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Souris : 2850
Souffrances
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Devenir
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2850 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes subissent sous anesthésie une chirurgie pour injecter et modifier génétiquement les embryons par électroporation in utero, avec un risque d'avortement, puis les femelles et les souriceaux de 7 à 21 jours sont euthanasiés pour prélever les cerveaux. Le porteur décrit une recherche fondamentale sur les gènes du développement cérébral, menée en parallèle sur la drosophile et des cellules humaines, mais affirme qu'une approche in vivo chez le mammifère est "indispensable". Les bénéfices cliniques éventuels sont présentés comme un "socle pour de futures découvertes", sans application directe.

Objectifs

Le développement du cerveau se produit par une succession d’étapes de prolifération et de différenciation cellulaire très contrôlées dans le temps par différents facteurs. Nous nous intéressons aux mécanismes cellulaires et moléculaires qui contrôlent la façon dont les cellules sont générées au cours du temps. Notre objectif est de comprendre le rôle de certaines protéines et donc les gènes dont elles sont issues, dans ces processus et de les étudier dans un contexte in vivo, au cours du développement d’un cerveau de Mammifère. Certaines de ces protéines présentent des modifications qui peuvent modifier son mode de fonctionnement. De plus, certains gènes vont pouvoir compenser la perte d’autres gènes. Ce sont tous ces mécanismes et ces dynamiques que nous voulons étudier. Dans ce but, nous réaliserons au cours du développement embryonnaire, c'est-à-dire lors de la gestation, des transferts de gènes...par une technique que l'on appelle l'électroporation. Nous pourrons ainsi étudier l’effet de la version modifiée sur le développement des cellules du cerveaux (neurones et des cellules qui les accompagnent que l’on appelle cellules gliales) et comprendre les mécanismes fins mis en jeu. Ces échanges de gènes se feront à des moments précis du développement embryonnaire, lors de la génération de populations de cellules précises, dans le cortex cérébral et le cervelet. Nous étudierons la prolifération des cellules, le nombre de cellules générées, les différents type-cellulaires, la morphologie et la taille des neurones…) Cette étude chez la souris permettra de compléter avec un modèle in vivo de mammifère, des études réalisées chez la drosophile et sur des modèles in vitro sur cellule humaine.

Bénéfices attendus

Cette étude in vivo permettra d’acquérir des connaissances précieuses sur les mécanismes mis en jeu dans la régulation de la génération des différentes cellules du cerveau lors du développement. Elle sera mise en perspective avec d’autres études menées en parallèle chez la drosophile et dans des cultures in vitro de cellules humaines ou organoïdes, afin de comprendre comment ces mécanismes se sont ajustés au cours de l'évolution, dans différentes espèces. De plus, cette étude constituera un socle pour de futures découvertes permettant de comprendre certaines maladies développementales du cerveau. Par exemple, la microcéphalie qui peut être due à des altérations de la durée de certaines étapes clés lors du développement. De plus en plus d’études montrent que des conditions comme le syndrome du chromosome X fragile et les troubles du spectre autistique seraient dus à un déséquilibre des neurones excitateurs et inhibiteurs. Il est probable que ce déséquilibre soit dû à des altérations subtiles dans la chronologie de la génération de ces neurones. Les mécanismes explorés dans cette étude pourraient donc apporter des pistes de réflexion voire des réponses pour parvenir à mieux expliquer ces troubles du développement.

Procédures

Pour ce projet, il est prévu d’utiliser 2850 animaux. Des interventions sous anesthésie générale sont réalisées sur les femelles gestantes pour faire des injections aux embryons en cours de développement dans l’utérus. Une prise en charge de la douleur est assurée lors de la chirurgie des femelles gestantes par l’utilisation d’analgésiques. La chirurgie doit durer au maximum 30 min. Des injections intrapéritonéales de produits seront aussi réalisées sur animal vigile, en contention afin de permettre de figer les cellules en train de se diviser pour ensuite pratiquer des analyses de l’ADN. Cette injection unique doit durer quelques secondes.

Impact sur les animaux

Lors de l’électroporation in utero, les animaux seront anesthésiés, ce qui entraine un potentiel risque pour l’animal (hypothermie, non récupération d’une pleine vigilance) et les embryons (risques d’avortement). Un risque hémorragique, infectieux est possible au niveau du site de chirurgie. Une douleur lors des injections est possible, elle ne doit pas durer plus que le temps de l’injection. La contention pourra, elle aussi, générer un stress à l’animal.

Devenir

Les femelles gestantes seront euthanasiées dans le but de prélever et d’analyser les cerveaux des embryons afin d’étudier le développement des cellules. Les souriceaux (P7-P21) seront euthanasiés dans le but de prélever et d’analyser leur cerveau afin d’étudier le développement des cellules.

Remplacement

Notre projet vise à comprendre les mécanismes de développement du cerveau en prenant en compte toute sa complexité (diversité des types cellulaires, interactions cellulaires, contraintes physiques, signalisations…). Suivant le principe de remplacement, des études sur drosophiles, ainsi que sur cellules humaines, un travail in vitro ou encore l’utilisation d’organoïdes sont réalisées et permettent de disséquer certains aspects et mécanismes impliqués dans les processus étudiés. En revanche, il est indispensable dans le cadre de cette étude, de passer par une approche in vivo chez le Mammifère afin de reproduire la complexité architecturale des cellules du cerveau en particulier leurs interactions structurelles et fonctionnelles. De plus, les outils génétiques disponibles chez la souris nous permettent de contrôler avec précision le moment d’inactivation du gène d’intérêt.

Réduction

Le nombre d’animaux (2850) utilisés sera limité au strict nécessaire pour obtenir des données statistiquement robustes et sera calculé pour chaque type d’analyse. Toutes les quantifications se feront en aveugle. Nous travaillons en étroite collaboration avec des statisticiens présents dans notre unité pour définir toutes les tailles d'échantillons et les tests statistiques appropriés. Nous comptons observer de nombreux paramètres (stade différentiation des cellules selon le stade développement, longueur des axones, morphologie des cellules, …) qui pourront être analysés sur les mêmes échantillons.

Raffinement

L’animalerie est agréée, les conditions d’hébergement en portoirs ventilés (température, hygrométrie, éclairage et espace) et les conditions d’enrichissement de l’environnement (maison et matériel pour faire un nid, papier kraft), d’alimentation et de soins quand nécessaires, seront contrôlées. Une période d’acclimatation d’une semaine sera effectuée avant toute procédure expérimentale pour les animaux arrivant de l’extérieur. Les femelles gestantes seront regroupées (2 par cage) afin d’éviter leur isolement et auront une alimentation adaptée à leurs besoins physiologiques. Les protocoles d’anesthésie et d’analgésie (pré- et post-opératoire) ont été définis et validés par une équipe vétérinaire. En cas d’observation de la moindre douleur post-opératoire, les souris recevront un traitement analgésique, et si cette douleur persiste, les animaux seront euthanasiés pour éviter toute souffrance. Durant toute la période d’anesthésie, l’animal sera placé sur tapis chauffant afin de maintenir sa température. Toute injection sera réalisée avec une seringue adaptée et une aiguille très fine. Des points limites ont été établis : En cas de non-récupération de la complète vigilance suite à la chirurgie, l’animal sera examiné par la structure chargée du bien-être animal et le vétérinaire. Si aucun signe d’amélioration n’est visible après 24h (prostration, état du pelage, réduction de mobilité, absence de prise de poids lors de la gestation, etc), l’animal sera euthanasié car un état de stress prolongé pourrait compromettre le bon déroulé de l’expérience. Si des signes d’avortement (saignements, expulsion de fœtus morts, écoulements vaginaux anormaux…) sont observés, l’animal sera euthanasié. Tout au long de la vie des animaux, un suivi rigoureux sera réalisé pour s’assurer de leur bien-être en collaboration avec la structure chargée du bien-être animal et du vétérinaire.

Choix des espèces

Les animaux utilisés seront des femelles gestantes d’au moins 2 mois y compris leurs embryons et des souriceaux. Afin d’inactiver ou intégrer nos gènes d’intérêt au stade embryonnaire, les interventions sont réalisées sur les femelles gestantes sous anesthésie générale pour faire des injections aux embryons en cours de développement dans l’utérus. Une injection supplémentaire d’agents intercalants de l'ADN sera réalisée sur ces femelles gestantes dans le cas où les tissus seront prélevés au stade embryonnaire. Dans le cas où les tissus seront prélevés sur souriceaux, l’injection se fera sur les souriceaux (P7, P21). Ces produits permettront de marquer les cellules en train de se diviser pour ensuite pratiquer des analyses. Pour notre étude, nous utiliserons des modèles de mouches, ainsi que des modèles in vitro de cellules humaines et organoïdes. Cependant, il est indispensable de comparer ces données avec un modèle in vivo de cerveau de Mammifère. Nous avons fait le choix de la souris car les outils génétiques et moléculaires développés dans notre domaine de recherche ont été réalisés pour des travaux chez la souris. Les animaux génétiquement modifiés qui sont nécessaires à cette étude sont uniquement disponibles chez la souris. Notamment, les lignées génétiquement modifiées qui vont nous permettre d’explorer les stades de développement qui nous intéressent disponibles chez la souris nous permettent de contrôler avec précision l’inactivation de nos gènes d’intérêt.

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Souris : 32256
Souffrances
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▲ 26496
▲ 5760
Devenir
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 32256

32 256 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Des femelles gestantes subissent une chirurgie pour modifier génétiquement le cerveau des embryons par électroporation in utero, et leur descendance développe des crises d'épilepsie, provoquées si besoin par injection d'un agent épileptogène, avec des traitements par injections, gavage ou injection intracérébrale. Le porteur décrit des crises pouvant être quotidiennes, des œdèmes cérébraux, de l'agressivité et des avortements, et prévoit la mise à mort dès l'atteinte de points limites ou dans les deux heures suivant l'injection épileptogène. Il affirme que la culture cellulaire ne reproduit ni les crises ni les interactions cellulaires et conclut au recours à des "organismes entiers".

Objectifs

L'épilepsie touche plus de 50 millions de personnes dans le monde. Les épilepsies focales sont parmi les plus fréquentes et sévères des épilepsies, et sont souvent liées à une malformation cérébrale, en particulier ce que l’on appelle les dysplasies focales corticales. Les dysplasies focales corticales sont caractérisées par une désorganisation locale du cortex cérébral et la présence de cellules neurales anormales et de taille anormalement grande. Ces anomalies du développement sont responsables d’épilepsies qui résistent aux traitements médicamenteux sont associées à des déficits cognitifs et des pathologies psychiatriques précoces. Les dysplasies focales corticales sont induites par plusieurs gènes d’une voie de signalisation particulière appelée mTOR (mechanistic target of rapamycin, cible de la rapamycine chez les mammifères). Ces anomalies du développement cérébral peuvent être dues à des mutations génétiques présentes uniquement dans une population neuronale restreinte et apparaissant précocement au cours du développement du cerveau. Il est nécessaire de mieux comprendre l’origine des crises épileptiques suite à ces mutations afin de pouvoir développer de nouveaux médicaments antiépileptiques, et potentiellement proposer une médecine personnalisée. Afin de modéliser ces épilepsies focales d’origine génétique, nous proposons d’induire ces mutations dans le cerveau au cours du développement en travaillant directement sur les embryons au niveau de l’utérus de souris en gestation. Cette technique dite « d’électroporation » permet d’induire l’expression de gènes mutés ou d’en inhiber d’autres dans une sous-population de neurones, mimant ainsi les mutations (c’est-à-dire présentes uniquement dans la partie du cerveau affectée par cette épilepsie). Ce travail de recherche permettra de mieux comprendre les mécanismes à l’origine des crises épileptiques en fonction des différents gènes mutés. Nous évaluerons, tout d’abord, ces nouveaux modèles génétiques de malformations cérébrales à l’origine des crises d’épilepsie d’un point de vue histologique et biochimique. Puis nous testerons différents traitements antiépileptiques innovants sur nos modèles par voie injectable, orale ou intracérébrale. Enfin, nous testerons l’effet de ces traitements sur des crises provoquées par l’injection d’un agent qui génère des crises d’épilepsie dans nos différents modèles si les crises n’arrivent pas spontanément.

Bénéfices attendus

Le projet de recherche permettra de créer de nouveaux modèles de malformation corticale épileptogène induite par des mutations génétiques. Ces pathologies sont rares, graves et orphelines. En effet, la majorité des patients atteints par ces mutations présente une épilepsie pharmaco-résistante qui nécessite donc le recours à une ou plusieurs chirurgies couteuses et invasives (tant sur le plan physique que psychologique) pour contrôler les crises. Il est donc urgent d’utiliser des modèles reproduisant la physiopathologie de ces maladies afin de : - tester des thérapies innovantes afin de permettre à court terme de diminuer voir d’abolir le recours à ces chirurgies mais également de proposer une thérapie aux patients présentant une forme non opérable. - découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter à la fois l’épilepsie mais également les comorbidités associées à ces pathologies (autisme, dépression, troubles de l’hyperactivité, …) - mieux comprendre le lien entre voie mTOR (mechanistic target of rapamycin, cible de la rapamycine chez les mammifères) et épilepsie afin d’ouvrir de nouvelles perspectives de recherches et de thérapies pouvant potentiellement être utilisées pour des patients atteints de différentes mutations.

Procédures

Chirurgie sous anesthésie et analgésie sur les mères gestantes afin d’induire des mutations dans le cerveau des embryons à travers la paroi utérine (électroporation in utero), afin de générer les groupes d’animaux génétiquement modifiés pour la suite de notre étude. Durée maximale 1h, une seule fois. Pour les souris électroporées (différents lots) : -Euthanasie sans traitement préalable (souris n’ayant pas de modification génétique ou simple observation clinique). -Traitement intrapéritonéal : injection intrapéritonéale de molécules thérapeutiques (1 injection de 30s tous les 2 jours pendant 2 semaines). -Traitement par voie orale (Gavage) : Administration par gavage de molécules thérapeutiques (1 gavage de 1 min tous les 2-3 jours pendant 3 semaines maximum). -Traitement par injection intracérébrale : injection unique sous anesthésie générale en analgésié, durée maximale 1h10. -Traitement et Pentylènetétrazole : injection intrapéritonéale de molécules thérapeutiques (1 injection de 30s tous les 2 jours pendant 2 semaines) OU Gavage de molécules thérapeutiques (1 gavage de 1 min tous les 2-3 jours pendant 3 semaines maximum) OU Injection intracérébrale (1 injection unique sous anesthésie et analgésie) PUIS Injection intrapéritonéale d’un agent épileptogène (1 injection de 30s).

Impact sur les animaux

1) Pour l’opération permettant d’induire des mutations dans le cerveau d’embryons d’une femelle gestante (électroporation in utero, procédure 1) : Isolement de la femelle préopératoire et jusqu’à la naissance des embryons. Risques de déficience respiratoire, cardiovasculaires et hypothermiques durant l’anesthésie. Possible douleur au niveau du site d’ouverture et utérin, inconfort général durant les heures suivant la chirurgie, perte d’embryon(s), mise-bas prématurée. Possible risque d’infection au niveau du site d’ouverture. 2) Pour les souris génétiquement modifiées issues de la procédure 1 : Le développement prédit de crise d’épilepsies avec potentiellement plusieurs crises par jour. Possible agressivité des souris envers leurs congénères pouvant entrainer stress et blessures. 3) Injection chronique intra-péritonéales : stress durant la manipulation des souris, perte de poids et possible douleur (œdème, hématome) dus à l’insertion répétée de l’aiguille sur le site d’injection. 4) Gavage oral : stress durant la manipulation des souris, perte de poids et possible douleur au niveau de l’œsophage due à l’insertion répétée de la sonde dans le système digestif. 5) Injection intracérébrale : Injection intracérébrale sous anesthésie. Risques de déficience respiratoire, cardiovasculaires et hypothermiques durant l’anesthésie. Possible douleur au niveau du site d’ouverture et inconfort général durant les heures suivant l’injection. Possible risque d’infection au niveau du site d’ouverture. Œdème cérébral dû à l’injection. 6) Injection de Pentylènetétrazole : stress durant la manipulation des souris, perte de poids, crises épileptiques et possible douleur sur le site d’injection.

Devenir

Femelles gestantes opérées afin d’induire des mutations cérébrales dans le cerveau des embryons : les femelles gestantes seront euthanasiées après le sevrage des souriceaux. Du fait de la chirurgie, elles ne peuvent être réutilisées pour des accouplements. Procédures exploratoire, traitements et injection de Pentylènetétrazole (agent inducteur de crises épileptiques) : les souris seront euthanasiées dès qu’un point limite sera atteint, ou dans les 2 heures suivant l’injection de Pentylènetétrazole ou en fin de procédure (âge maximum 1an). Nos analyses nécessitant le prélèvement du tissu cérébral, aucune souris ne peut être gardée en vie en fin de procédure.

Remplacement

Les résultats attendus de cette étude ne peuvent être obtenus par modélisation informatique car celle-ci nécessite des données expérimentales encore manquantes. De même, la culture cellulaire ne reproduit pas les interactions cellulaires, les voies de migration cellulaires, ni les crises d’épilepsie. La modélisation in vitro n’est donc pas indiquée dans notre type d’étude. De plus, nous ne pouvons éthiquement pas reproduire les modifications cérébrales nécessaires à notre étude chez des patients sains, ni tester nos traitements expérimentaux sur les patients atteints de ces troubles sans études précliniques préalables. Enfin l’utilisation d’organismes entiers, à la physiologie proche de l’humain et communément utilisé en étude préclinique nous permettra de tenir compte de la pharmacodynamie et de la pharmacocinétique de nos potentiels traitements. Nous pourrons ainsi rapporter les éventuels effets indésirables, la durée de traitement, la dose efficace et les effets attendus de nos traitements lors de nos discussions avec les cliniciens en charge des patients atteints de ces troubles avec lesquels nous travaillons étroitement.

Réduction

Nous ferons une planification rigoureuse des expériences en testant préalablement la faisabilité des expériences, en combinant différents protocoles au cours d’une même expérience et en réalisant une exploitation maximale des données à l’aide de l’utilisation appropriée de tests statistiques. Le calcul du nombre d’animaux est fait suivant les recommandations internationales par calcul de puissance statistique afin d’obtenir des résultats fiables. Il nous faut donc au moins 10 souris par groupe traitement. Ce calcul de puissance sera ajusté selon les premiers résultats, car nous ne pouvons pas encore prédire les différences de moyennes entre nos groupes (soit 5760 souris). La première procédure comprend un groupe exploratoire (288 souris), pour lequel, nous avons prévu 3 souris par groupe afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, tout en obtenant des résultats fiables. Nous ne sélectionnerons que les souriceaux positifs aux mutations génétiques induites au stade embryonnaire. Dans la mesure du possible, nous utiliserons les souris contrôles (non mutées) comme contrôles de plusieurs modifications génétiques. Cependant, ne connaissant pas la physiopathologie de ces mutations induites, nous ne pouvons pas d’avance connaitre l'âge des souris utilisées dans les groupes de traitement. Nous ne pouvons donc pas être certains de la possibilité de ce double-emploi des contrôles. Nos calculs du nombre de souris se basent donc sur le scénario utilisant le nombre maximal de souris où aucun des pathologies induites par les 4 mutations prévues ne présenterait un décours concomitant à un autre et où chaque groupe aurait donc son propre groupe contrôle. Enfin, nous avons prévu un groupe exploratoire, nous permettant d’identifier le stade de traitement le plus adéquat afin de limiter les groupes d’études des différents traitements. Enfin nous commanderons nos souris gestantes à un stade permettant de vérifier l’état de gestation. Notre période d’acclimatation sera donc réduite (2 à 7 jours) mais la livraison à un stade de gestation plus précoce permettant le temps d’acclimatation recommandé engendrerait la livraison de femelles potentiellement non gestantes, inutilisables, à euthanasier. La souche que nous utilisons étant peu sensible au stress, nous préférons donc utiliser une période d’acclimatation courte afin de réduire le nombre d’animaux. Dans ces conditions, le taux de survie des mères à ce type de chirurgie est très proche de 100 pourcent.

Raffinement

Les souris sont hébergées dans des cages ventilées (maximum 6 par cage) avec accès à l’eau et à des croquettes à volonté, enrichies d’un nid de coton, et d’une maison en cas d’inconfort (animal isolé) ou pour les souris gestantes. Les souris injectées avec un convulsivant seront isolées pendant une période de 10 à 120min (selon durée des symptômes) dans une cage de grande dimension afin de limiter les risques de commotions ou de blessures lors des convulsions, après 30min de familiarisation à la cage. Le phénotype de nos lignées est encore inconnu. Les premiers lots de souris seront donc observés 3 fois par semaine du stade P10 (afin de limiter les risques de rejet de la mère par de trop nombreuses manipulation du nid) et jusqu’à 3 mois, puis quotidiennement après apparition de la première crise épileptique du lot. Les lots suivants seront surveillés quotidiennement au stade d’apparition des crises. Si une souris fait une crise de plus de 15 minutes ou présente une posture hypertonique post-crise, elle sera euthanasiée. De plus, lors des injections avec le convulsivant, si une souris fait plus de 15 crises, elle sera euthanasiée. Les souris feront donc l'objet d'une surveillance étroite par le personnel de soin animalier et de l’équipe de recherche. Le poids, l'apparence physique et des changements de comportement seront les facteurs pris en compte. En cas d’apparition d’un comportement d’agressivité envers les congénères, la cage sera enrichie (maisonnette, boule de papier, séparateurs) et ne sera changée que partiellement afin de conserver la hiérarchie de dominance au sein du groupe. En cas d’inefficacité de ces mesures, la souris agressive sera isolée dans une cage enrichie afin d’éviter le risque de blessure. Avant le début de la chirurgie, nous administrons une dose d’analgésique. En cas de souffrance post-chirurgicale, la souris recevra une nouvelle dose toutes les 24h, jusqu’à la mise-bas des souriceaux. Après cette mise-bas, nous surveillerons les signes de douleur de la femelle, et si les souriceaux sont bien nourris par observation de la présence de lait dans l’estomac à travers la peau. Dans les groupes de traitement et injection de convulsivant : les mouvements, le poids, le grimace-score, la respiration et les réflexes tels que le retrait de la patte seront observés attentivement jusqu’à euthanasie de fin de procédure (maximum 2h). S'ils révèlent une dégradation ou une souffrance de l'animal, celui-ci sera euthanasié plus précocement.

Choix des espèces

Notre choix a été motivé par des raisons scientifiques : (1) Nos études portent sur des modèles génétiques d'épilepsie nécessitant des modifications génétiques ciblées, possibles chez la souris (2) Les souches des souris que nous utiliserons ont été majoritairement utilisées pour modéliser les crises d’épilepsies. Elles ont donc été explorées de manière exhaustive de la molécule au comportement, permettant une solide base scientifique sur laquelle baser nos travaux. (3) Les rongeurs ont un cerveau suffisamment élaboré pour générer des activités épileptiques dont les mécanismes pathologiques aux niveaux cellulaire et moléculaire sont similaires à l'humain. Les femelles gestantes seront utilisées à l’âge adulte (plus de 2 mois). Leurs embryons seront génétiquement modifiés au cours de la gestation. L’efficacité de notre méthode de modification génétique des souris utilisées par la suite est vérifiée visuellement par la présence ou non de tache fluorescente à l’aide d’une lampe. Pour le groupe exploratoire, les souris seront euthanasiées à 4 stades différents avant et après sevrage : -un stade postnatal précoce afin de caractériser le développement cérébral de nos modèles -un stade précoce à l’apparition des crises épileptiques -un stade tardif après l’apparition des crises -un stade supplémentaire selon les symptômes observés chez les premiers lots Pour les traitements, les souris seront utilisées après sevrage et au stade déterminé par le groupe exploratoire, jusqu’à l’âge d’un an maximum.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Rats : 180
Souffrances
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▲ 180
Devenir
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 180

180 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une chirurgie cardiaque de 70 minutes avec ligature d'une artère coronaire pendant 30 minutes pour provoquer un infarctus, puis un traitement pharmacologique et une échocardiographie à 28 jours. Le porteur indique des risques d'hypotension, de refroidissement et de douleurs postopératoires aux nerfs intercostaux, et prévoit la mise à mort pour prélever les tissus cardiaques. Il affirme qu'il n'existe "pas de méthode alternative ni de modélisation possible" pour l'ischémie-reperfusion myocardique et décrit un "besoin" urgent de nouveaux traitements.

Objectifs

Les maladies cardiovasculaires sont la seconde cause de mortalité en France (environ 150 000 morts/an). Elles ont le plus souvent pour origine une atteinte ischémique (déprivation en oxygène) du myocarde, pouvant évoluer à plus long terme vers une insuffisance cardiaque (IC), ou le cœur n’est plus capable d’assurer la perfusion des tissus. Alors que l'incidence de l’IC augmente continuellement du fait du vieillissement de la population, les traitements demeurent insuffisants. Une meilleure connaissance des mécanismes à l’origine du développement de l’IC pourrait ainsi permettre de proposer des nouvelles thérapies. La recherche dans ce domaine demeure un enjeu majeur de santé publique. Notre projet vise à identifier des nouvelles interventions pour contrer le développement de l’IC, dans des modèles murins expérimentaux mimant la pathologie humaine. L’équipe s’intéresse en particuliers au stress oxydant qui est augmenté suite à un infarctus du myocarde. Cela entraine des effets délétères sur le coeur, pouvant altérer sa fonction de contraction. Notre projet consistera donc à évaluer le rôle préventif de l’inhibition des voies du stress oxydant, sur un modèle d’IC induit de manière chirurgicale chez le rat mimant un infarctus du myocarde. Nous étudierons ainsi les effets protecteurs de plusieurs composé sur le développement de l’IC par échocardiographie et analyse des tissus.

Bénéfices attendus

Malgré les progrès réalisés ces dernières années dans la prise en charge de l’infarctus du myocarde, qui a permis de diminuer considérablement la mortalité grace à la revascularisation, il existe toujours un risque élevé pour les patients de développer une IC dans à long terme. L’arsenal thérapeutique disponible actuellement a permis des progrès cliniques mais la mortalité reste élevée (50 % de mortalité à 5 ans) et les traitements ne sont pas curatifs. A ce jour, l’IC post-infarctus constitue un problème majeur de santé publique en France et il apparait indispensable de développer de nouvelles approches thérapeutiques. Cela nécessite de mieux comprendre les mécanismes qui régissent l’altération de la fonction cardiaque à partir de modèles expérimentaux qui reproduisent les différentes composantes de la pathologie humaine. Ceci est un gage d’une meilleure transposition vers la clinique dont le besoin de nouveaux traitements est urgent.

Procédures

Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’ischémie-reperfusion myocardiaque (ligature coronaire). La durée totale de l’intervention est de 70 min, dont 15 min entre l’intubation oro-trachéale et l’accès au coeur, 30 min de ligature coronaire et 15 min pour la fermeture du thorax. Pour les groupes traités, un traitement pharmacologique sera mis en place 24 h après la chirurgie. A l’issue des 28 jours, les rats seront soumis à une échocardiographie non invasive et non douloureuse.

Impact sur les animaux

Au cours de la procédure chirurgicale, les nuisances ou effets indésirables (qui seront surveillés) sont l’hypotension et le refroidissement corporel. Après la chirurgie thoracique, d’éventuelles douleurs post-opératoires au niveau des nerfs intercostaux pourront être réduites par injection d’analgésiques. A plus long terme, le développement d’une insuffisance cardiaque sera surveillé (au vu des points limites).

Devenir

Mise à mort de tous les animaux pour récupérer les tissus cardiaques pour analyser les effets bénéfiques des traitements sur le développement de l’insuffisance cardiaque.

Remplacement

Le développement des pathologies est un processus complexe et intégré qui est mieux reproduit dans un modèle animal. Par exemple, le développement de l’insuffisance cardiaque met en jeu, entre autres, des systèmes hormonaux, des adaptations des systèmes circulatoire, rénal, central si bien que seul un système intégré in vivo permet de reproduire toutes les composantes. Actuellement, il n’existe pas de méthode alternative ni de modélisation possible pour l’ischémie-reperfusion myocardique. De plus, les études in vivo répondent mieux au potentiel thérapeutique de la cible même si elles ne présagent pas des résultats qui vont être obtenus dans d’autres espèces ou en clinique.

Réduction

La stratégie d’expérimentation repose sur l’hypothèse d’une modification du développement de la pathologie par les interventions pharmacologiques. Pour calculer le nombre d’animaux utilisés pour chaque expérimentation nous utilisons nos résultats d’expériences préliminaires. D’après l’ensemble de nos estimations, chaque groupe (malade, sain, traité) comportera 15 rats. Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, nous réaliserons toute une série de collecte de données sur un même rat: fonction cardiaque par échocardiographie, histologie, expression génique et protéique.

Raffinement

Notre objectif est d’offrir aux animaux la meilleure qualité de vie possible et de garantir que toute nuisance ou souffrance due aux procédures scientifiques soit détectée et réduite le plus rapidement possible. Une période d’acclimatation d’au moins 7 jours sera respectée après réception des animaux. Pour éviter tout stress, les animaux seront hébergés selon la réglementation en vigueur : - dans des cages aux normes suivant leur âge et leur poids - en groupe social au sein de l’animalerie - en leur mettant à disposition un enrichissement du milieu (cabannes, tunnels, papier, coton pour la confection de nids). Les animaux seront élevés avec une attention particulière (passage du personnel minimum 2 fois/jour et observation de l’état général). Les manipulations seront réduites au minimum afin de limiter le stress des animaux. La souffrance de l’animal sera réduite au maximum ou supprimée par l’utilisation d’anesthésiques avant la chirurgie et d’analgésique à différents temps (avant la chirurgie, après la chirurgie et si l'animal montre des signes de douleurs). Une grille d’évaluation des points limite sera mise en place pour évaluer l’état de l’animal après la chirurgie et mettre en évidence un éventuel point limite. La décision de garder en vie les rats sera prise par le responsable du projet en concertation avec la structure de bien-être animal (SBEA). La mise à mort sera réalisée par un protocole adapté en vue des prélèvements post-mortem.

Choix des espèces

Le modèle d’infarctus du myocarde chez le rat est bien maitrisé au laboratoire et mime le développement de la pathologie humaine. Il existe dans cette espèce une grande disponibilité d’outils d’étude biologiques nécessaires à l’évaluation de l’insuffisance cardiaque. Nous utiliserons des rats de 8-10 semaines pour réaliser les interventions chirurgicales de manière optimale chez des animaux matures et pour éviter la mortalité liée au vieillissement.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
    • Troubles sensoriels
  • Recherche fondamentale
    • Organes sensoriels
    • Système nerveux
Souris : 2670
Souffrances
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▲ 638
▲ 2032
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Devenir
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 2670

2670 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Un pincement du nerf optique leur provoque une cécité d'un œil, suivi d'injections de biomolécules dans l'œil ou par voie intraveineuse, le porteur indiquant que le pincement et les injections oculaires causent une douleur. La mise à mort est justifiée par la récupération des rétines et des nerfs optiques, aucune souris ne pouvant selon le porteur être réutilisée, replacée ou adoptée. Il présente l'effet neuroprotecteur et régénérateur de ces molécules comme une piste pour éviter la cécité dans le glaucome, au conditionnel.

Objectifs

Le glaucome est une des principales causes de déficit visuel. Les neurones présents dans la rétine (RGC, Cellules Ganglionnaires Rétiniennes) transmettent les informations captées par les photorécepteurs sous forme de signal électrique par via leur fibre nerveuse (axone) qui parcourt le nerf optique (NO) jusqu’au cerveau. Dans le glaucome, ces axones et les RGC dégénèrent, provoquant une cécité irréversible. Un modèle robuste de cette pathologie est obtenu chez la souris par un pincement maitrisé du NO provoquant la dégénérescence des axones qui le composent. Nous souhaitons tester dans ce modèle les propriétés neuroprotectrices et neurorégénératrices de biomolécules « NV » Sur des cultures de neurones, les NV favorisent la survie des cellules, l’élongation des prolongements cellulaires qui permettent les connections entre neurones et leur repousse après lésion. Ces résultats suggèrent que les NV pourraient être utilisés pour protéger les RGC de la mort cellulaire (effet neuroprotecteur) dans le glaucome et favoriser la repousse de leurs axones dans le NO (effet neurorégénérateur). Nos études ont montré que l’injection intraoculaire de vecteurs AAV2 (virus adéno-associé 2) codant pour le peptide NV de première génération (AAV2-NV1) favorise la survie des RGC et la repousse de leur axone, efficacité renforcée en présence de CNTF (ciliary-derived neurotrophic factor), un facteur de croissance neuroprotecteur et neurorégénérateur (effet synergique d’AAV2-NV1 et AAV2-CNTF). De plus, ces travaux ont permis de montrer l’absence de toxicité ou d’effets secondaires lors de l’injection intraoculaire d’AAV2-NV1. Nous avons développé de nouvelles générations de NV, modifiées pour augmenter leur affinité pour leur cible et donc leur efficacité, et conjuguées à des CPM (Cell Penetrating Molecules) tels que les VHH (molécules dérivées de chaines lourdes d’immunoglobulines de lama capables de franchir les membranes cellulaires) ou des peptides étiquettes (ciblage préférentiel des neurones en fixant le récepteur de l’acétylcholine) afin d’augmenter leur stabilité et leur adressage aux neurones. Nous souhaitons tester ces nouvelles générations de NV dans le modèle souris de glaucome afin d’identifier la molécule ayant l’efficacité maximale avec une toxicité minimale pour ensuite développer ce candidat comme médicament pour le glaucome en l’amenant à l’essai clinique.

Bénéfices attendus

Les biomolécules NV développées dans notre laboratoire possèdent des propriétés neuroprotectrices et neurorégénératrices susceptibles d’apporter une réponse à de nombreuses pathologies dégénératives. Dans le glaucome, l’augmentation de la pression intraoculaire cause une dégénérescence des axones dans le nerf optique, une mort des cellules ganglionnaires rétiniennes et à terme la cécité. Dans le cadre de ce projet, l’administration de ces molécules a pour but d’induire la régénération des fibres axonales dans le nerf optique après lésion, ce qui aura pour bénéfice de reconnecter l’œil au cerveau et donc d’éviter la cécité causée par cette lésion. Leur effet neuroprotecteur devrait quant à lui permettre la survie des cellules ganglionnaires rétiniennes dans la rétine, dont les axones forment le nerf optique.

Procédures

Afin d’étudier l’effet neuroprotecteur et neurorégénérateur de nos biomolécules NV, un pincement du nerf optique sera pratiqué chez des souris. Ce pincement provoquera une cécité unilatérale. Ce geste technique est rapide (moins de deux minutes) et est réalisé sous anesthésie profonde et analgésie. L’injection intravitréenne de nos biomolécules NV est réalisée sous anesthésie profonde et analgésie. Ce geste technique est rapide (moins de deux minutes). L’injection intraveineuse de NV est réalisée sous anesthésie profonde et analgésie. Ce geste technique est rapide (moins de deux minutes).

Impact sur les animaux

Afin d’étudier l’effet neuroprotecteur et neurorégénérateur des biomolécules NV, un pincement du nerf optique sera pratiqué chez des souris. Ce pincement provoquera une cécité unilatérale. Il est attendu que le pincement du nerf optique et l’injection des biomolécules NV dans l’œil causent une douleur chez la souris.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés. En effet, toutes les procédures requièrent la récupération de tissus (rétines, nerfs optiques) destinés à être analysés en vue de démontrer l’effet thérapeutique de notre molécule NV.

Remplacement

Les biomolécules NV utilisées dans ce projet sont préalablement validées in vitro pour leur efficacité et leur absence de toxicité sur des cultures de cellules neuronales, des cellules épithéliales rétiniennes et des explants de rétines. Les cellules neuronales et épithéliales rétiniennes ne nécessitent pas l’utilisation d’animaux (lignées cellulaires). Les explants de rétine, réalisés à partir de rétines de souris, permettent de tester plusieurs constructions et concentrations de NV avec un nombre réduit de souris, ce qui permet par la suite de ne tester in vivo que les molécules NV efficaces in vitro. Les explants de rétine constituent un modèle in vitro très proche du modèle in vivo (même espèce, même tissu) et facilite l’extrapolation.

Réduction

Le nombre d’animaux requis pour établir l’efficacité des biomolécules dans ce modèle a été calculé par un test de puissance statistique à partir de nos résultats antérieurs. La mise à mort des animaux pour la récupération des yeux et des nerfs optiques étant nécessaire au projet, la réutilisation des animaux n’est pas envisageable. Les deux yeux des souris seront valorisés quand cela sera possible afin de réduire le nombre d’animaux.

Raffinement

Les techniques de chirurgie de l’œil nécessaires à la réalisation du projet ont été acquises auprès d’un laboratoire de référence. La maîtrise des bons gestes chirurgicaux limitera les risques d’altération de la lentille lors des injections intraoculaires et augmentera la probabilité de créer des lésions du nerf optique bien calibrées et donc exploitables. Les animaux recevront des antalgiques avant et après lésion ainsi qu’une anesthésie locale juste avant le pincement du nerf optique. Les gestes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie générale à l’isoflurane. La surveillance des animaux sera quotidienne durant les 3 jours suivant les pincements/injections, puis bihebdomadaire. Les animaux seront mis à mort en cas de dépassement des points limites fixés pour les différentes procédures. Après le réveil des animaux, les animaux sont remis dans leur cage et gardés pour une durée variable dépendante de la procédure (entre 1 heure et 44 jours pour la procédure la plus longue).

Choix des espèces

Nous avons choisi le modèle souris pour sa taille et son anatomie, particulièrement adaptées à la chirurgie ophtalmique. De plus, certains de nos tests seront réalisés avec des souris génétiquement modifiées existantes. Souris adultes âgées de 8 semaines. Les expériences sont réalisées à un stade où les rétines sont matures et dans lesquelles les neurones ont une capacité régénératrice minime afin de reproduire des conditions semblables à celles de la pathologie chez l’homme.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 532
Souffrances
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Devenir
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 270
 262

D'anciens reproducteurs mâles, retenus pour leur agressivité, infligent à des souris mères des défaites sociales de 10 minutes répétées sur six jours, afin d'exposer indirectement leurs souriceaux à l'agression physique de leur mère. 532 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, d'autres mères étant aspergées d'urine de mâle ou séparées de leurs petits 10 minutes par jour pendant six jours. Le porteur indique que la défaite sociale induira une "douleur physique" chez les mères et que la "douleur psychique" est "la base du modèle", puis exclut toute analgésie qui pourrait interférer avec l'étude. 160 souriceaux passent ensuite, à l'adolescence et à l'âge adulte, des tests de comportement social, d'anxiété, d'anhédonie et de résignation, sans que ces tests soient nommés. 270 souris restent en vie, 200 souriceaux et 40 femelles réaffectés à l'élevage si le comportement maternel n'est pas atteint, et 30 mâles agressifs gardés pour de futures défaites sociales, les 262 autres étant mises à mort.

Objectifs

Les expériences de vie précoce pendant l’enfance, qu’elles soient positives ou négatives, peuvent laisser des traces indélibiles sur le cerveau et le développement psychologique. En effet l’exposition précoce à des traumatismes psychosociaux, incluant entre autres la maltraitance infantile, est indiscutablement l’un des plus importants facteurs prédicteurs de pathologies psychiatriques à l’adolescence et à l’âge adulte, notamment de la dépression et du suicide. Différents modèles animaux chez la souris ont été mis en place pour étudier les conséquences du stress précoce sur le développement cérébral et psychologique, mais ces modèles se concentrent principalement sur des périodes tardives du développement (après le sevrage), et nos connaissances des effets à long terme sur le cerveau du stress infantile sont extremement limitées. Nos connaissances des mécanismes cellulaires participant à la formation et à la persistance des mémoires traumatiques précoces sont aussi très lacunaires. Afin d’étudier ces mécanismes, nous nous proposons ici de mettre en place et de tester la validité d’une procédure de stress indirect (l'expositition indirecte de souriceaux à l'agression physique de leur mère) basée sur l’experience sensorielle et la contagion émotionnelle, pouvant mimer chez la souris un traumatisme psychologique infantile avant le sevrage des animaux. Nous testerons finalement comment cette expérience peut precipiter la survenue de comportements de type anxieux et dépressifs à l’adolescence et l’age adulte.

Bénéfices attendus

Il n’existe actuellement aucun modèle animal permettant d’étudier les conséquences du trauma infantile sur le cerveau. Pour autant, l’adversité précoce est sans conteste le premier facteur de vulnérabilité pour les maladies psychiatriques telles que la dépression, les troubles anxieux, le syndrome de stress-posttraumatique, et pour le suicide. Outre la souffrance morale induite par ces pathologies, elles constituent un enjeu majeur de sante publique compte tenu du fardeau socio-économique engendré. Ces pathologies sont difficiles à prendre en charge, avec des traitements qui sont actuellement peu satisfaisants en termes de cout et d’efficacité. La mise en place d’un modèle pertinent de trauma psychosocial infantile permettrait dans ce cadre de mieux comprendre, d’un point de vue fondamental, comment le stress précoce affecte le cerveau et son développement. Cela permettrait également de disposer d’un outil pertinent pour étudier les mécanismes cellulaires mis en jeu dans la formation et la persistance des mémoires traumatiques précoces, et comment elles influent notre comportement. Si l’objectif à court terme de cette recherche fondamentale n’est pas la mise au point d’un outil thérapeutique visant à améliorer la prise en charge de populations cliniques victimes de trauma psychosocial pendant l’enfance, il est certain qu’une étape indispensable vers cet objectif est la compréhension des mécanismes neurobiologiques mis en jeu.

Procédures

- 8 mères ne subiront aucune manipulation (groupe contrôle) - 16 mères subiront une aspersion d'urine de mâle. - 16 mères subiront une séparation de leurs petits de 10 min pendant 6 jours. - 16 mères seront exposées à une défaite sociale durant 10 min et répétées sur 6 jours - 16 mères seront aspergées d'urine de mâle et isolées 10 min de leur petit, et cela, à un rythme d'une fois par jour sur 6 jours. - 60 mâles seront utilisés pour sélectionner des individus agressifs. - 40 souris sentinelles seront utilisées pour sélectionner des individus agressifs. - 360 petits seront pesés soit entre 3 et 8 jours postnatal soit entre 14 et 21 jours apres la naissance. - 160 petits seront utilisés dans des tests comportementaux, deux fois par test (une fois pendant l'adolescence, l'autre fois à l'age adulte). Ces tests sont effectués au cours de sessions uniques, allant de 3 à 10 minutes, et visent à mesurer les comportements sociaux, les conflits motivationnels et l'anxieté, l'anhédonie et la résignation des animaux.

Impact sur les animaux

Le modèle de défaite sociale (DS) induira de la douleur physique chez les mères sujettes directement au modèle. Il induira également de la douleur psychique, un état de stress aigu pendant la procédure mais aussi durable, en induisant possiblement un phénotype anxiodépressif chez les souris exposées au modèle. Cette douleur psychique est la base du modèle, l’objectif étant d’étudier comment ces changements comportementaux sont transmis aux souriceaux des mères exposées ou modifient leur comportement. L’exposition indirecte à la défaite sociale des souriceaux n’aura aucune incidence d’un point de vue physique, puisqu’elle n’est effectuée que sur les mères. Il est possible cependant que dans l’éventualité où la DS perturberait le comportement maternel, cela induise une détresse physiologique et sensorielle des souriceaux en diminuant la qualité des soins fondamentaux promulgués par leur mère. C’est pour cette raison qu'une attention particulière sera donnée au monitoring des souriceaux et du comportement maternel tout au long du protocole. Par ailleurs si notre hypothèse est validée, il est possible que le modèle induise chez les souriceaux une détresse psychique liée au stress, ce qui est notre objectif, afin d’étudier les substrats neurobiologiques et conséquences comportementales de ce stress. Etant donné que les tests de comportement sont basés sur des mesures quantitatives ou qualitatives d’exploration dans des dispositifs nouveaux et donc possiblement anxiogènes, il est possible que les tests utilisés puissent induire un stress léger chez les animaux. Ces tests sont cependant de courtes durées (10 minutes maximum), et ne sont pas basés sur des situations hautement aversives. Ces tests ne sont d’ailleurs pas connus pour induire de changements physiologiques ou comportementaux durables chez les animaux.

Devenir

Pour la validation du modèle, tous les animaux experimentaux (200 souriceaux et 40 femelles) seront réaffectés à notre élevage de souris (à condition que nos résultats ne montrent aucune atteinte au comportement maternel), afin de permettre la génération de nouveaux souriceaux. Les souris agressives utilisees pour la defaite sociale (nous estimons à la moitié le nombre de souris qui rempliront les critères d'agressivité, soient 30 souris) seront par ailleurs maintenues en vie pour de futures experiences de défaite sociale. Les souris sentinelles servant à selectionner les souris agressives, les souris non agressives, et toutes les souris utilisées pour etudier les effets du modèle sur le comportement seront mises à mort à la fin des expériences.

Remplacement

Aucune méthode alternative in vitro ou in silico n’est disponible à ce jour pour répondre à la problématique posée. Le stress chez l’animal, comme modèle de pathologie psychiatrique humaine, repose sur l’observation du comportement de l’animal vivant. La souris est par ailleurs un choix pertinent de par les homologies structurelles qui existent avec l’homme dans l’organisation des zones cérébrales impliquées dans la réponse au stress et les émotions.

Réduction

Nous souhaitons ici pouvoir évaluer une taille d’effet forte et être confiants dans les effets que nous observons, garantissant ainsi la fiabilité de nos conclusions et la reproductibilité future du modèle. Nos effectifs intègrent donc le fait de pouvoir comparer statistiquement les groupes expérimentaux pour les différentes variables comportementales (témoins, DS susceptibles : c’est-à-dire qui ont un comportement altéré à la suite du modèle de DS, DS résilients : qui ne présentent pas de modification comportementale à la suite du modèle). Basé sur la literature des effets comportementaux du stress et des changements neurobiologiques qui y sont associés, un dimorphisme sexuel est suspecté. C’est pourquoi nous utiliserons à la fois des males et des femelles en considerant ici le sexe comme une variable d’analyse. Seuls les mâles agressifs sélectionnés pourront être réutilisés pour la suite des expériences. Les effets du modèle sur le comportement des souriceaux sera testé à la fois à 22 jours et à l’âge adulte (63 jours) sur les mêmes souris, plutôt que d’utiliser des cohortes différentes pour ces différents temps de mesure, diminuant ainsi le nombre d’animaux utilisés. En l’absence d’effet délétère sur le comportement maternel et la survie des souriceaux, les animaux utilisés pour la validation du modèle pourront réintégrer l’élevage. Les tests statistiques seront adaptés à de petits effectifs expérimentaux.

Raffinement

Les conditions d’élevage des animaux seront optimisées avec la mise à disposition de plusieurs supports pour la construction des nids (carton, coton, papier) et de bâtons de bois pour favoriser le comportement de ronger qui est important pour cette espèce (Raffinement hébergement). Des habituations à la pièce d’expérimentation d’au moins une heure seront réalisées avant les tests comportementaux. Les mères seront habituées à la manipulation au moins une semaine avant la naissance des petits. Les jeunes seront manipulés avec douceur et par des personnes habituées à manipuler des jeunes souriceaux. Nous incluons ici une procédure pilote en trois étapes pouvant chacune donner lieu à un arrêt total des expériences. La phase du projet étudiant l’impact de la DS indirecte sur les jeunes sera uniquement lancée si nous n’observons aucune surmortalité des petits par rapport aux mères contrôles au cours de cette procédure pilote (Raffinement des procédures). Des grilles d’évaluation de la douleur physique et de la qualité des soins maternels ont été créées pour définir précisément les points limites. Ce modèle visant à induire des atteintes psychiques, l’analgésie et le renforcement positif, ou tout traitement pouvant interférer avec l’étude ne peuvent être envisagés (réduction des douleurs physiques et psychiques associées aux procédures).

Choix des espèces

Les similarités entre la neurobiologie humaine et celle de la souris et la possibilité d’utiliser des animaux transgéniques permettant l’utilisation d’outils de neurosciences intégratives font de la souris le modèle animal le plus pertinent. Des souris OGM (phénotype non-dommageable) seront utilisées permettant d’induire l’expression permanente d’un rapporteur fluorescent dans les neurones activés pendant une fenêtre temporelle précise. Le choix de cette lignée est donc motivé par le fait que si notre modèle induit un phénotype robuste chez la descendance des souris exposées à la défaite sociale, elle nous permettra de visualiser les neurones activés pendant la défaite sociale, et d’étudier plus en avant la formation, la consolidation et le rappel de cette trace mnésique, ce qui est un objectif à long terme de ce projet. Les mâles agressifs seront d’anciens reproducteurs adultes, car c’est à cet âge que le comportement agressif est le plus marqué. Les souris femelles « sentinelles » seront âgées de 8 semaines (même âge que les mères qui seront utilisées pour la validation du modèle et la mesure de ses effets comportementaux). Mères expérimentales: jeunes adultes (8 semaines) ce qui est nécessaire pour la mise à la reproduction. Progéniture des mères expérimentales : de 3 jours après la naissance à l’âge adulte, car le modèle vise à induire un stress postnatal très précoce, pendant la période infantile. Les effets comportementaux du modèle seront testés après sevrage (à 21 jours) et à l’âge adulte (à 63 jours), puisque nous souhaitons connaitre les conséquences comportementales à long terme du modèle.

  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 1280
Souffrances
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Devenir
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 1280

1280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des nouveau-nés reçoivent des cellules souches humaines pour reconstituer un système immunitaire humain, puis les souris subissent des greffes de peau avec deux greffons suturés en environ 90 minutes, des greffes d'îlots pancréatiques, l'induction d'un diabète par injection d'alloxan et une imagerie intravitale répétée. Le porteur indique que ces greffes peuvent provoquer des douleurs postopératoires et une perte de poids. Il affirme que l'efficacité de la thérapie cellulaire ne peut être évaluée qu'in vivo et présente les bénéfices pour les patients au conditionnel et à terme.

Objectifs

Aujourd'hui, la greffe d'organe est souvent le dernier recours pour les patients dont les organes vitaux sont défaillants. La greffe permet de retrouver une qualité de vie et d’améliorer la survie des patients. Néanmoins, les traitements anti-rejet ont de nombreux effets secondaires (infections et cancers). Le but de ce projet de recherche, prévu sur une période de 5 ans, est de développer une thérapie cellulaire et génique pour supprimer le besoin en anti-rejets. Il s’agit de modifier génétiquement les cellules régulatrices du système immunitaire du receveur pour qu’elles neutralisent la réaction de rejet. L’efficacité in vitro et in vivo de ces cellules régulatrices modifiées a été établie. Il est désormais indispensable de démontrer et d'optimiser leur efficacité dans des modèles précliniques de greffe pour mieux garantir un effet protecteur à long terme, une étape nécessaire pour son utilisation future chez l'homme. Seul un modèle murin de transplantation est capable de récapituler la complexité des phénomènes de rejet. Quatre types de modèles murins seront utilisés pour tester et optimiser l'utilisation d’immunothérapies dont les CAR-Tregs : 1- un modèle de greffe de peau chez des souris 12 semaines après la reconstitution de leur système immunitaire par des cellules souches humaines (souris humanisées) 2- un modèle de greffe de peau chez des souris 12 semaines après la reconstitution partielle du système immunitaire par des cellules mature humaines (souris semi-humanisées) 3- un modèle de greffe d’ilots chez des souris 12 semaines après la reconstitution de leur système immunitaire par des cellules humaines (souris humanisées) et 4-un modèle de maintien de la tolérance immune avec deux greffes de peau successives chez la souris humanisée. Au total, deux lignées immunodéprimées seront utilisées.

Bénéfices attendus

A terme, ces expériences permettront : - de démontrer la synergie d'une immunothérapie ciblant les cellules dirigées contre les greffons et de CAR-Tregs - de montrer la possibilité d’expandre les CAR- Tregs in vivo, - et d'établir l'efficacité des CAR-Tregs à prévenir le rejet aigü et chronique de greffe de peau et d’ilots dans des modèles précliniques de souris humanisées. Cette nouvelle stratégie thérapeutique ambitionne d’améliorer la prévention des rejets en transplantation d’organe, tout en s’affranchissant de la toxicité des drogues immunosuppressives administrées au long cours. La prévention des réactions de rejet dans ces trois modèles complémentaires serait un argument préclinique très robuste et convaincant pour porter cette nouvelle stratégie vers une utilisation clinique.

Procédures

Injection des cellules souches: Des nouveaux nés recevront des cellules souches humaines par voie intrahépatique sans anesthésie. Ce geste est réalisé une fois et dure quelques secondes. Injection et prélèvement sanguin: réalisés dans le sinus rétro-orbitaire en alternance sur chacun des yeux sous une courte anesthésie gazeuse

Impact sur les animaux

Les greffes de peau et d’îlots peuvent induire chez les animaux des douleurs les jours suivant la chirurgie accompagnée d’une perte de poids (>10%) et une perturbation de la mobilité par le bandage. L’injection d’alloxan risque d’induire une hypoglycémie transitoire avec une augmentation du taux d’insuline plasmatique due à la destruction du pancréas.

Devenir

A l’issus de chaque procédure, les animaux seront mis à mort pour le prélèvement d'organes.

Remplacement

Des études fonctionnelles in vitro ont été réalisées avec des cellules humaines afin d’optimiser la préparation de la thérapie cellulaire. Toutes les étapes visant à améliorer l’efficacité de la modification génétique des cellules régulatrices ont été mises au point in vitro. Toutefois, les expériences in vitro ne permettent pas d’évaluer la biodisponibilité, des CAR Trégulateurs dans les différents organes, ou leur capacité à migrer dans les greffons, et à induire une tolérance. En effet, lorsque les cellules sont greffées, elles se transforment en réponse à leur environnement, en particulier l’environnement inflammatoire induit pas la réaction de rejet, ce qui peut complètement modifier leur persistance et leur activité tolérogène. L’efficacité des approches de thérapie cellulaires ne peut être évaluée in fine que in vivo dans un modèle mimant la maladie humaine. Les expériences sur l’animal sont donc justifiées avant leur application chez l’homme.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux, les scores d’évaluation clinique les plus objectifs, prédictifs et robustes seront privilégiés. Le suivi par imagerie intravitale permet un suivi longitudinal des animaux et donc une réduction de leur nombre. Le nombre total de souris impliquées dans les expériences a été réduit au minimum nécessaire pour obtenir des données suffisantes tout en s’assurant d’une interprétation statistique fiable des résultats pour évaluer l’effet thérapeutique des produits testés. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. Les résultats seront partagés avec la communauté scientifique pour éviter les doublons.

Raffinement

Afin de limiter la souffrance et l’angoisse infligées aux animaux, une surveillance rapprochée et l’utilisation d’antalgiques (buprénorphine) sont prévues. Une grille de score permettant d’évaluer objectivement les éventuelles souffrances, douleurs et détresses a été établie pour définir des points limites permettant d’anticiper l’administration d’analgésiques ou la mise à mort de l’animal si nécessaire. Une anesthésie gazeuse sera pratiquée pour chaque geste invasif (injection iv, prélèvement sanguin, chirurgie). Pour toute anesthésie prolongée, les animaux seront placés sur une plaque thermostatée permettant de maintenir leur température corporelle et du gel oculaire sera appliqué. La contention nécessaire pour l’imagerie in vivo sera accompagnée d’une anesthésie sous forme gazeuse par isoflurane. Dans le cas de l’anesthésie gazeuse, la vigilance de l’animal sera surveillée par pincement de la palme plantaire, mobilité des vibrisses et suivi du mouvement thoracique respiratoire et ce, jusqu’au réveil complet de l’animal. Pour réduire le stress éventuel engendré par la procédure, les animaux seront hébergés dans un environnement exempt d’organisme pathogène, enrichi à l’aide de coton (pour la nidification), de tunnels de polycarbonate (pour les activités journalières) et de bâtons en bois (pour développer leurs exigences naturelles comme ronger, grimper et se cacher). Les souris seront élevées en communauté. Cependant si cela n’est pas possible (agressivité entre deux souris par exemple), d’autres outils seront disponibles à la demande pour éviter l’ennui si des animaux se retrouvant seuls dans les cages. Pour réduire le nombre de manipulations et limiter le stress des animaux, l’imagerie in vivo sera faite en même temps la mesure du score.

Choix des espèces

La souris est le modèle le plus utilisé car sa génétique est proche de celle de l’homme et elle permet d’avoir des nombres d’animaux suffisants pour faire des tests statistiques. De plus, la souris est un modèle permettant d’effectuer des modifications génétiques relativement facilement. Ces modifications nous permettent d’avoir des modèles immunodéficients nécessaires pour la création de lignée dites humanisées, qui se rapprochent du système immunitaire humain. Pour la constitution des souris humanisé par injection de cellules souche humaines, les animaux seront âgés de 1 à 3 jours car c’est une période durant laquelle la greffe de cellule humaine est la plus efficace. Concernant les greffes de peau/ilots, elles seront réalisées 14 semaines post injection des cellules humaines pour permettre une reconstitution complète du système immunitaire humain. Pour le modèle de greffe d'ilots sur souris partiellement humanisées, les animaux seront greffés à l’âge de 8 à 12 semaines.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 664
Souffrances
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Devenir
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 664

664 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent un conditionnement chimique par hydroxyurée ou busulfan, une greffe de cellules humaines de myélome par voie intra-fémorale ou intraveineuse, puis quatre semaines de traitements par gavage quotidien et injections, avec prélèvements sanguins hebdomadaires et imagerie sous anesthésie, pour tester des molécules ciblant la protéine PIM2. Le porteur décrit un suivi du développement tumoral jusqu'à l'apparition de signes comme la perte de poids et la léthargie, sans détailler de test comportemental. Sur le remplacement, il affirme que le microenvironnement tumoral ne peut être reproduit in vitro et conclut au caractère "indispensable" du recours à la souris, les retombées pour les patients restant au conditionnel.

Objectifs

Le myélome multiple (MM) est un cancer du sang (hémopathies) parmi les plus fréquents, en deuxième position après les lymphomes. Il représente 1% de la totalité des cancers et environ 10% des hémopathies. Malgré l’apparition de nouveaux traitements, le MM reste aujourd’hui une maladie incurable avec une médiane de survie moyenne à 6 ans (Rapport InVS 2018). Des travaux ont montré que la surexpression de la proteine PIM2 dans les cellules tumorales du MM était associée à une maladie plus agressive et à une survie réduite pour les patients. Le ciblage thérapeutique de la protéine PIM2 ouvre donc de nouvelles perspectives thérapeutiques dans cette maladie. Des tests in vitro ont été réalisés au sein du laboratoire montrant l’efficacité de molécules pour inhiber la protéine PIM2 dans les cellules de MM et induire la mort des cellules. L'expérimentation animale est cependant rendue indispensable du fait de l'impossibilité de reproduire le microenvironnement tumoral in vitro et de mener ce type d'exploration directement chez l'Homme. Notre projet a pour objectif d’utiliser un modèle murin de xénogreffe de lignées de MM pour tester différentes molécules ciblant la protéine PIM2. Les traitements que nous voulons tester sont d’une part des inhibiteurs chimiques de la protéine PIM2 (utilisés seuls ou en association avec d'autres inhibiteurs) et, d’autre part, une thérapie de type ARN qui inhibe le gène PIM2. Globalement, ce projet consiste à implanter, chez des souris immunodéprimées, des cellules de lignées de myélome multiple (MM) humaines dans le but de pouvoir étudier la progression tumorale après injection de molécules à visée thérapeutique dans le MM.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour but d’établir de nouveaux modèles murins de myélome pertinents pour reproduire la pathologie humaine et pour tester de nouvelles thérapeutiques dans le MM. La première étape permettra de déterminer les meilleures conditions d’implantation des cellules de MM chez une souris immunodéficiente avec une prise de greffe permettant un développement tumoral durable, et la deuxième étape caractérisera précisement la progression et dissémination tumorale dans les conditions définies comme optimales à l’étape 1. Enfin, grâce à ces étapes d'optimisation, nous pourrons évaluer à l’étape 3, l'impact de traitement inhibant la protéine PIM2 sur la progression tumorale. Nous testerons deux nouvelles possibilités de traitement ciblant cette protéine, soit au moyen d'association d'inhibiteurs chimiques, soit au moyen d'une thérapie ARN originale, toutes deux jamais testés à ce jour dans le MM. Ces stratégies thérapeutiques pourraient trouver leur place dans la prise en charge des patients atteints de MM.

Procédures

Pour obtenir des modèles murins fiables et robustes des myélomes humains, les souris devront recevoir un conditionnement unique par traitement chimique par hydroxyurée ou busulfan (20 sec par voie intrapéritonéale) puis une greffe unique de cellules tumorales humaines par voie intra-fémorale (5 minutes) ou à défaut, dans le sang par voie intraveineuse en rétro-orbital (20 sec) ou caudal (1 minutes). Les traitements évalués seront administrés sur une durée totale de 4 semaines selon des protocoles différents. L'une des molécules (les anti-MCL1) sera administrée 1 fois par semaine par voie intraveineuse en rétro-orbital (20 sec) ; l'autre molécule (les inhibiteurs de PIM) sera administrée quotidiennement par gavage (30 sec). Enfin dans le cadre du suivi de ces animaux greffés, des prélèvements de sang hebdomadaires en submandibulaire (1 minutes) à partir de la 2eme semaine post-greffe seront réalisés ainsi que des analyses par imagerie bioluminescence, méthode non invasive réalisée après injection intrapéritonéale du substrat (20 sec) dès l'étape 2, au plus tôt une semaine après la greffe et au maximum une fois par semaine.

Impact sur les animaux

Le maintien de ces souris en hébergement protégé permettra de prévenir tous les risques d’infection. Egalement le développement tumoral peut engendrer un affaiblissement de l'animal, c'est pourquoi les souris expérimentées seront observées très régulièrement pour détecter l'apparition de signes de myélome (perte de poids, léthargie, dos courbé...).

Devenir

A l'issue de toutes nos expérimentations (une fois toutes les procédures cumulées réalisés sur les animaux), tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les organes d'intérêt pour mener nos investigations en terme de dissémination et infiltration tumorale chez l'animal.

Remplacement

Le projet est basé sur des études préliminaires in vitro ayant démontrées l'efficacité de nos différentes molécules (inhibiteurs chimiques et oligonucléotide) pour induire la mort des cellules de MM (cellules de lignées de MM et cellules primaires de patients atteints de MM). Le microenvironnement tumoral ne peut être reproduit in vitro du fait de sa complexité, de nombreux acteurs impliqués dans le développement tumoral et la résistance aux traitements. Il est par ailleurs impossible de conduire ce type d’expérimentation chez l’Homme rendant indispensable le recours à des modèles murins.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires, les expérimentations ont été mises en place de manière à utiliser le moins de souris possible tout en extrayant le plus d’informations, notamment en utilisant plusieurs organes (moelle osseuse, rate et sang) pour réaliser les différentes analyses sur un même animal. Aussi, avant de mener les expérimentations à visée thérapeutique nécessitant des lots d’animaux importants (10 animaux par lots), les choix des conditions expérimentales seront étudiés en amont sur des lots réduits mais suffisants (6 animaux par lots) afin de trouver la technique la plus optimale en termes de prise de greffe : choix du type de souris (NSG, RagGC ou BRGS), du type de conditionnement (hydroxyurée, busulfan ou irradiation) et enfin du type d’injection (intra-veineuse ou intra-fémorale). Des combinaisons de conditions vont être testées successivement à l'étape 1 (en commençant par les plus relevantes au regard de notre expérience) et si une s'avère pertinente et validée, nous ne testerons pas les autres. Les tailles des groupes de souris sont choisies de façon à permettre une interprétation des données statistiquement valides, que l’expérimentation soit donc réalisée de façon productive et sans nécessiter d’avoir à refaire ces tests. Les statistiques seront réalisées à l’aide de tests non paramétriques car la normalité de la loi sur la population considérée n'est pas certaine. Pour les échantillons indépendants, le test de Mann-Whitney sera appliqué. Pour les échantillons appariés, le test de Wilcoxon sera utilisé. Pour les comparaisons de plus de 2 groupes, les tests non-paramétriques de Kruskal-Wallis (pour les échantillons indépendants) ou de Friedman (pour les échantillons appariés) seront utilisés avec le test de comparaison multiple de Dunn pour comparer chaque groupe par rapport à un groupe contrôle.

Raffinement

Afin de raffiner les conditions de vie des animaux, un suivi régulier et adapté des souris a été instauré afin de soulager voire supprimer l'inconfort, mais aussi la détresse ou l'angoisse qu'ils pourraient éprouver. Pour cela des soins pré-, per- et post-opératoires adéquats seront réalisés. Les interventions de chirurgie sont réalisées sous anesthésie générale et des traitements analgésiques seront systématiquement utilisés pour prévenir toute douleur. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux dans des conditions adaptées et bénéficient d’un enrichissement adapté, à savoir des locaux confinés, des portoirs ventilés, de l'eau et de la nourriture ad libitum, ainsi qu'un maximum de 5 animaux/cage (aucun animal ne sera maintenu seul dans sa cage). La technique de suivi non-invasif par imagerie bioluminescente nous permettra de réaliser une caractérisation en cinétique de nos modèles de façon non douloureuse tout en réduisant le nombre d'animaux nécessaire à une caractérisation en cinétique. Aussi, un suivi strict sera établi afin de détecter toute souffrance animale potentielle avec une surveillance quotidienne de l’état général des animaux (posture et comportement) réalisé par le personnel de l’établissement et une surveillance bihebdomadaire de l’état de santé (suivi du poids et score de grimace) réalisé par le responsable du projet.

Choix des espèces

Seul un modèle à l'échelle d'un organisme vivant peut reproduire la complexité des interactions entre les cellules tumorales et les cellules du microenvironnement et permet d'être au plus près de l'effet obtenu chez l'homme lors du test de nouvelles thérapeutiques. Les souris sont de bons modèles d'étude, notamment pour évaluer l’efficacité de traitements anti-tumoraux, de par leurs facilitées d’entretien, de stabulation, de manipulation, et leur similitudes physiologiques avec l’espèce humaine. Le développement de xénogreffes de tumeurs humaines chez la souris nécessite l’utilisation de souris sévèrement immunodéprimées pour permettre la prise tumorale. Plusieurs lignées murines sont parfaitement adaptées à ce type de greffes, notamment les RagGC (RAG2-/- IL2 gammaC-/-), les NSG (NOD SCID IL2gammaC-/-) ainsi que les BRGS (BALB/c RAG2-/- IL2gammaC-/- SIRPA.NOD) que nous testerons à l’étape 1. L’espèce avec laquelle nous obtenons la meilleure prise de greffe sera alors utilisée pour l’ensemble des expérimentations aux étapes 2 et 3. L’expérimentation sera commencée sur des animaux à partir de 6 semaines jusqu'à 5 mois de vie. La durée de l’expérimentation chez ces animaux n’excèdera pas 12 mois.

  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système nerveux
Souris : 1710
Souffrances
▲ -
▲ 1390
▲ 320
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1710

1 710 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. Des femelles gestantes subissent une ouverture de l'abdomen sous anesthésie pour injecter des ARN messagers dans le cerveau des embryons, et les souriceaux subissent un tatouage des coussinets et une biopsie de la queue, pour tester si ces ARN corrigent des malformations cérébrales d'origine génétique. Le porteur reconnaît que la biopsie provoque une douleur et que la chirurgie peut faire souffrir si l'analgésie est mal conduite. Il affirme que le développement du cortex ne peut être étudié qu'in vivo chez le mammifère.

Objectifs

Notre laboratoire s’intéresse au développement du cortex cérébral. Des anomalies génétiques chez l’homme affectant les processus de prolifération et différentiation cellulaire peuvent aboutir à des malformations du cerveau. Des études nous ont permis de mettre au point des particules d’ARN ayant la faculté d’entrer spécifiquement dans les cellules en division des cerveau embryonnaires. Ce projet vise à déterminer si cette approche est pertinente pour développer une approche thérapeutique. Nous voulons donc tester chez la souris, la capacité des ARNm à compenser la perte de 2 gènes d'intérêt et corriger les anomalies de développement du cerveau qui leur sont associées.

Bénéfices attendus

Le principal bénéfice attendu du projet est de déterminer si l’utilisation d’ARN est une bonne approche thérapeutique pour corriger les anomalies cérébrales d’origine génétique.

Procédures

Les souriceaux des lignées subiront un tatouage des coussinets des phalanges et une biopsie à la queue. Les femelles gestantes de la procédure 2 subiront une anesthésie générale de 45 minutes, comprenant une ouverture de l'abdomen et des points de sutures. Des injections sous cutanées sous anesthésie d'une durée de deux minutes 2 fois par jours pendant 3 jours. Les embryons subiront une injection intra-cérébrale d'une durée de 5 secondes.

Impact sur les animaux

La biopsie à la queue provoque une douleur. Les actes chirurgicaux des procédures peuvent entrainer une souffrance si elle est mal prise en charge par le traitement analgésique. L'étape d’anesthésie peut également provoquer un stress chez l’animal

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à l'issue de la procédure pour prélèvement d'organes et analyses phénotypiques et génétiques.

Remplacement

Les questions scientifiques que nous nous posons ne peuvent être étudiées qu’in vivo sur des cerveaux prélevés sur des embryons. Il s’agit ici d’études sur le développement du cortex cérébral, qui ne peuvent être reproduites dans des systèmes autres que celui du mammifère en développement. En effet, le développement du cortex des mammifères et de son fonctionnement ultérieur est de mieux en mieux caractérise chez la souris et aucun modelé in vitro ne peut mimer à ce jour toutes les étapes de son développement dans leur complexité et la richesse des interactions des nombreux types cellulaires qui y prennent part.

Réduction

Les expériences sont réalisées avec le nombre minimum d’animaux nécessaire à l’obtention d’un résultat significatif déterminés par une approche statistique.

Raffinement

Les animaux sont maintenus dans un environnement enrichi (coton, bâton, tunnel) avec eau et nourriture ad libitum et en groupe social avant et après la procédure. La litière utilisée dans la cage est spécifique pour les animaux opérés et permet de diminuer le risque d'infection de la cicatrice. Lors des actes chirurgicaux, les souris placées sur une plaque chauffante sont anesthésiées par anesthésie gazeuse et reçoivent des injections d'analgésiques en pré- et post-opératoire. Un gel ophtalmique est également utilisé pour éviter un dessèchement des yeux. Après l'opération, la surveillance des animaux est quotidienne afin de détecter des signes de souffrance et la prise en charge analgésique continue pendant 72h. Une grille d'évaluation des animaux est mise en place. Une injection d'analgésique supplémentaire ou la mise à mort de l'animal sont envisagées en cas d’atteinte d’un ou de plusieurs points limites.

Choix des espèces

La souris représente un organisme modèle pour mener les études sur le développement du cerveau, principalement en raison de la similarité des mécanismes fondamentaux du développement du cortex cérébral entre les rongeurs et l’Homme. De plus, nous disposons d’outils adaptés à cette espèce pour la réalisation du projets tels que les modèles génétiquement modifiés. Pour le génotypage et les biopsies, les souriceaux ont entre 7 et 10 jours, âge a quel on peut tatouer les coussinets des phalanges. Les femelles gestantes sont des adultes de 2 à 6 mois. L'expérimentation est menée sur des embryons à E12.5 et E15.5 qui correspondent à la fenêtre d’expression de nos gènes d’intérêt. Les souriceaux à P2 et P10 nous permettent de voir l'effet de notre traitement sur les phénotypes qui apparaissent à ces stades.

  • Recherche appliquée
    • Troubles endocriniens
  • Recherche fondamentale
    • Système urogénital
Souris : 840
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 840
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 840

840 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes puis des jeunes reçoivent par voie orale des composants du cannabis pendant dix à trente-cinq jours, pour tester l'hypothèse d'un lien entre cette exposition et le cancer du testicule. Le porteur signale le stress de l'administration orale et un risque de fausse route pouvant conduire à euthanasier l'animal, et met à mort les souris pour prélever le sang et les testicules. Il indique disposer de lignées cellulaires et de cultures d'organes humains mais affirme qu'elles ne remplacent pas l'animal.

Objectifs

Le cancer du testicule constitue le cancer le plus fréquent chez l’homme entre 15 et 40 ans. L’étiologie de ce cancer est encore mal comprise. Les données épidémiologiques convergent pour indiquer que l’exposition à des facteurs environnementaux pendant certaines fenêtres de vulnérabilité, telles que le développement et la puberté, est impliquée dans la tumorisation des cellules germinales testiculaires. Récemment, la consommation de cannabis, substance illicite la plus consommée par les adolescents et les femmes en âge de procréer, a été corrélée au développement de tumeurs du testicule chez de jeunes consommateurs. Il a été établi que le développement de ce type de cancer affecte la fertilité. Dans ce contexte et sur la base de nos résultats préliminaires, nous postulons que les cannabinoïdes (CA), molécules contenues dans le cannabis, favorisent l'apparition du cancer du testicule en perturbant la maturation des cellules souches germinales. Le but de ce projet est donc d’évaluer si une exposition aux principes actifs du cannabis pendant la vie fœtale et/ou la puberté affecte la différenciation et la fonction testiculaire et pourrait ainsi favoriser le développement de tumeurs germinales.

Bénéfices attendus

Ce projet de recherche permettrait de mettre en exergue les conséquences d'un cumul d'exposition auxquelles les populations les plus vulnérables sont soumises, et ce en comparaisons avec une exposition uniquement gestationnelle ou uniquement pubertaire.

Procédures

Traitement par administration orale repetée (pendant 10 jours ou pendant 35 jours). Ce geste est rapide (10 à 20 secondes par animal).

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont le stress induit par l'administration orale des souris gestantes pendant 10 jours ainsi que des souris prépubères pendant 35 jours. La possibilité de fausse route est également un risque induit par ce traitement. Bien que les doses utilisées ici sont des doses utilisées en thérapie humaine, nous ne pouvons exclure un effet néfaste des cannabinoïdes utilisés sur le développement pré- ou postnatale.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin de l'expérimentation afin de prélever les organes ainsi que les matrices biologiques à investiguer dans le cadre de notre étude. Il s'agit du sang, des testicules, de l'épidyme et du foie.

Remplacement

Alternativement aux modèles animaux, il existe des lignées de cellules cancéreuses testiculaires humaines. Nous utiliserons ces dernières afin de travailler sur les voies de signalisation spécificiques modulées en présence de CBD et/ou THC. Nous utilisons également des modèles de cultures organotypqiques de testicules adultes et foetaux humain pour investiguer la réponse de l'organe aux traitements. Ces modèles ne permettent pas d'obtenir la réponse de l'organisme, contrairement aux modèles animaux, et notamment de prendre en considération les interactions mère-foetus tout comme l'effet des traitements sur l'axe hypothalamo-hypophysaire, axe régulant la fonction reproductive. Ils restent complémentaires mais ne peuvent se substituer à l'utilisation d'animaux.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe expérimental sera de 6 pour nous permettre de mener à bien des études statistiques et de prendre en compte la "réduction" de la règle des 3R.

Raffinement

Pour réduire au maximum le stress des animaux, les traitements seront administrés par voie orale par des personnes expérimentées en présence de musique qui, nous l'avons constaté, a pour effet de relaxer les animaux comme l'expérimentateur. Les animaux seront observé quelques minutes après le traitement pour vérifier l'absence de fausse-route. Si une fausse-route s'avérait constaté, l'animal serait euthanasié. Plusieurs paramètres du bien-être des animaux (mobilité, poids,activité de toilettage) sont particulièrement surveillés pendant la procédure et des points limites adaptés ont été définis.

Choix des espèces

Nous avons choisis la souris Swiss ici pour sa fertilité élevée et sa facilité d'élevage et de traitement. Les animaux seront utilisés du stade embyonnaire jusqu'à 8 mois.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Souris : 60
Souffrances
▲ -
▲ 60
▲ -
▲ -
Devenir
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 -
 -
 60

60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Rendues amnésiques par la scopolamine, elles passent un test de mémoire de travail spatiale et reçoivent des injections de deux agents pharmacologiques, pour vérifier si leur association améliore la mémoire, piste envisagée pour la maladie d'Alzheimer. Le porteur décrit une douleur légère liée aux injections et annonce n'attendre aucune nuisance du test comportemental. À l'issue, les cerveaux des 60 souris sont prélevés, et le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne peut évaluer la mémoire.

Objectifs

Plusieurs données de la littérature indiquent que l’inhibition d’une enzyme cérébrale, la phosphodiestérase 7 (PDE7), pourrait s’avérer être une stratégie intéressante pour traiter les troubles de la mémoire induits par la maladie d’Alzheimer. En parallèle, il a également été montré que l’activation de certains récepteurs cérébraux (les récepteurs 5-HT4) engendrait des effets bénéfiques sur la mémoire chez l’animal. Notre hypothèse de recherche est que l’activation des récepteurs 5-HT4, conjuguée à l’inhibition des PDE7, exercerait des effets bénéfiques puissants sur la mémoire. Notre étude vise à démontrer, chez l’animal, la preuve d’intérêt de cette association. Cette étude pilote sera réalisée dans un modèle d’amnésie induite par la scopolamine chez la souris adulte.

Bénéfices attendus

Cette étude pilote permettra de valider la preuve de concept de l’intérêt d’une association de deux agents pharmacologiques pour lutter contre des déficits de mémoire induits chez la souris. Si notre preuve de concept est validée, nous pourrons envisager d’approfondir l’étude de l’efficacité de cette approche dans un modèle animal de la maladie d’Alzheimer.

Procédures

Les 60 souris seront exposées trois fois à un test comportemental (test de mémoire de travail spatiale) d’une durée de 5 min et n’engendrant aucune nuisance chez l’animal. A chaque session de test, chaque souris recevra 2 ou 3 injections aigües d’agents pharmacologiques. Chaque injection (voie intra-péritonéale et sous-cutanée) nécessite une contention de l’animal et prendra environ une minute par souris. L’ensemble de la procédure durera 1 mois, comprenant 3 sessions de 5 min de test de mémoire séparées de 2 semaines chacune.

Impact sur les animaux

Lors de ce projet, les animaux vont subir des administrations par voies intra-péritonéale et sous-cutanée nécessitant une contention. Un stress physique et une douleur légère dus aux injections sont attendus lors de ces manipulations. Aucune nuisance sur la souris n’est attendue suite à la réalisation de la tâche comportementale (test d’exploration réalisé en situation libre, d’une durée de 5 minute par souris). Enfin, concernant les agents pharmacologiques utilisés, aucun d’entre eux, aux doses envisagées, n’est connu pour induire des nuisances ou effets indésirables chez la souris. Seule la scopolamine est utilisée comme agent amnésiant, et dont les effets délétères sur la mémoire ne sont que transitoires (moins de 24h).

Devenir

A l’issue de l’unique procédure présentée dans ce projet, tous les animaux (n=60 souris) seront mis à mort. Les cerveaux de tous les animaux seront prélevés afin de réaliser des études post-mortem complémentaires.

Remplacement

Ce projet vise à favoriser le développement de nouveaux médicaments susceptibles d’avoir un intérêt dans le cadre de la prévention et/ou le traitement de pathologies telles que la maladie d’Alzheimer. Or la recherche de nouveaux médicaments nécessite (scientifiquement et règlementairement) l’utilisation d’espèces animales. De plus, l’évaluation des performances de mémoire ne peut être réalisée que sur un organisme capable d’effectuer une tâche cognitive (ici un test de mémoire de travail spatiale). Ainsi, aucun remplacement par des modèles in vitro ou in silico (modèles mathématiques, bio-informatique) ne peut être réalisé.

Réduction

Un total de 60 souris sera nécessaire pour cette étude pilote. En faveur d’une réduction du nombre d’animaux utilisé, nous avons choisi d’utiliser à la fois des souris femelles et des souris mâles. Nous avons également choisi de réaliser successivement les trois sessions expérimentales sur les mêmes souris et de poursuivre cette étude comportementale par des mesures post-mortem.

Raffinement

Afin de réduire la douleur, souffrance et angoisse infligées, les animaux seront maintenus dans des conditions d’hébergement optimales et stables : température, cycle de lumière, hygrométrie, enrichissement minimal du milieu d’hébergement (maisonnette, papier kraft), cage de dimension 24cm (l) x 40cm (L) x 18cm (h) apportant une surface au sol de 160 cm² par animal. Ils seront surveillés quotidiennement par un personnel qualifié et une attention particulière sera apportée à l’apparence physique externe des animaux, aux variations éventuelles de poids ainsi qu’aux changements de comportements. Les injections intra-péritonéales et sous-cutanées seront réalisées exclusivement par un personnel qualifié. Afin de diminuer le stress de nos animaux, un protocole de familiarisation des animaux à l’animalerie et à l’expérimentateur sera mis en place sous la forme de handling dès l’arrivée des animaux au sein de notre animalerie. Afin de réduire la douleur et la détresse de nos animaux nous avons choisi un point limite précoce et compatible avec les objectifs scientifiques de notre recherche.

Choix des espèces

Les souris font partie des espèces animales les plus exploitées en recherche biomédicale du fait de leur facilité de reproduction et de la similarité du système nerveux central qu’elles présentent avec l’Homme. Leur comportement est bien décrit et il est possible d’en mesurer les modifications. Les modèles murins possèdent une bonne faculté d’apprentissage justifiant leur utilisation dans l’étude de la mémoire. Des souris de souche C57BL6 adultes (minimum 8 semaines d’âge) seront utilisées dans ce projet, un âge auquel les grandes fonctions physiologiques sont arrivées à maturité.

  • Recherche appliquée
    • Troubles immunitaires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 815
Souffrances
▲ 155
▲ 660
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 815

815 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, pour partie dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil et pour partie dans des procédures de souffrance légère. Ces souris développent un lupus reproduisant la maladie humaine et subissent douze prélèvements sanguins, un par mois pendant un an, pour tester un inhibiteur ciblant des enzymes de la voie des hexosamines. Le porteur indique que la maladie auto-immune altère de façon modérée la fonction rénale et met à mort les animaux au motif d'un risque biologique. Il revendique un "besoin" crucial d'explorer le système immunitaire in vivo et affirme qu'aucune méthode alternative ne convient.

Objectifs

Le lupus systémique érythémateux (LES) est une maladie chronique rare qui se manifeste par des symptômes variables pouvant atteindre plusieurs organes (peau, articulations, reins, système nerveux central, séreuses…). La maladie survient dans 90% des cas chez la femme et débute le plus souvent à partir de la puberté. En France, la prévalence de la maladie est de 41 cas sur 100 000 et l’incidence de 3-4 nouveaux cas par an sur 100 000 habitants. Elle est caractérisée par des lésions parfois irréversibles ou mortelles. A ce jour, il n’existe aucun traitement curatif. A l’heure actuelle, il existe un besoin crucial d’explorer le système immunitaire et plus exactement mieux comprendre les mécanismes moléculaires, cellulaires et environnementaux qui régissent la réponse immunitaire dans le contexte du LES dans le but d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pouvant améliorer la prise en charge des patients. Des données de publications in vitro récentes pointent une cible moléculaire qui pourrait être un acteur essentiel de la maladie. Pour étudier le rôle de cette cible dans la pathologie, un modèle de souris a été développé dans le laboratoire mimant le développement de cette pathologie. En parallèle, nous avons menés des études in vitro pour développer un inhibiteur de cette cible. Nous nous proposons donc maintenant de valider nos études in vitro par une étude in vivo avec cette inhibiteur sur notre modèle de souris mimant le développement du lupus

Bénéfices attendus

Ce projet permet la recherche de cible thérapeutique dans le contexte du lupus érythémateux (25000 cas/an)

Procédures

12 prélévement de sang (1 min de durée) à raison de 1 fois par mois sur 12 mois.

Impact sur les animaux

Les animaux développe une maladie auto-immune qui altère de manière modérée la fonction rénale

Devenir

Les animaux de ce projet proviennet d'une animalerie de classe de risques A2 et seront euthanasiés car ils présentent un risque biologique.

Remplacement

Remplacer : Des méthodologies de culture cellulaire et de modélisation in vitro ont été mises en place afin de remplacer au possible l’utilisation d’animaux pour répondre à certaines questions spécifiques à ce projet. Cependant seul un modèle in vivo chez la souris récapitulant les éléments de la physiopathologie du lupus et regroupant les multiples acteurs de l’immunité innée/adaptative observés chez l'homme, permettra de vérifier l'hypothèse sur l’implication des enzymes OGT/GFAT/PGM3 et OGA sur le développement du LES.

Réduction

Réduire : Pour nos expériences, nous avons prévu le nombre nécessaire et suffisant d’animaux, pour garder une puissance statistique dans le traitement des résultats et avoir le nombre de contrôles internes obligatoires, pour prouver l’efficacité des molécules thérapeutiques utilisées.

Raffinement

Raffinement : Afin de respecter la notion de raffinement, et éliminer ou réduire toute douleur, souffrance, angoisse, ou tout dommage durable, susceptible d’être infligé aux animaux, leur bien-être et leur souffrance seront pris en compte quotidiennement de leur naissance à leur mort et évalués par le personnel zootechnique expérimenté. Ainsi, pour chaque procédure impliquant une douleur supérieure à celle d'une piqûre, les animaux seront anesthésiés. De plus, chaque cage (type 2L avec 5 souris par cage) recevra du matériel pour nidifier dans le but de rétablir le répertoire comportemental des souris.

Choix des espèces

Il n’existe pas de méthodes alternatives à ce projet car seul un modèle murin récapitulant les éléments physiopathologiques observés chez l’homme, peut apporter une réponse quant aux rôles des deux enzymes OGT, GFAT, PGM3 et OGA dans le développement du phénotype lupique. Les conclusions recherchées ne peuvent pas être obtenues par des modèles alternatifs ex vivo ou in vitro, qui ne reconstituent pas de manière optimale la complexité et la diversité des différents facteurs pouvant intervenir dans la réponse immunitaire en action in vivo chez la souris. Les souris seront traitées soit à l’âge de 5 semaines (début de la pathologie avec apparition des auto-anticorps), soit à l’âge de 30 semaines (stade tardif de la pathologie avec apparition de l’auto-immunité systémique).

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
    • Système cardiaque
Souris : 1056
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 1056
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1056

1 056 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal peut subir jusqu'à trois chirurgies, ovariectomie, implantation d'un comprimé d'hormonothérapie, injection de cellules tumorales ou curage ganglionnaire, précédées d'injections de tamoxifène, pour étudier l'effet des œstrogènes sur le microenvironnement d'une tumeur mammaire et sur le lymphœdème. Le porteur qualifie de modérées les douleurs liées aux chirurgies et au développement des tumeurs, et prélève les organes en fin de vie. Il affirme qu'aucune stratégie de remplacement ne permet d'étudier ces processus et que la souris est le seul modèle disponible.

Objectifs

L'hormonothérapie est un des premiers traitements du cancer du sein exprimant le récepteur des oestrogènes (dit ERα-positif) et a permis de réduire largement le nombre de récidives chez les patientes et ainsi d'augmenter la survie chez ces femmes. Or, l'impact de ce traitement sur le micro-environnement de la tumeur, de tumeurs dites ERα-négatives (n'exprimant pas le récepteur des oestrogènes), est encore mal connu, alors qu'une certaine efficacité a été observée dans les premiers essais cliniques . De plus, de nombreuses résistances apparaissent, ainsi que des lymphoedèmes secondaires qu'il reste à mieux comprendre pour mieux le traiter. Le lymphodème est le résultat d’une obstruction ou d’une perturbation du système lymphatique provoquant l’accumulation de fluide dans les tissus interstitiels. Le lymphoedème est une pathologie douloureuse et handicapante, qui survient après la chirurgie du cancer et qui est souvent associée à ces traitements d'hormonothérapie. Ce projet cherche donc à mieux caractériser l'impact de cette hormonothérapie sur le micro-environnement tumoral dans le cadre du cancer du sein, pour trouver de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Ce travail est un travail qui étudie les mécanismes d'actions spécifiques du récepteur des oestrogènes ERα dans la réponse à un traitement d'hormonothérapie par les SERMS (Selective Estrogen Receptor Modulators) sur les cellules endothéliales, non seulement sur les cellules endothéliales vasculaires mais aussi sur les cellules endothéliales lymphatiques. Cette étude permettra à terme de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les cancers ERα négatives , en particulier là où les autres stratégies anti-angiogéniques ont échoué. De plus, cette étude de l'impact d'ERα dans la réponse à l'hormonothérapie sur le réseau lymphatique permettra de mieux comprendre le développement du lymphoedème secondaire à la chirurgie du cancer du sein afin d’améliorer les traitements et la qualité de vie des patientes ayant subi un curage ganglionnaire.

Procédures

Les animaux pourront subir jusqu'à 3 chirurgies (ovariectomie (durée 20 min),implantation petit comprimé pour traitement par l'hormonothérapie (durée 5 min), injection de cellules tumorales (durée 5 min) ou curage ganglionnaire ( durée 30 min)) après 5 injections consécutives de Tamoxifène pour induire la Cre-recombinase sur les animaux transgéniques génétiquement modifiées. Toutes ces procédures sont espacées de 2 à 3 semaines pour laisser à l'animal le temps de récupérer des chirurgies et du stress éventuel occasionné. Tous les prélévements sont effectués en phase terminale, sans réveil.

Impact sur les animaux

Les chirurgies ainsi que le développement de tumeurs vont engendrer des douleurs modérées et un léger stress sur l'animal.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux sont euthanasiés afin de prélever les organes (tumeurs, poumons, pattes, utérus, foie) et réaliser des analyses immunohistochimiques et/ou moléculaires

Remplacement

Les effets pléiotropies des oestrogènes, synthétisées majoritairement par les ovaires, font intervenir des fonctions, tissus et cellules multiples dans l’organisme non modélisables par des approches in vitro. C’est pourquoi, le recours à l’expérimentation animale est l’unique approche permettant de comprendre les impacts physiologiques de l'hormonothérapie (anti-oestrogènes) dans le cadre du traitement du cancer du sein. De même, la croissance tumorale et le développement de lymphoedème secondaire font intervenir de nombreux partenaires cellulaires et processus pathologiques (cellule endothéliale et lymphatique, inflammation..), il n'y a aucune stratégie de remplacement pour l'étude de ces processus physio(patho)logiques, ni aucune stratégie de remplacement du modèle animal qui permet de répondre aux questions adressées par ce projet.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés dans le cadre de ce projet, nous utiliserons en grande majorité uniquement les femelles car cette partie du projet rentre dans le cadre du traitement du cancer du sein et de la réponse à l'hormonothérapie . De plus, le nombre d'animaux utilisés par groupe est réduit à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre est calculé de manière à donner des résultats statistiquement significatifs afin de délimiter l'effet du génotype, du temps et/ou du traitement.

Raffinement

Les animaux sont placés en pièce d'acclimatation lors de leur arrivée à la zootechnie. Ils sont pris en charge par du personnel de la zootechnie compétent qui vérifie leur état et place de l'enrichissement (carré de coton, carton) dans les cages pour amoindrir le stress du transport et permettre aux animaux de faire un nid. Les animaux issus de différents cartons de transport ne sont jamais mélangés lors de la répartition dans les cages d'hébergement. Les animaux seront hébergés en cage de 4 ou 5 et seront acclimatés pendant une période de 5 jours avant de commencer tout protocole. Tout au long du protocole, le bien-être de l’animal est bien pris en compte avec enrichissement du milieu et les souris seront surveillées quotidiennement selon les directives européennes relatives à l'hébergement des animaux de laboratoire. De plus, pour chaque procédure chirurgicale, les souris sont maintenues sur des tapis chauffants et les conditions d’anesthésie générale avec analgésique sont réalisées pour une meilleure prise en compte de la douleur. Enfin, pour un meilleur raffinement, les souris à euthanasier seront placées dans une salle isolée du reste des souris et les manipulations post-euthanasies seront réalisées dans une troisième pièce.

Choix des espèces

Le choix de l’espèce s’est orienté vers la souris car c’est le seul modèle pour lequel l’invalidation génique du récepteur aux oestrogènes a été générée. De plus, c'est le seul modèle où l'on peut avoir un suivi de la croissance tumorale avec formation de métastases.