Recherche fondamentale

48 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour tester la résistance de câbles de télécommunication à leurs morsures. Le protocole les prive de nourriture jusqu'à 72 heures, l'accès à la mangeoire étant bloqué par le câble qu'ils doivent ronger pour l'atteindre, une chute de poids de 15 % arrêtant l'essai pour la cage. Le porteur indique avoir allongé la privation de nourriture d'une étude à l'autre parce que les câbles étaient trop peu attaqués, et affirme qu'il n'existe aucune méthode alternative à la mise en situation avec l'espèce cible. Le devenir des rats n'est pas fixé, des démarches de replacement sont annoncées et les individus non placés seront tués à l'issue.

Objectifs

La justification du projet découle du fait que, placés dans un milieu naturel, les câbles à fibres optiques doivent être résistants aux attaques des rongeurs, en particulier celles des rats. Pour y remédier, les fournisseurs de câbles doivent développer des solutions dites « anti-rongeurs » et prouver leur efficacité par la mise en œuvre d’essais tels que ceux décrits dans ce projet. En effet, une mise en situation avec l’espèce cible est la plus adaptée pour tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles. De manière générale, les câbles optiques sont attaqués de préférence par rapport aux conducteurs d´énergie, par raison de leur manque de danger pour ces animaux. Il a d’ailleurs été démontré que le rat peut dans certaines conditions s’attaquer aux câbles à fibres optiques, notamment lorsque ces derniers sont placés comme un obstacle sur la trajectoire de son déplacement habituel, ou s’il lui obstrue l’accès à un point de nourriture. L’objectif de ce projet est de tester une conception de câbles qui a fait l'objet d'innovation technique afin de renforcer les matériaux qui recouvrent les fibres optiques. Ce projet a également pour objectif de compléter les résultats issus de deux études précédentes réalisées en 2021 et 2022. Les rats seront soumis à une privation alimentaire d’au maximum de 72 heures. L’accès à la nourriture sera obstrué par le câble. Les rats seront obligés de ronger le câble pour se frayer un chemin. Des projets similaires ont été réalisés en 2021 et 2022. Lors de l’étude de 2021, les rats ont été soumis à une motivation alimentaire pendant 96 heures (2 x 48 heures). Les câbles (y compris le câble témoin) ayant été peu attaqués, il a été décidé d’allonger la période de privation de nourriture pour inciter les rats à ronger davantage les câbles. Lors de l'étude de 2022, la mise à jeun a été prolongée à 72 heures. Lors de cette expérimentation, l’état de santé des rats a été surveillé quotidiennement : aucune perturbation n’a été notifiée. Les animaux n’ont pas présenté de signes d’agressivité inhabituel, ni de comportement de prostration ou de souffrance. Aucun retour négatif n’a été reporté de la part du personnel animalier qui était en charge des soins et du suivi quotidien des animaux.

Bénéfices attendus

Les installations des bâtiments comme les câblages optiques subissent régulièrement les agressions des rongeurs tels que les rats. Ces dégradations vont jusqu’à rendre inopérant le fonctionnement des réseaux optiques de l’opérateur téléphonique et peuvent non seulement générer des impacts économiques importants mais aussi fortement pénaliser la sécurité des biens et des personnes. D’un point de vue développement de l’innovation, si la conception testée permet de protéger efficacement l’attaque des rongeurs, elle sera déployée plus largement au niveau national à d’autres opérateurs téléphoniques. Afin d’approfondir les résultats, ce projet a été construit en tenant compte des données et observations des études précédentes qui ont permis d’une part d’optimiser les conditions expérimentales (durée de présentation des câbles pour des résultats exploitables) mais également d’améliorer les conceptions de câbles testées.

Procédures

Au cours de la période d’acclimation de 7 à 10 jours, aucune intervention ne sera réalisée sur les animaux. Pendant la période d'expérimentation et afin d'inciter les rats à ronger le câble, les échantillons de câble seront fixés de manière à empêcher l'accès à la mangeoire. Les rongeurs doivent donc se frayer un passage en sectionnant le câble obstructeur. Les câbles seront placés pendant une période de 72 heures au cours de laquelle les rats seront à jeûn. La durée de la mise à jeun (72 heures) a été définie suite à nos observations lors des études antérieures. Cette durée est nécessaire afin d'observer une réelle atteintes des câbles que nous voulons quantifier et caractériser. Lors de la période d'expérimentation, les seules interventions seront des pesées quotidiennes afin de suivre l'évolution de la chute de poids.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables seraient faim, malnutrition et une perte de poids (au niveau modéré) si le câble n'était pas rompu rapidement. En effet, afin d'inciter les rats à ronger le câble, les échantillons de câble seront fixés de manière à empêcher l'accès à la mangeoire. Les rongeurs doivent donc se frayer un passage en sectionnant le câble obstructeur. Les câbles seront placés pendant une période de 72 heures au cours de laquelle les rats seront à jeûn (l'accès à la boisson ne sera pas limité).

Devenir

Des démarches sont en cours pour replacer les animaux. Les animaux qui ne pourront pas être placés seront mis à mort à l’issue du projet.

Remplacement

Il n’existe pas de méthode alternative pour évaluer la résistance des câbles à l’attaque des rongeurs. Une mise en situation avec l’espèce cible est la plus adaptée pour tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles. Les conceptions de câbles testées ont été préalablement soumis à (1) des tests dimensionnels pour vérifier que les composants sont en quantité suffisante pour assurer leur rôle de protection, (2) tests mécaniques pour garantir que le câble reste fonctionnel après être contraint mécaniquement lors de la pose et pendant sa vie, (3) essais d’environnement permettant de tester leur étanchéité, leur résistance à la température.

Réduction

Avec l’accord du partenaire, il a été convenu de réutiliser les mêmes rats si une répétition se révélait nécessaire pour confirmer les résultats. Une période de repos serait mise en place pour qu’ils retrouvent leur poids initial. Ainsi la conception de ce projet permet de réduire de moitié le nombre d’animaux (48 au lieu de 96). En s’appuyant sur les résultats de la précédente étude, ces effectifs et répétitions sont suffisants pour déterminer qu’un des câbles est plus résistant que l’autre avec une différence de 1.5 dans la notation moyenne des dégradations (sur une échelle de 0 à 8).

Raffinement

Les animaux seront hébergés par groupe de 4 dans des cages adaptées, dans des conditions environnementales (température et éclairage) contrôlées. Pendant la période de 72 heures, deux visites quotidiennes seront réalisées afin de surveiller l’état de santé des animaux et l’apparition des signes cliniques (prostration, absence de toilettage, diarrhée, amaigrissement). Les animaux seront pesés chaque jour afin de surveiller l’évolution de la chute de poids liée au jeûne. Une chute de poids de 15% conduira à l’arrêt immédiat de l’expérimentation pour la cage entière : le câble sera immédiatement retiré afin que les animaux accèdent à la nourriture.

Choix des espèces

Cette justification se trouve dans le cahier des charges du client qui spécifie que les câbles sont soumis aux attaques des rats. Une mise en situation avec l’espèce cible permet de tester la résistance dans des conditions proches des conditions réelles Le choix de la souche de rats réside dans le fait que cette dernière est la plus active en termes de dégradations observées lors de précédents essais. Adultes avec un poids d’au moins 200 g (spécification requise par le client).

1 356 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une neurochirurgie du crâne ou une chirurgie vasculaire, des tests métaboliques avec prélèvements sanguins, un régime gras, des mises à jeun de vingt-quatre heures et une exposition au froid, ainsi que des isolements en cage individuelle, avant mise à mort pour prélever des tissus. Le porteur reconnaît des douleurs postopératoires liées à l'incision du crâne et un stress d'isolement et de contention, l'objectif étant d'étudier le rôle des cellules immunitaires du cerveau dans l'obésité. Sur le remplacement, il affirme que ces interactions entre le cerveau et les organes ne sont pas modélisables in vitro.

Objectifs

Afin d’envisager de nouvelles thérapies pour lutter contre l’obésité et ses comorbidités, il est nécessaire de mieux connaître les phénomènes biologiques qui régulent la prise alimentaire et le poids corporel. Dans le cerveau, on trouve des neurones qui sont sensibles à des signaux (hormones, sucres, graisses…) qui les renseignent sur l’état énergétique global de l’organisme. La consommation d’un régime hypercalorique riche en graisses entraîne une inflammation du cerveau. La microglie, qui forme les cellules immunitaires du cerveau, est impliquée dans la régulation du poids corporel. Elle participe à la mise en place de l’'inflammation cérébrale lors de la consommation d'un régime gras. Son activation est variable en fonction de la longueur de la consommation du régime (entre les premiers jours et plusieurs semaines). Cependant, les mécanismes moléculaires impliqués restent mal connus. Nous allons étudier deux molécules qui agissent sur l'activation de la microglie afin de déterminer si elles sont importantes pour la mise en place de l'inflammation cérébrale.

Bénéfices attendus

Les informations tirées de la réalisation de ce projet permettront de mieux comprendre le rôle des cellules immunitaires du cerveau (microglies) dans le développement de l'obésité et les dérèglements métaboliques en réponse à un régime gras riche en calories, ainsi que les changements inflammatoires sous-jacents dans le cerveau. Dans une perspective thérapeutique à plus long terme, ces données seront utiles pour des tentatives de modulation de la microglie afin de contrer les troubles métaboliques, dans le cas où nos résultats supporteraient cette hypothèse.

Procédures

Voici la liste des principaux gestes techniques réalisés sur les animaux. 1) Analyse de la composition corporelle : durée maximale de 5 minutes, sans anesthésie. Les souris subiront 1 à 4 analyses de ce type au cours de ce projet, espacées au minimum de 3 semaines (1356 animaux). 2) Neuro-chirurgie : sous anesthésie générale + protocole analgésique. Une seule neuro-chirurgie sera effectuée dans la vie de l’animal (60-75 minutes, 384 animaux). Une partie des 384 animaux subiront une deuxième chirurgie (60-75 minutes, 96 animaux) et une troisième anesthésie (45 minutes, les mêmes 96 animaux). 3) Chirurgie vasculaire : sous anesthésie générale + protocole analgésique. Une seule chirurgie vasculaire sera effectuée dans la vie de l’animal (30 minutes, 204 animaux). 3) Test de tolérance au glucose/insuline/pyruvate et clamp hyperglycémique : réalisé sur souris vigiles. Maximum 10 prélèvements sanguins de 10µl. Un seul test de chaque type sera réalisé durant toute l’étude (120 minutes, 492 animaux). 4) Tests de calorimétrie indirecte (288 animaux concernés au maximum) : isolement de l’animal vigile en cage individuelle enrichies (pendant deux semaines).

Impact sur les animaux

Dans notre étude, les animaux seront parfois isolés à l’âge adulte (suite à une chirurgie ou lors des sessions de cages métaboliques). Cet isolement est nécessaire pour quantifier la consommation de nourriture de chaque animal ou limiter la dégradation des implants. Au-delà du stress d’isolement social, ces animaux subiront un stress de contention lors de l’analyse de composition corporelle, qui se déroule dans un tube en plastique au fond duquel les souris sont bloquées. Ce stress est cependant d’une durée limitée, l’analyse ne prenant que 5 minutes au maximum. Certains animaux subiront un stress métabolique lors de la mise à jeun pendant 24h et les 24h à une température de 4°C. Les prélèvements sanguins (maximum de 44 µl prélevés en une journée) peuvent induire une gêne passagère. Les nuisances les plus importantes sont attendues lors de la neuro-chirurgie. L’incision de la peau du crâne et la déshydration induite par l’anesthésie peuvent provoquer des douleurs post-opératoires.

Devenir

À l’issue de toutes les procédures, tous les animaux seront euthanasiés pour récupérer des tissus, afin de réaliser des analyses in vitro supplémentaires, qui nous apporteront des informations cruciales sur les conqéquences des changements moléculaires microgliaux.

Remplacement

Le but de ce projet est de comprendre le rôle de la microglie hypothalamique sur un ensemble de variables métaboliques intégrées, telles que le poids, la composition corporelle et la régulation de la glycémie. Dans ce contexte, la région cérébrale que nous étudions n’est pas isolée, et interagit avec d’autres structures du cerveau mais également avec des organes périphériques (foie, pancréas, tissu adipeux…). Les effets que nous étudions sont donc la résultante de cette communication entre divers réseaux de neurones et la périphérie. Des interactions aussi complexes ne peuvent être modélisées in vitro, et certains des effets étudiés comme le comportement alimentaire nécessitent un animal vivant. De même, il n’existe aucun modèle informatique qui pourrait remplacer l’animal dans le cadre de cette étude. A noter, ce projet a d’abord fait l’objet d’études réalisées in vitro (cultures cellulaires) afin de mieux cibler les voies de signalisation impliquées dans notre hypothèse. De plus, les modèles génétiques nécessaires pour répondre à notre question scientifique ont été développés chez la souris.

Réduction

Sur la base de nos études antérieures, nous avons adapté le nombre minimum d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats exploitables statistiquement. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous avons regroupé dans la mesure du possible nos différents tests métaboliques sur les mêmes animaux, de manière à obtenir un maximum d’information à partir des mêmes animaux. En particulier, l’analyse de la composition corporelle (masse grasse vs masse maigre) est réalisée dans un appareil spécifique qui ne nécessite pas la mise à mort des animaux. Cela nous permet ainsi de réaliser plusieurs mesures à des temps différents sur les mêmes animaux, au lieu d’avoir recours à des lots différents.

Raffinement

Nous avons défini différents points de raffinement tout au long de l’étude : 1) Les animaux arriveront dans la pièce d’hébergement à l’âge de 3 ou 24 semaines et seront habitués pendant 1 semaine minimum. Cette période d’habituation permettra de diminuer le stress des animaux en réponse à l’expérimentateur. Toutes les expériences seront réalisées par du personnel formé et entraîné. 2) L’évaluation de la prise alimentaire nécessite parfois la répartition des animaux en cages individuelles. Pour compenser le manque d’interactions sociales, les cages, transparentes et enrichies, seront rapprochées au maximum les unes des autres. 3) L’enrichissement des cages se compose de carrés de cellulose pour nidifier, un tunnel en carton pour se cacher et de bâtonnets en bois pour ronger. 4) Environnement sonore : Une radio est installée dans la pièce d’hébergement afin d’atténuer l'impact des bruits extérieurs qui pourraient se produire accidentellement. 5) Notre étude nécessite une chirurgie stéréotaxique et une chirurgie vasculaire, qui seront réalisées sous anesthésie générale. La prise en charge de la douleur est assurée par un protocole associant morphinique, anesthésique local et traitement anti-inflammatoire. Durant la chirurgie, dès l’induction, les souris seront maintenues sur tapis chauffant et leur réveil s’effectuera en couveuse, pour prévenir le risque d’hypothermie. Leurs yeux seront également protégés de la sécheresse oculaire par application d’un gel ophtalmique. Enfin, le traitement anti-inflammatoire se poursuivra dans les 2 jours suivant la chirurgie, avec un suivi renforcé des souris durant cette période pour s’assurer de leur récupération. 6) Des points limites précoces et terminaux appropriés ont été définis : ces critères prennent en compte l'apparence, l'évolution du poids, le comportement, les signes cliniques (température et respiration) et l'aspect de la plaie (le cas échant). Des mesures conservatoires sont prévues pour chaque critère, afin de prendre en charge promptement toute modification de l’état de l’animal. Lorsqu’un point limite précoce est atteint, nous demanderons un avis vétérinaire afin d’envisager la mise en place de soins personnalisés compatibles avec le maintien de l’animal dans l’étude. En cas d’échec ou si un point limite terminal est atteint, l’animal sera retiré de l’étude et mis à mort, pour lui éviter toute souffrance que nous ne pourrions soulager.

Choix des espèces

LLa régulation du poids corporel, le comportement alimentaire et le métabolisme glucidique sont depuis longtemps étudiés chez la souris, qui représente donc une espèce adaptée à ce type d’études. De très nombreux modèles d’obésités ont été développés chez la souris. De nombreux modèles génétiquement modifiés existent et permettent l’étude de mécanismes moléculaires précis. De plus, la souris est une espèce de prédilection pour la création d’animaux transgéniques, d’autant que son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. Enfin, la forte proximité biologique entre l’homme et la souris en ce qui concerne le contrôle de la prise alimentaire fait de la souris un bon modèle prédictif. En particulier, dans le cadre de cette étude, l'inflammation hypothalamique et la réactivité microgliale induite par un régime obésogène est retrouvé à la fois chez la souris et chez l’Homme. Toutes les souris de cette étude seront adultes, elles arriveront entre 3 et 24 semaines d’âge dans notre animalerie, mais nous ne commencerons les expériences qu’à partir de l’âge de 8 ou 25 semaines. Cet âge est celui auquel on estime que le crâne a fini sa croissance, ce qui nous permet d’utiliser des atlas de référence pour la réalisation de la neuro-chirurgie.

50 chiens vont être utilisés sur trois ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une trentaine étant tués à l'issue, dix réutilisés et dix adoptés. Ils reçoivent des candidats médicaments anticancéreux par voie orale ou par perfusion, avec des prélèvements répétés d'urine, de sang et de fèces, et peuvent présenter des troubles digestifs et des atteintes des paramètres sanguins. Le porteur indique que la mise à mort sert le plus souvent à prélever des organes, le maintien en vie n'étant possible que si aucun prélèvement n'est nécessaire et si la molécule n'est pas disséminée dans l'environnement. Il affirme qu'un "organisme complet et vivant" est "indispensable" pour évaluer ces traitements avant des essais cliniques vétérinaires, parfois humains.

Objectifs

Notre projet a pour objectif l'évaluation chez le Chien, de nouveaux composés à visée thérapeutique vétérinaire, et parfois humaine, dans le traitement de pathologies cancéreuses (sureté, données de toxicité, détermination de dose optimale, excrétion d'OGM, etc...). Ces études permettront: - de développer des traitements anti-cancéreux pour les chiens, avec une application clinique rapide sur des patients canins, permettant ainsi la prolongation de leur durée de vie. - d'évaluer (rarement) des traitements destinés à l'Homme: le chien est considéré comme un modèle pertinent pour certains cancers, cela nous permettra d’obtenir des données supplémentaires pour des applications en clinique humaine.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu est l'obtention de données permettant un passage rapide à des essais cliniques chez le Chien, permettant la mise en place de nouveaux traitements anticancéreux, mais également l'exploration de nouvelles voies thérapeutiques chez l'Homme.

Procédures

Les animaux recevront une ou des administrations de médicaments, par voie orale ou parentérale. La fréquence dépendra du médicament évalué, l'administration en elle même durera généralement quelques secondes à 1 minute. Dans certains cas, une perfusion pourra être effectuée, pour une durée maximale d'1h. Des prélèvements seront réalisés: prélèvement d'urine directement dans la vessie (env. 2 minutes, maxi 1x/jour), prélèvement de sang (env. 2 minutes, maxi 1x/jour), écouvillons nasaux/buccaux/cutanés (env. 1 minute, maxi 1x/jour), prélèvements de feces (quelques secondes, maxi. 1x/jour)

Impact sur les animaux

Les animaux recevront les traitements de la même façon que ces derniers seront utilisés en clinique: ils sont donc susceptibles de ressentir des effets secondaires associés à ces traitements, le plus souvent des désordres digestifs (nausées, vomissements), mais également possibilité d'apparition de petits boutons sans gravité sur la peau et perturbations transitoires des paramètres hémato-biochimiques.

Devenir

Les animaux devront le plus souvent être euthanasiés pour prélever des organes et du sang afin de faire des analyses (analyses histologiques, dosages du produit administré, etc...) Par ailleurs, beaucoup des produits évalués sont des molécules qui ne doivent pas être disséminées dans l'environnement. Le maintien en vie des animaux ne sera donc possible qu'à la condition: que les prélèvements précédemment cités ne soient pas nécessaires ET que des données de non excrétion de la molécule administrée soient disponibles. Ce maintien en vie pourra parfois nécessiter l'autorisation d'autorités réglementaires/sanitaires.

Remplacement

Les produits que nous souhaitons tester ont pour finalité d’apporter de nouvelles solutions thérapeutiques dans la lutte contre le cancer chez le Chien, et dans certains cas, chez l'Homme. Il est nécessaire, bien que des tests de toxicité aient été réalisés in vitro et sur d'autres modèles animaux, d’étudier l'administration de ces produits chez le Chien avant de démarrer des études cliniques chez des animaux spontanément malades. L'utilisation d'un organisme complet et vivant est indispensable dans le cadre de l'évaluation de traitements anti-cancéreux, car la complexité des réactions immunitaires, inflammatoires, ainsi que les effets secondaires sur les organes ne peuvent être reproduits par des méthodes de substitution

Réduction

Le nombre d'animaux utilisé sera d'au maximum 50 chiens sur 3 ans, pour l'évaluation de plusieurs candidats thérapeutiques. Le nombre d'animaux a été réduit au minimum permettant d'avoir des résultats scientifiquement exploitables et permettant un passage sans risque sur des patients canins malades.

Raffinement

Durant tout le projet, une attention particulière sera apportée au bien-être des animaux, notamment en conservant l'hébergement en groupe autant que possible en fonction du candidat vaccin testé, par la mise à disposition de jouets régulièrement renouvelés, et par des interactions fréquentes avec les personnes en charge des soins (jeux, caresses, récompenses lors des pesées et examens cliniques…). Si les animaux doivent être hébergés individuellement, pour compenser cet isolement, ils seront hébergés dans des box attenants avec contact olfactif et visuel. Des effets secondaires sont susceptibles d'apparaitre suite aux traitements anti-cancéreux: ils feront l'objet de traitements symptomatiques comme c'est le cas en clinique. Des points limites adaptés seront mis en place afin de limiter l'inconfort des animaux en cours d'étude. Les animaux seront pris en charge par du personnel formé et habilité, et un suivi vétérinaire sera effectué de façon très régulière.

Choix des espèces

Le chien est l'espèce cible pour la plupart des produits qui seront évalués, l'objectif principal étant de vérifier l'innocuité de ces produits avant un passage en essai clinique sur patients canins. Si des thérapies à destination humaine sont évaluées chez le Chien, cela se fera sur la base de publications scientifiques sur le sujet. Les chiens ont en commun avec l'Homme certaines voies de signalisation et récepteurs cellulaires impliqués dans la mise en place du cancer et sont donc un modèle pertinent pour des objectifs scientifiques précis. Les animaux utilisés seront adultes, voire âgés, en raison de la manifestation généralement tardive des cancers.

21 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ce dossier reprend le même protocole qu'une autre demande du lot, une injection virale dans le cerveau pour induire une maladie de type Parkinson, deux IRM de deux heures sous anesthésie, des gavages et des isolements de vingt-quatre heures, avant mise à mort et prélèvement du cerveau. Le porteur affirme que la chirurgie n'induit ni souffrance ni troubles hors de la maladie, tout en reconnaissant plus loin une douleur possible, une perte de poids et une hypothermie. Sur le remplacement, il affirme que l'étude du lien entre microbiote et système nerveux ne peut se faire que chez l'animal.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont : - de valider un modèle rat parkinsonien sur la souche axénique exclusivement employée dans notre établissement utilisateur, souche permettant de contrôler le microbiote des rats. - de caractériser finement les conséquences de la maladie tout au long de l’axe cerveau/intestin par différentes méthodes. - de connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie.

Bénéfices attendus

Les bénéfices sont : - de disposer d'un modèle rat parkinsonien sur la souche employée en conditions axéniques dans notre établissement utilisateur. - de caractériser finement les conséquences de la maladie par des méthodes multisytémiques. - choisir la technique d'IRM non invasive capable de détecter les signes de la maladie au niveau cérébral. - connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie. Si nous constatons une modification du microbiote en lien avec le développement de la maladie de Parkinson, nous proposerons de poursuivre cette étude en modifiant le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration du phénotype de la maladie (transplantation fécale issue de microbiotes de patients humains, introduction de prébiotiques dans l'alimentation). L’objectif à terme de ce projet serait de proposer de potentiels prébiotiques qui pourraient améliorer la qualité de vie des malades atteints de la maladie de Parkinson ou ralentir la progression de la maladie.

Procédures

- L’injection intracérébrale sera effectuée 1 fois pour chaque animal sous anesthésie, cette chirurgie dure environ 1h. - L’IRM du cerveau du rat est effectuée sur un équipement dédié aux investigations chez le rat sous anesthésie à l’isoflurane. Les rats sont placés dans un système permettant de les réchauffer et de suivre leurs constantes physiologiques (température, fréquence respiratoire) pendant les 2h que dure l’IRM. Les explorations IRM seront réalisées 2 fois pour chaque animal à 9 semaines d’intervalle. - Les prélèvements de fèces pour l'analyse du microbiote et la mesure du temps de transit sont effectués dans les cages, sans intervention sur les animaux. - Le test appréciant le comportement moteur des rats est effectué toutes les 2 semaines (de la semaine 4 à la semaine 14), il dure environ 20 min. - La mesure du temps de transit par gavage de spores sera réalisée 2 fois, en semaine 7 et semaine 13, il nécessite un isolement durant 24 h en cage individuelle.

Impact sur les animaux

L’intervention chirurgicale a pour but d’induire une maladie chronique. En dehors de ce dommage durable, le geste chirurgical n’induit ni souffrance, ni altérations comportementales (en dehors de celles directement en rapport avec la maladie de Parkinson). Cependant, les rats peuvent présenter des effets indésirables liés à cette intervention chirurgicale, douleur, perte de poids, hypothermie. L’hébergement individuel des rats pendant 24 h toutes les 7 semaines pour les mesures de temps de transit induit un stress.

Devenir

A la fin de la procédure tous les animaux seront mis à mort et leurs cerveaux prélevés afin de réaliser des analyses immunohistologiques participant à la validation du modèle de maladie de Parkinson chez cette souche de rat.

Remplacement

L’étude du système nerveux, de par sa complexité d’organisation, de développement, de plasticité et de fonctionnement, demande à être effectuée au sein de l’organisme entier. Seules des approches menées in vivo chez un modèle animal peuvent améliorer la connaissance du cerveau et de son fonctionnement, et ainsi aboutir au traitement de ses pathologies humaines comme la maladie de Parkinson. L'objectif de ce projet est de modifier le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration de la maladie, aussi l’étude du couplage microbiote/système nerveux ne peut être réalisé que chez l’animal.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au minimum nécessaire pour apporter des résultats statistiques à l’étude. L’imagerie par IRM est un outil non invasif et indolore qui permet le suivi du développement d’une pathologie sur un même animal.

Raffinement

Les animaux seront acclimatés pendant 7 jours à leur arrivée et lors du transfert entre les 2 animaleries, de l’enrichissement sera mis à disposition dans les cages. Au préalable à chaque procédure, les animaux seront amenés pendant 60 min dans la pièce de l’intervention afin de s’acclimater à ce nouvel environnement. Après chaque anesthésie, que ce soit pour la chirurgie ou l’IRM, les animaux seront placés dans une cage de réveil réchauffée par une plaque chauffante. Ils seront surveillés régulièrement par l’expérimentateur pendant les heures qui suivent l’intervention jusqu’à ce que l’animal ait pleinement récupéré. Pour analyser le temps de transit chez l’animal, une suspension de spores est administrée par gavage orogastrique, technique pour laquelle la douleur et le stress sont limités pour l'animal lorsque le geste est réalisé par des intervenants formés et expérimentés (mise en place d'un conditionnement "pré-contention" avec manipulation régulière des animaux). Toutefois, une surveillance accrue est mise en place à la suite de l'exécution de la technique pour détecter d'éventuels signes de mal être suite à l'intervention.

Choix des espèces

La littérature scientifique montre que le rat est une espèce de choix pour l'étude du fonctionnement cérébral dans la Maladie de Parkinson. Nous pourrons ainsi confronter les données de la littérature utilisant les modèles classiques avec les résultats obtenus grâce à notre nouveau modèle dans le cadre de ce projet. Nous utiliserons des rats jeunes adultes (environ 200 g en début d'étude), afin de pouvoir utiliser les données de la littérature sur les coordonnées des différentes structures cérébrales dans l’espace.

21 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit une injection dans le cerveau sous anesthésie pour induire une maladie chronique de type Parkinson, puis deux séances d'IRM de deux heures et des gavages, avec des isolements de vingt-quatre heures, avant mise à mort et prélèvement du cerveau. Le porteur reconnaît des effets liés à la chirurgie, douleur, perte de poids et hypothermie, et un stress lié à l'isolement, tout en décrivant par ailleurs le geste comme sans souffrance en dehors de la maladie induite. Sur le remplacement, il affirme que l'étude du couplage entre microbiote et système nerveux ne peut se faire que chez l'animal.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont : - de valider un modèle rat parkinsonien sur la souche axénique exclusivement employée dans notre établissement utilisateur, souche permettant de contrôler le microbiote des rats. - de caractériser finement les conséquences de la maladie tout au long de l’axe cerveau/intestin par différentes méthodes. - de connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie.

Bénéfices attendus

Les bénéfices sont : - de disposer d'un modèle rat parkinsonien sur la souche employée en conditions axéniques dans notre établissement utilisateur. - de caractériser finement les conséquences de la maladie par des méthodes multisytémiques. - choisir la technique d'IRM non invasive capable de détecter les signes de la maladie au niveau cérébral. - connaitre le profil du microbiote intestinal de ce modèle et identifier un éventuel impact de la maladie. Si nous constatons une modification du microbiote en lien avec le développement de la maladie de Parkinson, nous proposerons de poursuivre cette étude en modifiant le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration du phénotype de la maladie (transplantation fécale issue de microbiotes de patients humains, introduction de prébiotiques dans l'alimentation). L’objectif à terme de ce projet serait de proposer de potentiels prébiotiques qui pourraient améliorer la qualité de vie des malades atteints de la maladie de Parkinson ou ralentir la progression de la maladie.

Procédures

- L’injection intracérébrale sera effectuée 1 fois pour chaque animal sous anesthésie, cette chirurgie dure environ 1h. - L’IRM du cerveau du rat est effectuée sur un équipement dédié aux investigations chez le rat sous anesthésie à l’isoflurane. Les rats sont placés dans un système permettant de les réchauffer et de suivre leurs constantes physiologiques (température, fréquence respiratoire) pendant les 2h que dure l’IRM. Les explorations IRM seront réalisées 2 fois pour chaque animal à 9 semaines d’intervalle. - Les prélèvements de fèces pour l'analyse du microbiote et la mesure du temps de transit sont effectués dans les cages, sans intervention sur les animaux. - Le test appréciant le comportement moteur des rats est effectué toutes les 2 semaines (de la semaine 4 à la semaine 14), il dure environ 20 min. - - La mesure du temps de transit par gavage de spores sera réalisé 2 fois, en semaine et semaine 13, il nécessite un isolement durant 24 h en cage individuelle.

Impact sur les animaux

L’intervention chirurgicale a pour but d’induire une maladie chronique. En dehors de ce dommage durable, le geste chirurgical n’induit ni souffrance, ni altérations comportementales (en dehors de celles directement en rapport avec la maladie de Parkinson). Cependant, les rats peuvent présenter des effets indésirables liés à cette intervention chirurgicale, douleur, perte de poids, hypothermie. L’hébergement individuel des rats pendant 24 h toutes les 7 semaines pour les mesures de temps de transit induit un stress.

Devenir

A la fin de la procédure tous les animaux seront mis à mort et leurs cerveaux prélevés afin de réaliser des analyses immunohistologiques participant à la validation du modèle de maladie de Parkinson chez cette souche de rat.

Remplacement

L’étude du système nerveux, de par sa complexité d’organisation, de développement, de plasticité et de fonctionnement, demande à être effectuée au sein de l’organisme entier. Seules des approches menées in vivo chez un modèle animal peuvent améliorer la connaissance du cerveau et de son fonctionnement, et ainsi aboutir au traitement de ses pathologies humaines comme la maladie de Parkinson. L'objectif de ce projet est de modifier le microbiote pour étudier l'aggravation ou l'amélioration de la maladie, aussi l’étude du couplage microbiote/système nerveux ne peut être réalisée que chez l’animal.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au minimum nécessaire pour apporter des résultats statistiques à l’étude. L’imagerie par IRM est un outil non invasif et indolore qui permet le suivi du développement d’une pathologie sur un même animal.

Raffinement

Les animaux seront acclimatés pendant 7 jours à leur arrivée et lors du transfert entre les 2 animaleries, de l’enrichissement sera mis à disposition dans les cages. Au préalable à chaque procédure, les animaux seront amenés pendant 60 min dans la pièce de l’intervention afin de s’acclimater à ce nouvel environnement. Après chaque anesthésie, que ce soit pour la chirurgie ou l’IRM, les animaux seront placés dans une cage de réveil réchauffée par une plaque chauffante. Ils seront surveillés régulièrement par l’expérimentateur pendant les heures qui suivent l’intervention jusqu’à ce que l’animal ait pleinement récupéré. Pour analyser le temps de transit chez l’animal, une suspension de spores est administrée par gavage orogastrique, technique pour laquelle la douleur et le stress sont limités pour l'animal lorsque le geste est réalisé par des intervenants formés et expérimentés (mise en place d'un conditionnement "pré-contention" avec manipulation régulière des animaux). Toutefois, une surveillance accrue est mise en place à la suite de l'exécution de la technique pour détecter d'éventuels signes de mal être suite à l'intervention.

Choix des espèces

La littérature scientifique montre que le rat est une espèce de choix pour l'étude du fonctionnement cérébral dans la Maladie de Parkinson. Nous pourrons ainsi confronter les données de la littérature utilisant les modèles classiques avec les résultats obtenus grâce à notre nouveau modèle dans le cadre de ce projet. Nous utiliserons des rats jeunes adultes (environ 200 g en début d'étude), afin de pouvoir utiliser les données de la littérature sur les coordonnées des différentes structures cérébrales dans l’espace.

1 944 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de tumeur, des administrations orales de bactéries et d'acide rétinoïque, une injection dans un ganglion et un prélèvement de sang, avant mise à mort pour prélever tumeur, foie, intestins, ganglions et rate. Le porteur décrit une gêne modérée liée aux tumeurs sous la peau et un inconfort lors des administrations, l'objectif étant de restaurer l'efficacité des immunothérapies en cas de déséquilibre du microbiote. Sur le remplacement, il affirme que seul un animal vivant et "entier" permet d'étudier l'immunité antitumorale, impossible à reproduire in vitro.

Objectifs

Des études ont montré l’impact de la composition du microbiote intestinal (MI) sur la réponse aux traitements anticancéreux par immunothérapies. Ces traitements ont la capacité de restimuler le système immunitaire pour éliminer les cellules tumorales. La prise d’antibiotiques en amont de ces immunothérapies participe à la perte d’efficacité de ces traitements en créant un déséquilibre de la flore intestinale ou dysbiose. Nous avons vérifié ce phénomène dans différents modèles murins. Ces études nous ont permis de découvrir le mécanisme biologique impliqué dans la perte d’efficacité des traitements au cours d’une dysbiose intestinale suite à la prise d'antibiotiques. Nous avons déterminé que cette prise ou la colonisation intestinale par certaines bactéries induit la perte de l’expression d'une protéine d'intérêt dans l’intestin (MAdCAM-1). L’altération de l’expression de cette protéine conduit donc à une accumulation de ces cellules néfastes dans la tumeur, ce qui empêche la réponse aux traitements. De plus, il a été montré que l’acide tout trans rétinoïque (ATRA, all tran retinoic acid) (dérivé de la vitamine A utilisé pour traiter des leucémies) augmente l’expression du ligand de MAdCAM-1 sur les lymphocytes et réprime l’induction de certaines cellules néfastes. Cette surexpression de ce ligand permettrait une meilleure captation des cellules immunitaires intestinales vers l’intestin en cas de dysbiose. Pour comprendre ce lien entre l’ATRA et la réponse anti-tumorale, nous souhaitons dans un contexte de dysbiose supplémenter nos souris en ATRA pour comprendre son effet sur le MI, sur l’effet des immunothérapies, sur l’expression de MAdCAM-1 et de son ligand et sur la migration des cellules immunitaires entre l’intestin et la tumeur. Pour cela, nous voulons administrer l’ATRA par voie orale. Le rationnel de ce projet est de confirmer l’effet bénéfique de la supplémentation en ATRA sur la réponse anti-tumorale aux immunothérapies en cas de dysbiose en capturant les cellules néfastes au niveau de l’intestin permettant ainsi la recirculation des cellules immunitaire bénéfiques vers la tumeur.

Bénéfices attendus

Nous voulons ainsi montrer la restauration de l’efficacité des immunothérapies post traitement par l’ATRA (all trans retinoic acid) malgré le contexte de dysbiose intestinale. (dérégulation de la flore) Le but ultime de nos investigations est de proposer une solution thérapeutique pour réduire la recirculation des cellules immunitaires néfastes de l'intestin vers la tumeur chez les patients souffrant d’une dysbiose et donc d’améliorer significativement l’efficacité des immunothérapies chez ces derniers. Selon nous, l’ATRA, déjà disponible dans la pharmacopée humaine semble être une bonne molécule pour atteindre cet objectif.

Procédures

Les interventions seront pour certaines procédures l'implantation de tumeurs (une fois, durée 1 minute) sous anesthésie locale, l’administration orale de bactéries (maximum 8 fois, durée 1 min) et d’ATRA (maximum 4 fois, durée 1 minute), l’utilisation de traceur cellulaire nécessitant une injection intra-ganglionnaire (1 fois, 5min) sous anesthésie locale, et prélèvement de sang (une fois en fin de procédure, durée 1min) sous anesthésie locale ou générale suivant les prélvèement..

Impact sur les animaux

Les contraintes pour les animaux seront pour certaines procédures l'implantation de tumeurs (douleur potentielle au point d'injection de courte durée, après l'effet de l'anesthésique local), l’administration orale de bactéries ou d'acide tout-trans-rétinoïque (inconfort pendant l'administration) ainsi qu'une gêne modérée du fait de la présence de tumeurs sous la peau.

Devenir

Les animaux seront tous euthanasiés pour prélèvements d'organes (tumeur, foie, intestins, ganglions, rate, ...) pour analyser les tissus, doser des protéines ou de l'ADN. Le maximum de prélèvements sera réalisé pour obtenir le plus de résultats au cours d'une seule expérimentation.

Remplacement

Pour la réalisation de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants est indispensable car seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité, l’immunité antitumorale et l’effet des immunothérapies sur la réponse antitumorale dans un contexte de dysbiose intestinale, avec toutes les interactions nécessaires, impossible à reproduire in vitro ou ex vivo.

Réduction

Pour la réalisation de cette étude, nous chercherons à regrouper les expérimentations dans le but de réduire le nombre d’animaux contrôles. Par la suite, l’étude est divisée en plusieurs procédures séquentielles et sera arrêtée si une des procédures invalide l’hypothèse de travail ; le nombre de souris sera ainsi diminué. Le nombre d’animaux est scrupuleusement contrôlé afin de respecter la règle des 3R. D'après nos études antérieures avec des lignées tumorales, nous avons définis un nombre maximal théorique d'animaux par groupe. Nous utiliserons des tests statistiques pour comparer les groupes entre eux. Ce résultat statistique sera basé sur l'expression tissulaire de MAdCAM-1 ou sur la différence de taille tumorale entre les groupes. Enfin, les dernières procédures envisagées se seront réalisées que si les premières procédures donnent les résultats attendus.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans le respect de leur bien-être, avec enrichissement adapté. Les animaux seront acclimatés pendant une semaine avant le début de l’expérimentation. La surveillance régulière permettra le suivi du comportement (prostration, auto-agressions, etc). Toutes les injections seront faites sous anesthésie locale . Les souris auront un examen clinique quotidien avec pesées. Des points limite précoces ont été définis et seront strictement appliqués et des soins seront prodigués en cas de besoin en accord avec le vétérinaire.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation de ce projet se justifie par des raisons d’ordres scientifique. - Génétique et immunologies proches de celle de l’Homme et bien connues - Les modèles de tumeur existants sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l’immunité, l’effet des traitements sur la réponse antitumorale dans leur globalité et les effets des antibiotiques ou bactéries associées à ces antibiotiques sur le microbiote et l’immunité intestinales. Animaux à maturité sexuelle, entre 7 et 12 semaines. Les souris seront donc adultes ce qui permettra un passage plus aisé à l'Homme dans la suite de l'étude.