Recherche fondamentale
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Etude comparative de la perception de la voix chez les primates — Volet Macaque EU 2/2
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
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12 macaques rhésus vont être utilisé·es, gardés en vie et réintroduits dans leur groupe, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque animal reçoit une puce radiofréquence, est capturé la veille puis transporté et placé sous anesthésie environ trois heures pour un examen en IRM du cerveau. Le projet, de recherche fondamentale, compare la perception de la voix entre macaques, ouistitis et humains. Le porteur indique qu'aucun individu ne sera tué et affirme que cette comparaison entre espèces ne peut se faire sans recourir à des animaux.
Objectifs
Ce projet vise à étudier les mécanismes cérébraux et comportementaux de la perception de la voix chez les ouistitis (callithrix jacchus), le macaque (rhesus) et l’humain. La description du projet concerne les macaques. Les macaques sont hébergés dans des volières extérieures et intérieures en groupe sociaux dans l’EU2/2. Les performances comportementales à des tâches de cognition auditive sont mesurées via des modules de tests automatiques accessibles à volonté. Nous utilisons également l’IRMf pour mesurer l’activité cérébrale dans des conditions d’écoute passive et la comparer entre les groupes de sujets de taille comparable entre ouistitis, macaques et humains. Les macaques sont scannés en IRM 3T sous anesthésie. Deux expériences seront réalisées : la localisation d’un patch vocal (neurones sensibles et spécifiques au traitement des vocalisations des macaques) et comparaison inter-espèce.
Bénéfices attendus
Nous espérons que cette recherche fournira de nouvelles informations cruciales sur les bases cérébrales du traitement de l'information vocale chez les macaques. En particulier, nous mesurerons la localisation anatomique et la variabilité interindividuelle des patchs vocaux des macaques avec une taille d'échantillon et une puissance statistique comparables à celles des études humaines, pour une comparaison optimale entre espèces.
Procédures
Pose d’une puce RFID en position sous-cutanée dans chaque avant bras : celle-ci se réalise dans l’EU2/2 lors du contrôle sanitaire des animaux qui dure en moyenne 40 minutes, la pose de puces en elle-même ne dure pas plus de 10 minutes. La capture des animaux se réalise la veille de l’IRM et dure en moyenne une heure (avec ou sans anesthésie). Le transport des animaux jusqu’au centre IRM de l’EU1/2 se décompose en deux trajets (aller et retour) d’une heure et demie chacun. La session de scanning dure environ 3 heures incluant la sédation et l’anesthésie de l’animal, son positionnement dans le scanner, l’acquisition des séquences anatomiques et fonctionneles, puis sa sortie et son réveil.
Impact sur les animaux
Mise à jeun 12 heures avant les anesthésies (pose puce RFID, transport IRM). Anesthésie lors du transport au centre d'imagerie et pendant la session de scanning. Isolement du groupe pour les animaux participants à l'IRM anesthésié.
Devenir
Le projet ne prévoit la mort d'aucun individu, ils seront tous réintroduits dans leur groupe sociaux.
Remplacement
Il s’agit d’une étude comparative : par définition celle-ci compare des résultats obtenus chez l’humain à ceux obtenus chez d’autres espèces existantes, afin d’inférer des mécanismes potentiellement présents chez un ancêtre commun, ici les mécanismes comportementaux et neuronaux de la perception de l’information vocale. Il n’est pas possible d’utiliser cette approche expérimentale sans avoir recours à des animaux.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisé sera minimal pour réduire autant que possible le nombre de singes impliqués, mais sera suffisant pour permettre une puissance statistique importante pouvant rendre les données interprétables. Le nombre d'animaux doit pouvoir permettre de comparer un groupe de macaques à un groupe humain.
Raffinement
Toutes nos animaleries font l’objet d’un planning de mise à disposition d’enrichissements adaptés à chaque espèce. Les enrichissements sont soit structurels (divers perchoirs, balançoires...), périodiques (jeux de manipulations proposés selon un rythme hebdomadaire) ou alimentaires (graines dans la litière pour fourragement, glaçons surprises, friandises...). Ce programme est supervisé par notre responsable du bien-être animal et validé par la la structure en charge du bien-être animal. Les animaux seront seulement anesthésié une fois pendant la durée de l'étude pour la pose des puces RFID. Pour certains animaux, comme les males adultes, une deuxième anesthésie par technique de téléanesthésie pourra etre réalisé pour le transpor des animaux au centre d'imagerie.
Choix des espèces
Cette étude comparera les données observées chez l’humain à celles mesurées chez deux espèces de primates nonhumains: macaques et marmousets. Les raisons justifiant le choix des macaques comme espèce de comparaison sont les suivantes : -Ils sont relativement proches de nous sur le plan phylogénétique de sorte que les résultats nous renseigneront sur l'histoire de l'évolution relativement récente ; -Ils utilisent des vocalisations complexes et variées, bien caractérisées acoustiquement ; -Il s'agit d’un modèle neuroscientifique largement étudié, en particulier pour les neurosciences auditives, de sorte que les résultats obtenus seront interprétables en relation avec une grande quantité de données complémentaires ; -Enfin, ils peuvent être scannés en IRMf sur le même scanner que les humains, ce qui constitue un pont unique entre l'IRMf humaine et la littérature électrophysiologique sur les singes. Nous constituerons un groupe formé de sub-adultes afin de faciliter la gestion et l’entraînement dans les premières phases du projet, et afin qu’ils soient à un âge de jeune adulte pendant le durée du projet, pour comparaison optimale avec les groupes d’humains aussi constitués de jeunes adultes.
Identification des réseaux neuronaux impliqués dans la douleur cornéenne grâce à l’imagerie fonctionnelle ultrasonore, chez la souris.
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260 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère. On leur induit une douleur cornéenne chronique, soit par excision des glandes lacrymales sous anesthésie, soit par dépôt répété de chlorure de benzalkonium, avant imagerie fonctionnelle du cerveau et prélèvement. Le projet vise à identifier les réseaux neuronaux de la douleur cornéenne, que le porteur décrit lui-même comme provenant du "générateur de douleur le plus puissant" de l'organisme. Il affirme que cette douleur chronique ne peut être modélisée qu'au niveau de l'animal entier.
Objectifs
La cornée est le tissu le plus innervé de l’organisme et le générateur de douleur le plus puissant. La sécheresse oculaire est une pathologie liée à une diminution de la production de larmes. Elle engendre des douleurs, picotements, sensation de brûlure oculaire et sensibilité à la lumière (photophobie) avec des atteintes cornéennes. C’est une douleur chronique qui affecte de façon dramatique la qualité de vie des patients (anxiété, dépression) et qui en fait l’un des premiers motifs de consultation en ophtalmologie. Les douleurs oculaires sub-aigües et chroniques sont les plus difficiles à traiter notamment car les circuits neuronaux impliqués sont encore très mal identifiés en raison des difficultés techniques en recherche préclinique où l’étude des réseaux neuronaux chez le petit animal reste complexe. Ce projet a pour but de mettre en évidence et mieux comprendre les réseaux de neurones et leurs dysfonctionnements en lien avec une douleur cornéenne chronique et sub-aigüe. A cette fin, nous enregistrerons les activités cérébrales suite à des stimulations cornéennes, dans des modèles murins d’une douleur oculaire sub-aigüe ou d’une douleur oculaire chronique.
Bénéfices attendus
La prise est charge de la douleur oculaire est actuellement un enjeu majeur alors que les traitements restent peu efficaces notamment dans le cadre de douleurs sub-aigües ou chroniques. Le bénéfice attendu de ce projet est d’aboutir à une meilleure caractérisation des circuits neuronaux de la douleur cornéenne et de permettre d’améliorer notre compréhension de ses mécanismes d’initiation et de maintien, encore largement inconnus, afin de faire le lien entre manifestations cliniques et mécanismes neurologiques fin de développer des traitements réellement efficaces.
Procédures
Les animaux subiront soit une chirurgie pour le modèle de sécheresse oculaire par défaut de production de larmes soit le dépôt d’une goutte de chlorure de benzalkonium pour le modèle de douleur oculaire inflammatoire. Ils seront ensuite passés en imagerie fonctionnelle ultrasonore puis les cerveaux seront prélevés. Deux modèles animaux seront utilisés dans ce projet : 1) Modèle de sécheresse oculaire par défaut de production de larmes Les animaux développant une sécheresse oculaire sont des modèles d’une maladie humaine. Elle sera induite chez l’animal par excision des glandes lacrymales. Il s’agit d’une douleur cornéenne difficile à soigner. Les animaux sham subiront la chirurgie sans excision et donc ne développeront pas la maladie. Les animaux « naïfs » ne subiront aucune chirurgie. La chirurgie se fait sous anesthésie générale avec une analgésie appliquée en pré-, per- et post-opératoire. La chirurgie ne se fait que sur un des deux yeux. Elle dure 15 minutes et n’est réalisée qu’une seule fois par animal. Les animaux seront suivis régulièrement après la chirurgie pour vérifier leur état général (poids) et l’état de la plaie. 2) Modèle de douleur oculaire inflammatoire par instillation du chlorure de benzalkonium Les animaux contrôles de ce modèle recevront une goutte deux fois par jour de tampon phosphate salin (solution neutre) dans l’œil droit durant 7 jours. Les animaux modèles recevront une goutte de chlorure de benzalkonium deux fois par jour dans l’œil droit durant 7 jours. Le dépôt de la goutte se fait sur un animal vigile en contention manuelle et le temps pour réaliser le dépôt et la contention de l’animal est de 20 secondes. Ces animaux modèles développeront une douleur oculaire. - IMAGERIE fUS : L’ensemble des animaux auront une session d’imagerie fonctionnelle ultrasonore qui durera 2h par animal et qui se fera sous anesthésie générale. L’ensemble des tests réalisés durant l’imagerie seront donc fait sous anesthésie générale. Toutes les procédures comprennent une euthanasie qui sera réalisé selon une méthode réglementaire effectuée sous anesthésie générale et analgésie.
Impact sur les animaux
- Dans le modèle de sécheresse oculaire, Les nuisances attendues seront celles observées dans la sécheresse oculaire à savoir des picotements, des démangeaisons, des sensations de brulure, de corps étrangers dans l’œil, une sensibilité accrue à la lumière. Toutes ces manifestations sont imputables à la composante inflammatoire de la maladie. La chirurgie qui permet de mettre en place le modèle de sècheresse oculaire entrainera une douleur post-opératoire qui disparaitra en quelques jours. La douleur post-opératoire sera prise en charge par un traitement adapté. - L’instillation topique bi-quotidienne du chlorure de Benzalkonium durant 7 jours correspondent classiquement aux traitements (collyres) donnés aux patients en clinique humaine. C’est un conservateur. Son application topique sur le long terme est connue en clinique humaine pour être toxique pour la surface oculaire et engendrer des gènes ou des irritations : sensation de corps étranger, de picotement ou brûlure, d’œil sec voir une inflammation d’intensité variable. - Imagerie fUS : l’anesthésie prolongée des animaux pourrait induire des effets indésirables notamment sur les constantes vitales de l’animal : température, fréquences cardiaques et respiratoires.
Devenir
Des prélèvements et analyses post-mortem sont nécessaires ce qui implique l’euthanasie des animaux par une procédure réglementaire à la fin de chaque procédure.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants se justifie par la nécessité de mettre en évidence des circuits neuronaux complexes impliqués dans la douleur cornéenne et qui impliquent l’ensemble de l’encéphale. Le modèle que nous utilisons ne peut pas être remplacé par une approche alternative in-vitro car la douleur cornéenne chronique est une pathologie complexe qui ne peut être modélisée qu’au niveau de l’animal entier. Une approche intégrative sur l’animal entier reste incontournable. Notre projet de recherche porte sur les l’étude de réseaux neuronaux complexes présents dans un cerveau entier. Bien que ces questions soient posées pour aider à une meilleure compréhension des pathologies humaines et l’amélioration de leur traitement, une première étape nécessite l’utilisation de rongeurs.
Réduction
Nous utiliserons 260 animaux dans ce projet. Afin de respecter la règle de réduction, nous utiliserons un nombre limité de souris et de groupes tout en gardant la significativité des résultats via une analyse statistique adaptée. Ce nombre sera gardé le plus petit possible et a été estimé grâce aux outils disponibles de calcul de puissance statistique.
Raffinement
Afin de réduire le stress et l’anxiété, les animaux seront reçus une semaine avant le début des expérimentations. L’hébergement des animaux est effectué en confinement adapté à la stabulation de lignés de souris. Les conditions d’hébergement ont été optimisées pour réduire le stress des animaux : présence d’enrichissement dans les cages (copeaux de bois compacté, tube en carton) et maintien des animaux en groupe de 5 congénères afin d’éviter le stress de l’isolement. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. La température de la zone d’hébergement est maintenue à 22+/-2 degrésCelsius et suit un cycle d’éclairage non inversé 12h jour et 12h nuit. Les animaux seront observés et manipulés quotidiennement afin de minimiser le stress et la douleur qui seront évalués à l’aide de points limites (grille de suivi). Toute observation anormale sera notée dans un tableau des points limites et nous suivrons l’échelle décisionnelle que nous avons définie. L’application de cette échelle permettra de modifier la procédure en cours avec l’administration d’un traitement antalgique, et/ou de décaler dans le temps les actes prévus par la suite ou enfin de mettre à mort l’animal en dernier recours. Pour éviter toute souffrance les procédures de chirurgie se feront sous anesthésie générale associée à un protocole analgésique en pré-, per- et post-opératoire. Aucun acte ne sera entrepris avant que l’animal ne soit stabilisé pour ces différentes constantes. Si un animal anesthésié (chirurgie ou imagerie fonctionnelle ultrasonore fUS) présente une détresse respiratoire ou cardiaque ou s’il se trouve en hypothermie, nous procéderons à un arrêt immédiat du protocole en cours et en l’absence de rétablissement l’euthanasie de l’animal sera envisagée par l’administration d’une dose létale d’euthanasiant chimique.
Choix des espèces
Dans la littérature, les modèles de douleur oculaire ont majoritairement été développés chez des souris mâles et femelles adultes. Ce projet de recherche portant sur la douleur oculaire nécessite d’utiliser des animaux adultes, âgés de plus de 6 semaines dont les circuits neuronaux sont établis. Les animaux arriverons donc à l’âge de 7 semaines dans notre animalerie. Ils entrent en étude après une période d’acclimatation de 7 jours. Le développement de modèles précliniques chez la souris est hautement reconnu et utilisé en routine pour la recherche portant sur la douleur oculaire. La souris de laboratoire est l'animal de choix car (1) elle possède les structures cérébrales adéquates, (2) nous avons accès à tous les outils génétiques requis.
Modélisation de comportements complexes de type autistique chez la souris et impact de l’obésité induite pendant la grossesse en utilisant la vision par ordinateur et des approches d’apprentissage en profondeur
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
676 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées d'un niveau de souffrance léger. Certaines subissent un tatouage, une amputation de la queue et l'implantation d'une puce radiofréquence, et un groupe de femelles reproductrices est soumis à un régime riche en graisses, avant enregistrement des comportements sociaux dans un dispositif de suivi vidéo. Le projet, de recherche fondamentale, modélise des comportements de type autistique et l'effet de l'obésité gestationnelle. Le porteur classe l'amputation de la queue parmi les gestes légers tout en reconnaissant qu'elle provoque stress et douleur, et affirme que le comportement ne peut s'étudier qu'in vivo.
Objectifs
Le trouble du spectre de l’autisme (TSA) désigne un ensemble de troubles neurodéveloppementaux caractérisés par : 1) des déficits de la communication sociale et 2) la présence de comportements répétitifs et des intérêts restreints. L'étiologie des TSA serait déterminée par la combinaison de plusieurs facteurs : génétiques et environnementaux. Parmi ces facteurs environnementaux, l’obésité maternelle représente un facteur de risque important. Le diagnostic des TSA repose essentiellement sur l’observation d’un comportement « anormal » durant les deux premières années de vie et notamment le comportement social. Ce dernier est un comportement très complexe dont l’étude requiert un niveau de détails élevé et l’accès à l’observation de plus de 2 animaux interagissant de manière libre pendant une longue période de temps. Pour étudier ce comportement et répondre à ces critères, nous proposons d’utiliser un système qui permet d’enregistrer de manière non-invasive des comportements sociaux complexes de 4 souris pendant plusieurs jours. Dans ce projet, nous souhaiterions modéliser des comportements complexes de type autistique sur 5 modèles de souris portant chacun l’inactivation d’un gène impliqué dans des pathologies avec TSA. Ce projet s’articule autour de 4 objectifs : Objectif 1 : Modélisation de comportements complexes de type autistique chez 2 modèles murins de TSA à différents stades du développement. Objectif 2 : Etudier l’effet de l’inactivation du gène associé au TSA dans certains types de neurones sur les interactions sociales et les comportements répétitifs respectivement. Objectif 3 : Etudier l’effet de la réexpression du gène cité précédemment sur les comportements complexes de type autistique. Objectif 4 : Etudier l’impact d’un surpoids gestationnel sur des comportements complexes de type autistique chez la descendance du modèle murin de TSA. En effet, la variabilité des symptômes autistiques pour une même mutation peut être expliquée par la contribution de facteurs environnementaux. Dans ce projet, nous proposons de tester l'hypothèse que le surpoids gestationnel pourrait être un facteur aggravant.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet seront, d'une part, l'identification de nouveaux comportements complexes associés aux troubles du spectre de l'autisme observés chez des souris en « semi-liberté » sur des modèles génétiques de l’autisme, sur un modèle avec obésité gestationnelle (connue pour être un facteur de risque), et sur des modèles combinant les facteurs génétiques et obésité gestationnelle. L'obésité représente un enjeu majeur de santé publique dont l'incidence est en nette augmentation en France depuis 1997 avec des conséquences graves sur la santé cardiovasculaire, métabolique et neurologique. Plus précisément, le taux de surpoids et d'obésité atteint 32% chez les femmes en âge de procréer ou enceintes. Par conséquent, la mesure de l'impact d'un surpoids/obésité gestationnel, est importante car elle peut démasquer ou aggraver l’effet des mutations génétiques. Il est nécessaire de mettre en évidence ces conséquences sur les symptômes de type autistique qui sont de plus en plus fréquents chez les enfants.
Procédures
Dans ce projet, certains animaux subiront différentes interventions légère unique pour les identifier (tatouage, caudectomie, implantation d'une puce radiofréquence en sous-cutanée) permettant de les identifier et un lot de femelles reproductrices sera soumis à un régime riche en graisses sur une période 6 semaines. Dans tous les cas, des mesures adaptées ont été prévues pour pallier aux nuisances éventuelles occasionnées par ces procédures.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, certaines expérimentations sont susceptibles d'induire du stress (tatouage, anesthésie, implantation de la puce radio fréquence) ou du stress et de la douleur (caudectomie). Les enregistrements vidéo dans le système Live Mouse Tracker (LMT) qui permet d’enregistrer de manière non-invasive des comportements sociaux complexes de plusieurs souris pourrait induire un stress lié au changement d’environnement. Le régime riche en graisses pourrait produire de l'anxiété mais ce n'est pas évident sur une période courte de 6 semaines.
Devenir
Les animaux enregistrés dans le système Live Mouse Tracker (LMT) et les animaux soumis au régime riche en graisses seront sacrifiés pour réaliser des prélèvements pour des analyses immunohistochimiques et histologiques.
Remplacement
Dans ce projet, nous nous intéresserons essentiellement à l'étude du comportement social. Le comportement est un ensemble d'actions réalisés par un être vivant, les modèles in vitro (culture cellulaire par exemple) ne permettant pas d'étudier le comportement, le modèle animal reste donc notre seule alternative. De plus, le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques nécessite une validation sur des modèles précliniques (modèles animaux). Par conséquent, l'utilisation d'un modèle murin est indispensable pour répondre aux objectifs de notre étude. Il est à noter que l'utilisation de souches murines fixées génétiquement permet de réduire la variabilité et donc le nombre d'animaux utilisé.
Réduction
Ce projet sera réalisé sur plusieurs étapes successives. Le nombre de souris générées pour cette étude (20 souris par groupe, par sexe et par génotype) a été établi à partir d'études comportementales réalisées précédemment se basant sur des tests de puissance statistiques (http://powerandsamplesize.com/Calculators/) ainsi que sur les données de la littérature utilisant ce système. Etant donné que l’utilisation du Live Mouse Tracker (LMT) est une procédure non-invasive, les mêmes souris seront utilisées aux différents âges pour l’étude comportementale. Ces mêmes animaux seront utilisés pour les études immunohistochimiques. De plus, l'utilisation d'animaux dans certaines expérimentations sera conditionnée par les résultats obtenus dans d'autres expérimentations. En effet, si les résultats de cette dernière sont positifs (altérations comportementales), alors nous réaliserons les expérimentations suivantes et le nombre de souris utilisé sera alors établi grâce à l'utilisation de tests de puissance statistiques.
Raffinement
Les animaux utilisés dans ce projet seront hébergés dans des cages enrichies avec du matériel de nidification, un accès illimité à l'eau et la nourriture, la présence d'objets (tunnel) et un nombre limité de souris par cage (4 souris par cage). Pour notre étude, il est nécessaire de constituer des groupes de 4 souris de même sexe et de même âge par cage pour l'étude comportementale. Les animaux seront habitués à la manipulation par l'expérimentateur. Les expérimentations induisant une douleur seront toutes réalisées sous anesthésie (locale et générale). Les animaux seront surveillés quotidiennement (poils, posture, activité dans la cage ...) et le poids pris régulièrement. Une grille de score (jointe en annexe) sera mise en place pour la surveillance des animaux. Si un animal montre un score classé comme bénin à modéré, il sera surveillé plusieurs fois par jour et l'administration d’un AINS (anti-inflammatoire non stéroidien) en sous-cutanée et/ou d’un morphinique en sous-cutanée sera envisagée. L'arrêt de la nourriture riche en graisse sera également considéré pour les animaux avec surpoids gestationnel. Si aucune amélioration n'est observée et que l'état de l'animal se détériore, une mise à mort sera alors réalisée.
Choix des espèces
Les souris représentent des modèles robustes pour étudier différentes pathologies dont les TSA. Tout d'abord, les souris sont des animaux très prolifiques avec des temps de génération courts et des portées assez conséquentes facilitant l'étude de cohortes de plusieurs animaux. De plus, l'espérance de vie des souris est courte permettant d'étudier différents stades de développement en moins d'un an. Et enfin, les outils génétiques utilisés chez la souris permettent de générer les mêmes mutations génétiques retrouvées chez l'Homme mimant ainsi un certain nombre de symptômes et motivant la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques. Dans ce projet, les animaux seront utilisés à 3 stades de développement différents : 1) Stade juvénile (entre le 35ème jour de vie postnatale (P35) et le 40ème jour de vie postnatale (P40)) : Pour identifier des altérations précoces du comportement (de type autistique). En effet, les TSA apparaissent durant les 2 premières années de vie chez l'Homme. 2) Stade adulte (3 à 4 mois) : Pour évaluer la progression des altérations comportementales présentes au stade juvénile et/ou l'apparition de nouvelles altérations comportementales. 3) Stade de vieillissement (>18 mois) : Pour identifier des altérations comportementales similaires à celles observées dans certaines maladies neurodégénératives telle que la maladie d'Alzheimer. En effet, les patients atteints de certains syndromes autistiques (syndrome de Down ou le syndrome de Prader-Willi) développent une démence ou un déclin cognitif après 40 ans.
Etude de pharmacocinétique et pharmacodynamie avec collecte de noeuds lymphatiques périphériques chez le chien
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
20 chiens vont être utilisé·es, gardés en vie pour une réutilisation, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit des administrations intraveineuses d'un produit vétérinaire à jeun, subit huit prélèvements de nœuds lymphatiques aux membres postérieurs et vingt-cinq prélèvements sanguins répartis sur cinquante jours. Le projet évalue la pharmacocinétique et la tolérance de quatre produits testés, avec des vomissements et des modifications cardiaques déjà observés lors d'un projet antérieur. Le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne permet d'évaluer l'efficacité et la sécurité d'un produit chez le chien et conclut au recours "indispensable" à l'animal entier.
Objectifs
L'objectif de ce projet est d'évaluer les paramètres pharmacocinétiques et pharmacodynamique de quatre éléments d'essai testés ( efficacité et sécurité de chaque produit test).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont de pouvoir démontrer l'efficacité des produits tests et d'identifier si des signes cliniques apparaissent, d'évaluer le composé le mieux toléré par les animaux sans présenter de signe clinique et sans modifications des paramètres sanguins mais également de démontrer l'efficacité du produit administré grace aux prélèvements des cellules sanguines et des noeuds lymphatiques.
Procédures
Dans ce projet les nuisances sont: 1) l'administration des éléments tests par voie intraveineuse pendant 30 minutes avec mise à jeun au moins 10h avant. Aministration répétée 14 jours aprés la première administration 2) huit prélèvements au niveau des noeuds lymphatiques des membres posterieurs. Durée d'un prélèvement de l'ordre de la minute 3) Vingt-cinq prélèvements sanguins seront réalisés sur animal vigiles répartis sur 50 jours au total. Durée de l'ordre de la minute. 4) la manipulation et la pose d'appareillages non invasif pour la mesure de l'oxygène, de la tension et du rythme cardique.
Impact sur les animaux
L'effet indésirable susceptible d'être observé suite aux traitements est un vomissement et ou une modification des paramètres cardio-circulatoires, qui a été observé en dans un projet antérieur. Dans ce projet les nuisances sont: 1) l'administration des éléments tests par voie intraveineuse avec mise à jeun au moins 10h avant. Cela necessite une contention legère des animaux. Effets indésirables susceptibles, vomissement . 2) Prélèvements aux niveaux des noeuds lymphatiques des membres posterieurs. Cela necessite une contention legère des animaux. Effets indésirables irritation et inflammation post ponction au niveau du site de prélèvement. 3) Les prélèvement sanguins seront réalisés. Stress liée à la contention, manipulation des animaux. On ne s'attend pas à d'autre effet indésirable en particulier.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie à la fin de cette procédure. Les animaux auront un examen clinique général réalisé par le veterinaire désigné. Les actes réalisés dans cette procédure ne justifie pas d'un sort particulièrement prévu aux animaux.
Remplacement
Aucune méthode alternative ne permettant actuellement de reproduire la diffusion d’un produit dans le sang des animaux au niveau de l'organisme entier, il est indispensable de recourir à l’animal entier. Aucune méthode alternative ne permet d'évaluer l'efficacité et la sécurité d'un produit test chez le chien.
Réduction
Dans ce projet , 20 animaux seront inclus. En tenant compte de la variabilité intra et inter individuelle, c'est le nombre d'animaux minimal pour avoir des résultats représentatifs et interprétables. Pas de test statistique réalisé au préalable.
Raffinement
Pendant la période d'acclimatation, les animaux seront hébergés par groupe de 2 ou 3. Puis ils seront hébergés en condition individuelle à partir de l'administration jusqu'à 24h aprés. Cet hebergement en individuel est necessaire pour faciliter l'observation des animaux. Un suivi quotidien (voir plusieurs fois par jour) sera mis en place pour l'observation générale des animaux et la détection précoce de signe clinique pour une prise en charge rapide d'éventuels effets secondaires. De l'enrichissement (exemple: balle, corde) sera présent autant que possible dans les boxes.
Choix des espèces
Espèce cible pour ce produit vétérinaire Adultes. Animaux adultes necessaire pour ce type de projet. Animaux qui ont fini leur croissance.
Impact d’un complexe organométallique à base de fer sur la réponse immunitaire antitumorale
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
42 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules cancéreuses au flanc, puis des injections intraveineuses d'un complexe à base de fer, la croissance de la tumeur étant suivie au pied à coulisse quatre fois par semaine et limitée à 1 000 mm3. Le projet vise à évaluer l'effet de ce composé sur la réponse immunitaire face à un cancer du sein. Le porteur affirme qu'aucune méthode de remplacement ne permet d'étudier le microenvironnement tumoral et retient un modèle de souris à système immunitaire fonctionnel.
Objectifs
Les cancers du sein représentent la première cause de mortalité induite par cancer chez la femme (INCA, 2022). Malgré les progrès dans leur diagnostic et leur traitement, certains ont encore un pronostic défavorable notamment lié à l’apparition de résistances aux thérapies associées à une baisse de l’efficacité du système immunitaire antitumoral. Parmi les cellules immunitaires, les macrophages infiltrent rapidement la tumeur. A l’issue de leur activation, les macrophages peuvent acquérir soit des capacités antitumorales, soit propriétés pro- tumorales. Au sein d’une tumeur, le microenvironnement tumoral favorise les propriétés pro-tumorale des macrophages et ces derniers sont donc associés à un mauvais pronostic. C’est pourquoi, trouver de nouvelles pistes thérapeutiques favorisant les propriétés antitumorales de macrophages constitue un enjeu majeur en cancérologie. Dans ce contexte, nos travaux actuels sur de nouveaux complexes organométalliques à base de fer montrent une activité anticancéreuse intéressante. Parmi ces composés, un entraîne un arrêt de la prolifération cellulaire et favorise les capacités des macrophages à éliminer les cellules cancéreuses. C’est pourquoi, il est désormais fondamental de faire la preuve de concept de l’efficacité de ce composé sur organisme vivant (souris) afin d’évaluer son impact sur la réponse immunitaire antitumorale, notamment des macrophages, mais également des autres cellules du système immunitaire.
Bénéfices attendus
L’étude de l’impact de ce composé sur le système immunitaire et plus particulièrement sur les macrophages lors de la mise en place d’une réponse immunitaire antitumorale permettra, en parallèle, d’appréhender l’action de ce composé sur le microenvironnement tumoral, avec une potentialisation du système immunitaire, pouvant conduire à une résorption de la tumeur.
Procédures
Les animaux seront soumis à une injection unique de cellules cancéreuses au niveau du flanc pour développer le modèle. Une fois que les tumeurs auront atteint un volume d’environ 200 mm3, les souris recevront une injection unique (0,5 mg/kg) ou trois injections à 4 jours d’intervalle (0,15mg/kg) en intraveineuses de notre composé à base de fer. Les souris contrôles recevront trois injections intraveineuses, à 4 jours d’intervalle, de sérum physiologique. Cette expérience durera soit 14-17 jours à compter de l’injection des cellules cancéreuses (pour étudier les effets précoces du composé sur la réponse immunitaire antitumorale), soit 22-25 jours (pour étudier les effets plus tardifs du composé sur la réponse immunitaire antitumorale). Au cours de cette expérience, un suivi de la croissance tumoral sera réalisé à l’aide d’un pied à coulisse 4 fois par semaine. Donc, dans le cadre de cette expérience, les 42 souris utilisées seront utilisées pour une durée totale de 14-17 jours pour 21 souris et 22-25 jours pour 21 souris. Le temps de chaque intervention, injection des cellules cancéreuses, injection du composé et mesure de la taille des tumeurs se fera en moins de 5 minutes par souris (soit 4 interventions pour chaque souris concernant les injections, plus les mesures de la taille des tumeurs 4 fois par semaine).
Impact sur les animaux
Les injections (sous-cutanée et intraveineuses), ainsi que la contention des souris nécessaire pour réaliser ces injections, nécessaire pour l’ensemble de la procédure (développement tumoral et injections du composé) peuvent entrainer un état de stress chez ces dernières. C’est pourquoi nous avons choisi d’effectuer ces gestes sur souris anesthésiées. Un suivi quotidien des animaux (évaluation du comportement, alimentation, hydratation) et l’évaluation 4 fois par semaine de la courbe de poids ainsi que de la croissance tumorale (à l’aide d’un pied à coulisse sur animal vigile) ne provoquera pas de nuisance et permettra la surveillance d’apparition des points limites définis Le développement de la tumeur sur le flanc (qui sera limité à un volume maximal de 1000 mm3) pourrait provoquer une gêne légère de la souris – c’est pourquoi déplacements et activité seront particulièrement observés.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de prélever les tumeurs et les ganglions lymphatique drainant ou non le site tumoral
Remplacement
Aucune méthode alternative de remplacement ne permet de satisfaire l’objectif de Remplacement à notre connaissance. Afin d’étudier les régulations du système immunitaire en condition tumorale, nous avons besoin d’un modèle prenant en considération l’environnement des cellules immunitaires (à savoir les interactions entre les différentes cellules du système immunitaire) ou encore le microenvironnement tumoral qui module de façon très spécifique la réponse immunitaire antitumorale. A ce jour, seules les expériences in vivo permettent de prendre en considération l’ensemble de ces paramètres.
Réduction
Grâce aux injections sous-cutanées de cellules tumorales dans un flanc de la souris, nous pouvons utiliser les ganglions lymphatiques qui ne drainent pas le site tumoral comme contrôle (cellules immunitaires non activées par les cellules cancéreuses), en comparaison avec les cellules immunitaires des organes lymphoïdes drainant le site tumoral (donc cellules activées). Cela permet de réduire le nombre de souris en évitant d’ajouter un groupe de souris « contrôle » (sans tumeur). L'effectif du nombre d'animaux requis par groupe expérimental a été calculé par une approche statistique, en nous basant sur des études similaires menées au sein de notre laboratoire. Ainsi, ce projetrequerra 7 souris / groupe expérimental (dont 3 groupes pour le temps précoce et 3 groupes pour le temps « tardif »), soit un total de 42 animaux.
Raffinement
Les souris femelles seront hébergées par 5 en cages filtrées, à une température de 22±2°C et une humidité relative de 50±20%. Les souris seront soumises à un cycle lumière-obscurité inversé de 12h. Elles auront accès ad libitum a eau et nourriture et disposeront d’un enrichissement adapté à leur besoin. Les expérimentations débuteront après une période d’acclimatation de 7 jours aux conditions de l’animalerie. Les injections seront effectuées sur animaux anesthésiés afin de limiter le stress engendré par la contention. Des critères d'arrêt anticipé de l'experimentation en cas de survenue d'une complication ont été identifies. Dès qu’un des points limites est atteint la souris en question sera écartée du protocole et des anti-inflammatoires ou analgésiques seront administrés à l’animal si nécessaire.
Choix des espèces
Au cours de ce projet, il est indispensable de travailler avec des souris possédant un système immunitaire fonctionnel pour étudier la régulation de ce système. Le modele de souris Balb/c, est le modele animal le plus approprie pour éviter un rejet de greffe des cellules cancéreuses 7 semaines : adulte, poids d’environ 18-20 g. La veille bibliographique réalisée sur les études in vivo établies à partir de modèle de cancer mammaire démontrent l’utilisation de souris femelles Balb/c âgées de 6-8 semaines
Alternative d’immunisation avec pistolet à gène (gene gun) chez le rongeur
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Rats : 400
800 animaux non-humains, 400 souris et 400 rats, vont être utilisé·es, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des immunisations par pistolet à gènes deux fois par semaine pendant jusqu'à 25 semaines, avec des prélèvements sanguins réguliers, les souris prélevées vigiles à la veine maxillaire et les rats sous anesthésie. Le porteur indique que le pistolet à gènes provoque une rétraction de la peau, une irritation et une douleur locale, et qu'aucun animal ne sera gardé en vie. Il affirme qu'un modèle in vitro ne reproduirait pas la complexité de la réponse immunitaire.
Objectifs
La préparation aux pandémies est un bien public mondial. Les menaces de maladies infectieuses ne connaissent pas de frontières. De même, des maladies telles que le cancer, les maladies auto-immunes et la résistance aux antibiotiques constituent un risque mondial. Des efforts sont donc en cours pour développer des vaccins plus efficaces et plus spécifiques. L'enjeu est de taille car les progrès scientifiques et la maîtrise des procédés de génie génétique ont permis de concevoir des molécules de plus en plus efficaces à des coûts avantageux. Les anticorps monoclonaux produits in vitro étaient coûteux et échouaient lors des essais cliniques. Ainsi, le développement des vaccins plus efficaces et plus spécifiques, tels que les vaccins à ADN sont donc mis en avant. Ces vaccins produisent, in vivo, une immunité spécifique à l'antigène et font l'objet d'intenses recherches. Alors que les vaccins traditionnels reposent sur la production d'anticorps par l'injection de virus atténués, de particules virales mortes ou de protéines recombinantes, les vaccins à ADN peuvent être construits pour fonctionner de manière fiable tout en conservant la spécificité du vaccin. Les vaccins à ADN sont non vivants, non réplicatifs et présentent un faible risque de réversion pour provoquer une forme de la maladie en question ou une infection secondaire. En outre, les vaccins à ADN sont très flexibles et peuvent coder de multiples gènes (virus, bactéries et protéines). L'objectif de cette étude est de comparer l'efficacité de différentes méthodologies d'immunisation chez le rat et la souris par la production d'anticorps neutralisants.
Bénéfices attendus
Le principal avantage de ce projet est le développement de vaccins plus efficaces et plus sûrs grâce à la validation de la méthode d'immunisation par le "gene gun".
Procédures
Les animaux seront soumis aux protocoles d’immunisation avec l’utilisation du pistoler à gènes sous pression qui envoie des molécules d'ADN à travers la barrière épidermique et/ou muqueuse. Ce type d’immunisation est réalisé sous anesthésie. Lors de ce protocole, les animaux contrôles recevront les injections des éléments d’essais par une des voies dites classique, à savoir : sous-cutanée, intraveineuse, intrapéritonéale, intramusculaire ou orale. Afin que les résultats puissent être comparables, les animaux contrôles seront également anesthésiés. Les immunisations seront réalisées 2 fois/semaine. La durée maximale du protocole d’immunisation et des injections est 25 semaines. Des prélèvements sanguins sont prévus avant immunisation et toutes les 2 semaines pendant le protocole d’immunisation dont la durée maximale est de 25 semaines. Les rats seront prélevés en veine sublinguale sous l’anesthésie générale. Les souris seront prélevées en veine maxillaire en vigile. Les prélèvements de sang effectués en cours d'étude se feront en respectant les volumes circulants et à ne pas dépasser 15% du volume circulant. A la fin du protocole les animaux seront euthanasiés par dislocation cervicale sous anesthésie pour le prélèvement d’organes.
Impact sur les animaux
L'anesthésie induit une baisse de la température corporelle. Le traitement par pistolet à gènes induit une rétraction temporaire du pis, une irritation temporaire de la peau et une douleur locale (légère et temporaire). Les voies d'immunisation conventionnelles, telles que les voies sous-cutanée, intrapéritonéale, intramusculaire, orale et intraveineuse, peuvent induire une irritation et une douleur cutanées (locales et temporaires). La prise de sang chez la souris par la veine mandibulaire est effectuée avec l'animal éveillé. La contention peut générer un stress momentané, contrôlé par les opérateurs. La douleur locale est minime et temporaire, et les animaux ne montrent généralement pas de signes de souffrance (ils recommencent rapidement à explorer la cage, à manger et à boire). La prise de sang chez le rat est réalisée sous anesthésie.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin d'étude, des organes tels que la rate, la moelle osseuse et les lymphonodes peuvent être prélevés après sacrifice par dislocation cervicale sous anesthésie. Aucun animal ne sera gardé en vie à la fin du projet.
Remplacement
La vaccination permet de développer une réponse immunitaire de mémoire qui est à ce fin protectrice. La réponse immunitaire est complexe, mettant en jeux plusieurs types cellulaires : les cellules présentatrices d’antigènes, les cellules T, les cellules B, entre autres avec des activités biologiques différentes. Un modèle in vitro ne permettrait pas de reproduire ces mécanismes complexes, et ne permettrait pas de montrer le potentiel et la puissance du vaccin ainsi que les effets indésirables.
Réduction
Le nombre total d'animaux (800) utilisés dans ce projet est réduit au minimum sans compromettre ses objectifs, c'est à dire avoir une production de anticorps neutralisants et protecteurs après le protocole d'immunisation. Le nombre d'animaux par groupe, un échantillon minimum de 10 animaux/groupe, a été choisi pour cet essai préclinique de vaccin sur la base d'études antérieures, en raison de l'efficacité accrue des vaccins ADN avec le protocole d'immunisation par pistolet à gènes.
Raffinement
Nous réalisons le protocole sur des animaux anesthésiés. Afin d'éviter tout impact négatif de l'anesthésie sur l'animal, la durée de la procédure n'excède pas 10 minutes, et les animaux sont placés sur un tapis chauffant pour éviter l'hypothermie. Les concentrations anesthésiques sont adaptées à chaque espèce. Le personnel est formé à l'utilisation du pistolet à gènes, afin d'assurer un contrôle adéquat de la technique et de la procédure. Pour les voies d'immunisation conventionnelles, les volumes d'administration et le type d'aiguille ou de canule sont adaptés à l'espèce et au site d'injection ou d'administration. Toutes les voies d'administration conventionnelles chez les rats et les souris seront effectuées sous anesthésie générale afin de réduire le stress des animaux et de garantir des conditions égales entre les groupes. Les mesures de raffinement pour les prélèvements répétés concernent le respect du volume circulant total et une période de récupération de 2 semaines. Les prélèvements dans les veines sublinguales des rats sont réalisés sous anesthésie, avec une pression sur le site de prélèvement en fin de procédure pour prévenir le risque de saignement. Chez la souris, la veine maxillaire est choisie et les prélèvements sont effectués tous les quinze jours, de manière à ne pas anesthésier les animaux et à prélever un volume suffisant, en alternant les deux côtés pour permettre un temps de récupération. La surveillance quotidienne des animaux, le contrôle de leur poids et l'observation clinique permettront d'identifier le plus tôt possible tout signe de douleur, de souffrance ou de stress. Les animaux seront hébergés en groupes et des enrichissements spécifiques à l'espèce seront systématiquement fournis et/ou ajoutés si nécessaire (par exemple, en cas de comportement agressif). La nourriture sera placée au fond de la cage pour faciliter l'alimentation.
Choix des espèces
Les rats et les souris peuvent bénéficier d'un protocole de vaccination destiné à stimuler largement le système immunitaire humoral. Une étude a montré que les anticorps naturels issus des sérums de rats immunisés ont produit une grande variété de production et une liaison totale supérieure à celle des anticorps naturels provenant des sérums de rats non immunisés. Cela indique que chez les rats de laboratoire, l'immunisation est associée à un plus grand répertoire d'anticorps naturels et à une liaison plus forte des anticorps. D'autres études plus récentes montrent chez la souris et le hamster et même chez l'humain le grand répertoire d'anticorps neutralisants produits par immunisation. Les animaux arrivent dans nos locaux à partir de 8 semaines d'âge. Après 1 ou 2 semaines d’acclimatation, en fonction de leur origine ils seront donc au stade adulte, et leur système immunitaire aura atteint sa pleine maturité.
Réalisation d’une preuve de concept d’un pansement hémostatique tissé pour la prise en charge de plaies chirurgicales et mesure de la résorption du produit chez le modèle lagomorphe (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
11 lapins vont être utilisé·es, gardés en vie en vue d'une adoption, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie abdominale pour accéder au foie, puis une seconde intervention de prélèvement, l'ensemble pouvant durer jusqu'à une heure et demie, pour tester un pansement hémostatique à base d'alginate. Le porteur décrit l'accès au foie comme une "chirurgie lourde pour le lapin" et prévoit une euthanasie sous anesthésie en cas de complications, les autres animaux étant maintenus en vie. Il présente ce dispositif comme un futur pansement résorbable pour la chirurgie.
Objectifs
Le pansement idéal n’existe pas. Cependant, il doit présenter quelques caractéristiques, parmi lesquelles : 1/maintenir la plaie en milieu humide et chaud, 2/être modifié selon les stades de cicatrisation, 3/ être perméable aux échanges gazeux mais non aux bactéries, 4/absorber l’excès d’exsudat produit par la plaie, 5/ ne pas coller à la plaie mais adhérer à la peau saine sans se décoller ou s’abîmer rapidement, le tout en étant facilement applicable et confortable, 6/ ne pas être toxique et être hypoallergénique, 7/ protéger des chocs, 8/ être transparent afin de pouvoir visualiser la plaie sans retirer le pansement, 9/ être le moins coûteux possible et réduire le temps de traitement. Le pansement à base d’alginate de calcium répond à l’ensemble de ces critères mais son utilisation est réservée à la prise en charge de plaies cutanées mais très peu sur les organes internes lors de chirurgie. Pour maitriser les saignements, les chirurgiens ont recours à différentes techniques conventionnelles. Lorsque ces techniques sont insuffisantes, notamment lors d’hémorragies capillaires dites « en nappe », des hémostatiques chirurgicaux résorbables non naturels sont utilisés comme traitement adjuvant. L’objectif de cette étude est de vérifier l’efficacité hémostatique tissulaire d’application locale d’un produit à base d’alginate d’un pansement tissé, et de suivre sa résorption et son impact au niveau du tissu lésé et des zones proches à différents temps post-opératoire. Il y aura 3 groupes de 3 lapins qui seront opérés (chirurgie d’implantation). Et à J+2 semaines, J+1 mois et J+3mois post-opératoire, nous opérons les lapins pour faire un prélèvement histologique de la zone d’intérêt (chirurgie d’exérèse). Si les conditions le permettent, les animaux ne seront pas systématiquement mis à mort au moment de la chirurgie d’exérèse afin de pouvoir être mis à l’adoption. Nous prévoyons 2 lapins supplémentaires en cas d’un décès lors de la chirurgie ou à cause d’une mise à mort liée à un point limite. Ce projet portera sur 11 lapins au total. Pour ce faire, il sera réalisé une série de lésions calibrées sur le foie du lapin, suivie de l'application d'une quantité prédéfinie de produit. L'évaluation de l'arrêt du saignement est faite selon la grille de score d'ADAM. En cas de reprise de saignement, le chirurgien fera une cautérisation avec le bistouri électrique (pince bipolaire) ou posera des points de suture. La biocompatibilité du pansement tissé a été testé en in vitro.
Bénéfices attendus
Le projet est destiné à confirmer l’intérêt des propriétés hémostatiques du produit sur le saignement d’un organe intra-abdominal comme le foie mais aussi de suivre la résorption du produit dans le temps au niveau des zones d’implantation. L’objectif est de pouvoir avoir un pansement hémostatique naturel (non synthétique) pour le traitement des plaies chirurgicales et qui ne nécessite pas son retrait avant fermeture de l’incision chirurgicale comme les pansements actuels commercialisés.
Procédures
Les animaux subiront une chirurgie d’implantation pour permettre l’accès au foie tout en préservant les autres organes digestifs dans la cavité abdominale et une seconde chirurgie d’exérèse pour faire un prélèvement de tissu. La durée de la chirurgie ne devra pas excéder une durée de 1h30 par animal (5 minutes pour l’abord, 5 minutes pour l’accès au foie, 25 minutes pour les temps de saignement, 10 minutes pour le contrôle final de l’arrêt du saignement, 20 minutes pour la fermeture du plan musculaire et cutanée). L’animal aura une à deux interventions chirurgicales. La chirurgie d’exérèse ne sera faite que si la zone d’implantation ne présente pas trop d’adhérences qui compromettraient l’état de récupération de l’animal. L’animal sera injecté avec un analgésique pour anticiper la sensation de la douleur la veille de la chirurgie. Le jour de la chirurgie, l’animal sera anesthésié à l’aide d’un anesthésique couplé à un analgésique (anti-douleur) pour réduire toutes sensations à la douleur. L’animal est placé sous masque avec un anesthésie gazeux pour le maintien de l’anesthésie et sur une table chauffante afin de maintenir la température corporelle.
Impact sur les animaux
L’accès au foie est une chirurgie lourde pour le lapin. Afin de limiter l’impact et de ne pas risquer un incident de chirurgie, nous avons opté pour un abord chirurgical restreint dans la région sous costal plutôt qu’un abord abdominal plus vulnérant pour l’animal. L’abord abdominal nécessite une incision de grande longueur pour pouvoir placer les écarteurs et accéder au foie. De plus, lors de cette approche, le risque de faire une incision sur le coecum est important étant donné sa grande taille et la mise en évidence des viscères aurait accélérée la perte de chaleur et le desséchement de ces derniers, ce qui auraient entrainé plus de complications à gérer en post-opératoire. L’abord sous costal limite la taille de l’incision et nous ne touchons pas les viscères et ni le coecum. Cette approche permet de garder au chaud les organes et limite leur desséchement.
Devenir
La mise à mort des animaux sera décidée lors de la chirurgie d’exérèse pour faire un prélèvement histologique. Si nous observons trop de complications qui met l’animal dans une balance bénéfice/dommage en sa défaveur, alors l’animal sera euthanasié encore sous anesthésie générale. Dans le cas contraire, il sera maintenu en vie pour une adoption.
Remplacement
L’objectif de cette étude est de vérifier l’efficacité hémostatique tissulaire d’application locale d’un produit à base d’alginate (produit naturel), de constater sa persistance et de suivre sa résorption sur un tissu lésé. La preuve de concept de ce nouveau type de pansement hémostatique tissé permettra de mettre au point un nouveau dispositif médical pour la gestion des saignements intra-cavitaire en cours de chirurgie. Il nous est nécessaire de tester le pansement hémostatique dans un environnement avec les différents organes et les fluides corporels qui ne peuvent être reproduit en in vitro. Ce passage sur le modèle animal est la dernière étape de la preuve de concept.
Réduction
Nous utiliserons 11 animaux au total dont 9 animaux répartis en 3 groupes (3 lapins/groupe = 3*3 =9), et il est prévu 2 animaux supplémentaires pour compléter l’un des groupes si nécessaires. Le nombre/groupe a été déterminé pour avoir une représentation juste de la physiologie animale. En tant donné que c’est une preuve de concept, nous avons besoin de 3 animaux maximum par groupe pour obtenir la réponse à notre questionnement. Si le pansement ne permet pas de stopper le saignement et amène à faire une intervention chirurgicale pour l’arrêter nous stopperons le projet sans utiliser tous les animaux prévus. Pour réduire le nombre d’animaux, nous avons développé la voie d’abord chirurgicale ainsi que la finalisation de la prothèse dans notre structure sur des animaux décédés, issus de procédures antérieures. Il s’agit d’une preuve de concept, ce faible nombre d’animaux permettra d’obtenir des résultats suffisants pour cette étape du projet.
Raffinement
L’animal sera placé 3 semaines en acclimatation et reparti en lot homogène avec d’autres congénères. Le lapin est un animal qui stresse très facilement et qui a besoin de temps pour s’habituer à son nouvel environnement et aux personnes. La veille de la chirurgie, l’animal sera injecté avec un analgésique (anti-douleur) pour anticiper la sensation de la douleur. Le jour de la chirurgie, l’animal sera anesthésié à l’aide d’un anesthésique couplé à un analgésique. Un cathéter sera mis en place sur la veine de l’oreille pour permettre l’hydratation de l’animal tout au long de la chirurgie. L’animal est placé sous masque avec un anesthésie gazeux pour le maintien de l’anesthésie. L’animal est placé sur une table chauffante afin de maintenir la température corporelle. Une anesthésie locale sera mise en place. En fin de chirurgie, après nettoyage de la peau avec du sérum physiologique et une application d’un gel anesthésique sur les berges permettra d’apporter une anesthésie locale. L’animal sera habillé d’un pyjama pour protéger la cicatrice. Un renfort de protection (une compresse et coton cardé) réduira les frottements des fils des points sur le pyjama et donnera une protection supplémentaire à un grignotage du pyjama par l’animal. L’animal sera placé dans des couvertures polaires et sous-surveillance jusqu’à son réveil. L’animal avec les couvertures polaires seront remis dans la cage. L’animal recevra le soir de la chirurgie un analgésique pour la nuit et le maintien de l’analgésie au lendemain de la chirurgie pendant 3 à 5 jours se fera selon les besoins de chaque individu. Le soir de la chirurgie, il sera déposé dans la cage des légumes frais, plus appétent, pour stimuler l’appétit de l’animal et réduire la perte de poids en post-opératoire. Les légumes frais seront maintenus pendant 72 h post-opératoire. Le poids de l’animal est suivi quotidiennement jusqu’à la reprise de poids. La cicatrice sera surveillée toutes les 48 h jusqu’au retrait des points à 15 jours minimum post-chirurgie. La présence quotidienne du vétérinaire et l'application de points limites stricts et spécifiques au projet evite toute souffrance, douleur ou stress inutiles. Le transfert des animaux vers la structure d’hébergement sera fait dans les boites de transport propres à chaque animal dans un véhicule adapté.
Choix des espèces
Le lapin est un animal de taille intermédiaire, plus gros qu’un rat et moins gros qu’un cochon, mais assez gros pour avoir accès à un foie dont la taille peut supporter les biopsie punch de 5 mm de diamètre (3 à 4) prévues et l’implantation du produit hémostatique pour obtenir un effet pharmacologique (hémostatique). Les animaux seront réceptionnés à 2.5-3 kg environ pour atteindre 3.5-4 kg (âge adulte). L’utilisation d’animaux adulte permet de de bénéficier d’une taille permettant la chirurgie sur le foie.
Impact du développement d’une tumeur du pancréas sur le système musculaire chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
648 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles subissent jusqu'à cinq injections intrapéritonéales et jusqu'à six mesures de force musculaire sous anesthésie, tandis qu'une tumeur du pancréas se développe et peut entraîner une perte de poids. Le projet, de recherche fondamentale, vise à comprendre comment la tumeur affaiblit le muscle. Le porteur indique avoir déjà mené des cultures cellulaires et affirme que l'analyse des tissus rend le recours à l'animal "indispensable".
Objectifs
Le développement d’une tumeur au sein du corps humain a des répercussions sur l’organisme entier. Plus particulièrement, il a été démontré que la croissance d’une tumeur réduit la force et la masse musculaire mais les mécanismes biologiques sont encore mal connus. L’objectif du projet est d’évaluer l’impact du développement d’une tumeur du pancréas sur le système musculaire chez un modèle de souris.
Bénéfices attendus
Le développement d’une tumeur dans l’organisme a pour conséquence d’induire une fonte et une faiblesse du tissu musculaire qui réduit la qualité et la durée de vie des patients et diminue l’efficacité des traitements. Le projet vise à améliorer les connaissances sur les mécanismes impliqués dans ces dysfonctionnements musculaires, et éventuellement, d’identifier de nouveaux processus biologiques comme cibles thérapeutiques potentielles
Procédures
Les souris sont soumises à des injections intrapéritonéales (5 maximum) et à un protocole de mesure de force musculaire (6 au maximum, anesthésie générale de 5-10 minutes)
Impact sur les animaux
Des nuisances et effets indésirables légers à modérés sont attendus du fait d’un cumul d’actes (injections, anesthésies, mesure de force musculaire), qui induisent du stress. Le développement de la tumeur peut induire une perte de poids de corps et diminuer les défenses immunitaires
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort car le projet nécessite une analyse détaillée du tissu musculaire qui ne peut pas être réalisée sur animal entier vivant
Remplacement
Des analyses in vitro, utilisant des cultures cellulaires ont déjà été réalisées afin d’établir une évidence des processus biologiques. Afin de démontrer la pertinence des résultats, l'analyse des tissus ou des cellules de l’animal est indispensable
Réduction
L'utilisation des animaux est strictement réduite au nombre nécessaire pour l'établissement des données expérimentales, à l'aide des analyses statistiques effectués précédemment pour ces procédures. Nous utilisons un dispositif expérimental totalement non-invasif qui permet de réaliser des mesures de la force musculaire sur les mêmes animaux rendant les préparations chirurgicales totalement obsolètes et réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés
Raffinement
Les protocoles les moins invasifs et les moins douloureux possibles sont privilégiés. Les procédures expérimentales utilisées incluent un recours systématique à l'anesthésie générale adaptée lors de la mesure de la force musculaire. Des fibres de peuplier, du coton et un igloo seront placés dans les cages d’hébergement pour favoriser la nidification des souris et leur bien-être. De la nourriture et un hydrogel seront déposés à même la litière afin de prendre en compte la réduction de la mobilité de l’animal et le risque de ne plus pouvoir accéder facilement à la nourriture avec le développement de la tumeur. Une grille de score est utilisée pour déterminer les points limites. Notre expérience montre que cette stratégie est suffisamment prédictive pour que l’ensemble des animaux soit inclus dans l’étude
Choix des espèces
Le tissu musculaire de la souris est très proche de celui de l'homme dans sa structure et son fonctionnement. Les processus physiologiques impliqués dans l’homéostasie du muscle squelettique ont été largement décrits chez des animaux adultes. Les animaux seront utilisés entre 8 et 12 semaines d'âge.
Traitement de souris gestantes avec un activateur d’une voie de regulation de la production d’energie cellulaire
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
120 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère. Les femelles gestantes reçoivent une injection quotidienne pendant 28 jours, puis sont tuées à mi-gestation, leurs embryons et souriceaux étant tués pour étudier des malformations de la face et de l'intestin. Le projet, de recherche fondamentale, teste si un activateur d'une voie énergétique cellulaire limite ces malformations dans une lignée génétiquement modifiée. Le porteur affirme qu'il est "impossible" de remplacer un modèle de gestation par un modèle in vitro et ne prévoit ni analgésie ni anesthésie.
Objectifs
Il existe dans la cellule des processus de régulation de la production d'energie. Nous avons montré que l'inactivation de l'une de ces voies dans les cellules à l'origine de la formation des os de la face et du système nerveux de l'intestin aboutissait à la naissance de souriceaux présentants de graves malformations de la face et de motrcité digestive. Dans notre modèle génétiquement modifié dans lequel une voie de production d'ernergie est inactivée, nous allons donner un traitement aux mères gestantes pour compenser cette voie et voir si nous parvenons à limiter les malformations à la naissance..
Bénéfices attendus
Les malformations associées aux defauts de développement que nous étudions sont à l'origine de maladies congénitales chez l'enfant qui se traduisent comme dans notre modèle par des malformations de la face et du système nerveux de l'intestin. Ce groupe de maladies s'appelle des neurocristopathies. Parmi les plus connues il y a le syndrome de Hirschsprung et celui de Waardenburg. D'autres malformations sont aussi concernées comme celles qui surviennent suite à la consommation d'alcool pendant la grossesse ou la prise de médicaments dit tératogènes, c'est à dire qui peuvent induire des malformations du foetus lorsqu'ils sont pris en période de grossesse. Ce sont des maladies orphelines, pour lesquelles presque aucun traitement n'est disponible à ce jour. Les bénéfices attendus sont notamment une amélioration de nos connaissances sur le rôle des processus cellulaires de production d'ernergie et du métabolisme en général dans l'apparation de ces syndromes.
Procédures
Les femelles gestantes recevront une injection rapide (2 secondes) pendant 28 jours sur l'ensemble de la procedure.
Impact sur les animaux
Les seuls effets indésirables attendus sont liés à la manipulation et à l'injection quotidienne des femelles gestantes. Le produit est injecté à des souris dans de nombreux articles de la littérature sans qu'il soit mention d'effet indésirable de la molécule à la dose envisagée.
Devenir
Les femelles seront euthanasiées après la campagne de production d'embryon à E15.5, les sourceaux et les embryons seront euthanasiés pour étudier les malformations de leur tête et de leur inestin.
Remplacement
Il est impossible de remplacer un modèle de gestation par un modèle in vitro à notre connaissance. Les études in vivo sur le comportement des cellules en l'absence de notre gène régulateur d'intérêt et en présence du traitement, nous permettent de poser une hypothèse forte quant au résultat attendu :"Le traitement améliore nettemment les malformations de nos animaux malades "
Réduction
Nous organisons nos croisements d'animaux afin de maximiser les chances (1/4) d'obtenir des souriceaux au génotype d'interêt dans nos portées afin de limiter le nombre de femelles gestantes necessaires. En outre l'ordre des expérimentations est choisi pour minimiser le nombre de femelle ( les souriceaux sont produits avant la cohorte d'embryon)
Raffinement
Les femelles seront hébergées en groupe avec de l'enrichissement. Aucune analgésie ou anesthésie n'est necessaire et donc prévu pour ce projet. cependant, les gestations sont surveillées Bien que au regard de la litterature scientifique disponible et de notre expertise, nous n'attendons aucun problème spécifique sur le déroulement de la gestation, l'opérateur pourra interrompre la mise bas en cas de souffrance anormale pour une mise bas.
Choix des espèces
La souris est un animal vertébré dont de developpement de l'embryon est très proche de celui de l'Homme, En outre, nous avons déjà beaucoup de donnée dans nos modèles animaux. Les femelles et les mâles seront adultes et en age de ce reproduire.
Analyse des effets de monocytes modifiés sur la croissance de tumeurs chez la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
5 496 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles reçoivent des injections de cellules tumorales et de monocytes génétiquement modifiés, des séances d'imagerie sous anesthésie deux fois par semaine et développent des tumeurs sous-cutanées mesurées régulièrement. Le porteur indique qu'une partie des protocoles provoque une réaction du greffon contre l'hôte, avec perte de poids et perte de poils, et que tous les animaux sont tués pour analyse des organes. Il revendique des résultats in vitro "très encourageants" en coculture 3D mais conclut au "besoin" de passer par la souris, et renvoie les retombées cliniques au conditionnel.
Objectifs
Le développement constant des immunothérapies contribue fortement à l’amélioration et au progrès liés au traitement des cancers. Nous développons des approches cherchant à mobiliser les cellules myéloïdes (la lignée des cellules myéloïdes est produite dans la moelle osseuse et donne naissance à plusieurs types de cellules sanguines dont les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques) pour stimuler la réponse immunitaire anti-tumorale et ainsi contrôler le développement de la tumeur. Nous souhaitons modifier génétiquement les monocytes pour augmenter leur capacité à stimuler la réponse immunitaire et évaluer leur efficacité antitumorale dans des modèles de souris portant des tumeurs. Nos résultats in vitro dans des modèles de tumeurs en 3D sont très encourageants, il nous faut les confirmer in vivo au sein d’un organisme entier permettant les interactions avec tous les types cellulaires. Nous avons pour but 1) d’optimiser ce type de traitement en cherchant à déterminer quel est le devenir des monocytes modifiés in vivo (localisation, survie, état), 2) déterminer leur mode d’action contre les tumeurs et 3) leur capacité à modifier le microenvironnement tumoral qui est par nature inhibiteur du système immunitaire. Par la mise en place de différents modèles d’injection des cellules tumorales et des CAR monocytes, nous étudierons à la fois la capacité des CAR monocytes à contrôler directement la croissance tumorale en favorisant l’interaction entre les deux types de cellules mais aussi le recrutement des CAR monocytes au sein de la tumeur et leur action sur la progression tumorale en injectant les CAR monocytes de manière systémique. Nous pourrons distinguer donc si les CAR myéloides sont capables de passer d’un compartiment/organe à la tumeur via le système sanguin. De plus, ce projet ayant une visée clinique, il est essentiel d’évaluer certains critères tels que les toxicités, le dosage et l’efficacité grâce à un modèle in vivo. Nous voulons également comprendre davantage les mécanismes liés au contrôle tumoral et les interactions entre les différentes populations immunitaires permettant d’éliminer les cellules tumorales.
Bénéfices attendus
Avec ce projet, nous voulons avant tout acquérir des connaissances importantes qui pourront ensuite être utilisées en clinique pour le traitement du cancer. Les possibilités de traitement d'une tumeur solide sont jusqu'à présent plutôt limitées et parfois moins efficaces. L'approche thérapeutique avec les CAR monocytes et autres monocytes génétiquement modifiés promet d'être plus efficace tout en s'accompagnant de moins d'effets secondaires et surtout de permettre le traitement de cancers qui étaient jusqu'à présent difficiles ou impossibles à traiter. En effet, nos approches pourraient permettre de réduire certaines toxicités liées à l’utilisation d’autres approches de l’immunothérapie comme des cellules CAR T (lymphocytes T modifiés génétiquement), telles que l’apparition d’une suractivation du système immunitaire appelée orage cytokinique. L'avantage des CAR monocytes est avant tout qu'ils seront recrutés plus facilement au sein de la tumeur et qu'ils peuvent ainsi interagir directement avec les cellules tumorales mais aussi avec les cellules immunitaires alentour. Les monocytes ont non seulement la capacité de tuer directement les cellules tumorales via la phagocytose, mais aussi de sécréter des facteurs solubles qui peuvent à leur tour attirer d'autres cellules immunitaires. Celles-ci peuvent à leur tour rendre l'environnement de la tumeur plus accessible aux cellules « Natural Killer « du système immunitaire. Une meilleure compréhension du mécanisme peut également contribuer à l'avenir au développement de méthodes thérapeutiques encore plus efficaces.
Procédures
Pour évaluer la capacité des CAR myeloides à contrôler la croissance tumorale et en se basant sur des recherches publiées (Klichinsky et al, 2020), nous injecterons les cellules tumorales et les CAR monocytes directement dans l’abdomen des souris (voie intrapéritonéale) permettant de suivre via un système d’imagerie le contrôle de la croissance tumorale. Les cellules tumorales injectées exprimant la luciferase, de la luciferin sera injectée par voie intra-péritonéale (1,5mg par souris de 20g). Les souris seront anesthésiées avec de l’Isofluorane (entre 2,5 et 3%) puis imagées via IVIS. L’anesthésie aura une durée de 10 minutes. Les souris seront imagées 2 fois par semaine. Pour évaluer la localisation, la persistance et le recrutement des cellules utilisées comme traitement, des cellules tumorales seront injectées par voie sous cutanée (1 fois - durée du geste inférieur à 10 sec) puis nous injectons notre traitement cellulaire par voie intratumorale, intraperitoneale ou intraveineuse. (1 fois - durée du geste inférieur à 10 sec). Pour évaluer l’effet du traitement sur la progression tumorale, des cellules tumorales seront injectées par voie intraveineuse aux animaux vigiles (1 fois - durée du geste inférieur à 10 sec) puis les animaux seront traités 1 fois avec des CAR myeloides injectées par voie intraveineuse. Pour évaluer le traitement dans d’autres modèles de tumeurs, les cellules tumorales seront injectées par voie sous cutanée (1 fois - durée du geste inf à 10 sec) puis nous injectons notre traitement cellulaire par voie intratumorale ou intraveineuse. Dans certaines expériences, nous utiliserons une chirurgie courte (20min) sous anesthésie (1h) pour implanter de manière orthotopique des cellules tumorales pancréatiques afin de mettre en place un modèle plus fidèle afin de valider notre thérapie cellulaire. Nous administrerons le traitement cellulaire par voie intraveineuse (durée du geste inf à 10 sec). Pour comprendre comment fonctionne notre traitement, les animaux seront injectés 1 fois avec les cellules tumorales par voie sous cutanée. Le traitement sera injectée 1 fois par voie intratumorale ou intraveineuse et les cellules effectrices 1 fois par voie intraveineuse (durée de chaque geste inf à 10 sec).
Impact sur les animaux
Nous nous attendons à un stress et à une douleur minimale au moment des injections, mais nous nous efforçons de les maintenir à un niveau aussi bas que possible grâce à une manipulation professionnelle. L'un des effets attendus de ces essais est l'apparition de GvHD au cours de certains protocoles. La "Graft versus Host Disease" est une maladie dans laquelle les cellules immunitaires transplantées attaquent le corps du receveur, ce qui entraîne des symptômes tels que la perte de poids et la perte de poils. Comme nous avons déjà réalisé ce type d’expérience dans notre laboratoire, nous pouvons bien nous préparer et nous connaissons les signes pour éviter la douleur et la souffrance. Les animaux greffés avec des cellules tumorales par voie sous-cutanée développeront des tumeurs qui seront mesurées régulièrement. Les nuisances attendues lors de l’administration de cellules par voie intraveineuse ou sous cutanée seront celles liées à l’injection.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort pour des analyses post mortem sur des organes ex vivo
Remplacement
Les approches thérapeutiques décrites dans ce projet avec des monocytes modifiés ont déjà été évaluées in vitro à l’aide de méthodes alternatives telles que la coculture en 2D et la coculture 3D formant des sphéroides qui nous ont permis de sélectionner les meilleurs candidats prometteurs pour une efficacité contre les cellules tumorales. De plus, ces techniques in vitro nous ont également permis de mieux comprendre certains mécanismes d’action des monocytes modifiés. Néanmoins, malgré le développement de méthodes alternatives auxquelles le laboratoire a eu recours (coculture en 2D, coculture en 3D) l’utilisation du modèle animal reste indispensable pour la suite du projet car il est important de considérer l'interaction des monocytes CAR avec les cellules tumorales dans un organisme entier et d’évaluer les éventuelles toxicités.
Réduction
En nous basant sur notre expérience dans le domaine de l'immunothérapie, nous pouvons déjà nous appuyer sur quelques résultats. Les expériences de croissance des lignées de cellules tumorales in vivo, en particulier, ont été récemment établies dans notre institut et nous utilisons ces connaissances pour planifier nos expériences. Nous savons également que nous pouvons nous attendre à une croissance homogène des lignées de cellules tumorales in vivo, ce qui nous permet de limiter à 6 ou 8 le nombre de souris par groupe d'expériences selon l’objectif des expériences. Nous observons la croissance des tumeurs dans l'abdomen à l'aide d'un système d'imagerie in vivo, ce qui nous permet de garder les animaux sous surveillance pendant toute la durée de l'expérience. Néanmoins, nous allons travailler avec des cellules sanguines humaines primaires, ce qui entraîne souvent une grande variabilité. C'est pourquoi il est indispensable de répéter les expériences au moins trois fois avec des donneurs différents afin de pouvoir prouver les résultats de manière statistique. Le nombre de souris par groupe est ajusté au minimum selon que ce sont des expériences de mise au point ou des expériences de test d'efficacité de traitements afin que les résultats obtenus puissent présenter une puissance statistique suffisante.
Raffinement
Afin d’assurer le bien-être des animaux, ils auront une période d’acclimatation d’une semaine afin de s’habituer à leur nouvel environnement. Nous surveillerons régulièrement leur état général. Les tumeurs sous-cutanées seront mesurées minimum 2 fois par semaine afin de s’assurer qu’elles ne dépassent pas la taille maximale entrainant le mal-être des animaux. Nous pèserons également les souris pour s’assurer qu’il n’y ait pas de perte de poids ou prise de poids anormale traduisant un mal-être. L'intervention chirurgicale est réalisée dans des conditions aussi stériles que possible et par un personnel spécialement formé à cet effet. Un traitement anti-douleur standardisé et un contrôle régulier des animaux après l'intervention sont effectués. Nous travaillons avec des personnes ayant une grande expérience avec les souris et reconnaissant rapidement les comportements et signes de douleur et d’inconfort. Nous agirons en fonction de la grille de score définie pour le projet. Des soins complémentaires seront apportés si nécessaire tels que des analgésiques ou des compléments alimentaires.
Choix des espèces
La souris est une espèce de choix pour les expériences menées en thérapeutique du cancer et elle a depuis longtemps servi à l'étude de thérapies antitumorales, notamment parce que la physiologie de la souris est proche de celle de l'Homme. La connaissance complète du génome murin permet d'utiliser de nombreux outils bien caractérisés, dont les souris génétiquement modifiées pour des protéines spécifiques permettant d'identifier des cibles précises pour la thérapie. Les souris seront utilisées à l'âge adulte à partir de 6 semaines afin que les souris aient atteint la maturité sexuelle, et que les résultats ne soient pas affectés à cause de modifications dues à un âge trop avancé des animaux.
Caractérisation multimodale des interneurones ventraux de la moelle épinière souris et humaine
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
360 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles subissent un prélèvement de l'extrémité de la queue et un tatouage des phalanges pour génotypage, les animaux sans le bon phénotype étant euthanasiés après cette étape et les autres à l'âge adulte pour prélever leur moelle épinière. Le projet vise à caractériser des interneurones spinaux, avec l'objectif à long terme de développer des stratégies pour les patients traumatisés médullaires. Le porteur décrit ce modèle translationnel comme "crucial" et affirme que l'absence de données transcriptomiques publiées rend l'utilisation de nouveaux animaux "indispensable".
Objectifs
L'objectif principal du projet est la caractérisation moléculaire des neurones impliqués dans l'intégration sensorimotrice au sein de la moelle épinière chez l'homme. A plus long terme, l'objectif de cette caractérisation est de permettre la mise en œuvre de stratégies de neuromodulation ciblée afin d'améliorer le pronostic neurologique des patients traumatisés médullaires.
Bénéfices attendus
Chaque année et en France seulement, ce sont 1500 à 2000 nouveaux patients, d'un âge moyen est de 28 ans, qui viennent s'ajouter aux 40 000 para ou tétraplégiques recensés. Dans ce contexte, le développement d'un nouveau modèle translationnel est crucial afin de tester chez l'animal de nouvelles stratégies ciblées dont la transposition potentielle chez l'homme sera le préalable et non plus l'aléa.
Procédures
Prélèvement de l'extrêmité caudale de la queue de l'animal et tatouage de phalanges (prélèvement au niveau de l'oreille en cas de nécessité d'un nouveau prélèvement). Les animaux sont tatoués et prélevés entre le 7 et 10e jour. Cette procédure unique dure moins de 2 minutes.
Impact sur les animaux
Seul le prélèvement de la queue (ou des phalanges en seconde intention) sera réalisé à des fins de génotypage.
Devenir
Les animaux n'ayant pas le bon phénotype seront euthanasiés à l'issue du génotypage. Les autres animaux seront euthanasiés une fois adulte (entre 2 et 4 mois) en vue du prélèvement post-mortem de la moelle épinière.
Remplacement
Afin de diminuer le nombre d'animaux utilisés, les données souris wild type seront issus de publications antérieures ayant mis en ligne les données de séquençage (snRNA-seq). Il n'y a toutefois aucune donnée transcriptomique publiée issues de souris En1-Cre permettant d'obtenir un profil spécifique pour les interneurones V1, ce qui rend indispensable l'utilisation de nouveaux animaux de la même espèce pour comparer les profils transcriptomiques.
Réduction
Le nombre d'animaux sera réduit au minimum nécessaire à l'obtention d'un nombre statistiquement suffisant pour l'analyse transcriptomique robuste, soit 40 000 neurones analysés. D'après nos résultats préliminaires, chaque moelle épinière souris extraite permet l'analyse d'environ 2000 neurones. Nous prévoyons donc d'analyser les moelles épinières issues d'environ 20 souris En1-Cre;Sun1-sfGFP ce qui est le nombre minimal d'animaux permettant un profiling transcriptomique statistiquement robuste.
Raffinement
Les souris sont hébergées dans une animalerie agrée, en groupe sociaux, dans des conditions de températures et hygrométrie controlées. Elles ont accès ad libitum à la nourriture et l'eau: au sevrage, des croquettes humides sont placées au fond de la cage pendant le 1e semaine et leur consommation effective vérifiée. Les cages présentent un enrichissement du milieu donc la présence d'un "nid" sera le signe de souris calmes, regroupées et sociables. Les animaux sont quotidiennement surveillés, en tenant compte leur comportement (pas de prostration, de difficulté de déplacement, pas de stéréotypie) et de l'absence de lésions. Une surveillance quotidienne sera mise en place pour surveiller l'allaitement des souriceaux par la femelle ayant mise bas. Des points limites pour les souriceaux de moins de 10 jours et conduisant à une euthanasie immédiate du nouveau-né ont été établis. Pour les animaux adultes vivants (dont ceux utilisés en accouplement), la surveillance quotidienne permettra d'euthanasier tout animal présentant des lésions graves ou des signes de souffrance, ayant atteint un point limite ou présentant un comportement stéréotypique.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris du fait de l'existence de lignées transgéniques permettant de cibler l'expression de protéines fluorescentes spécifiquement dans les neurones spinaux V1. L'objectif du présent projet étant la caractérisation des neurones adultes, les souris utilisées seront euthanasiés à l'âge adulte, soit entre 2 et 4 mois.
Étude du rôle de Tigd4 en tant que régulateur de la fonction de la jonction myotendineuse à l’aide d’un modèle de souris génétiquement modifié.
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
720 souris génétiquement modifiées vont être utilisé·es, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont soumises à des tests de force musculaire, à deux programmes d'exercice dont une course jusqu'à épuisement d'environ une heure, puis à une mesure de la force de contraction sous anesthésie avant d'être tuées sans réveil pour biopsie. Le projet vise à comprendre le rôle du gène Tigd4 dans la jonction myotendineuse, un objectif de recherche fondamentale sur la biologie du muscle et de l'exercice. Le porteur affirme que ces expériences ne peuvent pas être réalisées in vitro et que la souris est le "modèle le plus approprié", tout en indiquant que les animaux mutants n'ont montré jusqu'ici qu'un phénotype léger.
Objectifs
Le rôle principal des cellules musculaires squelettiques est de se contracter générant une force énorme. Si cette force n'est pas correctement amortie, les cellules musculaires se rompent et la fonction musculaire échoue. Les cellules musculaires gèrent ce problème en dissipant la force vers les tendons qui sont situés à ses deux extrémités. Elles forment une jonction spécialisée avec le tendon, appelée jonction myotendineuse (JMT). La JMT est donc le principal site de blessure lorsque nous faisons de l'exercice. Cependant, nous savons très peu de choses sur la façon dont elle est régulée et sur les gènes qui sont importants à sa fonction. Habituellement, les cellules du corps humain ont un noyau par cellule. En revanche, les cellules musculaires squelettiques possèdent des centaines de noyaux à l'intérieur d'une seule cellule. Il est important de noter qu'un sous-ensemble de ces nombreux noyaux remplit des fonctions spécialisées, par exemple celles de la JMT. Notre équipe a récemment identifié un gène non étudié, appelé Tigd4, qui est fortement exprimé uniquement dans les noyaux musculaires de cette jonction, mais pas dans les autres noyaux musculaires éloignés de la JMT. Cette découverte fait de Tigd4 un gène candidat intéressant à étudier plus précisément. Pour ce faire, un service de notre institut génère des souris génétiquement modifiées portant une mutation dans le gène Tigd4. Notre équipe étudiera le résultat de la mutation de Tigd4 dans la JMT et la fonction musculaire.
Bénéfices attendus
Notre étude établira que Tigd4 est un régulateur important de la JMT, qui est avec les cellules musculaires essentielle au bon fonctionnement des muscles. Par conséquent, ce projet aura de nombreux avantages dans les domaines de la biologie musculaire, de la biologie de l'exercice physique, et des maladies qui provoquent des défaillances au niveau de la JMT.
Procédures
1.Les 3 tests de mesure de la force musculaire sont des procédures non invasives durant lesquelles les souris ne souffrent pas. Ils ne prennent qu’1 à 2 min par souris avec 10 min entre chacun des 3 essais/test et 20 min entre 2 tests. Les souris retourneront ensuite dans leur cage d'origine. 2.Les 2 programmes d’exercices sont des procédures non invasives mais qui provoque un niveau d’inconfort musculaire important comme tout exercice physique intense. Le 1er exercice comprend 4 jours d’habituation progressive de 20 min puis le 5e jour les animaux débutent par 15 min d’échauffement et courent ensuite de plus en plus vite jusqu’à épuisement, environ 1h, pour déterminer leur Vmax (vitesse maximale). Le 2é exercice comprend 3 jours de 15 à 20 min d’habituation suivi d’un jour d’exercice de 60 min comparable à un exercice physique intense. 3.La mesure de la force de contraction musculaire est une procédure invasive qui est réalisée sous anesthésie générale. La durée d’une stimulation est de 0,5 sec, elle est réalisée 8 fois avec un intervalle de 30 secondes entre chaque stimulation. Avec l'anesthésie, ce test dure 1h et 30 min par souris. Après la procédure, les souris encore sous anesthésie seront euthanasiées.
Impact sur les animaux
Les animaux mutants pourraient avoir des effets indésirables en raison d’une faible musculature attendue mais ce n’est pour l’instant pas le cas. Ces animaux ne présentent pas, depuis le démarrage du projet autorisé il y a un an, de phénotype dommageable sévère ou même modéré. S’ils ont un phénotype dommageable, celui-ci est léger. Les tests de mesure de la force musculaire sont non invasifs et ne provoquent pas de douleur. Les 2 programmes d’exercice sont des procédures non invasives comparables à une activité physique intense et qui provoquent un niveau d’inconfort musculaire important. La mesure de la force de contraction musculaire sera réalisée sous anesthésie et sous antalgiques et les animaux seront mis à mort avant leur réveil.
Devenir
Pour parvenir à des conclusions scientifiques solides avec le nombre minimal d'animaux utilisés, nous collecterons les biopsies musculaires de tous les animaux après euthanasie à la fin de la procédure.
Remplacement
Les souris sont nécessaires pour ces expériences dans le but de nous permettre de comprendre les propriétés physiologiques des cellules musculaires. Les modifications génétiques qui ne sont possibles que chez la souris nous permettent d'étudier la fonction des gènes dans des conditions biologiques appropriées et donc la physiopathologie. Ces expériences ne peuvent pas être réalisées in vitro.
Réduction
Nous prenons plusieurs mesures pour réduire le nombre d'animaux utilisés. Mesure 1 : De multiples essais fonctionnels seront réalisés chez la même souris. Mesure 2 : Les animaux utilisés pour vérifier la viabilité des mutants seront utilisés pour les expériences histologiques et fonctionnelles, ce qui réduira également le nombre d'animaux utilisés. Mesure 3 : La puissance statistique a été utilisée pour calculer le nombre de souris minimum nécessaire afin de déterminer si une différence statistiquement significative existe entre 2 ou plusieurs groupes.
Raffinement
Au cours de notre projet, tout signe de douleur sera pris en charge par des mesures appropriées en fonction du niveau de douleur observé (0 à 3). Si une douleur est présente, elle sera traitée soit par l’administration d’un analgésique, soit par l’euthanasie prématurée des animaux concernés. Niveau 0 : aucune douleur, aucun inconfort détecté. Niveau 1 : douleur légère, dans ce cas les souris seront contrôlées quotidiennement. Niveau 2 : la douleur est présente, dans ce cas un analgésique sera administré à la souris et elle sera sous surveillance. Niveau 3 : douleur intense, dans ce cas un analgésique plus puissant sera administré et les animaux seront surveillés régulièrement. Ils seront euthanasiés prématurément si nécessaire pour éviter une douleur chronique. Après les procédures expérimentales, les souris seront suivies quotidiennement. Le suivi de nos souris comprend une observation du comportement général (perte de poids, apathie, yeux fermés) et de la paralysie des membres postérieurs. Pour les souris qui ont des difficultés à manger de la nourriture solide (croquettes), de la nourriture en gel sera placée dans la litière de la cage. La mesure de la force contractile in situ sera effectuée sous anesthésie générale afin d'éviter toute gêne ou douleur qui pourrait en résulter puis les animaux seront sacrifiés avant leur réveil pour le prélèvement des tissus musculaires.
Choix des espèces
Pour caractériser la physiologie du muscle, nous devons réaliser des expériences in vivo chez la souris car les modifications génétiques sont mieux établies dans ce modèle. Le projet est basé sur nos récents travaux chez la souris qui ont permis de découvrir un gène fortement et spécifiquement exprimé dans la JMT. Par conséquent, la souris est le modèle le plus approprié pour ce projet. Le moment où la mutation Tigd4 montre le phénotype est une question ouverte pour le moment et nous n’avons observé aucun phénotype spontané visible depuis le début du projet autorisé il y a un an. Nous espérons pouvoir observer un phénotype lors des analyses histologiques, biologiques et moléculaires qui seront réalisées dans ce projet.