Recherche fondamentale

930 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une ou deux neurochirurgies pour induire un modèle de maladie de Parkinson, des prélèvements sanguins sous anesthésie et une batterie de tests comportementaux moteurs, cognitifs et sensoriels dont le RNT ne précise pas le détail, pour évaluer un implant censé protéger les neurones. Le porteur indique que le modèle induit des symptômes moteurs qui restent légers et que les rats sont mis à mort pour analyse du cerveau. Il affirme qu'"il n'existe pas de méthodes alternatives" et renvoie les bénéfices pour les patients au conditionnel et au long terme.

Objectifs

Ce projet a pour but d'étudier les effets d’un dispositif ayant des propriétés protectrices contre la mort des neurones impliqués dans la maladie de parkinson sur un modèle de rat parkinsonien. Ce projet a pour but d'évaluer l'effet bénéfique de ce dispositif sur la perte de ces neurones ainsi que les performances des rats dans des tâches comportementales motrices, sensorielle, psychiatrique et d'apprentissage caractéristiques de la maladie de Parkinson.

Bénéfices attendus

Ce projet aura pour bénéfice d’apporter les dernières preuves d’efficacité du dispositif sur les mécanismes connus pour déclencher la maladie de Parkinson. Ces résultats permettront de faciliter le passage aux essais cliniques directement chez le patient. La maladie de Parkinson, ainsi que de nombreuses maladies neurodégénératives, n’a à l’heure actuelle aucune solution thérapeutique autre que le soulagement des symptômes. La finalité de ce projet est que ce dispositif apportera une possibilité de ralentir la progression de la maladie et ainsi, l’évolution des patients vers des stades de plus en plus handicapant pouvant aller jusqu’à la perte d’autonomie, la démence et une forte réduction de la qualité de vie des patients.

Procédures

Les rats subissent des neurochirurgies pour une durée de 30 minutes, anesthésie incluse. Les rats peuvent avoir une ou deux neurochirurgies. Les rats auront 4 prélévements sanguins sous anesthésie générale pour une durée de 10 minutes maximum. Les rats participeront également à des tests comportementaux pour évaluer leurs capacités motrice, psychiatrique, d'apprentissage et sensorielle impactées par le modèle de la maladie de Parkinson. La durée de ces tests est de 1 à 30 minutes et se feront durant deux semaine, avec un test par jour maximum.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux seront : 1) la neurochirurgie pour induire le modèle de rats parkinsoniens qui implique une anesthésie générale, 2) Le modèle utilisé induit l’apparition progressive des symptômes moteurs et non-moteurs qui restent cependant légers sur la plus grande partie de ce projet 3) Nous effectuerons 4 prélèvements sanguins dans la veine de la queue du rat qui peut induire du stress dû à l'anesthésie et une légère hémorragie. 4) Nous effectuerons un large panel de tests comportementaux afin d’évaluer l’effet de notre modèle de rats parkinsoniens et l’effet bénéfique de notre implant qui peuvent induire un stress dû au déplacement dans la salle d'expérimentation et le passage dans un nouvel environnement.

Devenir

Les rats seront mis à mort pour effectuer des analyses des tissus cérébraux.

Remplacement

Il n'existe pas de méthodes alternatives, n'impliquant pas d'animaux vivants, qui permettent d'évaluer l'impact du modèle de rats parkinsoniens et du dispositif sur les différents marqueurs cellulaires et moléculaires caractéristiques de la maladie de Parkinson et du modèle de rats parkinsoniens et sur le comportement des animaux.

Réduction

Le nombre d'animaux sera limité au nombre minimum nécessaire par groupe afin de ne pas compromettre la validité des expériences. Ce nombre a été estimé à l'aide d'une approche statistique. Les animaux seront testés en deux sessions successives incluant la moitié des rats de chaque groupe. Si les résultats sont suffisant pour mettre en évidence des différences satistiquement significative sur les paramètres décrits précedemment, il ne sera pas nécessaire de faire la deuxième session.

Raffinement

Le projet implique la mise en place d’un état pathologique chez le rongeur ayant pour avantage que les déficits moteurs bilatéraux restent modérés tout au long du protocole. Afin de prévenir toute douleur post-opératoire supplémentaire pouvant affecter la récupération de l’animal, une injection d'un analgésique avant la procédure chirurgicale puis toutes les 24 heures après la chirurgie si nécessaire sera effectuée. Ces chirurgies sont réalisées sous anesthésie générale en maintenant une température constante, les yeux sont protégés du déssechement et un anesthésique local est injecté sur le crâne de l’animal avant incision. Suite à la chirurgie, les rats sont placés sous une lampe chauffante jusqu’à leur réveil avec contrôle de la température. Afin de réduire le plus possible toute douleur ou détresse que les animaux pourraient ressentir, ils seront observés au moins une fois par jour par le personnel compétent impliqué dans la réalisation des expériences et/ou dans le soin des animaux. Une échelle de cotation de douleur sera utilisée afin d'évaluer l'état général de chaque animal. Les animaux seront également hébergés dans des conditions répondant aux critères relatifs aux soins et à l'hébergement des animaux de l'Annexe II du premier février 2013 de l'arrêté fixant les conditions d'agrément.

Choix des espèces

Le rat est une espèce adéquate car il existe un degré de similitude important avec le cerveau humain, notamment au niveau d'un réseau de neurones important pour notre étude car il est connu pour dysfonctionner dans la maladie de Parkinson, ce qui peut être reproduit chez le rat. Les modèles de rats Parkinsoniens seront réalisés sur des rats jeunes adultes (à partir de 10 semaines, environ 300g en début d’expérience) afin de travailler sur des systèmes cérébraux matures et stables qui resteront stables tout au long du projet.

60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent deux chirurgies rénales à une semaine d'intervalle pour induire une insuffisance rénale chronique avec calcifications vasculaires, ainsi que des prélèvements sanguins, pour étudier le rôle du phosphate dans ces calcifications. Le porteur admet une mortalité de 15 % au moment de la chirurgie et décrit une hypertension chez la plupart des souris opérées. Il qualifie le projet d'"indispensable" et affirme que seule l'expérimentation sur animal entier permet d'étudier cette maladie systémique.

Objectifs

Un taux élevé de phosphate (Pi) sérique est associé au développement de calcifications vasculaires (CV) chez les personnes atteintes d'insuffisance rénale chronique (IRC) et dans la population générale, et peut être une situation mortelle. En effet, l’IRC aboutit à une hyperphosphatémie qui déclenche la calcification de la paroi artérielle, ce qui entraîne une rigidification du système artériel et contribue au développement des maladies cardiovasculaires. Des études prospectives à grande échelle sur la population ont montré que la fonction rénale est inversement associée à la mortalité, les CV étant la principale cause de maladie cardiovasculaire chez les patients atteints d'IRC, et semble être un facteur prédictif important de la mortalité. Cependant, bien que le rôle des niveaux élevés de Pi dans le développement des CV est largement reconnu, son mode d'action est encore inconnu et ne peut donc pas être ciblé de manière appropriée. L'objectif global de ce projet de recherche est de découvrir les mécanismes d'action du phosphate qui entraînent le développement des CV dans le contexte de l'IRC, et d'identifier des cibles thérapeutiques putatives capables de contrecarrer ses effets délétères. Lors de la première étape de ce projet nous avons mis au point un modèle de souris présentant une insuffisance rénale chronique avec CV associées. Pour mieux comprendre le rôle du phosphate dans les CV, nous voulons déterminer si le phosphate modifie les propriétés des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) ou s’il permet la formation de cristaux directement dans le tissu. Nous étudierons l’impact fonctionnel de deux protéines connues pour jouer un rôle dans le transport et la détection du phosphate ainsi que dans la calcification.

Bénéfices attendus

Ce projet est indispensable pour comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires d’action du phosphate dans les calcifications vasculaires dans l’insuffisance rénale chronique. Les calcifications vasculaires sont un facteur de mortalité, il est donc nécessaire de comprendre ces mécanismes, qui pourront potentiellement servir de cibles thérapeutiques à l’issu de ce projet

Procédures

Deux chirurgies (durée : 25-30 min) à une semaine d'intervalle sont nécessaires pour induire l'IRC chez la souris. Deux prélèvements de 2-3 gouttes de sang, avant la chirurgie 1 (2-3 gouttes de sang à partir de la veine de la joue) et en fin de procédure expérimentale (prélèvement terminal sans réveil), seront réalisés.

Impact sur les animaux

Le microprélèvement sanguin réalisé une seule fois génère un stress et une douleur de classe légère. L’insuffisance rénale chronique induite par chirurgie est bien tolérée chez la souris. Les nuisances liées à cette chirurgie sont de classe modérée (les principales manifestations cliniques de l’insuffisance rénale chronique sont une hypertension artérielle qui survient chez 75 -80% des animaux néphrectomisés et une protéinurie).

Devenir

mise à mort pour prélèvements terminaux d'organes afin d'évaluer le degré d'IRC, l'apparition de calcifications vasculaires dans différents organes, réaliser des dosages hormonaux en lien avec l'homéostasie du phosphate.

Remplacement

S’agissant d’une maladie systémique (insuffisance rénale chronique), l’expérimentation sur animal entier est indispensable pour évaluer le rôle des différents organes impliqués dans cette pathologie

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire à cette étude (60 souris) a été calculé au plus juste et en prenant en compte les 15% de mortalité au moment de la chirurgie afin d’offrir la puissance statistique maximum.

Raffinement

Le protocole chirurgical sera réalisé sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane offrant à la fois une bonne sécurité et un bon confort anesthésique. Un protocole d’analgésie et un système de surveillance des points limites adaptés permettra, de prévenir et de contrôler efficacement les douleurs post-opératoires. Si les points limites sont atteints, les animaux concernés seront mis à mort. Les conditions d'hébergement sont adaptées aux besoins des souris (hébergement par groupe de 5 souris maximum, température, enrichissement du milieu de vie avec du frisottis permettant aux souris de se fabriquer un nid)

Choix des espèces

Nous nous intéressons au rôle de deux protéines dans l’apparition des CV dans un contexte d’insuffisance rénale chronique. L’utilisation de souris génétiquement modifiées pour l'une de ces deux protéines permettra d'apporter des réponses importantes sur les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu dans les CV au cours de l'IRC. Parallèlement à ces travaux, des études réalisées en culture de cellules permettront également de préciser ces mécanismes à l'échelle cellulaire. Nous utiliserons des souris adultes âgées de 18-20 semaines pour rester proche de la pathologie humaine.

60 brebis vont être utilisées, gardées vivantes à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un implant sous-cutané de mélatonine, une injection intramusculaire et dix-sept prises de sang à la jugulaire, pour évaluer une hormone de synthèse censée remplacer l'eCG dans la maîtrise de la reproduction. Le porteur reconnaît que la production de l'eCG "pose des problèmes en termes de bien-être animal" et vise à étaler la production de lait et de viande sur l'année. Il affirme que l'efficacité de ces hormones ne peut être évaluée que sur animaux vivants et qu'"aucune alternative n'existe".

Objectifs

La reproduction chez les ovins et caprins est saisonnière (en période de jours courts). Chez les deux sexes, il existe au cours de l’année une période d’activité sexuelle maximale (saison sexuelle), en général d’août à janvier, et une autre d’activité minimale ou de repos sexuel (contre-saison), en général de février à juillet. La durée de la saison sexuelle est très variable selon les races. La reproduction des brebis et des chèvres en contre-saison permet aux éleveurs d’étaler la production de lait ou de viande sur l’année, et ainsi de répondre à la demande des consommateurs. Dans le cadre de cette pratique (appelée « désaisonnement »), l’insémination animale (IA) est utilisée chez les petits ruminants quasi exclusivement après un traitement hormonal d’induction et de synchronisation des chaleurs et des ovulations (mimant les mécanismes endocriniens), méthode aujourd’hui la plus efficace pour désaisonner la mise à la reproduction. Les conditions de production de l’eCG (gonadotropine chorionique équine) utilisée dans le cadre de ce traitement posent des problèmes en termes de bien-être animal. C’est pourquoi le projet a pour objectif d’évaluer chez la brebis l’efficacité d’une molécule de synthèse (la GnRH, « Gonadotropin-Releasing Hormone » ou gonadolibérine, médicament vétérinaire) qui pourrait permettre à moyen-terme de remplacer l’eCG.

Bénéfices attendus

Le projet s'inscrit dans un contexte d'évolution des pratiques de maîtrise de la reproduction vers la réduction, voire la suppression, de l’utilisation de traitements hormonaux pour la synchronisation des chaleurs et des ovulations chez les ruminants. La recherche de méthodes alternatives est en cours, notamment via le développement et/ou l’évaluation de traitements vétérinaires (molécules de synthèse) posant moins de problème en termes de bien-être animal et d’enjeux environnementaux.

Procédures

Les brebis seront soumises à une pose d'implant sous-cutané de mélatonine (une seule fois par brebis, durée moyenne d'environ 30 secondes), à des injections par voie intramusculaire (une seule injection par brebis, durée de quelques secondes) et à des prises de sang (au total 17 prélèvements/brebis, durée de prélèvement moyenne d'environ 30 secondes par brebis).

Impact sur les animaux

Lors des prises de sang (par ponction à la veine jugulaire), des injections (par voie intramusculaire) et de la pose des implants sous-cutanés de mélatonine, les animaux peuvent ressentir une douleur légère de courte durée, mais pas de douleur chronique ou aigüe de forte intensité. Ces interventions n’entrainent pas d’altération de l’état général.

Devenir

Tous les animaux sont gardés en vie dans l'établissement utilisateur à l'issue du projet.

Remplacement

L’étude de l’efficacité des hormones gonadotropes sur l’induction et la synchronisation des ovulations chez les brebis ne peut être réalisée qu’avec l’utilisation d’animaux vivants. Aucune alternative n’existe.

Réduction

Le projet utilisera 60 brebis réparties en 3 lots : lot 1 témoin eCG (n=12 brebis), lots 2 et 3 GnRH (24 brebis/lot). Les variables étudiées seront la proportion de brebis ovulant après traitement, le jour d’augmentation de progestérone plasmatique > 0,5 ng/ml et la proportion de brebis gestantes. Des calculs de puissance ont été faits avec ces 3 variables afin de déterminer le nombre de brebis/lot. Le nombre minimum de brebis à inclure par lot est déterminé par la variable proportion de brebis gestantes après IA. L’objectif de cette étude exploratoire est de déterminer si les ovulations induites par la GnRH de synthèse sont fertiles et si la fertilité obtenue nous incite à poursuivre (ou pas) cette stratégie pharmacologique.

Raffinement

Les brebis sont hébergées dans la bergerie de l'installation. Lors de la constitution des lots expérimentaux, une habituation au parc de tri et un marquage de la toison avec une peinture adaptée (pour repérer les lots) sont réalisées. Afin de respecter la grégarité de l’espèce, les brebis sont placées ensemble en lots sur litière paillée et leur contention pour les différentes interventions est faite dans un espace réduit (entre des claies ou au parc de tri) en présence de congénères pour limiter le stress dû à l’isolement. La présence répétée des expérimentateurs en interaction positive en dehors des procédures (alimentation, soins aux animaux) est associée à une diminution du comportement de fuite de l’animal et donc de son stress face à la contention. Les brebis sont surveillées de façon journalière (état général des animaux, vérification du site de prélèvement sanguin). En cas de signes d'inflammation ou de maladie, un traitement adapté sera mis en place par les animaliers selon le protocole de soins établi par le vétérinaire conseil de l’installation expérimentale ou avec son intervention si nécessaire.

Choix des espèces

L’espèce ovine est la cible de l’étude de façon à remplacer l’utilisation de l’hormone eCG dans le cadre du traitement d’induction et de synchronisation des ovulations utilisé en élevage afin de pratiquer l’insémination animale. De façon à tester l’efficacité d’hormones gonadotropes pour contrôler le cycle oestrien des brebis, le projet utilisera des brebis adultes, sexuellement matures et ayant déjà agnelé lors d’une reproduction antérieure.

870 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est greffée sous la peau de la patte ou de la babine, puis irradiée sous anesthésie, pour comparer les effets de types de rayonnements sur les vaisseaux et l'immunité de la tumeur. Le porteur indique que la tumeur peut gêner l'alimentation ou le déplacement et provoquer des douleurs modérées, avec mise à mort dès l'atteinte d'un point limite. Il affirme qu'il n'existe pas d'alternative non animale pour étudier la réponse des cellules dans leur environnement tumoral.

Objectifs

La radiothérapie constitue l’un des trois piliers de l’arsenal thérapeutique contre les cancers. Elle est utilisée dans plus de la moitié des nouveaux cas de cancer, ce qui représente environ 200 000 patients en France chaque année. Pour augmenter les chances de guérison, les techniques de radiothérapie se sont améliorées et diversifiées depuis les premières thérapies qui ont vu le jour quelques mois seulement après la découverte des rayons X il y a plus d’un siècle. Aujourd’hui, la plupart des traitements utilisent des rayons X. Mais depuis quelques années, l’utilisation d’autres types de rayonnements permet un ciblage plus précis des tumeurs grâce à des propriétés physiques particulières. Les conséquences de ces rayonnements sur les tumeurs sont également différentes, mais assez mal connues d’un point de vue biologique. En se développant, les tumeurs acquièrent des vaisseaux sanguins qui leur permettent d’être irriguées et nourries, ce qui permet également au système immunitaire d’entrer en contact avec les cellules tumorales, considérées comme anormales, et de les combattre. Le système immunitaire constitue un système de défense essentiel contre les tumeurs, mais il peut être bloqué par les cellules tumorales. La radiothérapie peut détruire les nouveaux vaisseaux sanguins de la tumeur, et ainsi bloquer sa croissance, mais aussi permettre au système immunitaire de se mettre en place plus efficacement. Dans ce projet, nous proposons de comparer les effets cellulaires et moléculaires de trois types de rayonnements différents sur des tumeurs implantées puis irradiées chez la souris. Nous étudierons les effets de ces irradiations sur les cellules des vaisseaux sanguins et sur les cellules immunitaires de la tumeur implantée, et la façon dont les cellules des vaisseaux communiquent avec les cellules immunitaires pour favoriser leur venue dans la tumeur. L’étude présentée dans ce projet s’intéressera à l’une des trois modalités d’irradiation, la plus utilisée en radiothérapie, car les études des effets des autres rayonnements ne seront pas réalisées dans notre laboratoire mais dans d’autres établissements où ces types d’irradiation, qui nécessitent des installations spécifiques et complexes, sont possibles.

Bénéfices attendus

Pour ce qui concerne le projet dans sa globalité, les résultats obtenus permettront de préciser les conséquences de trois types de rayonnements utilisés en radiothérapie sur les vaisseaux sanguins et la réponse immunitaire au sein de la tumeur. De plus, cela permettra de proposer des solutions pour améliorer les protocoles qui combinent la radiothérapie, et l’immunothérapie, une thérapie en plein essor qui favorise la réponse immunitaire contre la tumeur et permet d’augmenter le pouvoir de la radiothérapie. En effet, les schémas actuels d’administration de l’immunothérapie, de même que le fractionnement associé, sont réalisés de façon empirique avec un faible niveau de preuve. Une meilleure compréhension de la réponse immunitaire conduira à l’amélioration de ces schémas de traitement.

Procédures

Des injections de cellules tumorales seront réalisées chez tous les animaux, soit au niveau de la patte soit au niveau de la babine. Les cellules tumorales seront injectées sous la peau dans les deux modèles. Les souris seront préalablement anesthésiées (moins de 5 minutes). Les animaux porteurs des tumeurs subiront des irradiations localisées au niveau des tumeurs. Pour cela, elles seront anesthésiées pendant le temps de l’irradiation qui dure environ 4 min.

Impact sur les animaux

Des effets indésirables chez les animaux seront occasionnés par l’injection des cellules tumorales et par la croissance des tumeurs. Des difficultés d’alimentation pour les souris avec une tumeur au niveau de la babine sont possibles, ainsi que des douleurs modérées. Pour le modèle de tumeur au niveau de la patte, la croissance de la tumeur peut engendrer une difficulté à se déplacer et des douleurs modérées. Pour ces raisons, Nous avons mis en place des stratégies d'expérimentation et d'observation nous permettant de déterminer des points limites suffisamment précoces afin de limiter la douleur au maximum. A cette fin, les animaux seront surveillés quotidiennement.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales afin de réaliser les prélèvements de tissus et tumeurs pour analyses ultérieures.

Remplacement

Dans sa globalité, ce projet a pour but d’identifier les réponses de cellules des vaisseaux exposées à trois types de rayonnements utilisés en radiothérapie à l’aide d’expérimentations in vitro. Les données obtenues seront étudiées dans deux modèles précliniques de souris greffées avec différentes tumeurs des voies aérodigestives supérieures (VADS) qui seront irradiées avec les trois types rayonnements. Dans ce projet, les modèles animaux permettront d’étudier les relations entre les différentes cellules (tumorales, immunitaires et endothéliales) au sein d’une tumeur qui s’est implantée et développée dans un organisme vivant. Ainsi, ce projet défrichera les questions posées par les expériences réalisées in vitro, ce qui permet d’envisager une expérimentation animale plus ciblée, mais nécessaire. Il n’existe en effet pas d’alternative non animale à ce jour concernant l’étude de la réponse moléculaire des cellules endothéliales et des cellules immunitaires dans leur environnement tumoral, ce qui justifie l’utilisation d’animaux vivants dans cette étude.

Réduction

Les modèles animaux d’expérimentation pour l’étude des tumeurs implantées présentent un certain taux d’échec de prise de greffe et sont d’autre part influencés par la physiologie des animaux, ce dont nous devons tenir compte pour établir les effectifs de souris par groupe. La tumeur d’un même animal sera partagée en trois parties afin de réaliser trois types d’analyses différentes ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux total pour cette étude. Selon les analyses réalisées des groupes de 20 ou de 30 animaux seront nécessaires afin d'assurer une puissance statistique suffisante.

Raffinement

Nous avons mis en place des stratégies d'expérimentation et d'observation afin de réduire au maximum les conséquences des procédures sur les animaux. Les souris seront hébergées en groupe. De plus, l'environnement des animaux sera enrichi en permanence par du coton et des niches en carton afin de diminuer leur angoisse et favoriser leur bien-être. Les animaux seront pesés régulièrement pour évaluer leur état de santé. Les points limites seront strictement appliqués. Le développement de la tumeur ainsi que les signes de toxicité (perte de poids, prostration) seront évalués 3 fois par semaine et l’euthanasie des souris sera nécessaire dès qu’un point limite sera atteint.

Choix des espèces

La souris est l’espèce animale de référence pour les études de biologie des rayonnements. Elle est parmi les plus utilisées pour étudier les réponses immunitaires pendant le développement tumoral. Les outils de biologie sont très développés chez la souris, ce qui permet des études poussées. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez cette espèce en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui promeut et facilite le transfert des résultats obtenus vers des applications cliniques. Les souris seront âgées de 8 à 10 semaines, âge auquel les souris sont suffisamment matures pour ce type d’étude.

32 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections quotidiennes pendant quarante-deux jours, des prélèvements sanguins hebdomadaires et des tests de tolérance au glucose et à l'insuline, pour étudier une molécule contre le diabète et l'obésité. Le porteur précise que l'étude porte d'abord sur des animaux sains, une étude sur animaux diabétiques pouvant suivre, et attend un ralentissement de la prise de poids. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ne peut remplacer l'étude du métabolisme in vivo, et les tue pour prélever tissu adipeux et pancréas.

Objectifs

Le projet a pour but d’étudier une nouvelle stratégie thérapeutique dans le traitement des pathologies comme l'obésité ou le diabète de type 2. Actuellement, les enjeux actuels de la prise en charge de ces maladies sont de trouver de nouveaux traitements pouvant agir sur la perte de poids et sur le contrôle glycémique. De nombreuses études se sont penchées sur la régulation des hormones secretée par l'estomac qui stimulent la sécrétion d'insuline après le repas. Le traitement qui sera étudié peut augmenter la secretion d'insuline après le repas en augmentant la sensibilité à ces hormones secretées par l'estomac. L’objectif de notre étude est d'étudier ce nouveau traitement en vue de l'utiliser comme un traitement du diabète ou de l'obésité.

Bénéfices attendus

Ce travail permettra d’étudier dans un premier temps les effets de ce nouveau traitement sur la glycémie, le poids et différents marqueurs des maladies métaboliques comme le diabète et l'obésité. Au décours de cette première étude sur des animaux sains, une étude similaire sur des animaux diabètique pourra être réalisée. Ainsi l'ensemble de ce travail pourrait ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques dans les maladies métaboliques telles que le diabète et l'obésité.

Procédures

- A l’âge de 8 semaines, les animaux seront divisés en deux sous-groupes : "Traitement" et "Placebo". Les animaux traités recevront le traitement 7 jours sur 7. Le groupe placebo recevra un soluté salé isotonique. Ces traitements seront administrés par injection pendant 42 jours. - Le poids des animaux sera relevé et un prélèvement biologique sera réalisé tous les 7 jours. - Avant l’arrêt du traitement, un test de tolérance glucidique et un test de sensibilité à l’insuline espacés de 72h incluant différents prélèvements toutes les 15 minutes pendant 120 seront réalisés. - Les paramètres morphologiques métaboliques seront étudiés dans des cages métaboliques dont l’objectif est d’étudier la prise d’eau de et de nourriture, ainsi que le dépense énergétique des animaux.

Impact sur les animaux

L'administration du traitement et les prises de sang pourront être source de douleur au moment de l'injection qui sera prevenu par l'utilisation d'une anesthésie locale avant les injections et avant les prises de sang. Une prise de poids en fonction de l'âge moins importante pourra être observée dans le groupe recevant le traitement (nous estimons cette différence entre 10 et 20 % par rapport à un animal recevant un placebo).

Devenir

A l’issu de ces deux procédures, les animaux seront euthanasiés afin d’étudier les conséquences de l’administration du traitement sur les tissus cibles de ce traitement tel que le tissu adipeux et le pancréas.

Remplacement

L’utilisation de modèles animaux dans l’étude du métabolisme est nécessaire pour reproduire au mieux le métabolisme humain. Il n'existe à ce jour aucune méthode alternative ou substitutive qui permette un remplacement in vitro et l’étude de nouvelles stratégies thérapeutiques doit nécessairement être faite in vivo. Le métabolisme et l’homéostasie glucidique représentent des systèmes intégrés qui ne peuvent être étudié uniquement in vitro : en effet, l’utilisation d’animaux permettra d’étudier de manière simultanée les conséquences de l’inhibition de KDM1A sur différents tissus essentiels à l’homéostasie métabolique comme le pancréas, le tissu adipeux, et le foie.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé en utilisant un test statistique utilisant les études de faisabilité du traitement afin de garantir l'observation d'un effet du traitement. Grâce à ce test, nous obtenons n = 16 animaux par groupe. Les animaux seront suivis de manière longitudinale et les mesures répétées au cours du temps permettant de diminuer le nombre d'animaux à inclure.

Raffinement

La prise de poids des animaux et les prélèvements biologiques qui auront lieu tous les 7 jours seront réalisés simultanément pour limiter au maximum le stress des animaux. La tolérance des animaux sera évaluée quotidiennement. Les injections et les prelevements seront précédés d'une anesthesie locale afin de diminuer au maximum la douleur pouvant être engendrée par la procédure. Les cages sont pourvues de tubes ainsi que du coton de nidation et des bâtonnets de bois raffinant ainsi les conditions de vie des animaux.

Choix des espèces

Nous utiliserons des rats Wistar Han largement disponibles et dont le métabolisme se rapproche du métabolisme humain. Ces animaux representent un modèle d'étude polyvalent. Les procédures seront débutées à l’âge de 8 semaines (âge adulte des animaux).

320 porcs vont être utilisés, la moitié tuée à l'issue et l'autre renvoyée en élevage, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié est opérée sous anesthésie pour la pose d'un cathéter jugulaire et d'un capteur de température, subit des prélèvements sanguins de 140 ml par cinétique et une exposition à des chaleurs de 30 à 35 °C, pour étudier les effets des vagues de chaleur sur l'élevage porcin. Le porteur indique qu'une hyperthermie au-delà de 41,5 °C entraîne l'euthanasie et héberge chaque porc seul dans une loge de 2 m². Il précise que 160 porcs équipés d'un cathéter ne seront "pas commercialisables" et destine les résultats à la filière porcine.

Objectifs

Le dernier rapport du GIEC confirme les tendances globales d’une augmentation de la température moyenne et de la fréquence d’évènements extrêmes (anomalies thermiques de type vagues de chaleurs, sécheresses prolongées, tempêtes, etc..) dans le futur. Il est maintenant acquis que les perturbations bioclimatiques dues au changement climatique auront un impact sur les systèmes de production via des effets cumulés sur les ressources alimentaires, sur l’environnement sanitaire et sur les performances et le bien-être des animaux. A moyen et long termes, l’adaptation des systèmes d’élevage au changement climatique est donc un enjeu majeur pour garantir la durabilité des exploitations et des filières animales. Chez le porc, les effets d’une exposition prolongée à la chaleur sont bien connus. La réduction des performances est en grande partie liée à une réduction de la consommation d’aliment qui est considérée comme une adaptation pour réduire sa production de chaleur métabolique. Contrairement aux effets d’une exposition prolongée, les effets à court, moyen et long termes d’un stress thermique aigu de type vague de chaleur sont peu décrits chez les porcs. Par ailleurs, nos premiers résultats indiquent qu'il est nécessaire de mettre en place des stratégies d'adaptation spécifiques pour limiter les effets à court et long terme des vagues de chaleur estivales. L'objectif de ce projet est de conduire des études pour poursuivre la caractérisation des effets d'un stress thermique aigue sur la physiologie, le bien-être et les performances des porcs et de tester des stratégies alimentaires pour atténuer ces effets et améliorer la récupération des animaux dans les semaines suivant la ou les vagues de chaleur.

Bénéfices attendus

Au-delà de la production de connaissance sur un sujet émergent et important pour la filière porcine, les résultats de ces essais devraient nous permettre de faire des préconisations auprès des différents acteurs de la filière (firmes services, fabricants d'aliment, éleveurs)

Procédures

Opérations chirurgicales sous anesthésie générale (durée =1 heure) pour équiper les animaux d'un cathéter veineux et d'un capteur de température interne. 50 % des animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet seront concernés. Prélèvements de sang en cinétique via le cathéter jugulaire (durée totale de 6 heures) : nous allons réaliser une cinétique de prélèvements 5 fois pendant l'essai. Pour chaque cinétique, 20 prélèvements de 7 mL seront effectués au cours de 24 h, soit un volume total de 140 mL par porc à chaque cinétique, correspondant à 3 % du volume circulant. Tous les animaux équipés d'un cathéter sont concernés. Prélèvements de sang via le dispositif vacutainer : dans les essais consacrés à la mesure des performances et du comportement des animaux. Dans ce cas, nous effectuerons au maximum 3 prélèvements par porc durant un essai (durée d'un prélèvement < 1 min). A chaque fois, 10 mL de sang sont prélevés. Seuls 50% des animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés. Prélèvements de salive : 3 prélèvements/jours 5 fois pendant l'essai à l'aide d'un tampon à mâcher (durée du prélèvement = 2 min). Tous les animaux déclarés dans la demande d'autorisation de projet sont concernés.

Impact sur les animaux

Une partie des effets indésirables attendus sur les animaux est liée à leur exposition à la chaleur (de 30 à 35°C, selon les essais). Le suivi en continu de la température interne et les mesures ponctuelles du rythme des ventilations pulmonaires nous permet de détecter très rapidement les animaux en hyperthermie grave (>41,5°C pour la température interne et > 200 ventilations/min pour le rythme ventilatoire). Quand ces points limites sont atteints, les animaux sont d'abord mis hors expérience et relogés dans des conditions thermoneutres. En cas d'hyperthermie persistante, les animaux sont euthanasiés. Par ailleurs, pour des raisons liées à l'expérimentation et à la nécessité de réalisée des mesures individuelles non compatible avec un élevage en groupe (consommation d'aliment, comportement alimentaire, rythme des ventilation pulmonaires, prises de sang sériées), il est nécessaire d'héberger les animaux (60 kg en moyenne) individuellement durant toute la durée des essais dans des loges de 2 m². Dans ces conditions, les animaux ont la liberté de se mouvoir et de voir et d’interagir avec ces congénères logés dans la même salle via des "fenêtres" à barreaux (0.5*0.5) localisées dans les parois qui séparent deux loges. Enfin, le dernier risque identifié est celui lié à l'anesthésie (anesthésie gazeuse avec un mélange d'oxygène / isoflurane) pour implanter les dispositifs de contrôle de la température interne et les cathéters à la jugulaire. Le protocole de monitoring des animaux en place dans l'unité expérimentale (suivi de la spo2, rythme cardiaque) permet d'appréhender ce risque. Les prélèvements de sang et de salive étant réalisés par du personnel compétent dans le cadre de procédures où les points limites sont définis, nous ne nous attendons pas à des nuisances particulières liées aux différents prélèvements.

Devenir

Sur les 320 porcs, 160 animaux ne seront pas commercialisables car équipés d'un cathéter et de par la nécessité de réaliser des prélèvements de tissus une fois l'animal euthanasié.

Remplacement

Le remplacement n’est pas possible car l’utilisation d’animaux est inhérente au type d’étude (mesure des impacts du changement climatique et en particulier des vagues de chaleur estivales et test de stratégies d'adaptation) impact de la conduite alimentaire sur les réponses des porcs charcutiers aux vagues de chaleur).

Réduction

Dans chaque étude du projet, nous avons réduit le nombre d’animaux au minimum statistique en fonction des mesures effectuées. Le nombre de sujets nécessaires/traitement expérimental à inclure dans une étude afin d'obtenir des résultats statistiquement significatifs pour une puissance de test donnée a été calculé en utilisant une procédure mathématique adaptée pour deux caractères d'intérét majeur (l'ingestion rapportée au poids métabolique et la température interne). Ces calculs basés sur la moyenne et l'ecart type des 2 caractères mesurés à partir des essai précédents indiquent qu'il est nécessaire de mesurer au moins 8 animaux/traitement pour mettre en évidence des différences significatives entre nos traitements. En d'autres termes, sur une étude de 32 animaux, 4 traitements pourront être testés.

Raffinement

Toutes les mesures seront réalisées par du personnel formé et expérimenté. Les animaux bénéficieront d’un suivi très proche par les techniciens en expérimentation ainsi que par les différents intervenants. Toute intervention potentiellement douloureuse ou stressante sera contrôlée, et les animaux suivis dans les minutes ou heures qui suivent. En cas de souci de santé, le vétérinaire sera consulté et les animaux traités en conséquence. Le suivi des animaux via un capteur de température embarqué en remplacement d'une prise de température manuelle, nous permet de limiter les interactions avec les animaux et le stress engendré par ce type de mesure tout en améliorant la qualité de la mesure. Le recours à une cathéterisation veineuse pour faire des cinétiques sanguines permet de réduire significativement le niveau de stress induit par un prélèvement ponctuel de sang qui demande une immobilisation de l'animal au lasso nasal. En accord avec le principe d'amélioration, des points limites sont fixés pour chaque interventions sur les animaux. Ces points limites declanchent automatiquement une ou des décisions pour minimiser la souffrance des animaux selon un plan de prise en charge détaillé prévue au moment de la rédaction du plan de l'étude. Ce plan inclus notamment des critères explicites et détaillés de décisions, qui seront utilisés pour déterminer si l'animal sera retiré de l'étude, soigné ou euthanasié.

Choix des espèces

- Le porc ne peut pas être remplacé par une espèce modèle compte tenu de la spécificité de ses réponses de thermorégulation (le porc ne possède pas de glandes sudoripares actives). - Nous avons choisi de travailler sur le porc en croissance finition car ce stade représente la plus grande partie des effectifs animaux au sein d'un élevage de porc et est connu pour être très sensible à la chaleur (en particulier en finition) - Nous avons choisi de travailler sur des animaux croisés et à la fois sur les mâles entiers et les femelles pour produire des résultats compatibles avec les populations en production. - Nous travaillerons sur des animaux avec un poids vif moyen minimal de 60 kg ce qui correspond au poids vif moyen des porcs en élevage commercial.