Recherche fondamentale
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Pose de cathéter veineux central chez le lapin
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
33 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis réutilisés dans d'autres expériences. Ils subissent une chirurgie de vingt minutes sous anesthésie pour la pose d'un cathéter veineux central, destiné à faciliter les prélèvements et injections d'études ultérieures de pharmacocinétique, de toxicité ou d'efficacité menées en prestation pour d'autres chercheurs. Le porteur reconnaît un risque de perte importante de sang pendant l'opération mais affirme que les lapins supportent "très bien" le cathéter et le gilet, sans douleur attendue. Il justifie le recours au lapin par sa taille commode pour poser le matériel et présente le remplacement comme difficile, l'effectif pouvant augmenter selon la "demande d'industriels".
Objectifs
Un cathéter veineux central (CVC) est un tube mince et flexible, introduit dans une veine de la base du cou (jugulaire) ou du thorax (sous clavière) jusqu’à atteindre la veine cave supérieure. Ce dispositif, couramment mis en place chez l’homme en clinique, peut permettre l’injection de traitements par voie intra-veineuse (IV), la perfusion de sang ou de plaquettes, le prélèvement d’échantillons sanguins ou encore la mise en place d’une nutrition parentérale (injection d’éléments nutritifs par voie IV). Le but de ce projet est d’offrir les mêmes possibilités à notre modèle animal qu’est le lapin dans le cadre de prestations ou collaborations avec d’autres chercheurs. 33 lapins cathétérisés sont prévus pour l’année 2023.
Bénéfices attendus
La mise en place d’un CVC apporte plusieurs avantages : -réduction du nombre d’injections et de piqûres d’aiguille ; -atténuation de l’endolorissement/sensation de brûlure parfois causés par un traitement IV administré par une perfusion standard périphérique ; -accroissement du confort et réduction de l’anxiété chez les lapins nécessitant un traitement IV ou des prélèvements sanguins à répétition.
Procédures
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale d’environ 20min sous anesthésie et analgésie pour la pose d’un cathéter veineux central.
Impact sur les animaux
La nuisance la plus importante est lié à l’opération chirurgical en elle-même. Durant cette dernière, les animaux sont susceptibles de perdre une quantité importante de sang pouvant entrainer une mauvaise récupération post-opératoire. Cependant, tout sera mis en œuvre pour limiter au maximum la douleur des animaux (anesthésie + analgésie pré et post-opératoire). D’après notre expérience, les animaux supportent très bien le cathéter ainsi que le gilet. Aucune douleur n’est attendue.
Devenir
Au terme de la procédure, tous les animaux seront utilisés pour des expériences nécessitant des prélèvements ou des injections qui seront facilités par le cathéter limitant ainsi les effets néfastes pour les animaux.
Remplacement
Différents types d’étude seront réalisés chez les lapins cathétérisés : analyse pharmacocinétique d’un nouveau composé, tests de toxicité, évaluation de l’efficacité de nouvelles thérapies. L’ensemble de ces utilisations met en jeu l’organisme dans son entièreté et rend le remplacement du modèle animal difficile.
Réduction
Dans un objectif de Réduction, le nombre d’animaux choisi correspond au minimum de lapins qui nous est habituellement commandé sur une année. Cependant il est possible que ce chiffre varie à la hausse (demande d’industriels). Dans le cas d’une demande plus importante, une nouvelle demande d’autorisation de projet sera rédigée. Le nombre de lapins sera de 33 sur 1 an.
Raffinement
Dans un objectif de Raffinement, la procédure de pose de cathéter sera réalisée sous anesthésie générale par du personnel qualifié. Le design du gilet utilisé pour le maintien du cathéter permet la libre circulation de l’animal dans sa cage sans risque d’arrachement. Les conditions d’hébergement ont également été optimisées par l’enrichissement du milieu. Enfin, l’utilisation de l’analgésique buprénorphine a été mise en place pour réduire la douleur liée à l’opération.
Choix des espèces
Le lapin est un modèle de choix pour les essais impliquant des actes chirurgicaux. Sa taille facilite la mise en place de matériel médical tels que les cathéters. De plus, le lapin est en certains points (notamment immunitaire), plus proche de l’homme que la souris, notamment pour les études s’intéressant aux infections bactériennes. Les lapins seront utilisés lorsqu’ils auront atteint un poids compris entre 2,8 et 3,3kg, soit environ 10-12 semaines. Le poids et l’âge de l’animal sont primordiaux. En effet, l’état immunitaire de l’animal est dépendant de son âge et de son poids. Des animaux avec une immunité mature sont souvent nécessaires. Enfin, tous les animaux doivent avoir un profil identique afin de ne pas induire de biais dans la comparaison des groupes.
Rôle de DYRK1A sur les modèles murins de la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
534 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèles génétiques de la maladie d'Alzheimer, elles subissent des prélèvements mensuels de sang et de liquide céphalorachidien, ce dernier via une chirurgie stéréotaxique de pose de canules, et des tests de mémoire, labyrinthe en Y, reconnaissance d'objet et piscine de Morris. Le porteur reconnaît des douleurs post-chirurgicales et un risque d'hypothermie lors du test aquatique, et n'attend qu'un stress léger des épreuves comportementales. Il affirme qu'aucune méthode ne remplace ces modèles murins pour étudier ensemble les lésions d'Alzheimer et les déficits de mémoire, les retombées thérapeutiques restant hypothétiques.
Objectifs
Les personnes atteintes du syndrome de Down présentent des niveaux accrus de DYRK1A dans le tissu cérébral et de plasma. Une expression accrue des transcrits DYRK1A a été signalée dans des échantillons d'hippocampe provenant de patients atteints de la maladie d'Alzheimer, bien que les niveaux de protéine DYRK1A dans des homogénats de cortex frontal se soient avérés similaires entre les patients atteints de la maladie d'Alzheimer et les témoins. Récemment, il a été demontré que les personnes âgées souffrant de troubles de la mémoire et présentant une imagerie amyloïde positive présentaient des taux plasmatiques de DYRK1A plus faibles que celles présentant une imagerie amyloïde négative. En outre, il a éte également observé que les adultes âgés cognitivement normaux et sans dépôts amyloïdes présentaient des niveaux plasmatiques de DYRK1A plus élevés que les individus plus jeunes, ce qui pourrait suggérer que l'augmentation de DYRK1A associée à l’âge protègerait de la maladie d'Alzheimer. Dans cette étude, nous cherchons à préciser le lien entre les niveaux cérébraux et plasmatiques de DYRK1A et les deux neuropathologies de la maladie d'Alzheimer.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à mieux comprendre le rôle de la surexpression/downregulation de DYRK1A dans l'étiologie de la maladie d'Alzheimer, en particulier les pathologies amyloïdes et tau. Ce projet contribuera également à une meilleure compréhension de l'apparition précoce de la neuropathologie de la maladie d'Alzheimer chez les personnes atteintes du syndrome de Down, étant donné que le gène codant pour la DYRK1A est situé sur le chromosome 21 et qu'il est donc surexprimé dans cette population. L'étude de biomarqueurs plasmatiques capables d'identifier les individus à haut risque pour la maladie d'Alzheimer de manière rapide et efficace permettrait d'initier un traitement pré-symptomatique de cette maladie, en particulier dans les populations à haut risque. Enfin, les efforts visant à élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans les pathologies amyloïdes et tau pourraient également ouvrir de nouvelles approches thérapeutiques visant à modifier le développement de la maladie d'Alzheimer.
Procédures
Des prélèvements sanguins et de LCR seront effectué une fois par mois entre l'âge de 2 et 6 mois. La souris sera manipulée (pour 3-5 minutes par animal) pour le prélèvement sanguin et de LCR. Les capacités cognitives des souris seront évaluées dans 3 différents tests d'apprentissage et de mémoire: Y maze (8 minutes par animal), reconnaissance de nouvel objet (4 sessions de 10 minutes – 1 session par jour - par animal) et piscine aquatique de Morris (4 sessions de 1 minute par jour pendant 7 jours et 1 session - “probe test” - de 1 minute le jour 8 par animal). 224 souris seront soumises à une injection i.p. d'un mélange d'anesthésiques (2 à 3 minutes par animal ; 1 injection i.p. par animal).
Impact sur les animaux
Pendant le prélèvement de l’échantillon de sang, l'animal est retenu avec précaution par la peau du cou et du dos afin d'immobiliser la tête. Un stress passager peut survenir en raison de l'immobilisation. Une ponction trop profonde peut entraîner la pénétration du sang dans la cavité buccale et un risque d'hémorragie. Un hématome sur le côté du visage peut se produire occasionnellement. L'anesthésie générale utilisée pour la chirurgie stéréotaxique (mise en place de canules pour le prélèvement du LCR) peut entraîner une altération de la thermorégulation, une dépression des systèmes cardiovasculaire et respiratoire, une diminution de l'activité métabolique et une vasodilatation périphérique pouvant conduire à une baisse de la température corporelle. Des douleurs et une détresse post-chirurgicales peuvent également survenir. Les tests comportementaux sont basés sur les comportements spontanés de l’animal avec une procédure graduelle d’habituation-familiarisation aux dispositifs de test. En général, les tests comportementaux utilisés dans ce projet peuvent causer un stress léger. Pour les tests dans l'eau (Labyrinthe aquatique de Morris), il y a un risque d'hypothermie. La contention et la manipulation par l'injection IP peut provoquer un léger stress à l'animal.
Devenir
Deux méthodes d'euthanasie seront utilisées pour atteindre les objectifs du projet.
Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative autre que le recours aux modèles souris de maladie d'Alzheimer et aux croisements avec des souris surexprimant ou sous exprimant DYRK1A, pour atteindre les objectifs du projet: analyses de la pathologie Alzheimer (amyloide et tau) ainsi que des déficits d'apprentissage et de mémoire.
Réduction
Le nombre d'animaux est réduit au minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre a été calculé sur la base d'études précédemment élaborées et publiées, notamment des études du laboratoire. Des groupes de 15 souris seront nécessaires afin d’atteindre un poiuvoir statistique suffisant permettant de détecter des variations significatives dans les données comportementales. Nous utiliserons sur 3 ans un total de 534 souris.
Raffinement
Les méthodes utilisées et la manière de traiter les animaux pendant les expériences et dans l’animalerie assureront à ces derniers un minimum de contraintes et un maximum de bien-être. Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les procédures expérimentales sont les plus appropriées pour minimiser toute douleur, souffrance, anxiété/détresse ou dommage que les animaux pourraient subir. Des mesures telles que la formation du personnel, la surveillance quotidienne, l'habituation, l'acclimatation et le temps de récupération sont prises pour réduire tout impact physique et psychologique potentiel des procédures expérimentales. Les conditions d'élevage et d'hébergement (enrichissement de l'environnement avec des carrés de coton) sont mises en œuvre afin d'accroître autant que possible le bien-être des animaux. La préférence pour les procédures non invasives par rapport aux procédures invasives est prise en considération et, lorsque des interventions invasives sont nécessaires, les directives appropriées en matière d'anesthésie/analgésie seront suivies, en accord avec le comité de bien-être animal. Un animal sera immédiatement euthanasié après atteinte de l’un des points limites. Les points limites sont définis ci-dessus. Les zootechniciens conseillent sur l’état sanitaire de l’animal identifié et suggèrent les procédures à appliquer, les soins et éventuellement le recours à l’euthanasie. Nous suivrons des recommandations de la cellule bienêtre et vétérinaire avec application de produits disponible par la plateforme. En outre, nous effectuerons un suivi par l’utilisateur journalier avec pour critère l'aspect général de l'animal, comme le poids, le pelage, l'hydratation, l'activité, etc.
Choix des espèces
Deux modèles de souris de la maladie d'Alzheimer seront utilisés dans ce projet. L'un développe une pathologie amyloïde étendue, tandis que l'autre est un modèle de tauopathie, développant des enchevêtrements neurofibrillaires, une perte neuronale et une atrophie cérébrale. Les deux modèles de souris de la maladie d'Alzheimer présentent des déficits cognitifs. Nous utiliserons également un modèle de souris qui porte trois copies du gène Dyrk1a de la souris, comme dans la trisomie 21. Un modèle de souris qui porte une seule copie de ce gène complète cette étude. Dans ce projet, nous analyserons les effets de la surexpression du gène Dyrk1a, ainsi que de sa sous-expression sur les pathologies amyloïdes et tau en croisant ces différentes lignées de souris. Des échantillons de sang et de LCR seront prélevés sur des souris adultes à différents âges afin de détecter différents biomarqueurs. Les performances cognitives seront évaluées à l'âge de 4 mois, et des tissus cérébraux seront prélevés sur les souris à l'âge de 6 mois.
Oncologie : modèles d’étude précliniques injectés en orthotopique
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 3300
13200 rongeurs, 9900 souris et 3300 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Des cellules tumorales leur sont greffées directement dans divers organes, puis ils reçoivent des traitements jusqu'à quatre fois par jour, des séances de radiothérapie et une imagerie répétée. Le porteur décrit une perte de poids, une hypothermie, une distension de l'abdomen, des douleurs et des difficultés à respirer et à se nourrir, la présence des tumeurs ne permettant pas de garder les animaux en vie. Il présente le rongeur comme "essentiel", aucun système in vitro ne reproduisant selon lui le microenvironnement tumoral, et prévoit aussi de produire ces modèles pour d'autres laboratoires.
Objectifs
Le cancer est un problème de santé publique majeur et représente la deuxième cause de décès dans le monde. La complexité du microenvironnement tumoral, l'hétérogénéité moléculaire et biologique intra- et inter-tumorale, l'hétérogénéité des réponses immunitaires et métaboliques systémiques et tumorales, et la capacité des cellules souches initiatrices de cancers résistants aux médicaments à repeupler les cancers traités nécessitent des modèles prédictifs afin d’identifier de nouveaux traitements. Les modèles animaux de cancer humain et murin demeurent des éléments critiques dans la compréhension de la physiopathologie du cancer, l’identification de nouvelles cibles et de nouveaux candidats médicaments et la compréhension des mécanismes de résistance. Ce type de modèle permet d’analyser l’effet de molécules sur le microenvironnement « normal » des tumeurs mais aussi sur la formation de métastases, sachant que les métastases sont la principale cause de mortalité liée au cancer. Dès lors les modèles orthotopiques représentent des modèles d’intérêt en recherche translationnelle offrant une analyse plus prédictive de la réponse thérapeutique des substances à tester sur les différents stades de progression de tumeurs. L’objectif est de tester des candidats médicaments dans différents types de cancer (évaluation de leur efficacité et de leur potentielle toxicité).
Bénéfices attendus
Le projet consistera à développer des modèles de tumeur chez le rongeur pour les différentes indications en oncologie, qui permettra de tester l'efficacité d'anticancéreux. De plus, il permettra aussi d'évaluer l'expression de certains biomarqueurs en amont d'une étude de pharmacologie ou de générer des modèles animaux pour des procédures de test dans un autre laboratoire dans le cas de collaboration.
Procédures
Les animaux subiront une anesthésie d’environ 5 à 30 min pendant laquelle ils subiront soit une injection rapide (
Impact sur les animaux
Plusieurs effets indésirables inhérents au développement tumoral pourront apparaître pendant une étude : - Une perte de poids corporel - Un comportement amorphe marqué pendant les périodes de vigilance - Une hypothermie persistante - Une distension anormale de l’abdomen pouvant être le signe d’un épanchement - Des douleurs - Des problèmes de respiration pour l’animal - Une incapacité de se nourrir ou boire L’ensemble de ces symptômes sera monitoré pendant l’étude afin d’appliquer des mesures pouvant amener à l'euthanasie de l’animal avant la fin de l’étude pour raison éthique.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin d’étude car les animaux présentent des tumeurs cela ne permet pas un maintien des animaux en vie dans de bonnes conditions de santé.
Remplacement
Ce modèle ne peut pas être remplacé par des méthodes alternatives car l'induction de tumeur s'accompagne de modifications physiopathologiques et micro-environnementales spécifiques ne pouvant actuellement pas être reproduites in-vitro, ces modifications étant nécessaires pour l'étude d'efficacité d'anticancéreux. De plus, les traitements utilisés subissent toutes les différentes phases incluant administration, distribution, métabolisme et élimination, étapes ne pouvant être reproduites in-vitro.
Réduction
Des analyses in-vitro pourront être réalisées en amont de l'étude permettent de sélectionner des lignées/types de cellules présentant une sensibilité à la substance d'essai afin de limiter le nombre d'animaux. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque test sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet, la comparaison par rapport à une substance de référence, et un effectif suffisant de façon à obtenir une puissance statistique suffisante pour interpréter les résultats de façon correcte, évitant ainsi une répétition des tests. Dans cet objectif, une analyse sera réalisée afin d’estimer le nombre d’animaux nécessaire pour observer une diminution du volume tumoral mesuré d'au moins 50%.
Raffinement
Le raffinement des méthodes expérimentales afin de réduire au maximum la souffrance animale est mis en œuvre grâce à l'utilisation de points limites clairement établis (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids, …), permettant d'euthanasier tout animal présentant des signes de douleur, de souffrance ou d'angoisse. Le programme d’anesthésie, d’analgésie et d'asepsie pour réduire les risques d'échec à la chirurgie (incluant oxygène à concentration ajustable et des tapis chauffants) est défini en accord avec un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. Il est aussi mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de jouets, litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, présence de congénères... En cas de doute, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu’à normalisation ou jusqu’à atteinte des points limites. Tous les points limites et leur cotation sont décrits dans un formulaire interne. Cette observation inclut une surveillance de l'aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal sous stimulation, la respiration l’appétit, l’état d’hydratation, les tremblements ou convulsions… Une évaluation interne incluant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à posteriori la catégorie si nécessaire.
Choix des espèces
Les rongeurs rats et souris demeurent essentiel pour étudier les tumeurs in vivo et comprendre les mécanismes moléculaires de la pathogenèse du cancer. En effet, les tumeurs présentent une accumulation de multiples aberrations génétiques qui transforment les cellules, entraînant une croissance anormale, une prolifération et des métastases des cellules. Il n’est pas possible de reproduire ces éléments in vitro car requiert un système complexe comme les modèles animaux. Tous les animaux seront utilisés à partir de 5 semaines développement que ce soit des rats ou des souris. Dans certains cadres, les animaux pourront être utilisés avant sevrage pour des modèles génétiques ou de tumeurs pédiatriques.
Validation de nouvelles approches thérapeutiques dans les lymphomes grâce à l’établissement de modèles murins
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
679 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La plupart immunodéprimées, elles reçoivent une greffe de cellules de lymphome humain, sous la peau ou dans le tibia, puis des traitements répétés par gavage, injection ou voie intraveineuse et une imagerie hebdomadaire pendant trois à six mois. Le porteur décrit une douleur aux sites d'injection, une perte de poids et une mobilité réduite à mesure que la tumeur grossit, et programme la mise à mort dès l'atteinte de points limites. Il reconnaît utiliser des lignées cellulaires in vitro mais juge le modèle murin "indispensable", les retombées pour les patients atteints de lymphome restant renvoyées "à terme".
Objectifs
Les lymphomes NK/T extraganglionnaires de type nasal sont des entités rares de lymphomes T périphériques associés au virus Epstein Barr. Ils se localisent le plus souvent au niveau de la sphère ORL mais peuvent également atteindre d’autres organes dans le cadre de formes disséminées extranasales. La survie globale à 5 ans des formes localisées est actuellement de l’ordre de 70%, alors que celle des formes disséminées ne dépasse pas les 40%. Ceci justifie le développement de nouvelles approches thérapeutiques basées sur des thérapies plus ciblées incluant des approches d’immunothérapie. Les thérapies ciblées permettent en effet une meilleure tolérance au traitement par la réduction des effets indésirables toxiques mais également une meilleure éradication de la tumeur. Elles peuvent s'utiliser seules ou en association avec la chimiothérapie conventionnelle. La compréhension des mécanismes impliqués dans le développement des lymphomes NK/T est essentielle pour identifier et tester de nouvelles cibles pharmacologiques afin de compléter l’arsenal thérapeutique du clinicien et améliorer significativement les chances de guérison et de survie des patients. Plusieurs molécules candidates ont été identifiées grâce à des données préliminaires obtenues dans des modèles in vitro. Pour certaines d’entre elles, leur efficacité semble être modulée par la présence d’une mutation dans un gène d’intérêt. Ce projet a donc pour objectif de valider l’efficacité de ces molécules dans des modèles murins in vivo. Certaines molécules ont une action cytotoxique directe sur les cellules tumorales et peuvent donc être testées dans des modèles murins immunodéficients alors que d’autres ont pour mécanisme d’action une modulation de l’immunité anti-tumorale et doivent donc nécessairement être évaluées dans des modèles immunocompétents. Le projet se déroulera en deux étapes : -1ère étape : générer les modèles murins appropriés, qu’ils soient immunodéficients ou immunocompétents -2ème étape : tester l’efficacité des thérapies candidates dans ces modèles en évaluant l’impact du statut mutationnel pour notre gène d’intérêt.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront d’évaluer l’efficacité d'inhibiteurs pharmacologiques et d’immunothérapies déjà disponibles dans un modèle préclinique. L’objectif à terme sera de proposer un rationnel d’utilisation de ces médicaments dans les futurs protocoles cliniques de prise en charge des lymphomes NK/T.
Procédures
>Injection des cellules tumorales humaines (lignées) en sous-cutané : • sous anesthésie gazeuse par isoflurane • 1 seule fois par animal au cours de la procédure • durée : 1 min • 640 animaux >Injection des cellules tumorales humaines (cellules primaires) par voie intratibiale : • sous anesthésie gazeuse par isoflurane • 1 seule fois par animal au cours de la procédure • durée : 1 min • 39 souris >Prélèvement sanguin jugal : • souris vigile • bimensuelle puis hebdomadaire si présence de cellules tumorales circulantes, pendant 3 à 6 mois • durée : 1 min • 49 souris >Imagerie in vivo par bioluminescence : • sous anesthésie gazeuse par isoflurane • hebdomadaire pendant 3 à 6 mois • durée : 30 min • 679 souris >Administration de molécules thérapeutiques par gavage oral : • souris vigile • quotidien, à partir de J7-J10 post-injection, une fois par jour pendant 14 jours • durée : 30 secondes • 60 souris >Administration de molécules thérapeutiques par injection intrapéritonéale : • souris vigile • quotidien, à partir de J7-J10 post-injection, une fois par jour (ou tous les deux jours) pendant 14 jours (5 jours / semaine) • durée : 30 secondes • 450 souris >Administration de molécules thérapeutiques par voie intraveineuse caudale : • souris vigile • quotidien, à partir de J7-J10 post-injection, une fois par jour pendant 14 jours (5 jours / semaine) • durée : 30 secondes • 180 souris >Transfert adoptif de lymphocytes T OT-1 par voie rétroorbitaire : • sous anesthésie gazeuse par isoflurane • 1 seule fois par animal au cours de la procédure • durée : 1 min • 120 souris
Impact sur les animaux
Douleur aux sites d’injection des cellules tumorales (maxi : 3 jours) / Perte de poids / Mobilité réduite à cause de la croissance tumorale (1 semaine) / Stress lié à l’administration par gavage oral (14 jours)
Devenir
Mise à mort pour tous les animaux de toutes les procédures lorsque l’une des conditions ci-après est remplie : • Atteinte des points limites (cf grille de score établie pour chaque procédure) • Indication à une greffe dans des receveurs secondaires • Absence de prise de greffe au-delà de 3 ou 6 mois (selon les procédures)
Remplacement
Compte tenu du coût des études cliniques chez l’homme et de la réglementation actuellement en vigueur, une étape intermédiaire de vérification des hypothèses dans un modèle préclinique est indispensable. Dans le cadre de notre projet : •Les cellules tumorales de patients (dites cellules primaires) ne peuvent pas être obtenues en quantité suffisante pour tester in vitro l’efficacité des molécules d’intérêt. De plus, ces cellules sont fragiles et ne peuvent être maintenues en culture suffisamment longtemps pour pouvoir mener des expériences pharmacologiques in vitro. •Les lignées cellulaires n’étant pas le reflet exact de la biologie des hémopathies, il est indispensable de tenter d’amplifier les cellules primaires via un modèle murin afin d’objectiver la pertinence thérapeutique d’une drogue en tenant compte de sa pharmacodynamie et pharmacocinétique. •Pour évaluer la réponse immune anti-tumorale et de sa modulation par les immunothérapies, le rôle du micro-environnement tumoral est absolument majeur dans la réponse au traitement, une dimension qui ne peut naturellement pas être appréciée dans les études in vitro / ex vivo. Pour toutes ces raisons, la souris reste le modèle préclinique indispensable pour l’étude des lymphomes NK/T et pour tester l’efficacité in vivo de nouvelles thérapeutiques, et ce, avant de pouvoir les proposer aux humains dans le cadre d’essais cliniques.
Réduction
Méthologie de réduction du nombre des animaux nécessaires à l’expérimentation : •Evaluation pharmacologique in vitro approfondie sur lignées cellulaires pour optimiser les concentrations de drogues et pour sélectionner un nombre restreint de drogues d’intérêt (déjà réalisé) •Quantification de la viabilité cellulaire avant toute injection dans les souris •Optimisation du matériel issu de xénogreffe par productions multiples •Réduction du nombre d’animaux au minimum, après estimation des effectifs afin de garantir l’obtention de résultats statistiquement recevables. •Utilisation d’un même groupe de souris contrôles traitées par placebo pour évaluer l’efficacité de plusieurs drogues administrées selon la même voie •Utilisation de l’imagerie par bioluminescence : ce système d'imagerie optique préclinique permet d’évaluer la croissance tumorale. Des signaux de bioluminescence et/ou de fluorescence peuvent être suivis de manière longitudinale ce qui réduit le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Tout au long de ce projet, nous serons attentifs au bien-être des animaux. Un suivi quotidien des souris sera effectué dans les 3 jours suivant l’injection des cellules tumorales. En cas de signes évocateurs d’infection ou de douleurs au site d’injection, du meloxicam sera administré. Nous avons également défini des points limites précoces, évaluables à l’aide d’une grille que nous avons établie, dans le but de ne pas causer de souffrance animale. Un suivi bihebdomadaire de ces points limites permettra de minimiser la douleur des animaux en programmant leur mise à mort si nécessaire. Les procédures seront par ailleurs raffinées par un enrichissement des cages d'animaux. Les cages seront enrichies à l’aide de coton et de cabanes, pour répondre aux besoins de nidification et ludiques des souris. Celles-ci seront également maintenues en communauté (2 à 5 souris par cage), en accord avec leurs besoins sociaux. Les souris NSG seront hébergées dans une zone SOPF, en portoirs ventilés et manipulées sous hotte ou PSM, leur permettant ainsi de ne pas exprimer de phénotype dommageable. Les injections de cellules en sous-cutané, rétroorbitaire ou intratibiale, les prélèvements sanguins et l’imagerie par bioluminescence nécessaires au suivi seront réalisés sous anesthésie. Concernant les traitements nécessitant un gavage oral, les souris seront habituées progressivement aux procédures de gavage avant la phase de traitement.
Choix des espèces
Les souris immunodéficientes ont été décrites dans la littérature scientifique depuis plusieurs années comme le meilleur modèle pour greffer les cellules hématopoïétiques humaines, étudier le développement des hémopathies humaines et servir de modèles précliniques pour l’évaluation de nouvelles thérapies. Concernant l’évaluation de la réponse immune anti-tumorale, le modèle de greffe dans des souris contrôles a déjà été validé dans la littérature. Pour les souris immunodéficientes : souris adultes entre 8 et 12 semaines, âge durant lequel la probabilité de prise de greffe est maximale selon les données de la littérature et l’expérience du laboratoire. Pour les souris contrôles : souris adultes entres 6 et 8 semaines, âge conforme aux données de la littérature
Étude de l’impact d’un régime riche en graisses sur le remodelage et la fonction cardiaque et évaluation de nouvelles stratégies thérapeutiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
1010 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Soumises à un régime gras induisant obésité et diabète, elles subissent des injections quotidiennes, des séances de natation forcée deux fois par jour, des tests métaboliques et des échographies, avant le prélèvement de leurs organes. Le porteur reconnaît une perte de poids et une fatigue liées à l'exercice, et un risque de rupture de l'estomac ou de l'œsophage lors du gavage. Il indique remplacer certaines cellules primaires par des lignées in vitro mais juge l'analyse d'un cœur "entier" impossible à reproduire ainsi, les retombées thérapeutiques restant au conditionnel.
Objectifs
Dans un premier temps, il s’agit d’effectuer une analyse in vivo et histologique de modèles murins pour les tissus d’intérêt comme le cœur, le rein, le foie et le tissu adipeux dont le but est de : 1) comparer la reproductibilité des données en utilisant un protocole unique et standardisé sur les modéles murins de diabète de type 2 induit par un régime riche en graisses, 2) mettre en place une bio-banque d’échantillons de sang et de tissus pour réaliser des analyses multi-translationnelles, 3) étudier le rôle des macrophages résidents du coeur dans un contexte d’obésité. Le deuxième objectif du projet est de définir des nouvelles stratégies thérapeutiques prévenant le développement de cardiomyopathie dont la formation est liée aux altérations induites par des troubles métaboliques (l’obésité et le diabète) et le vieillissement accéléré du cœur dans ce contexte d’obésité (inflammation, dommages faits à l’ADN, dysfonction mitochondriale). Etape 1) Evaluer l’effet de molécules à fin thérapeutique modulant spécifiquement l’action de molécules impliquées dans le métabolisme sur la fonction cardiaque. Etape 2) Valider et optimiser la molécule cible sur les troubles métabolliques. Etape 3) Définir les mécanismes d’action spécifiques de la molécule thérapeutique sur l’amélioration de la fonction cardiaque et sur la résolution de l’inflammation.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à tester la reproductibilité des données en comparant dans différents laboratoires en Europe l’impact d’un régime riche en graisses chez des souris mâles et femelles de type C57BL/6 sur la structure et la fonction cardiaque ainsi que l’évaluation métabolique et l’impact sur d’autres organes comme le foie, le rein ou le tissu adipeux. L’identification du rôle des macrophages dans le vieillissement cardiaque permettra d’identifier de nouvelles voies pathophysiologiques et donc d’envisager de nouvelles thérapies. Enfin, nous attendons une action géroprotrectrice et plus généralement une protection renforcée des tissus avec une haute tolérance du produit chez les animaux traités. De plus, de façon plus spécifique, nous attendons une amélioration des fonctions cardiaques avec une action anti-fibrotique ainsi qu’une amélioration des dommages faits à l’ADN. Ces données pourraient permettre de repositionner certaines molécules dans le traitement des cardiomyopathies métaboliques, pourvoyeuses d’insuffisance cardiaque en pathologie humaine.
Procédures
Echocardiographie : Geste non-invasif d'une durée de 3-4 minutes, permettant d’évaluer les fonctions cardiaques, réalisé au début, au milieu et à la fin de l'expérimentation sur animaux vigiles. Grip test : Test de préhension soutenue non-invasif qui permet d’évaluer la force musculaire, réalisé sur animaux vigiles pour l’ensemble des animaux en début, milieu et fin d'expérimentation. Glycémie : Mesure du taux de glucose sanguin de tous les animaux. Sur animaux vigiles, on prélève une goute de sang à la queue. Injections : Sur animaux vigiles, on effectue une injection quoitidienne en i.p. ou en sous-cutané (selon l’efficacité de distribution du produit) en utilisant de fines aiguilles afin de limiter la souffrance chez l’animal. Exercice physique : Séances biquotidiennes de natation en cuve d’eau chauffée à 33°C ± 2°C espacées de 6h et augmentant progressivement de 5 à 40 min pendant une période de 6 semaines. Insuline-tolérance test (ITT) et glucose-tolérance test (GTT) : Tests métabolliques permettant d’évaluer la résistance à l’insuline et la tolérance au glucose. Sur animaux vigiles mient à jeun pendant 6h, injection en i.p. (vol max 200µl, calculé en fonction du poids de l’animal) soit d’insuline (ITT), soit de glucose (GTT) et de suivre la glycémie à T=0, T=15min, 30 min, 60 min, 90 min et 120 min. La moitié des animaux seront soumis à un test GTT et l’autre moitié au test ITT en début et fin de régime. Gavage : Technique non utilisée sur les animaux âgés (8 et 24 mois) et uniquement dans le contexte d’un produit ne pouvant être administré en eau de boisson. Sur animaux vigiles, on effectue un gavage quoitidien pendant 30 jours à l’aide d’une seringue de 1 mL et d’une sonde de gavage adaptée sans induire de souffrance ou détresse chez les souris.
Impact sur les animaux
Un effet de stress est attendu lors de la réalisation de l’échocardiographie ou du test de tolérance au glucose. L’animal sera alors sous haute surveillance jusuqu’au rétablissement d’une glycémie normale, c’est-à-dire à partir de 80 mg/dL. La pratique de l’exercice physique peut entraîner une perte de poids et une fatigue chez l’animal qui est directement lié à la pratique régulière d’une activité physique. À la suite de ces observations, les temps de pratique de l’exercice physique seront ré-évalués chez les animaux concernés. Le régime enrichi en graisse entraîne une prise de poids et peut conduire à des troubles métabloliques. Les injections quotidiennes peuvent entraîner l’apparition d’un hématome. Nous limiterons l’utilisation de la méthode de gavage pouvant entraîner un stress chez les animaux, surtout âgés et afin de limiter les désagréments chez l’animal et le dépôt de la substance dans le poumon ou la rupture de l'estomac ou de l'œsophage.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront sacrifiés pour prélèvement d’organes.
Remplacement
Nous remplaçons les cellules primaires par des lignées cellulaires dans nos tests "in vitro": soit en utilisant les lignées cellulaires H9C2 de cardiomyocytes, les lignées 3T3L1 d'adipocytes pour les co-cultures, soit des lignées cellulaires de macrophages murins (raw264) comme cible de l’action sénolytique des molécules thérapeutiques
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires à notre étude a été calculé pour nous assurer de l’obtention de résultats concluants afin de répondre aux questions posées en tenant compte des expériences antérieures du laboratoire sur le stress métabolique induit par le régime riche en graisse ayant été étudié préalablement sur ce fond génétique: il faut entre 10 à 15 animaux par lot pour obtenir une réponse statistique fiable des expériences puisque nous n'obtenons pas de réponse équivalente chez tous les animaux en expérimentation. De même, le nombre de souris a été optimisé pour chacune de nos procédures expérimentales tout en assurant une reproductibilité et une robustesse dans nos expérimentations, mettant à profit nos connaissances sur les tranches d’âge auxquelles nous devons réaliser nos expérimentations afin d’être le plus pertinent possible dans l’établissement de nos procédures. Enfin, afin d’utiliser au mieux les animaux, nous regarderons simultanément différents tissus d’intérêt dans un même animal (réduction importante du nombre d’animaux prévus).
Raffinement
Des points limites ont été définis pour chacune des procédures. Tout signe témoignant d’une mauvaise tolérance au régime riche en graisse (par exemple perte de poids non désirée, souffrance, apathie, déshydratation des animaux) conduira à l’interruption de la procédure. Les animaux sont maintenus en groupes sociaux leur permettant d’exprimer leurs besoins avec leurs congénères et les cages sont enrichies avec une maison en carton et du papier kraft pour leur permettre de nicher. Un examen clinique des animaux sera effectué quotidiennement ou toutes les semaines selon le plan des procédures. De plus, les procédures que nous utilisons ont été optimisées et standardisées, ce qui permet de limiter la répétition des procédures. entraîner une hypoglycémie sévère qui pourra être détectée par mesure de la glycémie à l’aide d’un glucomètre et qui sera immédiatement prise en charge par l’administration d’une dose de glucose. La surveillance hebdomadaire de la prise de poids puis un contrôle de la glycosurie en cas de prise de poids trop importante assurera le suivi nécessaire au bien être animale pendant le régime riche en graisse. Pour éviter l’apparition d’un hématome, les injections seront pratiquées en changeant de côté régulièrement pour laisser du temps à la résorption d’un éventuel hématome. Enfin, l’administration orale du produit se fera autant que possible dans l’eau de boisson.
Choix des espèces
La cardiomyopathie est bien caractérisée chez les mammifères avec des méthodes d’analyse facilement accessibles et reproductibles. Le développement d’une cardiomyopathie métabolique liée à l’obésité induite par un régime riche en graisses est un modèle pathologique expérimental bien établi et reproductible chez les souris. Par ailleurs, l’évaluation de l’action combinée de l’obésité et de l’âge sur les mécanismes conduisant au développement d’événements cardiovasculaires nécessite l’analyse de la fonction cardiaque (organe entier) dont la complexité est impossible à reproduire in vitro. Le modèle expérimental choisi est donc la souris. Ce modèle murin présente l’avantage de développer un vieillissement relativement rapide et d’offrir des conditions très reproductibles de développement d’une cardiomyopathie métabolique. Enfin, la souris est un modèle classiquement utilisé dans les études concernant les désordres métaboliques causés par l’alimentation en raison des similitudes avec l’homme sur les paramètres liés au métabolisme du glucose et la surcharge pondérale. L’étude se fera sur des souris à un stade de jeune adulte (5 mois) et à deux stades âgés (12, 18 mois) et à un stade très âgé (24 mois). Pour l’étude portant sur le vieillissement cardiaque, nous utiliserons des animaux mâles âgés de 12, 18 et 24 mois. Pour l’étude de l’obésité conjugué au viellissement, nous utiliserons des souris jeunes adultes de 5 mois dont le fonctionnement du système cardiovasculaire commence à subir les effets du vieillissement et de 12 mois d’âge dont leur système cardiovasculaire est altéré spontanément par le vieillissement.
fourniture de produits biologiques de primates non humains
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système respiratoire
- Système urogénital
Macaques à longue queue : 800
Macaques rhésus : 40
Singes vervets : 10
Une plateforme prélève à la demande sur des singes du sang, de la moelle osseuse, du liquide céphalo-rachidien, du sperme, du lait ou les humeurs de l'œil, pour les fournir à des laboratoires extérieurs. 800 macaques à longue queue, 150 ouistitis, 40 macaques rhésus et 10 singes vervets, soit 1 000 primates, vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, puis gardés en hébergement ou réutilisés dans d'autres projets. Chaque prélèvement commence par une capture : le singe est dirigé dans un tunnel jusqu'à un sabot de contention, deux actes que le porteur reconnaît comme "stressants". Pour le lait, les petits sont séparés de leur mère jusqu'à six heures, avec une peluche à laquelle s'agripper s'ils sont seuls, et pour le sperme, le mâle est isolé de son groupe jusqu'à 24 heures. Le porteur désigne ses demandeurs comme des "client chercheurs" et affirme que ces prélèvements suivent "parfaitement la règle des 3R".
Objectifs
L’accès à des échantillons biologiques de primates non humains (PNH) est un élément clé dans le développement préclinique. Ils permettent de valider in vitro différentes hypothèses scientifiques et de tester l’efficacité ou la toxicité de candidats médicaments. Autrement dit, utiliser des échantillons de PNH 1) permet de réduire l’utilisation d’animaux de laboratoire en les remplaçant par l’utilisation in vitro de cellules (plusieurs produits testés avec les cellules d’un seul animal) ; 2) rend le développement d’un médicament plus fiable, grâce à une sélection objective de l’espèce animale la plus proche de l’homme. Les prélèvements sont réalisés sur des animaux anesthésiés en suivant les recommandations correspondant aux bonnes pratiques chez l’Homme. De plus, un hébergement spacieux en groupe sociaux et un enrichissement du milieu adapté sont fournis à ces animaux. Anesthésie, analgésie, hébergement en groupe sociaux et enrichissement participent ainsi au principe de raffinement. La réalisation de prélèvements biologiques suit donc parfaitement la règle des 3R, tant dans son concept que dans sa réalisation. Pour les besoins de la recherche scientifique , l'objectif de ce projet est de proposer et fournir à la communauté scientifique la fourniture d’échantillons biologiques (sang et dérivés sanguins, cellules, tissus, fluides…). Le besoin en prélèvements biologiques/cellules de PNH est dépendant de projets extérieurs à la plateforme
Bénéfices attendus
D’un point de vue scientifique, les prélèvements de sang, moelle osseuse, liquide céphalo-rachidien, urine, humeur aqueuse, humeur vitrée, sperme, biopsies cutanées, biopsies musculaires, lait et liquide bronco-alvéolaire peuvent avoir de nombreuses utilisations. On peut notamment citer parmi les utilisations faites par les utilisateurs de ces prélèvements : (i) des recherches sur les cellules primaires pour développer de nouvelles molécules de biothérapie en oncologie ou contre les maladies inflammatoires ; (ii) des pré études de sécurité pour mettre en place avec les doses adaptées les futures études de toxicologie sur les primates non humains ; (iii) des comparaisons avec le sang humain afin d’étudier la compatibilité des résultats obtenus sur les primates non humains lors de leur application chez l’Homme (iv) des études de bioanalyses pour le développement de médicaments ; (v) des recherches pour découvrir de nouvelles molécules pour inhiber l’immunité innée pour le traitement des maladies à médiation immunitaire.
Procédures
Les interventions réalisées sur les animaux dans ce projets diffèrent peu d'interventions de don du sang ou de prélèvements diagnostics menés chez l'humain. De plus, contrairement à ce qui est fait chez l'Homme, ces procédures sont ici réalisées sur animaux anesthésiés et analgésiés. Pour les prélèvements de sang, un prélèvement vigil pourra être effectué dans le seul cas où l'anesthésique affecteraits les analyses ou les expériences menées par le chercheur. L'ensemble de interventions sont des prélèvement biologiques : prise de sang, prélèvement de LCR, moelle osseuse, urine, lait, sperme et humeurs oculaires, biopsies de peau ou musculaire, lavage broncho-alvéolaire. Le nombre des interventions dépend des demande des utilisateurs mais sont toujours réalisées en respectant les procédures définissant des intervalles de prélèvements et de volume maximaux afin de préserver la bonne santé et le bien être de l'animal.
Impact sur les animaux
La réalisation des prélèvements biologiques nécessite au minimum la capture et la contention des animaux. Ces deux actes sont stressants car réalisés de manière contrainte. La capture consiste à diriger les animaux vers un tunnel de capture installé dans chaque animalerie. Une fois dans le tunnel de capture, les animaux peuvent être triés et dirigés vers le sabot de contention au bout du tunnel équipé d’un fond de contention. Le fond de contention permet de manière sécurisée (i) d’attraper le bras de l’animal afin de pouvoir le tenir et le sortir en vigil du tunnel à l’aide de gants de contention, ou (ii) d’accèder à sa cuisse afin de pouvoir effectuer une injection intra-musculaire du produit anesthésiant. A noter que l’habituation des animaux ainsi que le renforcement positif permet de réduire la durée et l’intensité du stress de capture. Ces méthodes de raffinement sont appliquées le plus souvent possible. Les effets post-prélèvements peuvent également représenter une nuisance en termes de récupération physiologique et/ou physique des animaux. Il s’agira au maximum des effets secondaires liés à l’anesthésie (somnolence, nausée). Toutes les nuisances sont considérées comme légères. De plus, des mesures de raffinement sont mises en place propres à chaque type de prélèvements. A noter que -pour le prélèvement de lait, les petits sont séparés de leur mère pour une durée de 6h maximum engendrant un stress de séparation. Cette séparation sera la plus courte possible et n’entraine pas d’effet à long terme sur le petit. Des mesures particulières sont mises en place afin de limiter le stress immédiat des petits due à cette séparation comme la présence d’une peluche pour s’agripper si le petit est seul ou la mise en groupe des petits s’ils sont plusieurs. - pour le prélèvement de sperme, le mâle est séparé de son groupe la veille pour obtenir le meilleur prélèvement possible. Cette séparation engendre un stress chez l’animal. Afin de réduire au maximum ce stress, le temps de séparation est limité à 24h maximum et le mâle est relâché dans son groupe dès que possible. Le contact visuel avec le groupe est maintenu si possible.
Devenir
Les procédures de prélèvements biologiques étant des procédures très légères, les animaux sont gardés en hébergement standard ou pourront être réutilisé pour d'autres projets scientifiques.
Remplacement
Dans la mesure où les produits de synthèses ne permettent pas encore de reproduire toutes les réactions des différentes cellules visées dans ce projet, l’utilisation d’animaux en tant que donneurs non terminaux reste indispensable. Les prélèvements biologiques réalisés sur animaux vivants proposés dans ce projet permettent justement de remplacer l’utilisation d’animaux vivants « entiers » par des produits biologiques issus de ces animaux permettant ainsi d’éviter l’injection de composants en tests à ces animaux et de multiplier les essais réalisés sur les produits biologiques testés sans multiplier le nombre d’animaux utilisés.
Réduction
L’utilisation de produits biologiques à la place d’animaux entiers permet en soi de réduire le nombre d’animaux utilisés à des fins scientifiques puisqu’un même animal peut être réutilisé pour le prélèvement de plusieurs produits biologiques, dans la limite des volumes et de la fréquence maximale permettant à l’animal de retrouver son état de santé et de bien-être général entre chaque prélèvement. Concernant les prélèvements biologiques eux-mêmes, ceux-ci sont réalisés après une demande spécifique validée d’un demandeur (en général client chercheurs). Les animaux ne sont pas prélevés systématiquement s’il n’y a pas de demande pour la fourniture de produits biologiques qui ne seraient pas utilisés. Dans la mesure du possible, toutes les demandes sont couplées afin de limiter le nombre d’interventions pour un même groupe d’animaux hébergés ensemble et réduire le stress lié à la capture dans une même animalerie. Ainsi tout est fait pour prélever un minimum d’animaux pour satisfaire les demandes des chercheurs.
Raffinement
La plupart des prélèvements est réalisée sur des animaux anesthésiés en suivant les recommandations de prélèvement correspondant aux bonnes pratiques chez l’Homme. Dans les rares cas où l’anesthésie n’est pas réalisée (pour les prélèvements sanguins uniquement : demande spécifique de l'utilisateur : interraction de l’anesthésique avec leur recherche), il est jugé que le dommage engendré par la réalisation du prélèvement en vigil ne diffère pas de celui engendré par l’anesthésie (douleur de la piqure d’une aiguille + stress d’un prélèvement vigil vs douleur de la piqure d’une aiguille + réveil, respectivement). De plus, tous les animaux disposent d’un hébergement répondant à la règlementation en vigueur, avec accès extérieur (volume supplémentaire par rapport à la réglementation) le cas échéant et en groupes sociaux. Les animaleries intérieures et extérieures sont équipées d’enrichissements du milieu adaptés à chaque espèce (au minimum perchoirs, reposoirs, barrières visuelles, matériaux variés, jouets, litière). En ce qui concerne les méthodes de prélèvements des produits biologiques, des mesures de raffinement spécifique (dont analgésie si nécessaire) sont mises en place pour chaque procédure.
Choix des espèces
De nombreuses thématiques de recherche sont menées sur les PNH et peuvent nécessiter l’utilisation de produits biologiques (ici sang et dérivés, LCR, moelle osseuse, urine, humeurs oculaires, biopsies de peau ou musculaire, lait, liquide broncho-alvéolaire, sperme) soit pour des études préliminaires soit comme témoin négatif en comparaison aux produits récoltés lors de l’expérimentation. Les espèces PNH choisies sont celles utilisées le plus couramment en recherche biomédicale et pour lesquelles la communauté scientifique dispose du plus de données bibliographiques et de connaissances (Macaques cynomolgus, rhésus, singes verts et ouistitis). L’espèce prélevée est choisie sur demande du chercheur. Animaux de tous âges en fonction des demandes des utilisateurs. Les volumes prélevables sont ajustés en fonction de l’âge et du poids de l’animal.
Suivi de la pression artérielle chez des rats spino-lésés
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une lésion de la moelle épinière au niveau thoracique paralyse complètement les membres arrière de 20 rats pendant 60 jours, les rend incapables de vider seuls leur vessie et déclenche des épisodes soudains d'hypertension. Ces rats Sprague Dawley, mâles et femelles, sont utilisés sans traitement dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, avec une vidange manuelle de la vessie jusqu'à quatre fois par jour, quatre anesthésies pour mesurer la pression artérielle et huit tests d'agrippement. Les mesures se font au tensiomètre selon la description des procédures, alors que le choix de l'espèce invoque une limite de poids pour "la pose du capteur de télémétrie", une intervention que le résumé ne décrit pas. Le porteur qualifie lui-même la procédure de "lourde, handicapante et sévère". Tous sont tués à l'issue pour prélever un maximum de tissus, en vue de "possible exploitations futures".
Objectifs
Les lésions de la moelle épinière (LM) sont un problème de santé important dans le monde, touchant des individus jeunes et en bonne santé. Outre les déficits moteurs bien connus, les sujets présentent une altération majeure du contrôle du système cardiovasculaire ainsi que des problèmes de régulation de la température interne. Les conséquences sur la qualité et l’espérance de de vie sont extrêmement préjudiciables, impliquant une réelle prise en charge. Chez les rats présentant une lésion de la moelle épinière, l'administration quotidienne pendant 28 jrs d’une molécule similaire à un neuromodulateur, la sérotonine, favorise la récupération motrice. Outre ce rôle démontré, la sérotonine est connue pour jouer également un rôle dans le tonus des vaisseaux sanguins ou la rythmicité cardiaque. L'utilisation chronique de cette même molécule sur 28 jours a confirmé les précédentes études sur la locomotrice mais a aussi mis en évidence une amélioration des fonctions cardiovasculaires. Si ces résultats sont prometteurs et pourraient être utilisés dans de prochaines études cliniques, il est malgré tout nécessaire d’approfondir les données afin de mieux caractériser notre modèle murin. Nous souhaitons donc faire un suivi longitudinal sur 60 jours de rats présentant une lésion de la moelle épinière pour voir l’évolution des paramètres cardiovasculaires dans le temps sans traitement.
Bénéfices attendus
Les lésions hautes de la moelle épinière présentent une incidence dramatique sur tous les aspects de la vie quotidienne individuelle. Outre les déficits sensori-moteurs, des troubles cardiovasculaires importants sont présents chez ces individus. Certains troubles comme les dysreflexies autonomes (épisodes soudains d'hypertension et de bradycardie réflexive) peuvent mettre en jeu le pronostic vital du patient. Le but du projet est l'amélioration des conditions de vie des patients présentant une lésion haute de la moelle épinière par une réduction des épisodes de dysfonctionnement cardiovasculaires et une amélioration de la capacité de rétention urinaire..
Procédures
Tous les animaux subiront une lésion haute de la moelle épinière entraînant une paralysie des membres postérieurs (n=20) pendant 60 jours : la chirurgie dure 1heure à 1h15 maximum. La conséquence de cette paralysie est une mobilité réduite, une impossibilité de vidanger leurs vessies, seuls, des troubles cardiovasculaires, des risques infectieux liés à l'impossibilité de vidanger la vessie et des risques d'obstruction stomacale lié à la réduction de la motilité intestinale (capacité de l'intestin à faire avancer les aliments dans le tractus intestinal). Le risque infectieux est surtout présent pendant les 10 jours post-opératoire et le risque d'obstruction stomacale dure entre 4 et 5 jours post-opératoire. Les autres conséquences de la lésion médullaire dure sur l'ensemble du temps du projet, soit 60 jours. Ensuite chaque animal sera anesthésié pendant 1h15 (1h d'enregistrement plus la stabilisation) toutes les 2 semaines afin de mesurer la pression artérielle avec un tensiomètre. Enfin, toute les semaines, la force des membres avant sera mesurée grâce à un grip-test (on fait s'agripper les animaux sur une grille penchée et on mesure le temps durant lequel l'animal tient). Cette mesure prend en moyenne 3 à 5 minutes. Au total les animaux subiront 8 grip-tests, 4 anesthésies courtes pour la mesure de la pression artérielle et 1 anesthésie pour chirurgie.
Impact sur les animaux
20 animaux subiront une chirurgie de la moelle épinière entraînant une paralysie complète des membres arrières. Ils présenteront des dysfonctionnements des paramètres cardiovasculaires avec des épisodes de dysreflexies autonomes (épisodes soudains d'hypertension et de bradycardie réflexive), une incapacité à vidanger leur vessie seuls (même s'ils présenteront une certaines incontinence) et une diminution de la motilité intestinale (capacité à faire avancer les ingrédients) dans les 4 à 6 premiers jours post-lésionnels
Devenir
La procédure subie par les animaux est lourde, handicapante et sévère. Il est donc important de ne pas devoir refaire des expérimentations pour faire de possibles exploitations immuno-histologiques. Nous avons donc fait le choix de récupérer un maximum de tissus à l'issu de l'expérimentation pour de possible exploitations futures.
Remplacement
Ce projet éthique s'inscrit dans un projet scientifique plus vaste où des études préliminaires ont mis en évidence l'implication du système sérotoninergique (5-HT) dans les épisodes cardiovasculaires dysfonctionnels qui apparaissent à la suite d'une lésion haute de la moelle épinière. L’organisation du système sérotoninergique est complexe avec de nombreux types ou sous-types de récepteurs différents qui se retrouvent à plusieurs niveaux tant centraux que périphérique. Il n'existe pas de modélisation de ce système qui permettrait de prédire les effets la lésion dans notre modèle
Réduction
Nous avons déterminé le n des lots en fonction des premiers résultats obtenus dans le précédent projet. Nous ne pouvons faire des tests statistiques de détermination du n puisque l'objectif principal du projet n'est pas une comparaison de lots mais un comparatif avec des résultats obtenus par une équipe américaine sur une souche différente de rats. Malgré cela, nous ferons une comparaison de type t-test non paramétrique pour savoir si nous avons un effet sexe dans nos résultats (eu égard au fait qu’il existe des différences importantes dans la régulation du système cardiovasculaire entre mâles et femelles). Il va falloir n=7 animaux par lots (avec ce nombre, nous avons été en mesure de faire des statistiques claires lors de notre précédent projet éthique). Toutefois, la complexité de l'expérimentation nous oblige à prévoir une marge d'erreur que nous aimerions ne pas avoir à utiliser (n=10 animaux par sexe). Le système de mesure de pression artérielle permet de faire un suivi longitudinal jusqu'à J60 post-chirurgie sans avoir à euthanasier des individus à chaque temps. Cela réduit d'autant le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Les soins post-opératoires sont basés sur notre expérience de cette technique ainsi que sur des publications de raffinement écrites par les quelques équipes travaillant sur des sujets similaires au nôtre. Il a été validée par la SBEA et l'équipe vétérinaire. Les animaux sont anesthésiés par voie gazeuse (isofluorane). Nous utilisons une analgésie multimodale (morphinique, AINS et anesthésiques locale) pendant 5 jours minimum (sauf la lidocaïne qui n’est donnée que 48h), nous avons adapté les cages qui ont été usinées à façon pour s'adapter à la paralysie des animaux (eaux proche du sol, mangeoire basse, tapis souple agrippant dans la cage pour aider à la mobilité, alimentation liquide pendant 4 jours pré et post-opératoires pour pallier aux problèmes gastriques, vidange manuelle de la vessies de 1 à 4 fois par jour en fonction de la récupération des animaux et antibiothérapie post-opératoire pour éviter les infection urinaires. Des points limites stricts ont été mis en place avec l'aide de l'équipe vétérinaire.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat car c'est un mammifère de petite taille dont la physiologie reste proche de l'humain mais qui reste suffisamment grand pour permettre de bien repérer le tronçon médullaire que nous étudions. En effet, la lésion médullaire doit se faire au plus bas de la vertèbre T3 pour cibler le tronçon T4 et non le T3 (sur le haut de la vertèbre T3). Enfin, depuis 2019, notre modèle est le rat Sprague Dawley et ce projet éthique est la suite d'un projet scientifique plus global. Les animaux seront implantés à 225-275gr soit à 8/9 semaines d'âge environ. Les individus subissant des lésions de la moelle sont souvent de jeunes adultes (cf. description du projet) d'où le choix de la tranche d'âge. Nous avons aussi une contrainte de limite de poids (200gr) pour la pose du capteur de télémétrie.
Etude du rôle de CD98hc dans l’initiation tumorale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Immunodéprimées, elles reçoivent une greffe de fragment de tumeur humaine au flanc puis une injection de cellules tumorales, avant un suivi hebdomadaire de la croissance de la tumeur. Le porteur reconnaît que la tumeur peut devenir nécrosante et gêner les déplacements, et n'administre du paracétamol qu'en cas de signe de souffrance. Il indique utiliser en routine des sphéroïdes et des organoïdes mais juge la souris "nécessaire" pour conserver l'architecture des tumeurs de patients, les retombées thérapeutiques restant au conditionnel.
Objectifs
L'existence d'une population de cellules tumorales, les cellules souches cancéreuses (CSC), ayant un rôle central dans la propagation et la résistance tumorale est bien décrite dans le cancer pulmonaire. Cibler les cellules souches cancéreuses est un enjeu majeur dans la lutte contre le cancer. Une cellule tumorale est définie comme souche cancéreuse lorsqu’elle répond à trois critères fondamentaux Les cellules souches cancéreuses sont les cellules qui 1) initient la tumeur 2) entrainent la résistance des tumeurs aux traitements anti-cancéreux et 3) sont à l'origine des récidives. L'étude des cellules souches cancéreuses est donc critique pour mieux comprendre les mécanismes d'adaptation des tumeurs. Cibler les cellules souches cancéreuses est un enjeu majeur dans la lutte contre le cancer.
Bénéfices attendus
La caractérisation du rôle de certains facteurs dans les cellules souches cancéreuses pourrait nous permettre de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à : injection de kétamine/xylasine intrapéritonéale (1x 1min), incision rasage et placement d'un morceau de tumeur humaine au niveau du flanc (1 x 10 min) - injection de kétamine/xylasine intrapéritonéale (1x 1min), et injection sous-cutanée de cellules tumorales (1x 10 min)- examen hebdomadaire par palpation
Impact sur les animaux
Les animaux vont développer une tumeur au niveau du flanc avec les possibles nuisances liées au modèle comme une tumeur nécrosante ou une locomotion difficile.
Devenir
Les animaux seront tous euthanasiés en fonction de chaque procédure.
Remplacement
L'utilisation de fragments de tumeurs de patients implantés dans des souris immunodéficientes permet de phénocopier la complexicité de la tumeur en conservant non seulement son hétérogénéité cellulaire mais également son architecture tissulaire. L'utilisation de sphéroides (cellules tumorales uniquement) et d'organoides (cellules tumorales et cellules du microenvironnement) sont utilisés en routine au laboratoire. L'utilisation d'animaux est cependant nécessaire pour 1) maintenir les greffes de tumeurs au plus près de la tumeur originelle du patient (architecture et hétérogénéité tumorale). En effet la mise en culture des cellules tumorales entraine une séléction de souspopulations cellulaires et une perte d'hétérogénéité et 2) valider nos résultats obtenus ex-vivo pour assurer leur véracité et non un artefact de culture in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux a été choisi afin d’obtenir des résultats statistiquement significatifs avec le nombre de souris minimum. Nous utiliserons des mâles et des femelles. Nous injecterons les souris sur les deux flancs.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe et en milieu enrichi. Ils seront surveillés quotidiennement (comportement, apparence, signes cliniques) par le personnel animalier d'une part, et par les personnes en charge de l'expérimentation d'autre part. Si nécessaire, les animaux seront isolés (un par cage) en cas d’agressivité. Les animaux seront également suivis périodiquement à l’aide d’une fiche d’observation. En cas de signe de souffrance, du paracétamol sera administré pendant 48h. Si les symptômes persistent l'animal sera euthanasié. Pour l'administration du paracétamol, les souris seront isolées afin de monitorer la prise effective du paracétamol.
Choix des espèces
Nous souhaitons étudier le rôle de CD98hc dans l'initiation tumorale des cancers pulmonaires à partir de tumeurs isolées de biopsies humaines. Dans cette optique, nous utiliserons un modèle de greffe sous-cutanée dans des souris immunodéprimées : les NXG. De plus, de nombreuses études utilisant des tumeurs dérivées de patients utilisent ce modèle, nous permettant ainsi de comparer nos résultats avec ceux de la littérature. Les implantations de tumeurs et les injections de cellules tumorales seront réalisées sur des souris âgées d’au moins 8 semaines qui est l’âge de maturité des souris.
Analyse de l’activation du génome zygotique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
5120 souris femelles vont être utilisées, toutes tuées dans les cinq jours, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent deux injections hormonales de superovulation, une partie subissant en plus une amputation de la dernière phalange pour génotypage, avant d'être tuées pour prélever leurs embryons à divers stades. Le porteur affirme n'attendre aucun effet indésirable en dehors des gestes eux-mêmes et tue tout animal montrant des signes de douleur. Il présente le recours à la souris comme "indispensable", aucun système cellulaire ne reproduisant selon lui l'activation du génome au tout début du développement embryonnaire.
Objectifs
L'expression de gènes contrôlés par l'ARN polymérase II requiert la formation d'un complexe multiprotéique (PIC) sur les promoteurs. Cet assemblage est favorisé par l'action d'autres complexes protéiques qui modifient la structure de la chromatine et facilitent le recrutement du PIC. L'expression active des gènes s'arrête au cours de la formation des gamètes, des ovocytes en particulier, et ne reprend qu'après le démarrage du développement embryonnaire, bien après la fécondation. La nature des complexes protéiques qui permettent le redémarrage de la transcription dans l'embryon (activation du génome zygotique ou ZGA) n'est pas connue. Nos objectifs sont i) d'analyser la présence des protéines composant les différents complexes protéiques associés à la transcription au moment de la ZGA et ii) de tester l'importance de différents gènes codant pour certaines de ces protéines.
Bénéfices attendus
Les connaissances que nous avons des mécanismes d'expression des gènes reposent historiquement sur des modèles cellulaires comme les cellules cancéreuses et des organismes unicellulaires comme les levures. Ces modèles ne sont pas représentatifs de la diversité cellulaire qui existe chez les animaux ni des transitions qui existent au cours du développement et de la différenciation. Notre projet permettra de caractériser une étape essentielle du développement embryonnaire des mammifères.
Procédures
Tous les animaux seront soumis à deux injections intrapéritonéales rapides (moins de 5 secondes par injection) à 48 heures d'intervalle. Pour une partie des animaux seulement, la partie distale d'une phalange sera rognée pour identification et génotypage (moins de 5 secondes).
Impact sur les animaux
La superovulation nécessite une série de deux injections intrapéritonéales et une partie des animaux seront identifiés et génotypés par rognage de phalange. Aucun effet indésirable en dehors de l'acte n'est attendu chez les animaux.
Devenir
Toutes les femelles superovulées seront euthanasiées dans un délai maximum de 5 jours après la première injection dans le but de récupérer les embryons à différents stades de développement.
Remplacement
A l'heure actuelle, il n'existe pas de système cellulaire qui permette de récapituler le stade de l'activation du génome zygotique qui correspond au démarrage de la transcription du génome embryonnaire; l'emploi d'un modèle animal est donc indispensable. Il n'est pas possible de remplacer le modèle murin par un autre modèle animal parce que, bien que le développement de tous les animaux passe par une étape d'activation du génome zygotique, il y a des différences fonctionnelles fondamentales entre ce qui se passe chez les mammifères (développement plus lent) et chez les autres animaux (développement plus rapide).
Réduction
Le nombre d'animaux déterminé tient compte de l'efficacité de la procédure de superovulation (variabilité du nombre d'embryons obtenus par femelle, du nombre de femelles pour lesquelles la stimulation hormonale n'a pas été efficace et du nombre de femelles non fécondées) et du nombre minimal d'embryons à collecter pour pouvoir réaliser nos analyses et pour pouvoir conclure. En particulier, une partie des animaux sera utilisée pour produire des embryons en vue d'optimiser des techniques ce qui permettra de réduire le nombre d'embryons (et donc de femelles) pour l'analyse de l'importance de 7 gènes candidats.
Raffinement
La procédure de rognage des phalanges n'est pas susceptible de générer une gêne majeure pour l'animal vers 10 jours: en cas de saignement, un point de compression sera effectué. La procédure de superovulation est rapide et limitée à 2 injections intrapéritonéales à 48 heures d'intervalle. Les points d'injection seront alternés et suivis jusqu'à l'euthanasie. De plus les femelles sont euthanasiées au plus tard 5 jours après la première injection. Ces procédures sont rapides et ne nécessitent pas de dérogation aux conditions règlementaires d'élevage, d'enrichissement et d'interaction sociale. En cas de signes de douleur (inflammation, prostration, poil hérissé ou dos vouté), les animaux concernés seront immédiatement euthanasiés.
Choix des espèces
La superovulation étant efficace sur des femelles jeunes, nous n'utiliserons que des femelles entre 3 et 5 semaines d'âge ce qui correspond à la période optimale de réponse à la stimulation hormonale. Le choix du modèle murin repose sur la possibilité qu'offre ce modèle pour générer des mutants et sur le fait que c'est un modèle mammifère proche de l'homme. L'activation du génome zygotique (ZGA) chez les mammifères est différente de celle qui se passe chez d'autres modèles vertébrés ou non vertébrés. En effet, le développement mammifère est plus lent et la ZGA est initiée juste avant la 1ère division, environ 12 heures après la fécondation, alors que chez le poisson zèbre, le xénope ou la drosophile, la ZGA est plus rapide mais intervient après plusieurs divisions cellulaires. De plus, les acteurs et les mécanismes moléculaires de la ZGA ne sont pas conservés entre les mammifères et les autres modèles.
Comprendre l’effet thérapeutique de la stimulation d’une structure cérébrale corticale sur le risque de rechute à la prise de cocaïne afin d’améliorer la prise en charge des patients.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
240 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures dont la souffrance déclarée est modérée pour 48 d'entre eux et sévère pour 192. On leur pose un cathéter veineux et, pour 192, des électrodes dans le cerveau, avant des séances quotidiennes d'auto-administration de cocaïne de six heures et des stimulations cérébrales, sous hébergement individuel. Le porteur décrit un état émotionnel négatif lié à l'addiction, poil hérissé, irritabilité et agressivité, ainsi qu'un stress d'isolement, et prévoit une mise à mort finale pour analyses. Il affirme que ces mécanismes ne s'étudient que sur un animal "entier" vivant, les retombées pour les patients traités par stimulation magnétique restant à venir.
Objectifs
L’addiction aux drogues pose, en France et dans le monde, un problème de santé publique majeur, dont les impacts sont multiples aux niveaux sanitaires, médicaux et sociaux. Malgré l’avancée des travaux de recherche pour comprendre les mécanismes neurobiologiques et comportementaux liés à l’addiction, des thérapies efficaces restent encore à être développées. Récemment, une méthode thérapeutique non invasive et très bien tolérée par les patients, la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS) semble prometteuse car elle réduirait, chez certains patients, de façon persistante le désir et la consommation de certaines drogues. Cependant, à ce jour, les mécanismes de l'effet thérapeutique à long terme de cette stimulation ne sont pas complètement compris, ce qui est important pour améliorer l’efficacité de ce traitement prometteur. L’objectif principal de ce projet est donc de mimer chez le rat la stimulation transcrânienne utilisée chez l’Homme et de comprendre si les mécanismes de cette stimulation chez l’Homme passent par une structure cérébrale particulière, l’insula, dans un modèle d’addiction à la cocaïne. Notre hypothèse est que la réduction de la rechute à l’addiction à certaines drogues par la stimulation de l’insula serait due à la restauration de la communication entre des circuits neuronaux impliqués dans le désir irrépressible de consommer de la drogue. Nous mènerons donc une étude pour examiner les effets de la stimulation de l’insula sur la rechute dans des modèles animaux d’addiction et rechercherons les mécanismes neurobiologiques sous-jacents, afin d’améliorer les stimulations effectuées chez les patients.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre une meilleure compréhension des mécanismes neurobiologiques et comportementaux impliqués dans l’addiction à la cocaïne et va apporter des informations cruciales sur le potentiel thérapeutique de la stimulation magnétique répétée de l’insula pour traiter l’addiction aux drogues, qui est une maladie très dommageable pour notre société. Comprendre les mécanismes de la stimulation de l’insula permettra d’améliorer chez le patient le patron de stimulation utilisé actuellement, et de déterminer la zone du cerveau à cibler préférentiellement chez l’Homme. Le bénéfice final de ce projet sera une meilleure prise en charge des patients atteints d’addiction lors de la phase d’abstinence.
Procédures
192 rats seront soumis à une chirurgie d’implantation d’électrodes dans le cerveau sous anesthésie générale de 1 heure afin de pouvoir être stimulés cérébralement. Tous les rats (240) seront soumis à une chirurgie d’implantation de cathéter dans la veine sous anesthésie générale de 15 minutes pour pouvoir suivre les sessions d’auto-administration de drogue. Tous les rats (240) seront placés dans les cages d’auto-administration pour suivre des sessions d’auto-administration de drogue (10 sessions, 1 session par jour ; durée d’une session = 6h). 192 rats seront stimulés cérébralement par leur électrode (3 stimulations par semaine, pendant 4 semaines, 10 minutes par stimulation). 144 rats seront enregistrés électrophysiologiquement (3 heures sous anesthésie générale). 96 rats suivront un test dans les cages d’auto-administration (6 heures) pour évaluer leur comportement de recherche de drogue. Tous les rats (240) seront pesés 20 fois maximum (2 fois par semaine, 10 secondes par pesée). Toutes les femelles (120) seront soumis à un frottis vaginal (1 fois, l’acte dure quelques seconde).
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues pour cette procédure sont : - Chirurgies : inconfort transitoire au réveil - Electrode de stimulation : gêne occasionnée - Cathéter : légère gène - Auto-administration : La prise de drogue chronique (bien que volontaire) peut causer un stress modéré chez certains rats, ce qui est attendu car, comme chez l’Homme, un état « addict » chez le rat peut être associé à un état émotionnel négatif. Cet état peut se révéler par le poil hérissé, par une certaine irritabilité et agressivité envers l’expérimentateur mais pas envers ses congénères. Dans la plupart des cas, cet état est transitoire et l’état du pelage et les niveaux d’agressivité reviennent à la normale après quelques jours. - Stimulation cérébrale : gêne du câble de stimulation. - Période d’abstinence : peut causer un léger stress. - Isolement : Les animaux sont hébergés individuellement après la première chirurgie et jusqu’à la fin de la procédure ce qui peut causer un léger stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de procéder à des analyses moléculaires et histologiques.
Remplacement
Ce type de recherche, visant à comprendre les bases d'un processus psychobiologique, peut-être uniquement mené sur un animal vivant. En effet, nous étudions les bases comportementales et neurobiologiques impliquées dans l’addiction. L’étude de ce processus nécessite la présence de réseaux neuronaux intacts et fonctionnels qui sont uniquement accessibles dans des modèles d’animaux intègres et donc vivants. Après vérification, il n’a pas été trouvé de test in vitro ou in silico permettant d’effectuer cette recherche et il n’est donc pas envisageable d’utiliser des méthodes de substitution à l’animal entier.
Réduction
Un test de puissance préalable nous a permis de définir les effectifs nécessaires à la réalisation de ce projet de façon à mettre en évidence des différences significatives tout en limitant au maximum le nombre d’animaux utilisés. Nous minimiserons le nombre d'animaux utilisés par des méthodes expérimentales validées et reproductibles, en ayant recours à des analyses statistiques. Ainsi 24 animaux par lot, seront nécessaires à notre étude. Avec 10 lots, soit 240 animaux maximum.
Raffinement
Toutes les phases du projet seront réalisées par des personnels expérimentés. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de suivi de bien-être animal qui aide dans le suivi des points limites et des critères d’intervention et d’arrêt. En effet, ses points limites gradés précis sont définis dans une grille de suivi (perte de poids, apparence, comportement de l’animal). Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape, une pesée 2 fois par semaine, et le recours à l’anesthésie générale, additionnée d’une anesthésie locale en présence d’antalgiques ainsi que d’un maintien de la température et d’une hydratation régulière des tissus lors des procédures de chirurgie. Les expérimentateurs sont compétents en chirurgie. A leur arrivée à l’animalerie, les animaux seront hébergés à deux par cage en conditions normales (température et humidité contrôlées, cages ventilées) avec un enrichissement dans la cage fourni par l’animalerie (stick ou pièce de bois à ronger pour assouvir leur besoin naturel de ronger) et accès à l’eau et à la nourriture ad libitum. Les procédures débuteront après une période d’acclimatation de 10 jours minimum. Après la première chirurgie et jusqu’à la fin de la manipulation, les animaux seront hébergés individuellement pour éviter la dégradation de leur cathéter et/ou de leur électrode de stimulation (240 rats, pendant 10 semaines maximum) mais un enrichissement supplémentaire (tunnel pour pouvoir se cacher) sera placé dans la cage d’hébergement.
Choix des espèces
Le rat est, avec la souris, l’animal le plus utilisé pour l’étude de l’addiction dans les modèles animaux, car ses réponses neuronales sont proches des réponses neuronales observées chez l'Homme. Nous utiliserons des rats « outbred », c’est à dire avec un niveau de consanguinité limité ce qui permet une variabilité génétique majeure entre les individus pour un meilleur reflet de ce que l’on trouve chez l’Homme. Dans cette étude, nous utiliserons des rats adultes de 8 semaines ce qui est en conformité avec la majorité des expériences de comportement animal et la littérature, et ce qui limite les risques de variabilité qui pourrait être lié à l’utilisation de rats en phase d’adolescence (juvéniles).
Etude (multisite) des bases neurales de la fonction attentionnelle et de son amélioration par électrophysiologie et pharmacologie (EU1/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
5 macaques rhésus vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis réutilisés ou rendus à l'élevage plutôt que tués. Chaque animal subit deux chirurgies crâniennes avec pose d'un plot de tête et une craniotomie de 18 mm, puis des mois d'entraînement à des tâches d'attention et des enregistrements par électrodes enfoncées dans le cerveau. Le porteur reconnaît un risque d'infection des chambres d'enregistrement et des lésions cérébrales possibles à chaque session, qu'il juge rares. Il revendique une recherche fondamentale sur l'attention, transposable à l'humain "par extension", et présente le macaque comme le modèle le plus proche, la mise à mort n'étant qu'un dernier recours.
Objectifs
La fonction attentionnelle est une fonction cognitive essentielle à l’implémentation de la plupart des autres fonctions cognitive. Elle améliore ainsi les fonctions d’apprentissage, de mémorisation, de planification, de raisonnement etc. Lorsqu’elle fait défaut, suite à un accident cérébral, une maladie neurodégénérative ou encore des troubles neurodéveloppementaux, les personnes se retrouvent en difficultés cognitives dans leur vie quotidienne et leurs apprentissages. Notre objectif est d’identifier les processus neuronaux et métaboliques qui sous-tendent cette fonction à la fois localement (c’est-à-dire comprendre comment chaque neurone et les neurones d’une même région cérébrale fonctionnent ensemble lorsqu’on utilise notre attention), et dans le réseau cérébral attentionnel (c’est-à-dire entre les différentes aires cérébrales qui sont activées lorsqu’on utilise notre attention). Nous analyserons ces réponses neuronales locales et distantes pendant l’exécution de tâches comportementales impliquant l’attention, en situation normale, ou lors de l’utilisation de molécules stimulant le système noradrénergique et ainsi l’attention, ou encore, en utilisant des approches visant à modifier l’activité corticale par le sujet lui-même et lui permettant d’apprendre à optimiser le fonctionnement de ces régions cérébrales. Le projet combine analyse du comportement, et injections pharmacologiques systémiques et intracérébrales, enregistrements électrophysiologiques, et enregistrements métaboliques. Nous ciblerons spécifiquement le cortex pariétal et le cortex préfrontal, deux régions impliquées dans la fonction attentionnelle. Il sera réalisé chez le primate non humain, le seul modèle animal doté d’un système visuel et attentionnel comparable à celui de l’Homme et capable d’effectuer des tâches aussi complexes que celles réalisées par l’Homme. Ce projet nous permettra d’atteindre une meilleure compréhension de la façon dont le cerveau met en œuvre la fonction attentionnelle, et de proposer des pistes thérapeutiques pharmacologiques ou interventionnelles (invasives ou non-invasive) pour sa réparation ou son amélioration.
Bénéfices attendus
Ce projet est conçu pour enrichir nos connaissances fondamentales concernant le fonctionnement cérébral et la fonction attentionnelle du primate non-humain, et de l’homme par extension. Grâce à ce projet, nous pourrons comprendre comment l’activité neuronale et métabolique du cortex pariétal et du cortex préfrontal organise la fonction attentionnelle et quel rôle la neuromodulation noradrénergique joue dans ce contexte. Nous serons également en mesure de caractériser les bénéfices des approches visant à modifier l’activité corticale par le sujet lui-même (neurofeedback) sur la dynamique cérébrale ainsi que sur la performance comportementale. Ces questions relèvent clairement du domaine des neurosciences fondamentales, et notre principale ambition est de mieux comprendre comment le cerveau met en œuvre la fonction attentionnelle chez l'homme et les primates non humains. Cependant, nous pensons que les réponses que nous apporterons pourront alimenter les neurosciences cliniques.
Procédures
Habituation à la sortie de cage (3 mois) ; 2 Chirurgie sous anesthésie générale (3h/ Chirurgie); Habituation aux tâche comportementales (6 mois); Enregistrements électrophysiologiques et métaboliques (3 mois); 2 Anesthésies générales pour examens d’imagerie anatomique (3h/ examen). La procédure dans son ensemble est considérée comme modérée.
Impact sur les animaux
La partie électrophysiologique du projet implique l’implantation d’un plot de tête et d’une chambre d’enregistrement par l’intermédiaire de vis en céramique et en titane chirurgicalement implantées sur la tête de l’animal. Les chambres d’enregistrement pariétale et préfrontales donneront sur une craniotomie (circulaire 18mm de diamètre) permettant l’accès à la dure-mère et au cerveau pour pouvoir y positionner une électrode (d’enregistrement neuronal ou métabolique) au moment des sessions d’expérimentation. La présence de ces chambres d’enregistrement constitue une source potentielle d’infection requérant une attention particulière, avec des soins fréquents adaptés. De potentiels lésions cérébrales engendrées lors de la pénétration de l’électrode dans le cerveau sont à prévoir avec la répétition des sessions d’enregistrement. Le suivi comportemental quotidien des animaux nous informera sur la présence ou non d’une lésion débilitante. Cette possibilité demeure toutefois extrêmement rare. Il n’est pas démontré que l’effet cumulatif entre les différentes phases du projet soit délétère pour la santé de l’animal. Toutes les étapes du projet étant classées en procédure légère, à l’exception des interventions chirurgicales classées en modérée, nous estimons que la sévérité totale du projet demeure modérée pour les animaux.
Devenir
A la fin du protocole, en concertation avec le vétérinaire réfèrent et dépendamment du degré réel de sévérité de la procédure pour chaque animal, les singes seront préférentiellement réutilisés pour une autre étude. Ces animaux auront acquis une grande valeur scientifique, du fait de leur entrainement à réaliser des taches cognitives. Les animaux ayant un plot implanté seront préférentiellement réutilisés pour une autre étude nécessitant les mêmes approches expérimentales. De ce fait, nous ne prévoyons de désimplantation chirurgicale à la fin de notre protocole que sur les animaux pour lesquels une sortie de protocole sera décidée. Également, notre protocole ne nécessite pas l'euthanasie de ces animaux pour des fins scientifiques. Les animaux sortis de protocole seront candidats à un replacement dans un sanctuaire. En dernier recours, si aucune solution alternative n’est possible, les animaux seront sacrifiés.
Remplacement
L’utilisation du modèle primate non-humain apparait essentiel pour la réalisation de cette étude de recherche fondamentale, utilisant des approches d’électrophysiologie et de pharmacologie. Phylogénétiquement, ce modèle d’étude pré-clinique est le plus proche de l’humain dans l’expression de ses comportements et dans son organisation anatomo-fonctionnelle. Ainsi, les informations obtenues seront plus facilement comparables transposables et identifiables à une application chez l’humain. De plus, des taches comportementales variées peuvent être réalisées par ces animaux permettant ainsi l’étude d’un large spectre de comportements complexes. Aucun autre modèle animal ne présente ces caractéristiques. Par ailleurs, cette approche d’électrophysiologie telle que décrite dans le projet ne peut être à ce jour réalisée chez l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux est réduit à la valeur minimale permettant d’atteindre une significativité et reproductibilité des observations. Au total, nous prévoyons la possibilité d’inclure 5 animaux dans le protocole (4 en réutilisation et 1 en nouvelle inclusion). Ce nombre a été choisi sur la base du nombre minimum standard d’animaux (n=4) défini par la communauté scientifique abordant des problématiques comportementales avec des méthodes d’électrophysiologie chez le primate non-humain, étant données les conditions expérimentales envisagées, et sur la possibilité d’avoir à remplacer des animaux en cours de protocole (n=1). Tous les protocoles seront lancés sur les mêmes animaux ce qui nous permettra de comparer différentes acquisitions sur les mêmes sujets et ainsi optimiser la puissance statistique de notre étude. Les animaux en réutilisation, pour cette étude, sont déjà entrainés aux tâches comportementales et hébergé dans le laboratoire. Deux sont déjà implantés des chambres d’enregistrements. Cette réutilisation est d’autant plus importante que ces animaux doivent être entraînés sur une longue durée de temps, avec renforcement positif, pour arriver à un comportement stable, avant de pouvoir passer à la phase de collecte de données.
Raffinement
Notre méthodologie expérimentale a été planifiée afin de minimiser l’impact de notre étude sur la santé et le bienêtre des animaux. L’expérimentation implique l’utilisation simultanées de plusieurs types d’enregistrements (neuronaux, métaboliques) avec ou sans manipulation pharamacologique, permettant ainsi de maximiser la qualité et la diversité des données recueillis permettant ainsi le recueil de données de haute valeur scientifique, habituellement recueillis dans le cadre de plusieurs protocoles indépendants. L’implantation du plot, réalisée chirurgicalement sera réalisée avec les meilleures techniques d’asepsie possible, par un neurochirurgien, afin de réduire le risque d’infection ou de désimplantation. Les animaux ne seront implantés avec les chambres d’enregistrement qu’au moment d’initier la phase d’électrophysiologie de l’étude. La craniotomie réalisée chirurgicalement sera la plus petite possible à l’intérieur de la chambre d’enregistrement, minimisant ainsi le possible risque d’infection. Les enregistrements seront effectués avec des microélectrodes/sondes fuselées à faible diamètre (150microm) pour ne pas créer de lésion significative au niveau de la structure cérébrale d’intérêt. Les imageries réalisées au préalable nous permettront de cibler avec précision les régions cérébrales à enregistrer et nous indiquerons comment positionner l’électrode pour être le plus efficace possible dans la collection de données électrophysiologiques et métaboliques. En dehors des sessions comportementales qui seront réduites le plus possible, les animaux seront hébergés dans un environnement social avec accès à de grandes volières incluant du matériel de fourrage et de multiples formes d’enrichissement. Pour favoriser des interactions sans stress excessif entre l’animal et l’expérimentateur, les animaux seront entrainés à la technique d’association positive entre un son (clicker), une action, et une récompense alimentaire. De plus, la mise en place de points limites précoces nous permettra un suivi régulier du stress des animaux.
Choix des espèces
Pour cette étude, le modèle primate non-humain (macaque) apparait essentiel pour plusieurs raisons : - Cette étude s’intéresse à des mécanismes neurobiologiques chez le macaque pour des raisons de connaissance fondamentale. - Phylogénétiquement, ce modèle animal est le plus proche de l’humain dans l’expression de ses comportements et dans son organisation anatomo-fonctionnelle la rendant notamment plus « facilement » comparable pour des études cognitives -Toutes informations physiologiques ou physiopathologiques obtenues chez le primate non-humain est plus facilement transposable à une application chez l’humain. Les quatre animaux réutilisés sont des animaux matures. Les animaux reçus de nos fournisseurs sont de jeunes adultes (3.5-4 ans). Ils arrivent généralement déjà en groupe et sont socialement compatibles permettant de les pairer pour leur hébergement. L’étude portant sur des sujets adultes, les variations de maturation ou de vieillissement au sein de cette tranche d’âge restes minimes et ne devrait pas engendrer de variations significatives des réponses neuronales dans les taches étudiées
Traitement de la thrombocytopénie congénitale chez les souris dépourvues du récepteur coinhibiteur G6b-B
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
128 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour être dépourvues du récepteur plaquettaire G6b-B, elles reçoivent cinq injections d'un stimulant plaquettaire, jusqu'à quatre prises de sang sous anesthésie et un prélèvement terminal, la moitié subissant en plus une section de la queue pour mesurer le temps de saignement. Le porteur affirme que le traitement n'entraîne aucun effet négatif et attribue la gravité modérée au seul cumul des gestes. Il conclut que ces mécanismes doivent être étudiés dans un "organisme entier" et que la souris est la seule espèce porteuse de cette mutation.
Objectifs
La thrombocytopénie est un trouble plaquettaire fréquent dont les causes et les conséquences sont variées. Les souris dépourvues du récepteur plaquettaire G6b-B (G6B KO) naissent avec un défaut des mégacaryocytes (MK), cellules formant les plaquettes, et des plaquettes elles-même. Ces souris présentent entre autres une macrothrombocytopénie sévère (diminution du nombre de plaquettes circulantes avec augmentation de leur taille). Les mêmes caractéristiques ont été récemment signalés chez des patients présentant les mêmes mutations dans le gène codant pour le récepteur G6b-B. Pour mieux comprendre la cause et le traitement de cette pathologie, nous avons utilisé des approches génétiques et pharmacologiques pour rétablir le nombre et la fonction des plaquettes chez les souris G6b KO. Notre intérêt s’est porté sur le traitement par le romiplostim, agent stimulant la production de plaquettes sanguines, qui a permis de remédier à la thrombocytopénie. Ceci laisse penser qu'il pourrait s'agir d'une thérapie prometteuse pour les patients dépourvus de G6b-B fonctionnel. De part la similarité entre les caractéristiques souris et patients dépourvus de G6b-B, cette étude permet d’étudier le potentiel thérapeutique du romiplostim sur la thrombopénie induite. Le romiplostim étant un traitement déjà utilisé sur les patients pour d’autres pathologies. Nous avons précédemment montré que le romiplostim permettait le rétablissement de la thrombocytopénie chez les souris déficientes en G6b. Ce projet vise à étuder l’effet du traitement sur l’hémostase suite au rétablissement du nombre de plaquette. De plus, il est connu que le traitement au romiplostim peut entrainer une myélofibrose (trouble affectant la moelle osseuse). Ces analyses permettront également d’étudier l’impact de l’utilisation du romiplostim sur la moelle osseuse et ses conséquences.
Bénéfices attendus
Le but de ce projet est, dans la continuité de précédentes expériences, d’étudier la fonctionnalité des plaquettes sanguines des souris G6b KO après traitement au romiplostim. Bien que le traitement au romiplostim permet le rétablissement du nombre de plaquettes circulantes et de leurs propriétés, il reste à savoir si ce traitement permet de rétablir efficacement la fonctionnalité principale de plaquettes, c’est-à-dire l’arrêt de saignement. De plus, il est connu que le traitement au romiplostim peut entrainer une myélofibrose. Ces analyses permettront d’étudier l’impact de l’utilisation du romiplostim sur la moelle osseuse et ses conséquences. Les phénotypes très similaires entre les souris G6b KO et la macrothrombocytopénie et myélofibrose congénitales chez l'homme constituent un modèle intéressant pour étudier la base moléculaire de cette maladie. Ainsi l'efficacité relative des actuels et nouveaux traitements de la thrombocytopénie peut être analysée. Une telle étude est particulièrement pertinente en raison de l'émergence de mutations de G6b comme cause de thrombocytopénie héréditaire dans de multiples familles
Procédures
L’ensemble des animaux recevront le traitement romiplostim par injection (5 injections au total sur 15 jours, sur animal vigile, durée de geste environ 30 secondes). Les animaux auront également un prélèvement de sang (maximum 4 prélèvements par animal sur 15 jours, sous anesthésie générale, durée d’environ 1 minute). Tous les animaux subiront également un prélèvement de sang terminal (1 prélèvement, sous anesthésie générale, durée 5 minutes). La moitié des animaux subiront en plus un temps de saignement (sous anesthésie générale, durée de l’expérimentation 30 minutes).
Impact sur les animaux
Le traitement romiplostim n'entraine aucun effet négatif, comme chez l'homme. Les nuisances sont essentiellement liées au stress de contention au moment des injections en sous-cutanée (durée de la manipulation estimée à 30 sec). Le produit injecté n’induit pas de douleur. Les injections sous-cutanés seront espacés de quelques jours et un total de 5 injections sera effectué. Nous n’attendons pas de douleur liées aux injections, et le site d’injection sera régulièrement observé pour s’en assurer. Suite au prélèvement de sang, les souris pourront présenter un saignement modéré ainsi qu’une douleur (estimée à 1h post-injection). Ces prélèvements répétés étant assez espacés (5-10 jours entre les prélèvements) nous n’attendons pas de traumatismes et douleurs importantes que pourraient engendrer des prélèvements rapprochés. Possible stress au moment de l’anesthésie gazeuse pour le prélèvement de sang, durée de 30 secondes avant endormissement. Possible difficulté de mobilité/engourdissement au réveil de l’anesthésie gazeuse, durée estimée à 3-5min. Après le temps de saignement, les souris pourront présenter un saignement ainsi qu’une douleur au niveau de la section de la queue. Possible difficulté de mobilité/engourdissement au réveil de l’anesthésie gazeuse, durée estimée à 5-10 min. Les différents gestes pris séparement représentent des nuisances légères, mais nous considérons que le cumul des interventions induit une nuisance de type modéré pour les souris.
Devenir
En fin de procédure, les animaux seront mis à mort pour analyses post-mortem.
Remplacement
Ces expériences utilisant la souris ne peuvent être remplacées par des études in vitro, d’une part car ces essais doivent être menés dans un organisme entier afin d'accéder à la complexité des mécanismes, ce qui fait l'objet de notre projet. D'autre part, la souris est la seule espèce pour laquelle nous disposons de modèles dépourvus de la protéine co-inhibitrice G6b-B, ayant un phénotype similaire à celui des patients ayant la même mutation.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est réduit au minimum afin d’obtenir des données statistiquement significatives. Les données seront traités avec des tests statistiques adaptés permettant de répondre aux questions posées. Nos études précédentes nous ont permis de définir au préalable le protocole de traitement à utiliser.
Raffinement
Les conditions du travail seront raffinées afin de limiter l’angoisse, l’inconfort, le stress et la douleur associés aux manipulations des souris. Les prélèvements de sang pour suivi cinétique de la numération plaquettaire se feront sur des souris sous anesthésie générale gazeuse afin d’éviter la souffrance mais favoriser un réveil rapide. Dans tous les cas, les souris restent ensemble dans la même cage durant toute l'expérience. Les cages sont enrichies en jouets et coton à déchiqueter pour qu’elles y fassent leur nid, et les animaux sont manipulés avec calme et par des manipulateurs avertis pour limiter le stress de contention, dans l'intérêt du bien-être animal. Les prélèvements sanguins seront réalisés sous anesthésie et analgésie. L’état de santé des animaux est suivi tout au long de l’expérimentation à l’aide d’une grille intégrant des points limites, permettant d’interrompre les procédures.
Choix des espèces
La souris est la seule espèce pour laquelle nous disposons de modèles dépourvus de la protéine co-inhibitrice G6b-B, ayant un phénotype similaire à celui des patients ayant la même mutation. Des animaux adultes seront utilisés dans ce projet, à partir de 8 semaines, âge à partir duquel la croissance se stabilise. Nous réaliserons des groupes homogènes en âge, de 8 à 20 semaines environ.