Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Multisystémique
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
- Système urogénital
Implication de vaisseaux sanguins spécialisés dans l’effet thérapeutique sur la tumeur de souris de l’électrotransfert d‘un plasmide porteur d’un gène codant une cytokine immunomodulatrice.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
1 720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modéré, pour 352 d'entre elles, et sévère, pour 1 368. Chaque animal reçoit une greffe de cellules tumorales, puis des injections dans la tumeur suivies d'une électroporation répétée jusqu'à trois fois, pour étudier des vaisseaux sanguins particuliers dans l'effet d'une immunothérapie. Le porteur indique que l'accumulation de ces gestes a été classée comme une nuisance sévère "en soi", et laisse croître les tumeurs jusqu'aux prélèvements. Il affirme que l'étude ne peut se faire qu'in vivo dans un modèle recréant le microenvironnement tumoral et une réponse immunitaire complexe.
Objectifs
L’immunothérapie utilisant des anticorps représente une révolution dans le traitement du cancer. Ces anticorps, en réactivant les cellules immunitaires devenues inefficaces, les rendent à nouveau capables de reconnaître et de réagir contre les cellules cancéreuses. Cependant, l’immunothérapie ne fonctionne pas toujours et l’absence d’infiltration de lymphocytes T dits « tueurs » dans certaines tumeurs contribuerait en partie à cette inefficacité. L’interleukine 12 (IL-12) a cette fonction de recruter et d’activer les lymphocytes pour augmenter la réponse immunitaire. Une nouvelle stratégie permet de faire exprimer l’IL-12 localement par la tumeur de façon sure (sans effets secondaires), ceci par électro-transfert de gène (GET-IL-12). Cette stratégie a conduit à des réponses cliniques favorables chez des patients porteurs de mélanomes métastatiques, en combinaison ou non avec une immunothérapie. Une étude dans un modèle murin a montré que faire exprimer l’IL-12 par la tumeur améliorait l’infiltration lymphocytaire, rendant la tumeur plus sensible à l’immunothérapie. Par ailleurs, notre équipe a montré que des vaisseaux sanguins très spécifiques constituaient la porte d’entrée principale des lymphocytes dans la tumeur traitée ou non par immunothérapie. Nous avons démontré que l’augmentation de la proportion de ces vaisseaux dans la tumeur améliorait l’efficacité de l’immunothérapie. Enfin, dans une étude rétrospective sur des patients atteints de mélanome métastatique, nous avons établi que la présence de ces vaisseaux spécifiques était corrélée à une meilleure réponse à l’immunothérapie. Développer des traitements permettant d’augmenter la proportion de ces vaisseaux particuliers dans les tumeurs, et donc de recruter plus de lymphocytes T tueurs, représente un véritable challenge pour améliorer l’efficacité de l’immunothérapie. Notre projet cherche donc à savoir si l’effet bénéfique du GET-IL-12 observé sur les patients traités par immunothérapie, pourrait passer par une induction de ces vaisseaux spécifiques. Si le rôle de l’infiltration lymphocytaire est bien établi dans l’effet bénéfique du GET-IL-12, le rôle de ces vaisseaux particuliers dans ce recrutement n’a jamais été étudié.
Bénéfices attendus
Mettre en évidence un lien entre l’induction de vaisseaux spécialisés et la génoélectrothérapie par l’interleukine 12 (GET-IL-12), permettrait de mieux comprendre les mécanismes d’action de ce traitement sur la sensibilisation des tumeurs lors de l’immunothérapie. De plus, si ce lien existe, le traitement GET-IL-12 pourrait constituer une nouvelle stratégie pour augmenter ces vaisseaux spécialisés et rendre l’immunothérapie plus efficace chez un plus grand nombre de patients.
Procédures
Dans une première procédure indépendante, les animaux n’auront qu’une injection de cellules (durée inférieure à 2 minutes). Dans une deuxième procédure indépendante, d’autres animaux auront une injection de cellules soit seule soit suivie quelques jours après d’une intra-tumorale (durée 5 minutes) associée à une électroporation d’une durée de 10 secondes. Cette combinaison de traitement (intra-tumorale + électroporation) sera répétée une deuxième fois, 4 jours après le 1er traitement pour 2/3 des animaux, et une troisième fois, 7 jours après le 1er traitement pour 1/3 des animaux. Dans une troisième procédure indépendante, d’autres animaux auront une injection de cellules suivie quelques jours après, soit d’une intrapéritonéale seule (durée 5 minutes), soit d’une intrapéritonéale et d’une intra-tumorale (durée 5 minutes) associée à une électroporation d’une durée de 10 secondes. Ce choix de traitement sera répété une deuxième fois, 4 jours après le 1er traitement pour 2/3 des animaux, et une troisième fois, 7 jours après le 1er traitement pour 1/3 des animaux. Dans les deuxièmes et troisièmes procédures, un cinquième des animaux aura un prélèvement sanguin avant d’être mis à mort. L’ensemble de ces interventions sera réalisé sous anesthésie gazeuse. L'électroporation sera réalisée via un gel échographique permettant ainsi d’éviter les brûlures au niveau de la peau.
Impact sur les animaux
De par notre expérience sur les différents traitements lors de projets précédents, nous n’avons pas reporté d’effets indésirables sur les animaux. Seule une dépigmentation a été observée chez les souris possédant un pelage noir. Elle est localisée au site de traitement par GET-IL-12 lors de la repousse des poils. cependant, le projet est susceptible d’induire des nuisances. L’injection sous anesthésie gazeuse de cellules tumorales en sous cutanée ainsi que la croissance tumorale peuvent induire une douleur modérée. L’injection sous anesthésie gazeuse du plasmide IL-12 en intra-tumorale (IT) et de l’anticorps en intrapéritonéale (IP) peut induire une douleur légère le temps de l’injection. L’électroporation (EP) du plasmide induit une contraction transitoire des muscles peauciers entre les électrodes le temps du protocole électrique (~10s) susceptible d’induire une légère douleur. Cette nuisance (IT+EP et IP) sous anesthésie sera subie d’une à trois fois par animal (J0, J4 et J7) selon le jour de prélèvement (J4, J6, J9) et durera moins de 10 minutes. Enfin, l’injection d’un anesthésique pour le prélèvement cardiaque en terminal peut induire une douleur légère. L’accumulation de ces nuisances légères et modérées sur un même animal a été considérée comme une nuisance sévère en soi.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort pour les prélèvements et les analyses des tumeurs et des ganglions drainants.
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, nous souhaitons identifier les mécanismes de la réponse anti-tumorale associée aux traitements GET-IL-12 et d’immunothérapie, en analysant les effets sur les vaisseaux HEV (induction) et l’infiltration lymphocytaire. L’étude ne peut donc se faire qu’in vivo dans un modèle permettant de recréer le microenvironnement cellulaire tumoral mais aussi l’induction d’une réponse immunitaire complexe.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé pour chaque groupe a été déterminé par nos études antérieures et celles de la littérature. Il est de 15 animaux dans chaque groupe étudié, un nombre d’individus suffisants pour réaliser les tests statistiques. Quand cela est possible, les différentes parties du projet sont regroupées pour réduire le nombre de groupes observés et ainsi le nombre d'animaux utilisés dans le projet. Les dosages d’IFN et d’IL-12 seront réalisés sur les animaux utilisés pour l’immunofluorescence. Les suivis de croissance tumorale (effet des traitements) seront réalisés sur les groupes de souris ayant les trois traitements.
Raffinement
Les conditions d'hébergement et les méthodes utilisées visent à réduire tout stress. Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie gazeuse. Pour les tumeurs sous cutanées, un suivi journalier sera mis en place avec une fiche de suivi de croissance et arrêt de la procédure en cas de point limite atteint. Pour évaluer la douleur, une grille de scoring a été établie. Pour l’enrichissement, une sizzle ball (boule de bandelettes compressée), un tube et une bûchette sont placés dans chaque cage.
Choix des espèces
Les modèles tumoraux murins dans lesquels nous voulons quantifier les cellules endothéliales cuboïdales et l’infiltration lymphocytaire se développent dans la souris. Cette espèce est largement utilisée par les équipes de Recherche dans le domaine de l’oncologie et a un système immunitaire bien caractérisé. Elle permet de reproduire le développement tumoral, le développement des vaisseaux et la mise en place d’une réponse immunitaire similiaire à celle de l’espèce humaine. Des souris adultes de 6-8 semaines seront utilisées. Ceci correspond à l’âge de maturation du système immunitaire.
Evaluation de nouveaux composés dans un modèle de glaucome chronique chez le lapin.
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
250 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit sous anesthésie une injection de gel dans l'œil pour provoquer une hypertension intraoculaire maintenue pendant vingt et un jours, puis des traitements et des prélèvements de liquide intraoculaire, pour tester de nouveaux composés contre le glaucome. Le porteur indique que l'augmentation de pression "ne devrait pas générer de douleur excessive" et prévoit des points limites en cas de douleur non tolérée. Il retient l'œil du lapin comme "modèle de référence" pour sa taille proche de l'œil humain, et met à mort les animaux faute de pouvoir les réutiliser.
Objectifs
L'objectif du projet est d'évaluer chez le lapin sur une durée de 7 à 21 jours les effets de nouveaux composés sur une hypertension intraoculaire chronique induite par une injection d'un gel dans l'oeil.
Bénéfices attendus
La cause principale du glaucome (diminution irréversible du champ visuel, 2ème cause de cécité) est une augmentation de la pression intraoculaire à l’origine de la destruction des cellules du nerf optique. Les traitements existants (β-bloquants, analogues des prostaglandines…) ont une efficacité limitée et peuvent présenter des effets indésirables. Ainsi, le bénéfice attendu de ce projet est le développement d’une nouvelle classe thérapeutique pour traiter le glaucome qui touche plus de 800 000 personnes en France.
Procédures
Les lapins vont recevoir sous anesthésie (durée maximale de 45 minutes) une injection dans l'oeil d'un gel qui va provoquer une augmentation progressive de la pression intraoculaire qui va se maintenir pendant 21 jours. Avant l'injection intraoculaire, les animaux sont habitués pendant au moins 5 jours aux expérimentateurs et au dispositif de mesure de la pression intraoculaire : plusieurs mesures de la pression seront effectuées à l'aide d'un tonomètre vétérinaire sur l'animal éveillé. Des nouveaux composés ou des traitements de référence seront administrés de manière aigüe ou répétée (maximum 2 administrations par jour) afin de tester leur efficacité sur l'augmentation de pression intraoculaire. Des prélèvements sanguins et des du liquide intraoculaire (sous anesthésie) pourront être réalisés afin de vérifier les expositions aux différents traitements effectués.
Impact sur les animaux
Deux effets indésirables principaux sont attendus sur les animaux : -Le stress lié à la contention et à la réalisation des mesures de pression intraoculaire (geste non invasif et non douloureux) : pour limiter cet effet, les animaux auront une période d’habituation à la préhension, manipulation des yeux et des mesures de pression. - L’augmentation de la pression intraoculaire : selon la technique utilisée, l’augmentation de la pression devrait être modérée (50 mmHg) et ne devrait pas générer de douleur excessives. Cependant, nous avons mis en place un protocole de suivi et d’identification de points limites permettant de mettre en place des actions en cas d’apparition de douleurs non tolérées ou d'anomalies oculaires.
Devenir
A la fin de l'expérimentation chronique, les animaux sont mis à mort. En effet la procédure ne peut pas être répétée plusieurs fois sur un même œil. De plus au sein du laboratoire ces lapins ne peuvent être réutilisés pour d’autres procédures.
Remplacement
Les modèles in vitro modélisant le fonctionnement d'un oeil ne permettent pas de tester les efficacités des molécules thérapeutiques : en effet le maintien de la pression intraoculaire fait intervenir l'interaction de nombreux mécanismes (production/élimination de l'humeur acqueuse, inflammation...).
Réduction
En raison de la variabilité liée au modèle, de la variabilité liée aux mesures de pression, un nombre de 8 à 10 lapins par groupe est nécessaire afin de mettre en évidence un effet éventuel d'un produit. Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, les 2 yeux de chaque lapin pourront être inclus dans la procédure. Les analyses statistiques pourront être de trois types : soit en comparant les données après administration du produit à tester aux données mesurées en conditions basales, soit en comparant les données sous traitement à celles recueillies aux mêmes temps dans le groupe contrôle, soit en comparant les données obtenues sur l'oeil d'un lapin en comparaison à l'autre oeil du même lapin qui n'aura pas reçu de traitement ou qui ne recevra pas d'injection intraoculaire afin d'obtenir des valeurs basales et faire des comparaisons appariées.
Raffinement
Les animaux sont hébergés individuellement à leur arrivée jusqu’au jour de l'expérimentation. Pour le bien-être des animaux et limiter le stress inhérent à cette espèce, nous veillons à mettre à disposition dans les cages d’hébergement une buchette à ronger et une hutte en polycarbonate rouge dans laquelle le lapin peut venir se réfugier s’il ressent le besoin de s’isoler. Pendant une phase d’habituation d’au moins 5 jours, du foin est mis à disposition de manière journalière ce qui permet de créer un contact régulier avec le lapin et de le familiariser avec l'expérimentateur. A la fin de cette période d’habituation, des mesures de pression à l'aide d'un tonomètre seront effectuées afin de familiariser l'animal avec le dispositif. La mesure de pression à l'aide d'un tonomètre n'engendre aucune souffrance chez l'animal. Chaque mesure de la pression intraoculaire sera associée à une récompense (friandise). L'injection intraoculaire sera effectuée après administration sous forme de gouttes d'un anesthésique local chez un lapin au préalable sédaté. Des points limites stricts et spécifiques ont été définis et seront appliqués.
Choix des espèces
L'oeil du lapin par sa physiologie et sa taille relativement proche de celle de l'oeil humain est le modèle de référence pour étudier les propriétés de nouvelles molécules sur la pression intraoculaire. De plus, cette taille de l'oeil facilite la précision du geste d'injection intravitréenne et facilite également la mesure de la pression intraoculaire à l'aide de tonomètres vétérinaires. L'expérimentation sera réalisée sur des lapins adultes. Le glaucome est une pathologie apparaissant avec l'âge, il n'y a aucune raison de travailler sur des individus en cours de développement.
SUIVILEZ : Suivi de populations naturelles de lézard vivipare
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- Oncologie
Pour reconstituer la filiation de populations sauvages de lézards vivipares suivies depuis 30 ans et anticiper leur réponse au changement climatique, 4 750 reptiles de cette espèce vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Après capture, les individus non marqués sont amputés de phalanges pour leur identification et l'extrémité de leur queue est sectionnée pour l'analyse de l'ADN. Les femelles gestantes restent en terrarium jusqu'à la mise bas, deux mois au plus, et leurs petits subissent les mêmes amputations 24 heures après leur naissance, avant que tous soient relâchés au lieu exact de leur capture. Le porteur décrit une "faible douleur" pour l'amputation de phalange et ne mentionne un anesthésique local, un gel de lidocaïne encore en test, que pour les adultes.
Objectifs
Un point clé de la persistance des populations face aux impacts des activités humaines sur l'environnement est de prédire leur capacité à changer leurs caractéristiques face à ces nouvelles conditions environnementales, que ce soit par l’acclimatation (via la modification directe de ces caractéristiques), ou par l’adaptation (processus génétique et évolutif). Pour étudier ces phénomènes et leurs mécanismes, la meilleure méthode consiste à mettre en place un suivi individuel de populations particulières, sur lesquelles il est possible d’obtenir la filiation de tous les individus au cours du temps. Malheureusement, peu d’espèces se prêtent à l’exercice, et parmi celles étudiées par cette méthode, les endothermes (oiseaux et mammifères) sont de très loin surreprésentés. Cette demande concerne la poursuite d’un suivi de populations naturelles d’un reptile ectotherme, le lézard vivipare (Zootoca vivipara), étudiées depuis 30 ans. Ce suivi profite de la viviparité de cette espèce, qui permet l’accès aux juvéniles, pour mettre en place une étude approfondie des relations d’apparentement entre individus, ce qui permet d’étudier la sélection naturelle dans cette population, et d’en étudier la réponse évolutive.
Bénéfices attendus
Trois protocoles permettent le suivi individuel des trajectoires d'histoire de vie des individus à partir de leur naissance et leur apparentement dans la population : le marquage individuel, l'hébergement temporaire (2 mois maximum) des femelles gestantes et le prélèvement de tissu caudal (section d’une longueur
Procédures
Après capture sur le terrain, les individus non-marqués seront marqués par amputation de phalange (pas d’alternative préférable permettant le marquage des juvéniles) et un prélèvement de tissu caudal sera effectué (maximum 150 individus par an, soit 750 individus sur 5 ans), puis relâchés au lieu exact de capture. Les femelles gestantes capturées (qu’elles soient déjà marquées ou non) seront mises en hébergement temporaire (maximum 150 femelles par an, soit 750 femelles, pour une durée maximale inférieure à 2 mois) jusqu’à la mise bas des juvéniles. Enfin, les juvéniles sont marqués par amputation de phalange et un prélèvement de tissu caudal effectué 24h après la naissance (maximum 650 individus par an, soit 3250 individus). Les femelles et leurs juvéniles sont relâchés au lieu exact de capture dans les 3 jours suivants la naissance.
Impact sur les animaux
La source de nuisance la plus importante est liée au stress de contention lors des captures et diverses manipulations. Les nuisances attendues pour l'amputation de phalange sont une faible douleur.. Les études en populations naturelles et semi-naturelles de lézard vivipare montrent que ce marquage individuel n’a pas d’effet détectable sur la survie annuelle, la croissance corporelle annuelle, la reproduction annuelle et sur la mobilité des individus. Le nombre de phalanges amputées n’affectent pas l’activité locomotrice à la naissance, l’anxiété comportementale, la survie lors du premier été ou la condition corporelle (masse à taille égale) à la fin de celui-ci. Aucun impact comportemental n’est observé non plus, avec une reprise rapide de la mobilité (< 20 secondes) et de l’alimentation. Une étude de 2006 ne montre pas de différence significative de stress entre des individus non marqués et amputés, alors que le marquage par insertion d’une puce électronique provoque un stress important et chronique(augmentation de corticostérone dans le sang). Il n’existe pas de méthode d’identification alternative qui puisse s’appliquer aux juvéniles (marquages externes impossible à cause de la mélanisation juvénile et de la mue de croissance ; et transpondeurs de trop gros volumes pour un juvénile). En ce qui concerne le prélèvement de tissu caudal par section de l’extrémité de la queue (
Devenir
Les animaux sont tous relâchés dans leur population d'origine à l'emplacement exact de leur capture, immédiatement après les mesures phénotypiques sur le terrain pour les sub-adultes et les adultes mâles, et après une période d'hébergement temporaire d'environ 1 mois (maximum 2 mois) pour les femelles et au maximum 3 jours après la mise-bas pour les juvéniles.
Remplacement
Nous ne pouvons par essence pas remplacer ce modèle par un modèle non-vivant, car nous ne connaissons pas les paramètres, notamment sélectifs, génétiques et liés à la plasticité phénotypique, permettant de modéliser l’évolution des populations de reptiles face aux changements de leur environnement. Les suivis de long-terme comme celui-ci sur une espèce de reptiles se comptent au mieux sur le doigt d’une main et sa poursuite est donc essentielle.
Réduction
Le suivi demande la plus grande exhaustivité du marquage individuel par rapport à la taille de la population, permettant d’identifier en moyenne 80 à 90 % de la population chaque année. La non-exhaustivité sur la population rendrait le projet caduc suite notamment à de trop nombreux apparentements inconnus. En revanche, la taille de population permet de dégager la puissance suffisante pour les analyses, notamment grâce à l’accumulation d’année en année. Le nombre total maximum d’individus mobilisés est de 950 chaque année (durée du projet de 5 ans, soit 4570 individus au maximum), dont 150 adultes marqués sur le terrain, 150 femelles en élevage et 650 juvéniles.
Raffinement
La période d’hébergement est réduite à la seule fin de pouvoir suivre les mises-bas. Les animaux sont hébergés dans des terrariums adaptés à leur espèce avec source de chaleur, support, cache et litière tourbée. Les animaux reçoivent également une alimentation à base d’insectes et de larves. Cet enrichissement de milieu spécifique permet de répondre à leurs besoins biologiques, physiologiques et comportementaux et de garantir les meilleures conditions de vie en captivité, avant la remise en liberté. Les critères d’arrêt pour ce projet sont l’incompatibilité éventuelle à la captivité ou des problèmes de santé non réversibles. Les animaux sont soumis à un contrôle régulier de leur santé, de leur poids et de leur comportement. En cas de problème de santé (lésions ou infections), ils reçoivent des traitements adaptés sous la supervision d’un vétérinaire. Des tests de raffinement à base de gel de lidocaïne (anesthésique local) pour l'amputation de phalanges chez les adultes seront poursuivis au cours de ce projet.
Choix des espèces
Le lézard vivipare (Zootoca vivipara) est étudié depuis plus de 30 ans dans les populations naturelles et dans différents dispositifs expérimentaux. Cette espèce est intéressante pour comprendre l’écologie de vertébrés terrestres ectothermes. Son écologie est bien connue, les populations étudiées forment le plus long suivi chez une espèce de reptile et son génome a été séquencé, ce qui en fait un modèle unique pour les vertébrés terrestres ectothermes. Il a donc une forte valeur pour l’écologie fondamentale mais aussi appliquée. L’espèce n’est pas menacée en Europe (préoccupation mineure - UICN) mais elle est sensible aux dégradations anthropiques de son milieu, y compris climatiques, et de ce fait, protégée au titre de l’article 3 de l’arrêté du 8 janvier 2021 « fixant la liste des amphibiens et des reptiles représentés sur le territoire métropolitain protégés sur l'ensemble du territoire national et les modalités de leur protection ». Son groupe comprend également de nombreuses espèces menacées d’extinction en Europe et à forte valeur écologique. Il devient donc urgent de mieux comprendre la dynamique écologique et évolutive de ces espèces face aux changements globaux.
Etude du rôle des structures auditives centrales dans la discrimination de signaux de communication dans le bruit.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérées deux fois sous anesthésie générale, à plusieurs semaines d'intervalle, pour l'implantation d'électrodes ou d'une fibre optique dans le cerveau, puis placées chaque jour en contention dans un tube pendant deux à trois mois, des souris apprennent à distinguer deux sons de communication dans le bruit. 130 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré ou sans réveil, toutes tuées à la fin des enregistrements pour le prélèvement du cerveau, qui doit vérifier la position des implants. Les souris entraînées sont soumises à une restriction hydrique, l'eau gagnée pendant la tâche étant complétée chaque soir jusqu'à 3 ml, et les souris contrôles sont privées d'eau la nuit. Le porteur range la contention et la restriction hydrique parmi les nuisances possibles, affirme que la tâche "en elle-même n'apporte pas de nuisances", et prévoit de mettre à mort les souris dont le stress ou la douleur persistent parce qu'il ne pourrait plus les utiliser dans la tâche.
Objectifs
Ce projet vise à déterminer quelles sont la, ou les, structures du système auditif qui permettent de discriminer comportementalement, des signaux de communication dans des environnements particulièrement bruyants. Comportementalement, la discrimination peut se quantifier chez l’humain ou l’animal par la capacité à répondre différemment à deux sons distincts. En combinant des enregistrements de neurones dans les structures du système auditif, l’inactivation de certaines structures et une tâche comportementale, nous serons en mesure de déterminer quelle est la structure du système auditif qui est cruciale lorsqu’une souris arrive à discriminer deux sons de communications dans un environnement bruyant.
Bénéfices attendus
Il a souvent été affirmé que le cortex auditif était la structure qui permettait d’avoir de bonnes performances dans des environnements bruités. Pourtant, des données très récentes suggèrent que les réponses neuronales des structures sous-corticales sont plus résistantes au bruit que les réponses corticales. Grâce à ce projet, où nous obtiendrons des donnés neuronales en simultané de la tâche comportementale et nous pourrons estimer quelle structure est le plus corrélée avec la réponse comportementale et ainsi évaluer quelle structure est essentielle et joue le plus grand rôle pour permettre de discriminer des sons en situations bruitées. Avec l’inactivation du cortex auditif nous pourrons estimer si ce dernier est nécessaire ou non à cette discrimination. Il est possible qu’en condition facile (bruit à une intensité sonore plus faible que les sons cibles à discriminer) le cortex auditif ne soit pas nécessaire mais qu’en condition difficile (avec du bruit à une intensité sonore plus forte que les sons cibles), sa présence permette de discriminer correctement les sons cibles. Ce projet permettra donc d’étendre nos connaissances sur le fonctionnement du système auditif en conditions bruitées ce qui représente une grande partie de situations rencontrées au quotidien.
Procédures
Les animaux seront soumis sous anesthésie générale à deux chirurgies d’environ une heure chacune espacées de plusieurs semaines et devront réaliser une tâche comportementale de façon quotidienne pendant 2 à 3 mois allant de 30 minutes à 1 heure par jour.
Impact sur les animaux
Les nuisances que pourraient subir les animaux seraient dues aux chirurgies, potentiellement à la contention lors du comportement et à la restriction hydrique. Cependant, après chaque chirurgie un suivi post-opératoire rigoureux aura lieu et les animaux auront un examen quotidien post-chirurgie jusqu’à la fin du comportement pour s’assurer de leur santé. Lors du comportement, les animaux seront placés en contention mais installés dans un tube en plastique qui sera adapté en hauteur et orientation en fonction de chaque souris pour limiter tout inconfort de position. La souris pourra remuer les pattes et le corps dans ce tube. La dose d’eau ingéré via le comportement sera enregistrée automatiquement et les souris entraînée auront un complément individuel et adapté tout les jours en fin de journée pour qu’elles aient une dose d’eau quotidienne de 3 ml qui est la dose recommandé pour les souris de 20g. Les souris contrôles, elles, auront un accès illimité à l’eau durant la journée et ne seront privées que la nuit. La tâche comportementale en elle-même n’apporte pas de nuisances car l’intensité des sons est contrôlée (75dB, niveau d’une conversation courante) pour de pas créer de dommage au système auditif. Précisons bien que nos souris ne pourront pas faire de bonnes performances si elles sont stressées ou si elles éprouvent des douleurs. SI cela devait se produire elles seront prises en charge rapidement. Si nous n’arrivons pas à éliminer le stress et/ou les douleurs occasionnées, les animaux seront euthanasiés car ils ne pourront pas être utilisés dans la tâche comportementale.
Devenir
Pour toutes les procédures, les cerveaux des animaux sont récupérés à la fin des enregistrements pour vérifier histologiquement les positions d’implantation des electrodes, l’emplacement de la position de la fibre optique pour l’optogénétique. En récupérant les cerveaux nous apportons une preuve histologique que nous avons bien enregistré les neurones de structures désirées.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de comprendre le rôle des neurones du cortex auditif, du colliculus inférieur et du thalamus auditif dans la discrimination des signaux de communication dans le bruit. Pour cela, il est nécessaire de pouvoir travailler au niveau neuronal sur un animal engagé dans une tâche comportementale. Le recours à des modèles in vitro n’est donc pas possible. De plus le système auditif n’est pas assez connu pour avoir recours à des modèles biomathématiques et donc le modèle in silico n’est pas possible non plus. Il est nécessaire de travailler sur la souris car son système auditif est proche et comparable avec celui de l’homme. De plus nous voulons étudier les différentes structures en simultané d’une tâche comportementale ce qui seraient difficilement faisable chez un modèle invertébrés.
Réduction
Selon des méthodes d’analyses statistiques basées sur des expériences précédentes nous avons déterminé qu’il fallait 15 animaux par groupe pour avoir des résultats interprétables statistiquement. Cependant nous réaliserons un groupe de 10 souris de mise au point afin de garantir la réussite des enregistrements chez les animaux entrainées et contrôles ce qui nous permettrait de n’avoir plus que 10 animaux par groupe au lieu de 15. De plus pour la partie optogénétique, nous n’utiliseront pas de groupe contrôle car les contrôles pourront avoir lieu sur une même souris en comparant les moments avec et sans inactivation corticale. On passe donc a un groupe 10 animaux pour cette partie.
Raffinement
Toutes les chirurgies seront réalisés dans des conditions d’anesthésie et analgésie adaptées afin de minimiser au maximum la douleur des animaux. Suite aux procédures chirurgicales, un suivi post-opératoire adapté aura lieu et le suivi continuera sur toute la durée de entraînement comportementale (animaux pesés tous les jours et comportement en cage avec leur congénère observé: vivacité, contact, isolement, harcèlement dans un même cage...). Des points limites strictement définis dans les différentes procédures seront utilisés afin de ne pas continuer l'expérience sur des animaux présentant des signes de souffrance. L’animalerie dans laquelle les animaux seront hébergés est agrée et les animaux seront minimum 2 et maximum 5 par cage. Dans chaque cage des enrichissement adaptés et recommandés par les réglementations seront mis (tunnel, maison en carton, matériel pour des
Choix des espèces
Les rongeurs ont un système auditif similaire au système auditif humain et la souris est capable de discriminations fines entre les signaux de communication acoustique qu’ils soient conspécifiques ou hétérospecifiques. Les outils génétiques étant bien développés chez cette espèce, il sera possible de poursuivre ces expériences en utilisant des modèles transgéniques pour mieux cerner les mécanismes impliqués dans certains des résultats obtenus. Les animaux utilisés subiront une première chirurgie à 8 semaines et commenceront l’apprentissage à 9 semaines. La souche de souris utilisée (C57BL/6) à tendance à perdre en audition dans les hautes fréquences aux alentours de 6 mois. Ainsi en commençant entre 2 et 3 mois, les souris sont considérées comme adultes et cela nous permet de réaliser l’apprentissage et les enregistrements neuronaux avant que des pertes auditives ne surviennent.
Caractérisation de l’axe métabolique muscle-cerveau dépendant d’un transporteur de métabolites énergétiques chez la souris adulte.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
160 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la moitié tuée à l'issue et l'autre moitié transférée vivante vers un autre établissement pour la suite du projet. Les animaux subissent des séances de course ou de marche imposées, des pesées répétées, une injection intraveineuse sous anesthésie et des prélèvements sanguins, pour étudier le rôle du lactate musculaire dans le vieillissement du cerveau. Le porteur affirme que seul un protocole in vivo reproduit la complexité des interactions muscle-cerveau et juge le modèle animal "nécessaire". Il annonce des tests comportementaux d'apprentissage et de mémoire sans en préciser le détail.
Objectifs
La population mondiale vieillit de plus en plus, et a tendance à avoir un mode de vie de plus en plus sédentaire. Ces deux facteurs constituent ensemble la recette parfaite pour l'une des plus grandes menaces pour la santé dans un avenir proche : les troubles cognitifs liés à l'âge. Nos fonctions cognitives se détériorent avec l'âge. L'exercice physique pourrait ralentir l'altération métabolique du cerveau au cours du vieillissement. En effet, différents métabolites sont sécrétés par les muscles squelettiques pendant l'exercice, dont le lactate. Il a été suggéré que le lactate a un effet protecteur qui retarde le vieillissement du cerveau. Des études suggèrent que le lactate pourrait être nécessaire pour l’apprentissage et le maintien de la mémoire à plus ou moins long terme. De plus l'exercice physique pourrait avoir des effets protecteurs sur le cerveau en raison de sa capacité à générer du lactate dans les muscles et le cerveau. L'objectif est donc d’évaluer le rôle du lactate et de son transporteur musculaire durant un exercice physique d’abord sur la performance musculaire elle-même, puis sur le comportement des animaux (capacité d'apprentissage et mémoire). Des tests de comportement permettront d'examiner les fonctions cognitives et la mémoire de l'animal. L'hypothèse est que l’inhibition du transport de lactate provenant des muscles réduirait l’apport du lactate vers le cerveau, induisant des différences de comportement mesurables en raison d'une moindre disponibilité d'énergie pour les neurones du cerveau, sans réduction significative des performances à l’exercice.
Bénéfices attendus
A court terme, les résultats obtenus vont nous permettre de mieux comprendre la communication biologique de l’axe muscle-cerveau, dans le but d’établir des stratégies neuroprotectrices afin de limiter les troubles de la mémoire liés à l'âge. À plus long terme, cela nous permettra de mieux prévenir ou guérir les troubles cérébraux causés par différentes pathologies chez l’homme.
Procédures
Sur animaux vigiles : 14 à 16 pesées par animal, acte d’une durée de 1 minute. 4 à 7 séances d’activités physiques (course ou marche) par animal, séance d’une durée de 5 à 30 minutes. Sur les animaux sous anesthésié générale + anesthésie locale : 1 injection intraveineuse par animal, acte d’une durée de 1 minute. 0 à 2 prélèvements sanguins par animal, acte d’une durée de 1 minute.
Impact sur les animaux
L’acte de pesée sur animal vigile peut induire un léger stress très transitoire. Suite à l’anesthésie générale et l’injection intraveineuse, l’effet indésirable attendu est un inconfort très transitoire au réveil. Suite à l’inhibition partielle du transport du lactate provenant des muscles, les effets indésirables attendus sur les animaux sont : une difficulté à apprendre une tâche cognitive complexe et à se remémorer cette tâche, ainsi qu’une fatigue musculaire plus précoce suite à un exercice physique prolongé et imposé. Les exercices physiques imposés aux animaux vigiles peuvent induire un léger stress ou une fatigue musculaire de l’animal lorsque soumis à un exercice physique prolongé, ces effets seront transitoires et « corrigés » par une période de repos prévue après l’exercice physique.
Devenir
La moitié des animaux seront mis à mort. Des prélèvements de tissus, incompatibles avec le maintien en vie des animaux, seront réalisés afin d’effectuer des analyses métaboliques, biochimiques, moléculaires et histologiques. Et la moitié des animaux seront gardés en vie pour poursuite du projet dans un autre établissement utilisateur.
Remplacement
Seul un protocole in vivo peut reproduire la complexité des interactions entre le muscle et le cerveau et permettre l'étude du comportement. A ce jour, il existe des modèles in silico ou in vitro permettant de recréer les interactions entre des cellules musculaires et les neurones, cependant ces modèles sont très limités et ne permettent pas de reproduire parfaitement les interactions entre le muscle et le cerveau, en effet les muscles et le cerveau ne se limitent pas simplement à des cellules musculaires et à des neurones, chacun de ces tissus est constitué de différents types cellulaires. Il est donc nécessaire d'utiliser un modèle animal.
Réduction
Le nombre d'animaux, défini pour répondre aux différentes questions du projet, est réduit au minimum pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Les tissus prélevés sur les animaux seront placés dans une banque d'organes/tissus murins afin de mutualiser les échantillons au sein du laboratoire.
Raffinement
Durant toute l’expérimentation, le bien-être des animaux sera respecté en réduisant au maximum l’inconfort, la douleur, la détresse ou l’angoisse. Les conditions d’élevage et d’hébergement seront optimisées (hébergement en groupe dans des locaux adaptés avec enrichissement du milieu adapté à l'espèce : matériel de nidification et tunnel). Durant toute la procédure, les animaux feront l’objet d’un suivi quotidien de leur état de santé (alimentation, apparence, comportement). et des « actions » seront mises en place en cas de « problème(s) » observé(s), avec la mise en place d’une grille de score, avec l’utilisation de points limites adaptés et gradés, d’un arbre décisionnel et de critères d’arrêt de souffrance. Les injections intraveineuses seront réalisées en asepsie stricte sous anesthésie générale et locale. Les prélèvements sanguins seront réalisés en asepsie stricte sous anesthésie locale. Durant toute la procédure, les animaux seront manipulés par la même personne afin de diminuer leur stress (personnel compétent et expérimenté à l’expérimentation animale).
Choix des espèces
Le choix du modèle de souris est basé sur les critères suivants : 1. Les tests physiologiques musculaires et les évaluations des tests comportementaux dans cette espèce sont des procédures validées et adaptées pour répondre aux objectifs. 2. La disponibilité dans cette espèce de l’ensemble des outils d’études biologiques. La procédure débutera chez des souris mâles et femelles âgées de 2 mois minimum. Puis 4 semaines après, des tests d’activité physique/musculaire et de comportement seront réalisés chez ces mêmes animaux. Ces tests d’activité physiques et ces tests de comportement se dérouleront pendant 2 à 15 semaines. Cela correspond à un âge et un poids adulte, qui sont appropriés pour les expériences.
Immunothérapie du cancer du rein chez la souris humanisée
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
192 souris humanisées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie d'environ vingt minutes pour greffer des cellules tumorales sous la capsule du rein, puis des anesthésies répétées tous les deux jours pour suivre la tumeur par imagerie, la moitié recevant en plus des injections hebdomadaires d'anticorps. Le porteur décrit une chirurgie "invasive" entraînant douleur et stress, un risque de décès au réveil et des douleurs liées à la croissance tumorale et aux métastases. Il affirme que la souris humanisée est le "seul modèle pertinent" et que les procédures ont un caractère de "stricte nécessité".
Objectifs
Dans le cadre général de notre projet d'immunothérapie du cancer chez la souris humanisée, nous prévoyons d'implanter des lignées tumorales génétiquement modifiées dans le site primaire d'origine de la tumeur étudiée, à savoir le rein. Après greffe sous la capsule rénale, la croissance de la tumeur ainsi que son éventuelle dissémination metastatique sera mesurée par bioluminescence sur animaux anesthésiés. Ces expériences seront réalisées dans des lignées de souris immunodéficientes ou dans cette même souche de souris préalablement humanisées par transfert de cellules progénitrices humaines. Ces souris dites humanisées régénerent un système immunitaire humain complet et fonctionnel après quelques semaines. L'objectif du projet est donc d'évaluer la croissance sous la capsule rénale de lignées tumorales génétiquement modifiées en l'absence ou en présence d'un système immunitaire humain. La comparaison de la croissance des tumeurs exprimant ou non les molécules d'intérêt dans des souris humanisées ou non va nous renseigner sur le rôle intrinsèque de la molécule étudiée sur la qualité de la réponse immunitaire associée et sur l'impact de celle ci sur le contrôle de la croissance de la tumeur.
Bénéfices attendus
La comparaison des croissances tumorales dans différents groupes nous renseignera sur le rôle biologique d'une molécule exprimée par la tumeur sur la qualité de la réponse immunitaire contre la tumeur dans un modèle de souris humanisées. Un anticorps monoclonal est développé pour bloquer l'interaction entre cette molécule et son récepteur pour des applications thérapeutiques chez l'homme, après la validation de son efficacité dans des souris humanisées. En cas de résultats favorables, le bénéfice attendu du projet est donc de proposer un nouveau traitement pour le cancer du rein.
Procédures
La procédure implique une chirurgie sous anesthésie générale pour implanter les tumeurs sous la capsule rénale dans 192 animaux. La durée de l'acte est de 20 minutes par souris environ. Les souris sont traitées avec un analgésique 2h avant et deux fois après la chirurgie (24 et 48h). La procédure implique aussi que les souris greffées soient anesthésiées par voie gazeuse pour mesurer la croissance de la tumeur grâce à une injection dans le péritoine d'une molécule pour visualiser les tumeurs greffées et mesurer leur volume. Cet acte est de 10 minutes par souris. Il sera répété tous les 2 jours pendant un maximum de 45 jours. Tous les animaux de la procédure seront greffés et injectés avec la molécule permettant de visualiser les tumeurs. Dans la moitié des souris, soit 96 souris, une immunothérapie sera évaluée. Pour cela, les anticorps seront injectés une fois par semaine pendant 3 semaines en commencant 7 à 10 jours après la chirurgie pour une durée maximum de 45 jours.
Impact sur les animaux
Les animaux sont opérés avec une chirurgie invasive, entrainant douleur et stress. Il existe des risques infectieux suite à la chirugie. L'anesthésie présente des risques tels que hypothermie, difficultés respiratoires pouvant aller jusqu'à l'arrêt cardiaque. Le réveil de l'anesthésie est une étape critique avec un risque certain de décès. La croissance des tumeurs sous la capsule rénale pourrait entrainer douleurs et perte de poids liées soit à la croissance de la tumeur localement, soit à la dissémination métastatique de la tumeur.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés en fin de période de maintien ou avant si un point limite est atteint afin de réaliser les prélèvements et analyses nécessaires dans le cadre de ce projet.
Remplacement
Ce projet étant basé sur l'observation in vivo des croissances tumorales, il n'est pas possible de remplacer l'expérimentation animale par d'autres types d'expériences. Seul le modèle des souris humanisées permet de répondre aux questions du projet sur la fonction de molécules ciblées sur la réponse immunitaire contre la tumeur et d'obtenir des résultats potentiellement transposables à la clinique.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans le projet (n=192) est réduit à son minimum sans compromettre les objectifs du projet. Du fait de la variabilité de croissance tumorale entre souris, nous utiliserons six animaux par groupe pour toutes les procédures et on répétera l’expérience 2 fois. Les différents groupes expérimentaux seront réalisés simultanément, réduisant le nombre d'animaux contrôles nécessaires. Chaque souris sera inclus dans un protocole d'analyse complet, allant de la mesure de la croissance tumorale aux analyses cellulaires et moléculaires subséquentes.
Raffinement
L’état général des animaux sera suivi de manière journalière par le personnel qualifié de l'animalerie et par les expérimentateurs habilités de l'équipe de recherche. Une grille de score sera remplie à chaque visite pour évaluer l'état général des souris tout au long du maintien. Tout animal atteignant un point limite défini dans la procédure sera immédiatement euthanasié. Tout état anormal sera communiqué au responsable de projet et les mesures pour remédier à la souffrance seront mis en oeuvre (administration d'analgésiques, euthanasie ou arrêt du protocole). Les animaux sont anesthésiés avec des anesthésique injectables ou gazeux dans les différents actes de la procédure. Les souris sont traitées avec un analgésique vétérinaire en pré et post opératoire. Les conditions d’élevage, d’hébergement et de soins sont contrôlées pour réduire toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable potentiels. Le milieu sera enrichi avec du papier et une maison pour permettre aux souris de faire un nid. Les animaux sont regroupés de façon à éviter les combats et permettre l'installation d'une hiérarchie stable et non conflictuelle. Les animaux reçoivent nourriture et eau en quantité non limité.
Choix des espèces
Les procédures expérimentales chez l'animal décrites dans le projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants. La souris humanisée est le seul modèle pertinent in vivo d'une réponse immunitaire de cellules humaines contre des tumeurs humaines in vivo. A ce titre, il permet la transposition des résultats à la situation physiologique chez l'homme mais aussi d'évaluer l'efficacité de molécules thérapeutiques destinées à la clinique, ce que ne permettent pas les modèles habituels. Nous travaillons depuis de nombreuses années avec les souris humanisées, ce qui nous a permis de proposer et de valider une nouvelle combinaison d'immunothérapie et de chimiothérapie dans le cancer du sein. Les souris humanisées sont livrées par le fournisseur entre 20 et 25 semaines d'âge. Ce temps est nécessaire pour le développement complet des cellules immunitaires chez la souris. Pour les animaux non humanisés, nous utiliserons des souris de 8-10 semaines.
Étude de l’origine de la vision binoculaire chez les vertébrés
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
20 poissons, petites roussettes et lamproies, vont être utilisés et tous tués à l'issue, pour une étude déclarée en gravité "sans réveil". Chaque individu reçoit sous anesthésie deux injections dans les yeux, avant d'être mis à mort deux à quatre jours plus tard pour prélever ses yeux et son cerveau, afin d'étudier l'origine de la vision binoculaire chez les vertébrés. Le déroulé décrit mentionne pourtant une phase de réveil de dix minutes après l'injection, ce qui s'accorde mal avec la gravité "sans réveil" annoncée. Le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne peut remplacer l'animal vivant et retient ces espèces pour leur position dans l'arbre évolutif des vertébrés.
Objectifs
L'objectif du projet est de comprendre l'origine de la vision binoculaire chez les vertébrés. Cette vision permet une augmentation de l'acuité visuelle dans des conditions de faible intensité lumineuse, ou celle de la perception de la profondeur d’un objet dans son environnement. On a longtemps pensé qu'elle n'existait que chez l'homme. Plusieurs arguments laissent penser qu'elle est beaucoup plus répandue chez les vertébrés et qu'elle a une origine évolutive ancienne, ce que vise à évaluer le projet.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de mieux comprendre comment des vertébrés dépourvus de mâchoire (comme les lamproies) ou des poissons cartilagineux (comme les requins) appréhendent visuellement leur environnement. La mise en évidence de mécanismes complexes de la vision, tels que ce projet en fait l'hypothèse, serait un nouvel élément démontrant la complexité de ces animaux, souvent considérés à tort comme primitifs.
Procédures
Pour chaque individu, deux injections intraoculaires (1 pour chaque œil) seront réalisées sous anesthésie. La durée de l’intervention est estimée à moins de 30 minutes par individu (soit 10 minutes pour anésthésie 3 minutes pour l'injection intraoculaire et 10 +/- minutes de phase de réveil . Les animaux seront ensuite euthanasiés, 2-4 jours après les injections.
Impact sur les animaux
Même si rares, des complications post-injection peuvent survenir avec des degrés de gravités différents (inflammation de la cornée, infection, ulcération de la cornée, dégradation transitoire de la vision). Tous les actes pré- et post-opératoires sont réalisés de sorte à minimiser les risques de survenue de ces complications. L'absence de ces effets et plus généralement l'absence de toute indication d'inconfort seront systématiquement vérifiées par un examen au moins deux fois par jour des animaux ayant subi cette procédure, vérification d'absence d'anomalie oculaire (rougeur, gonflement, œil fermé), vérification que les comportements natatoires sont normaux.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés 2-4 jours après l’injection dans les deux yeux afin de récupérer leurs yeux, le chiasma optique (zone dans le cerveau où les nerfs optiques provenant de l’œil gauche et de l’œil droit se croisent) et le cerveau pour des analyses post mortem.
Remplacement
Les processus impliqués dans le développement des voies visuelles sont complexes et mettent en jeu de multiples interactions cellulaires entre deux zones éloignées du cerveau. Cette complexité rend difficile/impossible à l’heure actuelle, la modélisation des processus et nécessite des systèmes intégrés. Dans ce contexte, il est impossible de remplacer l’utilisation d’animaux vivants par des méthodes alternatives. Ainsi, le modèle animal et en particulier l’utilisation des poissons est donc le plus prédictif et le plus pertinent pour espérer comprendre ce processus évolutif. Les espèces choisies sont dans des embranchements évolutifs clés dans l’histoire des vertébrés.
Réduction
La nature des projections rétiniennes, ipsi- ou contra-latérales, ne devrait pas faire l'objet de variations inter-individuelles nécessitant des analyses statistiques. C'est la raison pour laquelle le projet se propose d'utiliser un nombre d'animaux relativement bas, 10 individus pour chaque espèce (total de 20 individus). Une autre raison permettant l'utilisation d'un nombre limité d'animaux tient aux techniques d'analyse utilisées. Nous allons en effet utiliser des techniques modernes d’imagerie 3D. Cette méthode d’analyse permet de réduire la variation inter-échantillon et d’établir des modèles plus précis sur les observations faites. Par ailleurs, les images 3D permettent de naviguer dans tous les directions contrairement aux coupes histologiques classiques (2D) qui nécessitent de couper des cerveaux dans différentes orientations.
Raffinement
Pour éviter tout stress avant anésthésie, les animaux seront capturés par le personnel habilité en charge de leur entretien. Le réveil post-anésthésie sera effectué dans un bac dédié sous surveillance constante de ce personnel.
Choix des espèces
D'un point de vue scientifique, le choix de ces espèces se justifie par leur position dans l'arbre des espèces. L'existence d'une vision binoculaire a en effet été démontrée chez les poissons osseux et les tétrapodes mais elle reste une question ouverte chez les deux autres grands groupes de vertébrés, les poissons cartilagineux, dont les requins, et les agnathes, c'est-à-dire les vertébrés sans mâchoires. L’étude de ces deux groupes est donc nécessaire pour conclure quant à l'origine de ce caractère et son évolution chez les vertébrés. La petite roussette et les lamproies sont de bons modèles dans ce contexte, puisqu'elles appartiennent respectivement à chacun de ces deux groupes. Leur utilisation se justifie également par le fait qu'elles sont parmi les espèces les plus communes de ces groupes. Elles font d'ailleurs de ce fait l'objet de pêche pour la consommation humaine. En ce qui concerne leur hébergement, elles sont de petite taille et faciles à acclimater et maintenir dans des aquariums dédiés. Ce maintien est assuré en routine dans notre Institut. L’ensemble des expérimentations animales sera réalisé sur des animaux adultes. Ceci assure que l’ensemble des projections de la rétine a atteint les diverses cibles du cerveau et le système visuel est mature. La taille de l'œil à ce stade et chez ces espèces rend l'injection intra-vitréenne aisée, et minimise les dommages à l'œil.
Exposition au tabac in utero et trajectoires pulmonaires de l’enfance à l’âge adulte : impact sur la régénération alvéolaire
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système respiratoire
576 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des femelles gestantes sont exposées à la fumée de cigarette deux heures par jour, sept jours sur sept, de l'accouplement jusqu'à la mise bas, et leurs petits, dont certains reçoivent des injections, sont mis à mort pour prélever leurs poumons. Le porteur indique que les souriceaux exposés naissent avec un retard de croissance et une fonction pulmonaire diminuée, l'objectif étant d'étudier la régénération pulmonaire in vitro à partir de ces poumons. Il affirme que l'effet d'une molécule sur un organe "aussi complexe que le poumon" ne permet pas encore le recours à des méthodes de remplacement.
Objectifs
L'exposition au tabagisme actif et passif génère des coûts de santé importants à court et long terme. L'exposition au tabac perturbe la croissance globale et pulmonaire des foetus. Le tabagisme actif pendant la grossesse est un facteur de risque de certaines anomalies congénitales et est associé à un risque accru de mort foetale in utero. Le tabagisme passif pendant la grossesse est associé à un risque de prématurité avec une relation dose-effet. Le tabagisme maternel est aussi associé aux morts inattendues du nourrisson et à une diminution de la fonction respiratoire chez les enfants avec une augmentation de la susceptibilité aux infections respiratoires virales. On sait depuis quelques années que la croissance pulmonaire dans l'enfance impacte la fonction pulmonaire à l'âge adulte. Une croissance perturbée augmente le risque de bronchopneumopathie chronique obstructive à l'âge adulte. L'identification des mécanismes permettant la régénération de la structure pulmonaire chez les fœtus et nouveau-nés exposés au tabagisme passif dès la période in utero est essentielle dans un contexte où aucune thérapie n'est disponible. Nous supposons que la consommation de tabac par la mère pendant la grossesse module les différentes populations de cellules pulmonaires fœtales du micro-environnement . Les capacités du poumon à se réparer seraient altérées conduisant à un développement alvéolaire et bronchique pulmonaire anormal. Ceci serait lié à une altération du contenu en graisses et de son utilisation par les tissus pulmonaires qui contiennent des cellules souches. L'administration de médicaments stimulant ces voies métaboliques reprogrammerait ces cellules. Ceci pourrait contribuer à créer un environnement favorable à la croissance et la multiplication des cellules pulmonaires nécessaires pour induire la régénération alvéolaire chez les fœtus exposés en prénatal au tabac. L’objectif principal est donc de comparer les capacités de régénération alvéolaire des cellules pulmonaires de souris exposées ou non au tabagisme passif, en évaluant leur capacité à former du nouveau tissu pulmonaire in vitro. Dans les objectifs secondaires, nous espérons favoriser la régénération alvéolaire in vitro grâce à des traitements médicamenteux ciblés .
Bénéfices attendus
Nous espérons mieux comprendre les mécanismes qui conduisent à une diminution de la construction de nouvelles alvéoles et tenter de corriger ce défaut avec des médicaments stimulant le métabolisme et l’assimilation des lipides.
Procédures
Les animaux seront exposés à la fumée de cigarettes ou à de l'air filtré. Les animaux du groupe d’exposition à la cigarette sont exposés à la fumée filtrée grand public avec une machine à fumer. Les animaux sont placés dans une boîte, et les cigarettes sont délivrées de manière cyclique afin d’imiter de près le comportement tabagique typique dans la mesure du possible. Une procédure similaire est utilisée pour les animaux témoins, sauf qu’ils sont exposés à l’air ambiant filtré plutôt qu’aux cigarettes. L’exposition aux cigarettes ou à l’air filtré est faite pendant 2 heures/jour, 7 jours/semaine, en commençant 2 semaines avant l’accouplement et sont poursuivies pendant les 3 semaines de gestation jusqu’à l’accouchement. Des souriceaux seront exposés durant leur "adolescence" aux mêmes procédures. Les souriceaux vigiles pourront recevoir dans les premiers jours de vie une injection intra-péritonéale de médicaments (durée
Impact sur les animaux
L'exposition anténatale au tabac a déjà été réalisée et a montré que la fertilité était la même chez les souris exposées ou non au au tabac. Les portées sont équivalentes en nombre. Les souriceaux dont les mères étaient exposées au tabac lors de leur gestation ont un retard de croissance intra-utérin. Le rattrapage pondéral est complet en trois semaines. Les souriceaux dont les mères ont été exposées au tabac lors de leur gestation ont une diminution de leur fonction pulmonaire sans anomalie du nombre d'alvéoles. Certains animaux vont recevoir des injections médicamenteuses par voie intra-péritonéale.
Devenir
Les souris adultes seront mises à mort au moment où leurs petits seront sevrés. Les souriceaux seront mis à mort pour prélever leurs poumons qui seront étudiés en totalité pour analyse des cellules pulmonaires ou pour des analyses biochimiques.
Remplacement
Le tabagisme pendant la grossesse est associé à un risque accru de faible poids de naissance et de retard de croissance intra-utérin. L'exposition au tabac secondaire a un impact direct sur le développement pulmonaire et la morbidité respiratoire. La manière dont la fumée de cigarette affecte le développement pulmonaire et induit des conséquences à long terme reste à déterminer. Cependant, la consommation de tabac isolée induit rarement chez l’Homme une mort in utero. Le fœtus étant alors souvent porteur d’autres pathologies ce qui rend plus complexe l’interprétation des résultats en provenance de l’Homme. D’autre part, les prélèvements pulmonaires humains sont difficilement accessibles dans l’enfance. Dans cette étude, le tabagisme passif chez la souris permettra d’étudier des lésions directement et uniquement liées au tabagisme passif. Les souris adultes seront exposées pendant la gestation exposant les souriceaux dès la période in utero. Les modèles animaux nous permettent de mieux définir les organes et types cellulaires touchés et nous précisent donc les cibles moléculaires intéressantes pour des thérapeutiques éventuelles. L'étude de l’effet d'une molécule sur un organe aussi complexe que le poumon ne nous permet pas d'utiliser pour le moment de méthodes de remplacement.
Réduction
Les souris gestantes seront exposées pendant toute la gestation au tabac ou à un air filtré (contrôle). Les souriceaux issus de ces souris seront étudiés dans les différentes expériences. Les animaux issus d'une même portée seront tous étudiés pour les différentes techniques choisies. Les animaux seront mis à mort à J21 ou J49 de vie pour étude des modifications fonctionnelles et cellulaires. Un seul animal sera utilisé pour répondre à plusieurs questions en utilisant diverses technologies et notamment les cultures cellulaires. A partir des poumons de souris exposées ou non au tabac, nous récupérerons des fibroblastes et des pneumocytes de type 2 pour générer des organoïdes alvéolaires en culture cellulaire. Nous prélèverons aussi des poumons pour effectuer des analyses biochimiques. Afin de réduire au maximum le nombre de souris utilisées pour ces cultures, les cellules seront congelées à chaque fois que cela sera possible, permettant ainsi de réutiliser les cellules d'une même souris à plusieurs reprises et de multiplier par ce fait les expériences sans nécessité de réaliser de nouvelles mises à morts. Le nombre de souris et de groupes expérimentaux ont été limités au strict nécessaire. La quantité de 6 à 8 animaux / groupe est la quantité adéquate pour nos études immunohistochimiques et moléculaires.
Raffinement
Afin de respecter la règle des 3R (raffiner, réduire, remplacer) dans notre projet, les animaux seront particulièrement suivis par le personnel qualifié de l'animalerie, avec une attention particulière à l'aspect (général et vivacité), la mesure du poids et de la quantité de nourriture ingérée (femelles gestantes) et à l'aspect (trophique et vivacité) et la mesure quotidienne du poids pour les souriceaux. Les souris seront hébergées dans des portoirs ventilés avec un environnement enrichi. Les souris auront à leur disposition de la boisson et de la nourriture, des huttes en carton, des balles de coton, des feuilles de papier pour jouer et des baguettes de bois à ronger. En cas de mal-être, les souriceaux seront mis à mort.
Choix des espèces
La souris est un animal très utilisé dans la recherche translationnelle et son développement pulmonaire et cérébral est proche de celui de l'homme. Les possibilités d’analyse avec des anticorps sont importantes chez la souris et la mise au point d'animaux génétiquement modifiés est bien développée chez la souris. Les souris ont à la naissance un développement pulmonaire très immature sans alvéole,. Ainsi, l'alvéolisation chez la souris se déroule pendant les trois premières semaines de vie post-natale ce qui en fait un modèle de choix pour l'étude de leurs poumons. Les souris adultes seront étudiées à partir de l’âge de deux mois. Les souriceaux seront étudiés dès la période anténatale et jusqu’à la fin de l’adolescence.
Etude de la réponse physiologique du saumon atlantique aux contraintes thermiques en milieu naturel par implantation de capteurs de fréquence cardiaque : AVENANT
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
65 saumons atlantiques sauvages vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie de moins de cinq minutes pour implanter dans leur cavité abdominale un capteur de fréquence cardiaque, puis sont relâchés en rivière avant d'être mis à mort après leur reproduction pour récupérer le matériel et les données. Le projet est décrit comme une étude de faisabilité visant à mesurer la réponse physiologique de l'espèce au réchauffement des cours d'eau. Le porteur relativise la mise à mort en indiquant que 90 % des saumons de cette population meurent de toute façon après la reproduction, jugeant l'effet "marginal" sur la population locale.
Objectifs
Les populations sauvages de saumon atlantique Salmo salar ont chuté de 70% depuis les années 1970. De nombreux facteurs sont incriminés parmi lesquels le réchauffement climatique. Le saumon atlantique est une espèce d’eau froide, et les températures observées dans les cours d’eau et en mer et celles prédites pour les décennies à venir sont suspectées être au-delà de l’optimum physiologique pour différentes étapes du cycle biologique. Les données disponibles sur la réponse physiologique aux températures élevées sont très éparses mais néanmoins nécessaires pour mieux prédire le devenir des populations et mieux les gérer. Les développements technologiques de ces dernières décennies, en matière de miniaturisation des capteurs notamment, permettent de réaliser des mesures physiologiques sur les animaux in situ. L’objectif de ce projet est d’évaluer la possibilité d’utiliser, sur des saumons sauvages de retour en rivière après leur phase de croissance marine, des capteurs de fréquence cardiaque implantés dans la cavité péritonéale à proximité du cœur. Nous souhaitons notamment mesurer la relation qu’il existe entre la fréquence cardiaque – utilisé comme proxy de l’activité métabolique – et la température afin d’évaluer les limites physiologiques des saumons et l'effet des températures estivales élevées sur le comportement et la survie.
Bénéfices attendus
A court terme : Ce projet est en fait une étude de faisabilité qui vise notamment à évaluer notre capacité à récupérer les émetteurs et les données récoltées et le taux de perte ainsi que la qualité des données produites par le capteur afin de valider ou ajuster le paramétrage. Elle permettra en outre de produire des premières données sur la physologie des saumons lors de la phase de migration retour et d'évaluer la réponse physiologique aux températures estivales qui sont suspectées affecter la survie ou à la reproduction des saumons. A long terme : Il s'agit de mieux comprendre comment cette espèce emblématique des cours d’eau français répond aux contraintes thermiques et pourra faire face (ou non) aux conditions futures, dans le contexte du changement climatique. Il s'agit aussi de fournir des pistes pour améliorer la gestion des populations et des habitats, par exemple en préservant ou restaurant des habitats refuges.
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule opération chirurgicale visant à l'introduction dans la cavité générale de matériel scientifiques (capteurs de fréquence cardiaque et radioémetteur). Cette opération durera moins de 5 minutes.
Impact sur les animaux
Insertion par chirurgie du capteur et de l'émetteur (réalisée sous anesthésie ) : les nuisances potentielles (douleurs, saignements, infection) sont limitées par l'utilisation de mesures prophylactiques et des traitements adaptés et définis avec la collaboration d'un vétérinaire spécialisé. Cette intervention est considérée comme "modérée". Les individus choisis pèseront un poids qui leur permettra de supporter l'insertion du matériel scientifique. Ce dernier ne dépassera pas 2% du poids de l'animal comme recommandé dans la littérature.
Devenir
A l'issue de la procédure expérimentale, c'est à dire à l'issue de la reproduction des individus, tous les animaux sont mis à mort part surdose d'anesthésiant afin de récupérer le matériel scientifique et les données enregistrées. NB: 90% des saumons de la population étudiée meurent après la reproduction, épuisé par un effort et un investissement intense. Leur mise à mort est considérée comme n'ayant qu'un effet marginal sur la population locale.
Remplacement
L'objet de l'étude est de produire des connaissance sur les déplacements et la physiologie du saumon Atlantique dans le milieu naturel. Le modèle biologique ne peut être substitué par des alternatives non animales.
Réduction
L'effectif d'animaux utilisés (65) a été déterminé en fonction de critères scientifiques (effectifs suffisant pour apporter des réponses aux questions posées) et le bien être animal (les interventions sur les individus se déroulent-elle comme prévu et quelles sont les effets notamment en terme de comportement et de survie après remise dans le milieu naturel). D'un point de vue scientfique, 65 est un nombre suffisant pour valider les réglages des paramètres d'enregistrement des biologgers dans un premier temps et produire des données représentatives de la variabilité phénotypique au sein de la population.
Raffinement
Les principales mesures de raffinement concernent la limitation des nuisances (angoisse et douleur) lors de la manipulation des animaux avant, pendant et après la chirurgie et la limitation des risques d'infection post-opératoire. La combinaison d'utilisation de produits anesthésiques de concentration adaptée (1- concentration pour l'anesthésie pré-opératoire et 2- pour le maintien de l'anesthésie pendant l'opération) et d'antalgiques limitent directement l'angoisse et la douleur pendant et après l'opération et l'administration d'antibiotiques limite les risques d'infections liés à l'opération. Les mesures prophylactiques classiques (désinfection du matériel) limitent également les sources d'infection pouvant induire des nuisances post-opératoires. Les opérations de chirurgie seront effectuées par du personnel habilité et spécifiquement formé par un vétérinaire. Le protocole opératoire est co-construit avec un vétérinaire. Les conditions environnementales d'importance première pour les poissons (température et oxygénation de l'eau) seront contrôlées avant, pendant et après la capture et l'opération. Les individus seront gardés en observation dans un vivier placé dans la rivière afin de contôler la façon dont ils récupèrent de l'anesthésie et seront relâchés lorsqu'ils auront retrouvé un comportement actif normal (équilibre dans la colonne d'eau, nage).
Choix des espèces
L'espèce ciblée, le saumon atlantique, est étudié dans son milieu naturel. Les populations de saumon sont actuellement menacées par divers facteurs dont certains sous contrôle anthropique (ex. changement climatique). L'objectif de l'étude est in fine d'améliorer la compréhension de la réponse des saumons à ces facteurs afin de produire des connaisances permettant d'améliorer leur gestion. Les individus seront des adultes de retour en rivière après la phase de croissance en mer. Les connaissances sur ce stade de vie sensible sont encore très éparses, mais on sait que les individus sont exposés à de multiples stress et que la mortalité ou les affections subléthales sont élevées.
Rôle de la protéine BIN1 et du transport vésiculaire pour le maintien des tubules T dans l’infarctus myocardique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
336 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit une chirurgie du cœur par ligature coronaire d'environ une heure, avec ouverture puis fermeture du thorax, pour étudier le rôle d'une protéine dans le maintien des cellules cardiaques après un infarctus. Le porteur indique que l'anesthésie et la chirurgie peuvent provoquer hypotension, refroidissement et perte de poids, et prévoit environ 25 % de mortalité liée à l'infarctus. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne permet de modéliser l'ischémie-reperfusion et conclut que le remplacement "ne sera pas possible".
Objectifs
L’objectif de notre projet est d'éclaircir les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant la formation de tubules T des cardiomyocytes dans l’infarctus myocardique. En particulier, nous cherchons à déterminer si BIN1 et le transport vésiculaire ont un effet protecteur sur le maintien des tubules T et la contractilité cardiaque. Nous utiliserons un modèle d'ischémie-reperfusion myocardique chez la souris nous permettant d'étudier l’organisation des tubules T, les taux de BIN1 et de ses partenaires, ainsi que l'effet de l’administration exogène de BIN1 et d’immunosuppresseurs (dexaméthasone, DEX, et rapamycine, RAP) sur la taille de l'infarctus.
Bénéfices attendus
L’infarctus du myocarde (IM) aigu est aujourd’hui une cause majeure de mortalité et morbidité dans le monde. Lors d’un IM, l’occlusion d’une artère coronaire irrigant le cœur prive les cellules musculaires cardiaques (cardiomyocytes) d’oxygène, entrainant une dégradation de ces cellules et une diminution de leur contractilité. En particulier, les invaginations transversales membranaires ou tubules T des cardiomyocytes, essentielles à la contraction au niveau cellulaire, sont altérées. Cependant, ces mécanismes sont pour le moment encore mal compris. En étudiant les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la régulation du réseau de tubules T cardiaques, notre projet permettra de mieux comprendre comment les tubules T sont générés et dégradés, et de déterminer les acteurs clés de ces processus. Il sera ainsi possible de contrecarrer la dégradation des tubules T et de restaurer la contractilité cardiaque en régulant la concentration des acteurs clés. Pendant la durée de ce projet, nous espérons pouvoir identifier les conditions permettant la maintenance des tubules T des cardiomyocytes dans un modèle murin d’ischémie-reperfusion, ainsi qu’une amélioration de la contractilité cardiaque. L’étude de l’administration exogène de BIN1 et d’immunosuppresseurs nous mettrons également sur la voie de futur traitements possibles chez les patients pour maintenir la contractilité cardiaque dans les zones les plus affectées après un IM.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d'ischémie/reperfusion myocardique (ligature coronaire). La durée totale de l'intervention chirurgicale est de 60 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. Un prélèvement sanguin terminal de 150 µl sera également effectué au moment du sacrifice des animaux (procédure 1).
Impact sur les animaux
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. Les nuisances ou effets indésirables suite à l'anesthésie et la chirurgie sont l'hypotension, le refroidissement et la perte de poids. Avant utilisation, 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 règlementation 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 par des jouets (cabanes, tunnels, papier, coton pour la confection de nids). Avant procédure, une surveillance quotidienne des animaux (observation de l’état général) sera réalisée par le personnel de l’animalerie soignant les animaux, et leur poids sera suivi de façon hebdomadaire par le personnel réalisant les procédures chirurgicales. Après la chirurgie, les animaux seront gardés sous surveillance dans une cage sur tapis chauffant avec enrichissement, eau et nourriture gélifiée en plus de l’alimentation habituelle. Cette surveillance, où l’animal est isolé, dure approximativement 24h, puis les animaux retrouvent leur hébergement en groupe social avec enrichissement, en conservant autant que possible les groupes formés afin de maintenir la stabilité hiérarchique établie. Pendant tout le protocole expérimental, les animaux seront surveillés quotidiennement par le personnel ayant réalisé la procédure chirurgicale grâce à la grille de score des points limites (fiche d’observation, voir annexe) qui est mise en place pour évaluer l’état de l’animal après la chirurgie et mettre en évidence un éventuel point limite. En cas de souffrance de l’animal selon le score obtenu à l’aide de la grille d’évaluation, une nouvelle injection d’antalgique (buprénorphine 0.1mg/Kg) sera réalisée. Au cours de la procédure, la décision de garder les souris en vie sera prise par le responsable du projet en concertation avec le vétérinaire référent et la structure de bien-être animal (SBEA). La mise à mort sera réalisée par un protocole adapté en vue des prélèvements post-mortem.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux sous anesthésie profonde (kétamine/xylazine) pour récupérer les tissus cardiaques pour les analyses de protéines et ARN, pour l'analyse de la taille d'infarctus et l'isolement des cardiomyocytes.
Remplacement
Le remplacement d'animaux ne sera pas possible dans cette etude, car il n’existe pas aujourd’hui de méthode alternative ni de modélisation possible de l'ischémie-reperfusion myocardique
Réduction
Dans le respect de la règle des 3R, nous réduirons le nombre d'animaux à maximum 12 animaux + 25% de mortalité liée à l'infarctus, soir 15 souris par groupe. Ce nombre est basé sur notre expérience. C’est le nombre minimal qui permet d’assurer la robustesse des résultats pour évaluer au mieux les effets de l'ischémie reperfusion myocardique sur , sans qu’il soit excessif en terme d’animaux a inclure. Seules les expériences indispensables seront réalisées et il n’y aura pas de répétition inutile d’expérience.
Raffinement
Nous raffineros cette étude par un hébergement des animaux selon la réglementation en vigueur avec un enrichissement du milieu. Les animaux sont élevés avec une attention particulière (passage d’animalier minimum 2 fois/jour). Les manipulations sont 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’anesthésique (cocktail kétamine 100mg/Kg /Xylazine 10mg/Kg i.p.) avant la chirurgie et d’analgésique (Buprénorphine 0.05mg/Kg) aux doses appropriées avant la chirurgie, une deuxième injection de Buprénorphine (0.05mg/Kg) est réalisée 6h après le réveil puis une troisième injection 14h après la seconde injection.
Choix des espèces
La souris est un excellent modèle pour la maladie humaine, car l'organisation de son ADN et l'expression de ses gènes sont très similaires à celles de l'homme. 3 mois (jeunes adultes) pour éviter la sensibilité accrue à l'ischémie liée au vieillissement.
Evaluation par tomographie d’émission positronique de l’affinité de plusieurs ligands radioactifs pour le récepteur GLP-1 chez le porc dans le cadre de l’élaboration d’une thérapie contre le diabéte de type 2.
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
12 cochons vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Sous sédation profonde et continue jusqu'à la mort, ils reçoivent plusieurs cathéters et des traceurs radioactifs, pour évaluer par imagerie leur fixation sur un récepteur en vue d'un futur diagnostic du diabète de type 2 chez l'humain. Le porteur justifie la mise à mort par le risque de douleur et de mal-être au réveil d'une très longue anesthésie. Il écarte le remplacement en affirmant que les alternatives non animales ne reproduisent pas la "physiologie intégrative complexe", et retient le cochon pour sa grande taille adaptée aux capteurs d'imagerie.
Objectifs
Le diabète de type 2 est une maladie endémique qui touche plus de 25 millions de personnes dans le monde. De nouveaux traitements existent mais leur efficacité est entachée par de nombreux effets indésirables. Une solution vise à rétablir la sensibilité des récepteurs au Glucagon-like-peptide 1 (GLP-1r) situés dans un très court segment de la veine porte mais pour être efficace, il est nécessaire d’identifier précisément la zone qui exprime de façon insuffisante des récepteurs GLP-1. Ceci peut être réalisé par la tomographie d’émission positronique après l’administration d’un traceur radioactif susceptible de se fixer sur les récepteurs GLP-1. Pour pouvoir être utilisé chez l’homme, ce traceur doit être produit en condition de bonnes pratiques de fabrication et être dénué d’effets secondaires. Des radiotraceurs susceptibles de se fixer sur le récepteur GLP-1 ont été développés dans le but d’identifier des cancers insulinosécréteurs mais la capacité de ces traceurs de se fixer sur les récepteurs péri-portaux reste inconnue. L’objectif du projet est d’évaluer le potentiel de fixation de plusieurs de ces radiotraceurs au niveau de l’espace péri-portal en privilégiant les composés susceptibles d’une synthèse chimique adaptée aux lignes directrices de la fabrications des médicaments afin de faciliter l’utilisation future chez l’homme.
Bénéfices attendus
Les bénéfices du programme sont d’abord de permettre le passage à la phase humaine. Nous visons donc à identifier une molécule traceuse possédant les caractéristiques suivantes : - Structure moléculaire stable et susceptible d’être produite en condition GMP (good manufactoring practice for pharmaceuticals - une obligation pour l'utilisation chez l'homme) avant introduction de l’atome radioactif. - Forte fixation spécifique sur le récepteur GLP-1 avec une accessibilité aux structures péri-portales - Capacité de synthétiser le traceur avec une activité massique (MBq/µg) plus importante que la molécule de référence afin de permettre une réduction de l’activité engagée sans compromettre la qualité des images. Ce point est particulièrement important dans un contexte de suivi longitudinal de la pathologie chez l’homme qui conduira à des injections répétées de produit marqué. - Absence d’effets secondaires avec notamment un focus sur la fonction cardiaque et sur la stabilité de la glycémie. Un bénéfice connexe existe si la construction moléculaire originale se révéle la plus efficace. Nous aurions alors identifié une molécule prométeuse pour la détection des tumeurs insulino-sécrétantes.
Procédures
Expérience terminale réalisée sous anesthésie générale induisant une sédation profonde et continue jusqu'à la mort. Adjonction d'une valance anesthésique en cas d'identification d'une douleur sur la base des données mesurées. L'imagerie est par nature non invasive mais elle demande, dans le contexte particulier de l'évalution d'un traceur, une mesure qui nécéssite la pose de plusieurs cathéters. Cette pose est réalisée en condition minimalement invasive sous guidage par l'image pour éviter une intervention chirurgicale.
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables induit par le protocole sont limités. Les conditions de l’expérience sont conçues pour supprimer l’angoisse et la douleur puisque la totalité de l’expérience sera réalisée au cours d’une sédation continue et profonde associée, lorsque le geste le justifie, à une analgésie. Par ailleurs, l’homéostasie des grandes fonctions sera préservée en dépit de la durée significative de la sédation.
Devenir
Un réveil à la suite d'une trés longue anesthésie est potentiellement douloureux et/ou induit un mal-être sans qu'il ne soit réellement possible de contrer ces effets par un susbtitut pharmacologique. Face à ce risque, nous estimons qu'il est préférable de réaliser une euthanasie à l'issu de l'expérimentation
Remplacement
Ce projet réalisera de nouvelles recherches pour lesquelles l'information n'est pas déjà disponible dans la littérature. Bien que le remplacement par des alternatives non animales soit un atout inestimable pour la recherche, celles-ci ne peuvent pas reproduire la physiologie intégrative complexe présente chez un animal modèle, qui s’apparente étroitement à l'homme. En raison du haut niveau de complexité des systèmes étudiés, de leur intégration complexe et des conséquences multiples de leurs dérèglement, il existe trop d'inconnues pour créer des modèles fiables générés par ordinateur. Pour autant, l’une des molécules que nous testons in vivo a été développée par une approche in silico. Cependant, il n'y a pas de modèles non-animaux qui peuvent être utilisés évaluer la disponibilité des molécules traceuses au niveau de l’espace péri-portal. Le choix du modèle porcin se justifie pour des raisons de taille, la résolution spatiale obtenue par l’utilisation du modèle porcin, du fait des limitations techniques (taille des capteurs PET) et physiques (longueur du parcours du positron avant son annihilation) fait qu’un modèle de grande taille est recherché.
Réduction
Ce projet a été conçu pour utiliser le nombre minimum d'animaux, tout en garantissant l'obtention de résultats scientifiquement pertinents et l'atteinte des objectifs de l'étude. Des calculs statistiques ont été effectués sur la base des résultats d'études similaires dans ce domaine. Par ailleurs, nous n’avons pas prévu d’étude témoin sachant que des données numériques sur le même animal modèle et avec le protocole expérimental identique sont disponibles dans la littérature.
Raffinement
La totalité de la procédure est réalisée sous anesthésie volatile avec un contrôle pharmacologique de la douleur. L’animal sera équipé des abords veineux et artériels qu’après la mise en place de l’anesthésie. L’insertion des cathéters sera réalisée par échographie après une simple ponction cutanée Les possibilités d'affiner la procédure seront continuellement explorées et mises en œuvre dans la mesure du possible pendant la durée de vie du projet. Des revues de littérature régulières seront effectuées pendant toute la durée du projet pour s'assurer que les procédures utilisées sont aussi raffinées que possible et restent conformes aux recommandations de bonnes pratiques.
Choix des espèces
Le porc s’impose comme un modèle privilégié pour les études en nutrition et pour l’imagerie. Le choix du modèle porcin se justifie également du fait des limitations techniques (taille des capteurs PET) et physiques (longueur du parcours du positron) de la méthode d’imagerie qui par ailleurs est la seule a atteindre une sensibilité suffisante pour l’étude des récepteurs membranaires. Les animaux seront des adultes bien après que leur croissance ait atteint un plateau i.e. > 3 ans. Ceci se justife par le fait que la condition visée par notre solution thérapeutique est celle du diabète de type 2 chez l'adulte et que ce dernier se développe préférentiellement après 45 ans
Les cellules ganglionnaires intrinsèquement photosensibles de la rétine (ipRGCs) et l’agressivité : effet direct de la lumière bleue ?
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Rats : 22
Autres rongeurs : 65
636 rongeurs, soit 549 souris, 22 rats et 65 autres rongeurs, vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, modéré ou sévère, et tous sont mis à mort pour l'analyse de leur cerveau, après des tests comportementaux qui durent chacun de 1 à 5 minutes. Selon les groupes, ils subissent deux examens de l'œil et une injection dans l'abdomen d'une molécule qui bloque les effets de la lumière bleue, une injection dans l'œil sous anesthésie, ou une chirurgie du crâne de 45 minutes suivie de trois semaines d'injections quotidiennes dans l'abdomen. Le porteur ne nomme pas les tests et précise seulement que l'un d'eux provoque des affrontements, avec des plaies dues aux morsures et griffures. Il écrit que ces connaissances "pourraient permettre d'élaborer de nouvelles stratégies" d'éclairage, y compris dans les animaleries pour y limiter les comportements agressifs.
Objectifs
La lumière influence en profondeur la physiologie et les comportements des organismes vivants. Chez les mammifères, en plus de permettre la vision, la lumière influence de nombreuses fonctions biologiques via des cellules spécifiques sensibles à la lumière, localisées dans la rétine et activées par la lumière bleue: il s’agit des cellules mélanopsinergiques. Les cellules mélanopsinergiques projettent dans différentes régions du cerveau et permettent la régulation par la lumière de la physiologie et du comportement selon 2 mécanismes principaux : 1, la synchronisation de l’ensemble des fonctions biologiques avec le cycle jour/nuit, un effet qui implique l’horloge biologique centrale . 2, des effets directs sur de nombreux comportements via la projection des cellules mélanopsinergiques vers d’autres parties du cerveau. La société moderne vit sous une illumination quasi-permanente, en particulier à la lumière bleue (LED, smartphones, écrans d’ordinateurs). Il est connu que l’exposition excessive à ces lumières enrichies en bleu, en particulier en fin de période d’activité (soirée), peut provoquer des troubles des rythmes biologiques du sommeil, et divers effets comportementaux associés, notamment une augmentation de l’agressivité. Dans ce projet nous posons la question suivante : est-ce que la lumière bleue peut exercer un effet direct sur le comportement agressif, indépendamment d’une altération des rythmes biologiques? En effet, les projections des cellules mélanopsinergiques atteignent notamment les structures du cerveau impliquées dans le contrôle de l’agressivité. Les objectifs du projet sont 1) de caractériser les effets de la lumière bleue sur le comportement agressif chez des modèles animaux 2) identifier les populations cellulaires du cerveau impliquées dans cet effet de la lumière bleue et 3) comprendre le rôle de structures spécifiques contrôlant l’agressivité dans ces effets sur le comportement agressif. Afin d’exclure un effet mettant en jeu l’horloge biologique centrale, l’exposition à la lumière bleue aura lieu spécifiquement à des créneaux de jour, auxquels elle ne peut pas entrainer de décalage de cette horloge.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de générer de nouvelles connaissances sur les effets de la lumière bleue sur le comportement agressif. Ces connaissances pourraient permettre d’élaborer de nouvelles stratégies vis-à-vis de l’éclairage/exposition à la lumière (intensité et spectre) dans les animaleries, afin de susciter au minimum les comportements agressifs. Les résultats obtenus seront aussi informatifs quant aux potentielles nuisances (facilitation d’un comportement agressif) induites par l’éclairage à dominante bleue chez l’humain. Ceci pourrait permettre de définir de nouvelles normes d’exposition lumineuse (environnements collectifs, agressivité pathologique) afin de diminuer l’expression des comportements hostiles. Enfin, en plus de renforcer les connaissances actuelles sur le comportement agressif de la souris, ce projet permettra aussi d’obtenir des informations sur le comportement d‘un modèle peu connu à ce jour le rat africain. Ce dernier pourrait donc représenter un modèle d’agressivité ainsi qu’un modèle des effets de la lumière bleue sur la physiologie et le comportement, plus représentatif de l’humain que le modèle de souris.
Procédures
Un groupe d’animaux est soumis à un examen de l’œil d’une durée de 20 minutes. Un mois plus tard il sera soumis à trois tests comportementaux d’une durée de 1 à 5 minutes. Les animaux seront ensuite soumis à un nouvel examen de l’œil. Deux semaines plus tard ils recevront une injection dans l’abdomen d’une molécule qui empêche les effets de la lumière bleue sur l’organisme (durée injection 30 secondes). Ensuite ils seront soumis à un test comportemental d’une durée comprise entre 1 et 5 minutes. Un groupe d’animaux recevra une injection dans l’œil sous anesthésie locale et générale. Un autre groupe subit une chirurgie du crâne d’environ 45 minutes. Après 2 semaines de repos les animaux reçoivent une injection journalière dans l’abdomen pendant 3 semaines. A l’issue ils seront soumis à un test comportemental d’une durée de 1 à 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances suivantes sont attendues : 1) l’impact de la lumière bleue peut changer le niveau d’anxiété et d’agressivité des animaux ce qui est l’objet de la question posée. 2) les tests comportementaux peuvent induire un stress ainsi que des blessures liées aux affrontements lors d’un des tests (plaies dues aux morsures et griffures). 3) les animaux sont soumis à différentes injections causant des désagréments communs (inflammation, douleurs, stress, risque infectieux, anxiété, perte de poids) ou spécifiques.
Devenir
Les animaux sont mis à mort afin de récupérer leurs cerveaux qui serviront pour analyse.
Remplacement
La première partie de projet consiste à obtenir des informations sur le comportement des animaux en réponse à une lumière bleue. Il n’existe pas de moyens de s’affranchir de l’utilisation d’animaux pour obtenir une réponse comportementale. Les deuxièmes et troisièmes parties consistent à obtenir des informations sur la chimie et le fonctionnement du cerveau animal. Or à l’heure actuelle aucun moyen alternatif (ex : logiciels informatiques) ne permet de représenter assez fidèlement le cerveau animal pour obtenir de telles informations.
Réduction
Une approche statistique a été utilisée pour déterminer le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention de résultats fiables et robustes. Ce nombre est également appuyé par des études précédentes.
Raffinement
Les animaux ont à leur disposition du matériel pour pouvoir nidifier et ronger. Un tunnel en plexiglas est également ajouté à la cage. L’hébergement des animaux est optimisé afin de diminuer les affrontements au sein d’une cage. Les animaux isolés physiquement peuvent néanmoins se voir, s’entendre et se sentir. Avant chaque procédure les animaux participent à un entrainement afin de les habituer au contact avec l’humain et à la procédure. Toute procédure invasive potentiellement douloureuse est réalisée sous traitement antidouleur. L’'état général de l'animal ainsi que celui de chaque œil seront vérifiés quotidiennement et la souffrance éventuelle entrainée par les procédures est évaluée grâce au comportement et à l’aspect physique des animaux. En cas de souffrance, l’avis d’un vétérinaire sera demandé et un traitement requis mis en place. Des points limites onté été établis permettant l'arrêt des procédures et ainsi réduire la souffra,ce animal. Une étude préliminaire est mise en place afin d’optimiser les données obtenues tout en minimisant l’impact sur les animaux.
Choix des espèces
Afin d’observer des réponses comportementales et des effets de la lumière sur l’œil et le cerveau il est indispensable d’utiliser des animaux. La connaissance approfondie de la génétique de la souris permet l’utilisation de souris génétiquement modifiées. Cela donne accès à des outils indispensables pour l’étude des fonctions des structures du cerveau impliquées dans le comportement agressif. Le rat africain est un modèle animal diurne correspondant au mode d’activité de l’humain. Il possède également une rétine dont la composition est proche de la rétine humaine. Des informations comportementales complémentaires pertinentes pour l’humain seront alors collectées. L’agressivité des rongeurs semble décliner avec l’âge a l’instar des capacités motrices. Pour ces raisons nous avons choisi de jeunes adultes (2-4 mois). Cela permet d’utiliser des individus avec un comportement agressif encore développé. Nous utilisons également une tranche d’âge resserrée afin de s’affranchir des trop fortes variations d’agressivité liées l’âge.