffisant pour une validation de preuve de concept. Elle constitue en soi une réduction du nombre des animaux pour répondre à la question posée. La présence dans les 2 premiers bras de la procédure d'étapes d'évaluations décisionnelles engageant la poursuite de la procédure, nous permettra aussi de réduire le plus possible le nombre d’animaux.

Raffinement

Avant le début de chaque procédure, les animaux suivront une période d’acclimatation d’au moins une semaine. Les animaux seront observés et pesés quotidiennement pendant 1 semaine suivant la procédure expérimentale. La mise en place d’une grille de score (incluant la mobilité de l’animal, sa prostration ainsi que son niveau d’interaction sociale) et d’une fréquence de surveillance des animaux adaptée à l’étude, permettra d'éviter toute souffrance animale. La surveillance des animaux sera effectuée au moins 4 fois par semaine avec une analyse scorée du comportement animal et du poids corporel deux fois par semaine Une attention particulière sera portée au comportement moteur, l’activité, l’accès à la nourriture et à l’eau et à l’intégrité du pansement. Suite à la procédure de chirurgie, les animaux seront surveillés régulièrement (4 fois par semaine) afin d’identifier l’apparition de troubles du comportement pouvant traduire une douleur ou un stress néfaste. Les fils de suture non résorbables seront retirés au bout de trois semaines tandis que l’intégrité du pansement sera monitorée à chaque observation. Si un animal a retiré son pansement, la plaie sera désinfectée et un nouveau pansement mis en place. Les cages seront enrichies avec de la nourriture humide au cours de la première semaine post-opératoire, pour prendre en compte les difficultés éventuelles de mobilité. Leur ajout sera constamment ré-évalué au cours de la surveillance dans les semaines suivantes. De même, des analgésiques locaux seront appliqués aux abords de la plaie chirurgicale juste avant la suture et en cas de signe de douleur et/ou si le pansement a été retiré (lidocaïne 5mg/kg, 1-2 ml).

Choix des espèces

Etude basée sur un modèle de perte volumétrique musculaire standardisée chez le rat [1]. De plus, pour cette étude, il est nécessaire d’avoir un muscle permettant la mise en place d’un défaut pouvant accueillir un volume d’au moins 100µL pour que le système d’injection soit opérant (tests déjà réalisés sur rats mis à mort pour la standardisation de la procédure). [1]X. Wu, B. T. Corona, X. Chen, and T. J. Walters, “A Standardized Rat Model of Volumetric Muscle Loss Injury for the Development of Tissue Engineering Therapies,” Biores. Open Access, vol. 1, no. 6, pp. 280–290, 2012. L’objectif du travail étant d’observer l’effet de biomatériaux dans les processus de cicatrisation, les rats utilisés dans le cadre de ce protocole seront âgés de 2 mois (Jeunes adultes) en début de protocole. Sexuellement mature pour les males (65-110jours) Sprague Dawley or Wistar (ceux qui sont préconisés pour aspect chirurgicaux). Les temps d’implantations ont été choisis pour caractérisation du tissu à 3 moments clés de la cicatrisation : - 3 semaines : fin de l’inflammation aigue et différentiation des cellules satellites en cours - 6 semaines : possibilité de quantification du nombre de fibres musculaires au sein de l’hydrogel - 3 mois : Validation du bon remodelage de la plaie.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 540
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 540
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 540

540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une greffe de cellules tumorales sous la peau, une autre un cancer colorectal chimiquement induit provoquant colite, diarrhée et saignements, pour étudier le rôle du gène Fpr1 dans la réponse à la chimiothérapie. Le porteur prévoit une mise à mort dès qu'une tumeur atteint 225 mm² ou qu'une souris perd plus de 20 % de son poids, et affirme que la réponse immunitaire au cancer ne peut s'étudier qu'in vivo. Les retombées annoncées pour les patients atteints de cancer du sein ou colorectal restent situées en amont de toute application.

Objectifs

Les dernières années ont vu l'émergence du concept de l'activation du système immunitaire contre le cancer, qui à son tour détermine le succès à long terme des traitements anticancéreux. Nous allons étudier comment compenser la perte de fonction du gène Fpr1 pour restaurer l’efficacité de la chimiothérapie in vivo. Les modèles expérimentaux in vivo sont les seuls moyens d’approche possibles car la réponse immunitaire n’a pas lieu dans les modèles in vitro ou ex vivo. Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction de FPR1, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-cancéreux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction de FPR1, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-carcéraux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal. Nous préconisions que l’accomplissement de ce projet fournira des connaissances sur la régulation de la réponse immunitaire aux cancers pour la mise en place de stratégies thérapeutiques ciblées.

Procédures

Les animaux seront soumis a : - Procédure 1 : L’injection de cellules tumorales en sous cutané sur l’animal anesthésié par inhalation d’isofluorane L’injection des traitements intra péritonéaux par contention de l’animal vigile - Procédure 2 : Un suivi du poids de l’animal vigile à l'aide d'un récipient posé sur une balance L’induction de cancer colorectal par l’injection des traitements intra péritonéaux par contention de l’animal vigile et l’administration d’un traitement dans l’eau de boisson en 3 cycles de 4 jours. Ce modèle aura pour conséquence l’induction d’une colite.

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis a : - Une injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie - L’injection des traitements cités par voie intrapéritonéale par contention de l’animal vigile. Certains de ces traitements entrainent une altération de l’état de l’animal : perte de poids (inférieure à 20%) ainsi qu’une diarrhée passagère et d’éventuels saignements dans les feces. - Un suivi de la croissance tumorale par contention de l’animal vigile à l'aide d'un pied à coulisse 3 fois par semaine - Un suivi du poids sur l’animal vigile à l'aide d’une balance selon le planning décrit Ces différentes manipulations pouvant entrainer du stress chez l’animal, tout sera mis en œuvre pour le limiter. Notamment, l’injection de cellules tumorales sera faite sous anesthésie sur le dos de l’animal afin de réduire les phénomènes de gêne que peut engendrer la croissance tumorale. Les injections de traitements et le suivi de la croissance tumorale pseront effectuées par contention de l’animal vigile, technique parfaitement maitrisée par les expérimentateurs dans le but de limiter l’exposition des souris à des anesthésiques.

Devenir

Les souris seront euthanasiées dès l’atteinte des points limites suivants : lorsque les tumeurs atteindront 225 mm2, en cas de diarrhée prolongée (>4 jours); en cas de perte de poids supérieure à 20% du poids initial; comportement général anormal (prostration, auto-mutilation, perte de fourrure) ou à la fin de l’expérience 80 jours après l’injection d’AOM, l’euthanasie étant requise pour les analyses post-mortem.

Remplacement

La question scientifique ne peut être abordée qu’in vivo car il n’est pas possible d’étudier l’implication du système immunitaire sur le développement du cancer dans des systèmes in vitro.

Réduction

Nous souhaiterons effectuer cette étude sur un total de 540 souris pour permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Notamment, les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si nous constatons que notre hypothèse n’est pas confirmée par nos résultats expérimentaux. Le modèle choisit est très bien documenté, permettant ainsi de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Nous utiliserons des souris transgéniques viables, fertiles, de taille normale et ne présentent pas d'anomalies physiques ou comportementales. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et/ou tunnels en cartons). Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Il assure également une veille scientifique continue, évitant toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques : - Les souris âgées de 6 à 10 semaines seront utilisées dans cette étude. afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature. Les paramètres étudiés étant le développement de la masse tumorale après injection de cellules cancéreuses ou l’apparition de lésions cancéreuses induites, une souris juvénile ou trop âgée induirait un biais dans l’expérimentation. Les protocoles expérimentaux d’induction tumorale sont bien établis. - La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. - Nous utilisons principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris est l’animal de laboratoire 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.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Rats : 15
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ -
▲ 15
Devenir
 -
 -
 -
 15

15 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent deux chirurgies, l'implantation d'électrodes dans le thalamus puis une neurectomie vestibulaire unilatérale qui détruit un côté de l'oreille interne et provoque un syndrome vestibulaire, avec enregistrement de l'activité neuronale pendant deux mois, pour étudier l'effet de cette perte sur les cellules directionnelles de l'orientation spatiale. Le porteur maintient les rats à leur poids initial par contrôle alimentaire et les héberge individuellement, et intègre à ses effectifs un risque de mortalité chirurgicale d'environ 20 %. Les bénéfices annoncés se limitent à mieux caractériser les déficits fonctionnels de la perte vestibulaire.

Objectifs

L'objectif principal de ce projet dans le domaine des Neurosciences Intégratives et Cognitives est de comprendre comment une perte vestibulaire unilatérale affecte l'activité des neurones nécessaires à l'orientation spatiale, et plus particulièrement des cellules directionnelles du thalamus antérodorsal. Le système vestibulaire est un système sensorimoteur dont les fonctions sont assurées grâce à la présence de récepteurs vestibulaires (canaux semi-circulaires et organes otolithiques) dans l’oreille interne, sensibles aux accélérations angulaires et linéaires. Ces informations sont véhiculées jusqu’aux noyaux vestibulaires du tronc cérébral avant de transiter par des relais thalamiques et d’être projetées dans un ensemble très varié d’aires corticales. Les signaux vestibulaires sont impliqués dans de nombreuses fonctions, en particulier dans le contrôle de la posture et de la locomotion, dans la stabilisation du regard, mais également dans des fonctions cognitives comme l’orientation spatiale. Alors qu’un grand nombre de travaux ont été conduits sur les modèles de perte totale des signaux vestibulaires, peu d’études se sont intéressées à la perte unilatérale de l’information vestibulaire. Dans ce cas, on observe l’apparition d’un syndrome vestibulaire caractéristique, composé d’une multitude de symptômes différentes affectant l’ensemble des fonctions vestibulaires. Au cours du temps, il est cependant possible d’observer la disparition progressive et spontanée des troubles fonctionnels grâce au phénomène de compensation vestibulaire. Nos premiers résultats indiquent que, bien que les déficits posturo-locomoteurs disparaissent progressivement, les déficits mnésiques ne semblent pas s’atténuer lors de la phase de compensation. En parallèle, nous avons montré que plusieurs marqueurs de plasticité post-lésionnelle réactionnelle sont exprimés dans différents structures cérébrales du réseau spatial. Toutefois, il est impossible de comprendre si et comment cette lésion affecte les propriétés fonctionnelles des neurones qui appartiennent au réseau cérébral dévolu au traitement de l’espace. Ce projet vise donc à apporter des réponses aux déficits observés précédemment au niveau comportemental après perte vestibulaire unilatérale, en s'intéressant aux cellules directionnelles qui sont un corrélat neuronal de la mémoire spatiale.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de mieux caracteriser les effets induits par une perte vestibulaire unilatérale affecte l'activité cérebrale, et de mieux comprendre les propriétes fonctionelles des neurones directionels, impliqués dans la navigation spatiale.

Procédures

Les animaux (N=15) seront d'abord soumis à une procédure chirurgicale d'implants d'électrodes. Ils seront ensuite soumis à une procédure comportementale et d'enregistrement de l'activité neuronale pendant 1 mois, le temps de recueillir un nombre minimum de cellules directionnelles de n=30. Une fois ce nombre atteint, ils subiront une neurectomie vestibulaire unilatérale. Après une semaine de récupération, ils repasseront dans la procédure comportementale et d'enregistrement de l'activité neuronale pendant 2 mois. Enfin au bout de ces 2 mois post NVU, ils seront mis à mort.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront deux chirurgies : une première chirurgie pour implanter des électrodes au sein de la structure visée (le thalamus antérodorsal), et l'autre pour induire une perte vestibulaire unilatérale. Ces points seront discutés davantage dans les sections des procédures expérimentales. Lleur alimentation sera contrôlée pendant la tâche comportementale et d’enregistrement puisqu’ils seront maintenus à leur poids initial et ne disposeront pas de nourriture illimitée. Enfin, les animaux seront hébergés individuellement pour des raisons de sécurité.

Devenir

A l'issue de la procédure n°1 qui consiste à implanter des électrodes dans le thalamus antérodorsal, les rats subiront la procédure n°3 qui consiste en une tâche comportementale durant laquelle l'activité neuronale est enregistrée. Après 1 mois, les animaux subiront la procédure n°2 qui consiste à réaliser une neurectomie vestibulaire unilatérale. Après 1 semaine de récupération post-opératoire ils retourneront dans la procédure n°3 pendant 2 mois. Enfin, ils seront mis à mort.

Remplacement

La nature même des expériences ne permets pas d'envisager de remplacement. En effet, elles reposent sur une tâche comportementale que les animaux effectuent et ne peuvent pas être réalisées à partir de modèles in vitro ou in silico. Du fait du caractère invasif des procédures (implantation d'électrodes intra-cérebrales) elles ne peuvent pas non plus être conduites chez l'humain.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés pour ce projet a été réduit au maximum (n=10) en se basant sur les études précédentes de l’équipe et sur un test de puissance statistique permettant de réduire au maximum le nombre d’animaux tout en ayant suffisamment de données pour une inférence statistique valide. A ce nombre minimum s’ajoute 5 animaux afin de prendre en compte les risques de mortalité liés aux deux chirurgies (risque d’échec de la neurectomie de l’ordre de 20% et risque de perte de l’implant d’électrodes de 10%). De plus, l'utilisation de microdescendeurs à haute densité d'enregistrement permet de réduire considérablement le nombre d'animaux nécessaires à la réalisation de ce projet. Enfin, la possibilité de comparer l'activité neuronale avant et après perte vestibulaire chez les mêmes animaux permet de réduire le nombre d'animaux tout en augmentant la robustesse des résultats.

Raffinement

La souffrance des animaux est limitée au maximum. Les animaux sont habitués à la manipulation et à la salle d’expérimentation pendant 10 jours avant le début du protocole expérimental afin de diminuer leur stress puis pendant l’ensemble du projet expérimental. Pendant la chirurgie, l’utilisation de buprénorphine permettra de diminuer la douleur de l’animal (Buprécare, 0.03mg/kg SC). Pendant la période post-opératoire à la première chirurgie d’implantation, une grille de score adaptée sera utilisée pour évaluer le bien-être de l’animal et une analgésie sera utilisée en cas de soupçon de douleur (score sur la grille d’évaluation de la SEBA situé entre 10 et 14). Pendant la période post-opératoire à la suite de NVU, une analgésie appropriée sera assurée durant la phase aigüe de 3 jours (Buprénorphine, Buprécare® 0.05mg/kg, SC). L’hébergement des animaux sera adapté durant les 3 premiers jours après la NVU afin de garantir la sécurité et le bien-être animal. Les co-porteurs du projet sont formés en expérimentation animale (niveau concepteur de projet), en chirurgie sur rongeurs et sensibilisés au bien-être animal

Choix des espèces

Le projet porte sur l’enregistrement de l’activité de neurones in vivo lors d’une tâche comportementale. La nature même de ce projet ne permet pas d’envisager de remplacement in vitro ou in silico. De plus, au regard du caractère invasif des procédures, elles ne peuvent pas être conduites chez l’humain. L’utilisation du modèle rat présente de nombreux avantages, notamment dans l’étude des déficits engendrés par une perte vestibulaire unilatérale. En effet, ce modèle permet une bonne reproduction du syndrome vestibulaire rencontré chez différentes espèces tout en présentant la particularité de présenter une courte phase de déficits fonctionnels post-lésionnels. Ce gain temporel est avantageux pour la compréhension des mécanismes qui sous-tendent les déficits fonctionnels. De plus, le modèle rat est classiquement utilisé dans l’étude des cellules directionnelles. Nous pourrons donc comparer nos résultats aux résultats préexistants dans la littérature mais également aux résultats antérieurs de l’équipe, réalisés également sur modèle rat. La présente étude s’intéresse aux signaux directionnels chez l'adulte, après neurectomie vestibulaire unilatérale. L’étude de ces mécanismes sera donc réalisée sur des rats adultes afin de s'assurer d’être sorti de la période développementale. Par ailleurs, pour un rat, la maturation des neurotransmetteurs et la densité synaptique est atteinte à + de 8 semaines (Semple et al., 2013). Il est donc nécessaire de travailler sur des rats adultes d'au moins 10 semaines pour qu'une maturation complète du système nerveux central soit présente. Nous avons fait le choix de travailler sur des rats adultes, âgés de 3 mois au début du protocole expérimental pour ces raisons.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Rats : 85
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ -
▲ 85
Devenir
 -
 -
 -
 85

85 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent une contusion de la moelle épinière suivie d'une greffe de tissu graisseux, provoquant des déficits sensorimoteurs, des troubles de la miction et des douleurs pouvant durer environ deux semaines, avec vidange manuelle de la vessie deux fois par jour, pour tester une stratégie de réparation médullaire. Le porteur mobilise une grille de douleur (le "Rat grimace scale") et une analgésie à la buprénorphine, et réserve la mise à mort finale à une électrophysiologie sans réveil. Le bénéfice annoncé, une application chez des blessés médullaires, reste renvoyé à un hypothétique cas de succès.

Objectifs

Si la prise en charge immédiate des sujets ayant subi un traumatisme médullaire n’est pas capable de réduire les dégâts occasionnés par la blessure primaire imprévisible, la décompression médullaire et la mise en œuvre de mesures médicales visant à limiter les modifications vasculaires, biochimiques ou électrolytiques permettent aujourd’hui de limiter l’extension longitudinale et radiale de la lésion secondaire. Toutefois, ces interventions immédiates ne permettent pas aux patients de recouvrer l’intégralité de leurs fonctions sensori-motrices et végétatives après le traumatisme et des déficits fonctionnels persistent avec des conséquences humaines et sociales désastreuses. Face à ce constat, il est impératif d’orienter la recherche fondamentale et clinique sur la mise au point de stratégies visant à limiter les déficits post-lésionnels et à réparer le tissu nerveux endommagé, d’où l’objet de ce projet scientifique.

Bénéfices attendus

En cas de succès, une application clinique pourra être envisagée chez des blessés médullaires.

Procédures

2 procédures : - Procédure 1 (avec réveil) : Prélèvement de la graisse + lésion de la moelle épinière + greffe (durée : 45 min à 1h) et suivi des animaux (3 mois) . - Procédure 2 (sans réveil) : Electrophysiologie (1 h).

Impact sur les animaux

La contusion spinale thoracique entraîne des déficits sensorimoteurs sous-lésionnels, ainsi que des troubles neurovégétatifs, notamment en ce qui concerne la miction. Des douleurs peuvent également être présentes, ainsi qu’une perte de poids, une déshydratation ou une dénutrition. La littérature indique que les troubles végétatifs et les douleurs peuvent persister environ pendant 2 semaines.

Devenir

A l'issue de la procédure 2, les animaux seront sacrifiés afin de prélever les moelles épinières pour des analyses immuno-histologiques. Aucun animal sera maintenu en vie à la fin du projet.

Remplacement

Il s’agit d’une étude pré-clinique non-humaine qui ne peut être substituée (R de Remplacer). Le modèle de contusion spinale chez le mammifère reste à l'heure actuelle une des seules solutions non-humaines pour mettre en évidence le potentiel thérapeutique d’une stratégie de protection/réparation de la moelle épinière post-lésionnelle. Les mécanismes neurobiologiques mis en œuvre après une lésion spinale et les récupérations sensori-motrices ne peuvent pas être étudiés sur des cultures cellulaires ou avec des modèles numériques.

Réduction

Le nombre d’animaux requis (R de Réduire) a été estimé à la suite d’expérimentations préliminaires réalisées sur 3 animaux et à l’aide d’un test statistique approprié. Une analyse de puissance basée sur les résultats obtenus lors des tests comportementaux a permis d’estimer pour un risque α = 0,05, une puissance de 90%, un écart-type commun de 1,768 et une correction réalisée à l’aide du test Kruskal-Wallis que le nombre d’animaux minimum nécessaires dans chaque groupe était de 17.

Raffinement

Une attention sera particulièrement portée au bien-être et au soin des animaux (R de Raffinement) afin d’éliminer toute potentielle souffrance, stress et effets indésirables. Après la lésion médullaire, l’animal sera traité toutes les 12h pendant 5 jours avec de la buprénorphine (S.C., 0.05 mg/kg, 0,3 mg/ml) associé à un antibiotique (P.O., ciprofloxacine, 10 mg/kg). L’administration de ces deux substances pourra être prolongée en cas de nécessité. La vidange de la vessie sera réalisée 2 fois par jour jusqu’au retour de la fonction. Un suivi attentif sera mis en place afin de s’assurer que l’animal se nourrit et s’hydrate normalement et qu’il ne souffre pas. Le « Rat grimace scale » (NC3Rs) sera réalisé quotidiennement. Les comportements anormaux (tremblements, convulsion, agité ou très immobile, prostration, automutilation) seront considérés comme rédhibitoires ainsi que les signes de déshydratation (persistance du pli de peau et enophtalmie), malnutrition et infections. Une attention sera également portée sur la couleur des muqueuses (ictère, anémie, cyanose, congestion) ainsi que sur la présence de plaie (cf. grille de score). Le rôle des expérimentateurs et du responsable du bien-être des animaux sera de s’assurer que les animaux ne souffrent pas et qu’ils aient accès à de la nourriture et à de l’eau ad libitum.

Choix des espèces

Le rat est un mammifère dont les mécanismes neurobiologiques mis en œuvre après une lésion médullaire sont proches de celui de l’humain. Ces mécanismes ne peuvent être étudiés sur des cultures cellulaires, in silico ou sur des espèces non-mammifères, chez ces derniers les mécanismes mis en œuvre après une lésion du système nerveux sont sensiblement différents de l’Homme. L’étude pourrait être réalisée chez des primates non-humains comme le reportent de nombreuses publications ou des plus gros mammifères (cochons, chats…) mais compte tenu du coût et de la logistique à mettre en œuvre pour héberger ces animaux (notre animalerie n’étant pas habilitée pour accueillir de telles espèces) nous préférons avoir recours à des petits rongeurs dont notre équipe à l’expérience et est équipée de tous les dispositifs expérimentaux (plateforme d’analyse du mouvement, d’enregistrement électrophysiologique...) permettant de les étudier. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes de 250-350 g environ au début de l’expérience. Afin d’étudier les récupérations post-traumatiques chez le mammifère adulte, il est nécessaire de s’assurer que les animaux ont terminé leur croissance et leur développement.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système nerveux
Rats : 35
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 35
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 35

35 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont maintenus par restriction alimentaire à 90 % de leur poids pour les inciter à rapporter de la nourriture à leur nid pendant un mois d'apprentissage, avant mise à mort et prélèvement du cerveau pour un marquage du gène c-fos, afin d'identifier les régions cérébrales de l'intégration des trajets. Le porteur héberge individuellement une partie des rats et prévoit un retour à l'alimentation libre au-delà de 15 % de perte de poids. Il présente ce projet fondamental comme une remise en question possible de l'hypothèse de la carte cognitive dans la navigation.

Objectifs

La navigation spatiale chez les mammifères repose sur la perception et le traitement de multiples informations sensorielles dont la source peut être environnementale (informations allothétiques : visuelles, olfactives, auditives) ou interne à l'animal (informations idiothétiques générées par le déplacement: vestibulaires, tactiles, proprioceptives, etc.). La conjonction de ces informations va permettre à l’animal de mettre en œuvre des stratégies spatiales variées lui procurant une flexibilité comportementale. L'importance des informations idiothétiques et le rôle des régions cérébrales dans le traitement de ces informations ont longtemps été sous-estimés et restent méconnus. Des travaux comportementaux ont montré que les mammifères sont capables au cours de leur déplacement de revenir à un lieu de référence, par exemple leur "nid", en n'utilisant que des informations idiothétiques. Cette capacité est appelée intégration des trajets car elle repose sur l'intégration par le système vestibulaire des accélérations linéaires et angulaires lors du mouvement ce qui aboutit au calcul et à la mise à jour d'un vecteur pointant sur le lieu de retour. Dans une série d’études lésionnelles, nous avons montré que l'intégration des trajets implique plusieurs régions du cerveau, comme le cortex pariétal et le cortex entorhinal. Dans le cortex entorhinal, une population neuronale (les "cellules-grilles") pourrait être le centre de l’intégration des trajets du cerveau. Cette hypothèse est séduisante mais le cortex entorhinal n'est certainement pas la seule région du cerveau impliquée. Le traitement des informations idiothétiques dans le cerveau implique un réseau nerveux étendu mais notre connaissance des contours de ce réseau reste très lacunaire. L'objectif du projet est d'identifier l'ensemble des régions impliquées dans ce réseau en faisant un marquage de l'expression du gène d'expression précoce c-fos au cours d'une tâche d'intégration des trajets. Nous faisons l’hypothèse que la tâche implique une activation rapide du gène c-fos et donc une synthèse de proteines c-fos en particulier dans les structures sollicitées par le processus d’intégration des trajets.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet nous permettront d'identifier les structures cérébrales impliquées spécifiquement dans la mise en œuvre de l'intégration de trajet. Ces résultats nous permettront également de tester l'hypothèse selon laquelle l'intégration de trajet peut se faire à partir d'un autre point de l'environnement que celui à partir duquel l'animal initie son trajet. Ce dernier résultat, s'il est confirmé, nous permettrait de remettre en question le recours quasi-systématique à une hypothèse alternative (existence d'une carte cognitive) pour expliquer les comportements de navigation complexes observés chez les animaux (humains compris).

Procédures

Procédure comportementale : Apprentissage d'une tâche d'integration des trajets. Procédure se déroulant sur un mois environ à raison de 2 essais de durée variable (mais n'excédant pas 5 minutes chacun) par jour et par animal.

Impact sur les animaux

Afin d'assurer un contrôle individuel de la prise alimentaire, les animaux des groupes 1, 2 et 4 seront hébergés individuellement. Cette mesure particulière d'hébergement sera maintenue durant une période la plus courte possible et les rats ainsi isolés pourront avoir des contacts visuels, auditifs et olfactifs avec leurs congénères. Puisqu’un contrôle alimentaire est prévu pendant toute la durée de l’expérience afin de réduire le poids des animaux à 90% de leur poids initial, les rats sont pesés tous les jours afin d'éviter des réductions trop importantes de leur poids. Si la perte de poids d'un animal est trop importante (e.g. >15%), l’alimentation de l’animal devient ad libitum jusqu’au retour du poids désiré.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort (n=35) par injection d'euthanasiant (Pentobarbital sodique, 200 mg/kg, IP, soit 0.5 mL/kg d'EUTHASOL VET. SOLUTION INJECTABLE) après sédation profonde (Médétomidine, 500 μg/kg, IP, soit 0.5 mL/kg pour le DOMITOR). La mise à mort permet le prélèvement des cerveaux afin de réaliser le marquage de l'expression du gène d'expression c-fos par immunohistochimie. La quantification de ce marquage est l'objectif de l'étude car il permettra d'identifier les structures nerveuses impliquées dans l'intégration des trajets.

Remplacement

La nature même des expériences proposées dans ce projet ne permet pas d'envisager de remplacement. En effet, ces expériences reposent sur l'exploration de l'environnement effectuée par les animaux en réponse à diverses manipulations environnementales et ne peuvent être réalisées à partir de modèles in vitro, in silico ou ex vivo. Ces expériences, du fait du caractère invasif des procédures de collecte des données (prélèvement du cerveau afin de révéler le marquage de certaines structures nerveuses), ne peuvent pas non plus être conduites chez le sujet humain.

Réduction

Cette étude nécessitera un total de 35 rats. Deux groupes expérimentaux et deux groupes contrôles sont indispensables pour permettre de conclure sur l'implication des structures dans les processus ciblés : Un groupe expérimental (n=8) entraîné dans la tâche d'intégration des trajets, un groupe contrôle (n=8) entraîné dans une tâche spatiale ne nécessitant pas l'intégration des trajets, un groupe contrôle (n=6) ne réalisant aucune tâche (explorant librement l'environnement pendant 3 mn) et un deuxième groupe expérimental (n=8) entraîné dans une tâche alternative d'intégration de trajet. Enfin, 5 animaux sont ajoutés au total pour pallier d'éventuels problèmes de marquage immunohistochimique (aux alentours de 15%). Le nombre d'animaux dans ces groupes permet de tenir compte de la variabilité individuelle inhérente aux études comportementales et d'obtenir des résultats fiables. L'analyse des résultats comportementaux reposera essentiellement sur l'utilisation de tests statistiques de proportion (type Chi 2). En ce qui concerne l'analyse des résultats issus des marquages immunohistochimiques, plusieurs scenari sont envisagés. Si la normalité des distributions n'est pas avérée, nous utiliserons des tests statistiques non-paramétriques tels que le test de Kruskal-Wallis. Si la normalité des distributions est avérée mais pas l'homogénéité des variances, nous utiliserons l'ANOVA à un facteur de Welch (associé au test post-hoc de Games-Howell). Si la normalité et l'homogénéité sont avérées, nous aurons recours à un test ANOVA à un facteur (associé au test post-hoc de Tukey). Ce plan d'analyse statistique nous permettra d'exploiter les données quelque soit l'ampleur de la variabilité inter-individuelle tout en conservant des effectifs d'animaux réduits.

Raffinement

La tâche comportementale repose essentiellement sur le comportement spontané des rongeurs à explorer un environnement et à récupérer un morceau de nourriture pour le ramener dans son nid et le consommer. L'animal apprend à faire cette tâche sans contrainte externe ce qui réduit considérablement son état de stress. L'hébergement des animaux s'effectue dans le respect des protocoles d'enrichissement validés par la Structure de Bien-Etre Animal de notre établissement d'expérimentation. Puisqu’un contrôle alimentaire est prévu pendant toute la durée de l’expérience afin de réduire le poids des animaux à 90% de leur poids initial, les rats sont pesés tous les jours afin d'éviter des réductions trop importantes de leur poids. Si la perte de poids d'un animal est trop importante (e.g. >15%), l’alimentation de l’animal devient ad libitum jusqu’au retour du poids désiré.

Choix des espèces

Le rat constitue un modèle animal privilégié pour les études sur la navigation spatiale du fait de ses excellentes capacités d'orientation spatiale. Nous avons montré que ces animaux sont capables de réaliser la tâche d'intégration des trajets dans sa version classique (Groupe 1). L'étude de l'activation des réseaux de structures nerveuses au cours d'un comportement de déplacement dans l'environnement ne peut pas être réalisé en utilisant des procédures in vitro, ex vivo ou in silico. Les animaux seront des rats adultes agés de 4 mois. Les capacités d'apprentissage chez ces animaux de cet âge sont optimales.

  • Recherche appliquée
    • Autres troubles humains
    • Maladies infectieuses
    • Troubles cardiaques
  • Recherche fondamentale
    • Multisystémique
    • Oncologie
Souris : 183
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ -
▲ 183
Devenir
 -
 -
 -
 183

183 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une chirurgie de ligature et ponction du cæcum leur provoque un choc septique, avec mobilité fortement réduite, absence de réaction aux stimuli et baisse de la prise alimentaire, pour tester une molécule stimulant l'O-GlcNAcylation comme piste thérapeutique. Le porteur décrit un modèle dont la mortalité propre avoisine 30 % et intègre cette perte au calcul des effectifs, en transposant à la souris des résultats déjà obtenus chez le rat. Les retombées cliniques annoncées restent renvoyées au long terme, l'objectif immédiat étant de valider l'innocuité et la dose du composé.

Objectifs

Le choc septique (défaillance multi-viscérale survenant au cours d’une infection grave associée à un syndrome de réponse inflammatoire systémique ou SIRS) est un problème de santé publique majeur dont l’incidence augmente avec le vieillissement de la population et dont la mortalité est comprise entre 30 et 50%. Malheureusement il n’existe pas de traitement adapté au choc septique ou au SIRS, conduisant à la mort de plus de 45 000 personnes par an en France. Il devient donc urgent de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Le SIRS caractérise par une libération, une expression anormalement élevée d’une multitude de composés de l'inflammation. La manifestation du SIRS chez l’adulte inclut au moins 2 des critères suivants : une altération de la respiration, une dérégulation de la température, une tachycardie et un état hyper ou hypo-inflammatoire. De façon générale, un patient est considéré en état de SIRS lorsqu’il présente deux critères ou plus. Nous avons développé en collaboration avec une équipe américaine une approche visant à stimuler l’O-GlcNAcylation dans le choc septique. L’O-GlcNAcylation est une modification post traductionnelle responsable de la survie cellulaire qui joue un rôle majeur dans la réponse au stress. Les approches développées par nos deux équipes visent à augmenter de manière très précoce les niveaux de O-GlcNAc, et sont associées à une réduction importante des marqueurs de stress, à une amélioration de la fonction cardiovasculaire et une forte réduction de la mortalité dans le choc septique. Nous démontrons que la stimulation de l’O- GlcNAcylation présente un potentiel thérapeutique important pour la survie des patients. Le but du projet est de 1) valider l’innocuité des molécules chez un modèle murin, 2) valider une cinétique et une dose d’administration et enfin 3) confirmer les résultats obtenus chez le rat chez une autre espèce.

Bénéfices attendus

Avec les différents résultats précédemment obtenus par l’équipe dans un modèle de ligature et ponction caecale chez le rat, les résultats attendus sont une amélioration de la réponse inflammatoire, une amélioration de la fonction cardiovasculaire et des différents marqueurs de stress des animaux traités et ceux à différents temps d’administration. Ces résultats seront objectivés par une étude in vivo de la fonction et du stress cardiovasculaire (pression artérielle, fréquence cardiaque), rénale (créatinine) et hépatique mais également par des tests biochimiques (RT-qPCR et Western Blot) validant l’effet de la molécule testée. Lors de cette étude, les paramètres précédemment cités seront comparés entre les différents groupes (Contrôle, malades, malades + traitement). Les retombées à plus long terme peuvent être majeures avec la mise en place d’une nouvelle stratégie thérapeutique en clinique.

Procédures

L’ensemble des animaux sera soumis à 4 interventions. La première intervention consiste en la chirurgie afin de développer le choc septique (uniquement la chirurgie pour le groupe contrôle). Cette intervention dure environ 20 à 30 minutes (sur la base des expériences précédemment menées sur le rat). La deuxième intervention consiste à une injection de buprénorphine 6h après la chirurgie (à 14h le jour de la chirurgie) sur un animal vigile. Cette intervention dure quelques secondes. La troisième intervention consiste à une injection de buprénorphine 12h après la chirurgie (à 20h le jour de la chirurgie) sur un animal vigile. Cette intervention dure quelques secondes. Enfin la quatrième et dernière intervention consiste à une chirurgie afin d’avoir accès aux valeurs hémodynamiques des animaux. L’intervention dure environ 5 à 10 minutes (sur la base des expériences précédemment menées sur le rat).

Impact sur les animaux

Le modèle de ligature et ponction caecale est un modèle représentant la symptomatologie du choc et de fait un modèle sévère. Au cours de ce protocole, l’état de santé des animaux va s’aggraver du fait du développement du choc septique avec une mobilité fortement réduite, une absence de réaction aux stimuli sonores et toucher mais également une diminution de la prise alimentaire, sans toutefois de réel impact sur le poids, le protocole n’ayant une durée que de 24h. Enfin, une douleur peut être associée à la chirurgie réalisée sur l’animal (laparotomie). L’apparition de ces effets indésirables est environ 2 à 3h après l’induction du choc et jusqu’au sacrifice.

Devenir

A la fin de la procédure 1 (procédure sévère), tous les animaux ne présentant pas de signes de souffrance trop important seront gardés en vie pour la procédure 2. Seuls les animaux démontrant des signes de souffrances trop importants seront euthanasiés en fin de procédure 1. A la fin de la procédure 2 (procédure sans réveil), tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes.

Remplacement

Le choc septique est une pathologie complexe faisant intervenir de nombreux mécanismes complexes et intégrés, nécessitant impérativement l’utilisation de modèles animaux. L’usage des animaux est justifié uniquement car ce modèle n’est pas remplaçable.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit de façon à obtenir des données statistiques suffisamment puissantes (dans la mesure du possible, les tests seront réalisés en aveugle afin d’augmenter la puissance de l’étude). Les animaux seront utilisés à un âge adulte. La taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux pour les groupes en choc septique est calculé de la façon suivante : un nombre d’animaux statistiquement viable est sélectionné (n=15). A cela s’ajoute la mortalité associée au modèle (environ 30%) mais également l’exclusion de certains animaux (entre 20% et 40% avec les résultats précédemment obtenus) soit entre 15/0.7*0.8 = 26,7 soit 27 animaux et 15/0,7*0,6= 35,7 soit 36 animaux. Les tests statistiques utilisés seront des tests Kruskall-Wallis avec post test de Dunn’s non corrigé.

Raffinement

Les différentes procédures expérimentales de la première étape (mise au point) seront réalisées sur des effectifs réduits afin de déterminer les conditions (i) de transposition du modèle du rat à la souris et (ii) d’utilisation optimales. Dans un second temps, lorsque la transposition à la souris et les conditions d'utilisation optimales auront été déterminées, les procédures seront réalisées sur un plus grand nombre d’animaux avec seulement les conditions sélectionnées dans la première étape. Afin de raffiner le modèle, des mesures seront mises en place afin de maximiser le confort des animaux par exemple avec la mise en place de scores et de points limites comprenant des critères morphologiques (aspect, comportement) et physiologiques (température, fréquence respiratoire), l’administration d‘un antidouleur en début de procédure et toutes les 6 heures post-chirurgie est prévue et la réinjection d’une dose supplémentaire peut être considérée en cas de signe de douleur. De plus, nous associerons une infiltration d’un anesthésiant local (lidocaïne 0,5%, maximum de 0,03mL) au niveau de la zone incisée. Tout au long de l’étude, les animaux seront hébergés par 3 dans des cages avec enrichissement, sur portoirs ventilés et avec accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Un respect strict des cycles jour/nuit sera observé. Après chirurgie, afin d’éviter au maximum le stress, les animaux seront replacés avec leurs congénères opérés le même jour. Tout au long des procédures, les animaux seront sous une couverture anesthésique (mélange O2/sévoflurane – induction : 8% à 1L/min ; maintien : 3% à 0,5L/min). Nous proscrirons l’usage d’anti-inflammatoires non stéroïdiens du fait de leur impact sur l’inflammation, voit majeure dans la physiopathologie du choc septique. La liste des points limites est présentée en annexe. Ces points seront adaptés avec la phase de mise au point. Un score sera établi et des décisions seront prises en fonction de ce score afin de limiter la douleur de l’animal. Si nous observons que notre score n’est pas totalement adapté lors des premières expériences, nous modulerons la rigidité de ce dernier toujours dans le but de réduire au maximum la souffrance animale. Les gestes réalisés au cours de ce projet sont des gestes simples et maîtrisés par l’équipe chez le rat (cathétérisation artérielle, ligatures du caecum).

Choix des espèces

Ce modèle est, historiquement et actuellement, l’un des plus utilisé et des mieux décrit. Sa proximité avec la symptomatologie du choc septique chez l’Homme, sa facilité de mise en place en fait un modèle efficace pour cribler et valider l’efficacité des traitements. Les souris utilisées sont des souris C57BL/6J de 10-12 semaines, âge standard pour ces manipulations. La taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés. 10-12 semaines. C’est un âge standard pour ce genre de manipulations. De plus la taille des animaux permet de réaliser plusieurs analyses sur un même animal et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
    • Système nerveux
Rats : 40
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 40
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 40

40 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie d'implantation d'électrodes dans le cerveau avec injection d'un vecteur viral, puis sont soumis à une restriction alimentaire les maintenant à 90 % de leur poids pour les pousser à explorer un dispositif en quête de nourriture, l'objet étant de cartographier l'activité du cortex rétrosplénial pendant la navigation spatiale. Le porteur les héberge individuellement et prévoit un retour à l'alimentation libre si la perte de poids dépasse 15 %. Il présente les retombées pour les maladies neurodégénératives comme une simple piste de réflexion issue de cette recherche fondamentale.

Objectifs

Les capacités d'orientation et de mémoire sont déficitaires chez les sujets vieillissant et les patients atteints de la maladie d'Alzheimer. Le cortex rétrosplénial est impliqué dans ces processus mnésiques et de navigation. et semble être une structure fondamentale pour s'orienter dans des environnements complexes. Ce projet permet de comprendre quelles informations de l'espace sont nécessaires aux activités neuronales du cortex rétrosplénial et également d'étudier l'influence de cette structure sur les autres aires cérébrales impliquées dans la navigation, notamment le cortex entorhinal médian. Ce projet, de nature fondamentale, ouvre des pistes de réflexions sur la nature des déficits de navigation inhérents aux maladies neurodégénératives qui affectent la mémoire.

Bénéfices attendus

Ce projet, de nature fondamentale, ouvre des pistes de réflexions sur la nature des déficits de navigation inhérents aux maladies neurodégénératives qui affectent la mémoire.

Procédures

Procédure comportementales : exploration libre à la recherche de nourriture suite à une privation contrôlée de nourriture; et procédures chirurgicales : implantation d'un système d'électrode avec l'injection d'un vecteur viral pour utiliser les outils d'inactivation neuronale pharmacogénétique. Tous les animaux subiront la procédure comportementale. 1 groupe de 20 animaux sera soumis à la procédure chirurgicale d'implantation des électrodes seule, et un 2ème groupe d'animaux sera soumis à la chirurgies d'implantation d'électrode et d'injection du vecteur viral.

Impact sur les animaux

Afin d'assurer un contrôle individuel de la prise alimentaire, les animaux seront hébergés individuellement. Cette mesure particulière d'hébergement sera maintenue durant une période la plus courte possible et les rats ainsi isolés pourront avoir des contacts visuels, auditifs et olfactifs avec leurs congénères. Puisqu’un contrôle alimentaire est prévu pendant toute la durée de l’expérience afin de réduire le poids des animaux à 90% de leur poids initial, les rats sont pesés tous les jours afin d'éviter des réductions trop importantes de leur poids. Si la perte de poids d'un animal est trop importante (e.g. >15%), l’alimentation de l’animal devient ad libitum jusqu’au retour du poids désiré.

Devenir

La mise à mort permet le prélèvement des cerveaux afin de réaliser le marquage des neurones par cresyl violet ou thionine et d’identifier la position des électrodes d’enregistrement dans les structures d’intérêts. L'identification de la position des électrodes est cruciale car elle permet d'affirmer que les activités neuronales mises en évidence proviennent bien de la structure cérébrale ciblée dans le projet.

Remplacement

Ce projet repose sur les méthodes invasives d'enregistrement des neurones isolés ainsi que de l'inactivation de l'activité cérébrale chez le rat jeune adulte Long Evans, qui ne sont pas compatibles avec une approche chez le sujet humain, ni adaptables aux études in vitro ou de modélisation.

Réduction

Le projet comporte deux expériences qui utiliseront chacune 20 animaux. Ce nombre est indispensable pour deux raisons : 1-éviter statistiquement une variabilité inter-individuelle et 2-enregistrer un nombre suffisant d’activité neuronale pour effectuer des tests statistiques. L'analyse des résultats reposera essentiellement sur l'utilisation de tests statistiques paramétriques. Cependant, si la normalité des distributions n'est pas avérée, nous utiliserons des tests statistiques non paramétriques. Ce plan d'analyse statistique permettra d'exploiter les données si une variabilité inter-individuelle est toutefois présente tout en conservant des effectifs d'animaux réduits.

Raffinement

La tâche comportementale repose essentiellement sur le comportement spontané des rongeurs à explorer un environnement pour aller manger des granulés de nourriture. L'hébergement des animaux s'effectue dans le respect des protocoles d'enrichissement validés par la Structure de Bien-Etre Animal de notre établissement d'expérimentation. Puisqu’un contrôle alimentaire est prévu pendant toute la durée de l’expérience afin de réduire le poids des animaux à 90% de leur poids initial, les rats sont pesés tous les jours afin d'éviter des réductions trop importantes de leur poids. Si la perte de poids d'un animal est trop importante (e.g. >15%) ou en dessous de 90% de leur poids initial (points limites), l’alimentation de l’animal devient ad libitum jusqu’au retour du poids désiré. Une grille de score approuvée par la SBEA permet de s’assurer du bien-être animal pendant et en dehors des temps d’expérience. Cette grille permet d’évaluer si l’animal est dans un état normal ou en souffrance. L’arrêt des souffrances est prévu dans cette grille de score par des mesures d’observation attentive, des méthodes de soulagement, l’arrêt complet de l’expérience ou la mise à mort de l’animal. Les méthodes d’arrêt des souffrances se font de concert avec les zootechniciens de l’animalerie et sont reportées pour chaque animale sur une feuille de soins disponibles à l’animalerie.

Choix des espèces

Le rat représente le modèle de choix pour les études du comportement spatial qui est à la base des protocoles comportementaux qui seront utilisés. Il présente d'excellentes performances dans les tâches de navigation spatiale. Enfin, 90% des études portant sur les bases neurales de la navigation réalisées chez le rongeur reposent sur l'utilisation du rat, ce qui permet de disposer d'une littérature abondante sur laquelle s'appuyer. Par ailleurs, j'ai réalisé la seule étude qui a mis en évidence les cellules bidirectionnelles du cortex rétrosplénial chez le rat. Utiliser le rat me permet de comparer les résultats issus de ce projet avec ceux précédemment obtenus. Le projet vise à établir le rôle de certaines structures cérébrales chez le rat jeune adulte. Afin de pouvoir comparer les résultats avec les travaux antérieurs, nous utiliserons des animaux qui auront 3 mois au début de l'expérience.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 480
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 480
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 480

480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent sous anesthésie une chirurgie stéréotaxique d'injection de virus dans le cerveau, puis passent une série de tests comportementaux (labyrinthe surélevé, open field, reconnaissance d'objet et reconnaissance sociale, enfouissement de billes, nidification), pour tester une thérapie génique contre le syndrome de l'X fragile sur une lignée de souris Fmr1-KO. Le porteur revendique une preuve de concept déjà obtenue in vitro et affirme que ces mécanismes comportementaux ne peuvent être étudiés que dans un "organisme complexe" comme la souris. Les bénéfices annoncés pour les patients restent au stade de la preuve de concept, l'objectif immédiat étant de mesurer une correction du comportement avant prélèvement du cerveau.

Objectifs

Le syndrome de l’X fragile (FXS) représente la première cause héréditaire de déficience intellectuelle et d’autisme pour lequel il n'existe à ce jour aucune thérapie. Nous avons récemment découvert un mécanisme moléculaire qui serait à l’origine du FXS. Nous proposons maintenant de tester une approche par thérapie génique afin de corriger le mécanisme moléculaire défaillant pour traiter le FXS. Pour mettre en œuvre cette approche expérimentale, nous utiliserons un modèle animal FXS qui a été développé chez la souris. La souris FXS récapitule une grande partie des phénotypes observés chez l’homme et constitue un excellent modèle animal de la maladie. Ainsi ce projet vise à déterminer : 1. Est-ce que la thérapie génique permet de restaurer le mécanisme moléculaire défaillant pour traiter le FXS ? 2. Est-ce que la thérapie génique permet de restaurer le comportement du modèle de souris FXS ?

Bénéfices attendus

Notre étude a pour but de fournir la preuve de concept que le mécanismes moléculaire que nous avons identifié précédemment contribue à la pathologie du FXS. Nous proposons des nouveaux outils de thérapie génique pour corriger ce mécanisme moléculaire défaillant et le comportement du modèle de souris FXS. Jusqu'à présent, toutes les stratégies thérapeutiques envisagées pour traiter le FXS ont échoué cliniquement. Notre projet s'appuie sur des connaissances nouvelles acquises au laboratoire, et qui pour la première fois, lient le FXS à un nouveau mécanisme moléculaire. Notre approche repose ainsi sur des données préliminaires publiées et solides pour fournir de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter le FXS.

Procédures

480 animaux subiront, sous anesthésie générale, une chirurgie stéréotaxique afin d’injecter des adénovirus associés dans une zone particulière du cerveau. La durée de la chirurgie, de l’induction de l’anesthésie au réveil, est 1h – 1h30. Après l'injection de virus, ils seront soumis à des tests comportementaux : semaine 1. Analyse du rythme circadian (36H) + Labyrinthe surelevé (5min). semaine 2.Open field (15min), toilettage (15min). semaine 3. nidification (24h) + reconnaissance d’objet (2x10min) + enfouissement de billes (15 min) semaine 4. Reconnaissance sociale (3x10min).

Impact sur les animaux

La chirurgie stereotaxique est utilisée pour délivrer des vecteurs viraux (adénovirus associés) dans une zone particulière du cerveau. Ces vecteurs permettront l'expression de notre protéine d'intérêt ou de récepteurs particulier dans des populations neuronales spécifiques. La chirurgie pourrait provoquer une réaction inflammatoire locale post- chirurgicale.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés et leur cerveau sera prélevé pour des études histologiques.

Remplacement

Toutes les validations experimentales in vitro ont été réalisées et publiées. Nous avons ainsi apporté la preuve de concept in vitro que notre approche expérimentale fonctionne. Il convient maintenant de valider in vivo nos données. Etant donné que le phénotype comportemental est l'un des traits les plus importants du FXS, ces mécanismes complexes ne peuvent être étudiés que dans des organismes complexes tels que la souris

Réduction

Nous utiliserons un total de 480 animaux. Le nombre d’animaux testés dans chaque expérience nous permettra une comparaison statistique adaptée entre les différents groupes tout en tenant compte des impératifs de réduction. Par ailleurs, toujours par souci de réduction, plusieurs procédures expérimentales (avec un temps de récupération adaptée pour les animaux) seront réalisées chez les mêmes cohortes de souris. Pour toutes ces raisons, le nombre d'animaux a éte déterminé en prennant en compte les contraintes experimentales.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans des cages avec un enrichissement essentiel pour leur bien-être (Coton + Carton). La litière des animaux est remplacée une fois par semaine. Le stress lié aux procédures nécessitant l'isolement des animaux sera diminué par l'usage de cages transparentes rendant leurs congénères visibles. Aucune douleur ou souffrance n'est attendu dans la plupart des procédures expérimentales utilisées mais l'usage d'anesthésique et d'analgésique sera systématique pour les procédures expérimentales potentiellement douloureuses. L'habituation des souris à l'opérateur aura systématiquement lieu quelques jours avant l'expérience et les différentes expériences seront réalisées par du personnel qualifié afin d’éviter le stress lié à la manipulation des animaux. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié pour prendre les mesures appropriées en cas d'apparition de signes d'inconfort ou de douleur après avis vétérinaire. Des points limites seront déterminés pour éviter toute souffrance animale. Les injections stéréotaxiques seront réalisées par une personne détentrice d'une formation en chirugie et formée spécifiquement à cet acte chirurgical.

Choix des espèces

L’utilisation des souris se justifie par l’existence d'une lignée génétiquement dans laquelle la protéine Fmr1 est invalidé. La souris Fmr1-KO récapitule une grande partie des phénotypes observés chez l’homme (altération de la mémoire, perte d’interaction sociale, hyperactivité, macro-orchidisme, anomalie des épines dendritiques) et constitue un excellent modèle animal de la maladie. Les chirurgies stéréotaxiques concernant l'injection des AAVs seront réalisées chez des animaux chez les nouveau nés à P0 pour prévenir le phénotype du FXS. Chez des souris âgées de 8 semaines (jeune adulte), stade auquel toutes les structures cérébrales sont pleinement développées et chez des anuimaux adultes de 20 semaines afin de corriger le FXS Les animaux seront injectés dès l'âge de 8 semaines pour la première partie du projet (PE1).

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Macaques à longue queue : 5
Macaques rhésus : 5
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ -
▲ 10
Devenir
 -
 -
 -
 10

10 macaques vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent des injections quotidiennes de MPTP pendant quinze jours pour provoquer un syndrome parkinsonien, puis subissent une chirurgie d'implantation intracérébrale d'une heure et une chirurgie intraspinale de six heures pour y poser des électrodes, afin de tester une neurostimulation de la moelle épinière censée restaurer la marche. Le porteur décrit le modèle MPTP comme "très bien maîtrisé" et l'analgésie comme "très bien encadrée", et justifie le recours au macaque par l'homologie de son réseau nerveux avec l'humain et par une application humaine visée dans une autre phase du projet. Les bénéfices annoncés pour les patients parkinsoniens restent renvoyés à un développement ultérieur.

Objectifs

La trajectoire clinique d'un patient atteint de maladie de Parkinson (MP) implique souvent différentes phases avec une complexité croissante. En effet, les symptômes neurologiques sont d'abord traités avec des thérapies de remplacement de la dopamine. Lorsque les pharmacothérapies ne parviennent pas à atténuer les symptômes à un niveau satisfaisant, ou lorsqu'elles induisent des effets secondaires indésirables mais inévitables, les patients subissent souvent l'implantation chirurgicale d’électrodes dans les noyaux subthalamiques (STN) pour recevoir une stimulation cérébrale profonde (DBS). Cependant, au stade avancé de la maladie, plus de 90% des patients présentent des déficits de la marche et de l’équilibre prononcés, combinés à des épisodes de chutes, qui résistent à la fois aux traitements de substitution dopaminergique et au traitement par la DBS. Bien que la stimulation cérébrale profonde soit très efficace pour atténuer les signes moteurs tels que les tremblements, la bradykinésie et la rigidité des membres supérieurs, celle-ci échoue à atténuer, et parfois peut même aggraver les déficits locomoteurs liés à la marche et au contrôle de la posture. Ainsi, ces perturbations entraînent des risques élevés de blessures liées aux chutes et affectent gravement l'autonomie des patients. C’est pourquoi, les déficits de la marche et de l’équilibre figurent parmi les symptômes les plus invalidants de la MP.

Bénéfices attendus

La maladie de Parkinson (MP) est l'un des troubles neurodégénératifs les plus répandus dans le monde avec plus de dix millions de personnes atteintes. Plus de 90% des malades souffrent de troubles locomoteurs impactant énormément leur qualité La maladie de Parkinson (MP) est l'un des troubles neurodégénératifs les plus répandus dans le monde avec plus de dix millions de personnes atteintes. Plus de 90% des malades souffrent de troubles locomoteurs impactant énormément leur qualité de vie et augmentant les risques de comorbidité liés par exemple aux chutes. Contrairement aux symptômes moteurs des membres supérieurs, ces déficits répondent mal aux thérapies couramment disponibles telles que les stratégies de remplacement de la dopamine ou la stimulation cérébrale profonde du fait de la différence de nature et de dynamique des circuits qui contrôlent la dextérité manuelle versus la locomotion. C’est pourquoi, nous proposons de cibler les circuits de la moelle épinière directement responsables de la locomotion. vie et augmentant les risques de comorbidité liés par exemple aux chutes. Contrairement aux symptômes moteurs des membres supérieurs, ces déficits répondent mal aux thérapies couramment disponibles telles que les stratégies de remplacement de la dopamine ou la stimulation cérébrale profonde du fait de la différence de nature et de dynamique des circuits qui contrôlent la dextérité manuelle versus la locomotion. C’est pourquoi, nous proposons de cibler les circuits de la moelle épinière directement responsables de la locomotion.

Procédures

Injections intra veineuses MPTP, quotidiennes pendant 15 jours Chirurgie implantatoire intracérébrale (1x 1h) plus intraspinale (1x6h)

Impact sur les animaux

Les nuisances ou efefts indésirables attendues sont 1/ lié au modèle de maladie de Parkinson : injection de MPTP en i.v et mise en place du procesus neurodégénératif (mais ce modèle issu de notre laboratoire est très bien maîtrisé, et les animaux suivis pour leur état général) , 2/ lié à la chirurgie implantatoire du dispositif médial et des électrodes de stimulation, là aussi cette partie est maîtrisée par des spécialistes et l'analgésie au cours de l'opératon et post-opératoire est très bien encadrée).

Devenir

A l'issue de la procédure, c'est à dire après la période de deux semaines de stimulation et d'enregistrement de la restauration de la locomotion les animaux seront euthanasiés afin de récupérer le dispositif médical et le cerveau pour la poursuite de l'étude anatomique et histologique.

Remplacement

Ce projet contenant un aspect scientifique et un technologique, vise à étudier l’impact de la neurostimulation sur un réseau nerveux complexe et à grande échelle, d'ou la nécessité d'utliser un modèle animal intégré.

Réduction

Cette technologie dispositif implantable avec des capacités de contrôle en temps réel qui coïncide avec le mouvement en cours et qui rétablit la dynamique naturelle des circuits moteurs, permettront d'étudier les stimulations et d'enregister les réponses du réseau nerveu en retour, ceci en direct et sur plusieurs sessions d'enregistrement. Chaque animal permettra d'obtenir de nombreuses données expériementales de caractérisation de la réponse nerveuse aux différentes stimulations, avant l'utilistation du dispositif chez l'humain. Chaque animal sera son propre contrôle afin de limiter le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés individuellement dans des cages conçues selon les directives européennes (2 m × 1,6 m × 1,26 m), dans une structure spécialement agréée pour l’hébergement et l’utilisation des primates en recherche, disposant d’équipements et de protocoles adaptés au raffinement du milieu pour cette espèce (nourriture variée, jeux pour primates, fond sonore …). Toute intervention nécessaire à l’expérimentation sur l’animal sera réalisée sous anesthésie locale ou générale et complétée par l’utilisation d’analgésiques afin d’assurer le meilleur confort qui soit. Les points limites seront respectés, ce qui nous amènera à prendre les dispositions qui s’imposent de la façon la plus précoce et la plus adaptée possible. Pour cela, tous les animaux seront surveillés plusieurs fois par jour par nos techniciens animaliers et par les chercheurs formés et habitués à interagir avec ces espèces animales. Cela permettra de discuter au cas par cas des soins à apporter à l’animal en fonction des besoins.

Choix des espèces

Ce projet contient deux aspects : scientifique et technologique. Au niveau scientifique, il vise à étudier l’impact de la neurostimulation sur un réseau nerveux à grande échelle (cérébrale et spinale). Il existe une grande homologie de ce réseau entre le macaque et l’humain, mais cette homologie est nettement réduite avec d’autres espèces de vertébrés tels que les rongeurs. Au niveau technologique, ce projet vise à développer des technologies de neurostimulation qui sont dans une autre phase du projet appliquée à l’humain, ce qui explique la nécessité d’utiliser un tel modèle. L’espèce choisie ici est le macaque rhesus ou cynomolgus. En effet, le comportement moteur est déjà bien connu et analysé, le modèle de maladie de Parkinson (modèle MPTP) est très bien décrit dans la littérature et validé par la communauté scientifique. Les animaux sont utilisés à partir de 3 ans, ce qui correspond à un âge adulte pour cette espèce de primate.