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Régulation hormonale de l’adaptation respiratoire périnatale : du modèle ovin à la détresse respiratoire néonatale humaine – EU1/2 SAAJ
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128 brebis et agneaux vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Les brebis gestantes reçoivent des injections d'hormones et une perfusion puis subissent une césarienne, et les agneaux nés prématurément présentent des difficultés respiratoires avant d'être tués à vingt-quatre heures pour prélèvement d'organes. L'étude teste l'ocytocine et des corticoïdes contre la détresse respiratoire du nouveau-né. Le porteur relie ce travail à la mortalité des agneaux en élevage et affirme qu'aucun modèle non animal ne permet d'étudier cette adaptation à la naissance.
Objectifs
La détresse respiratoire du nouveau-né est une cause fréquente d’hospitalisation en réanimation néonatale,tout particulièrement chez les prématurés mais aussi chez les nouveau-nés à terme après césarienne programmée.Elle entraine une séparation de la mère et de l’enfant ainsi que des coûts importants.Sur le plan thérapeutique préventif,seule l’administration anténatale de glucocorticoïdes chez les prématurés avant 34 SA(Semaine d’Aménorrhée) a fait la preuve de son efficacité lors de cas avérés de naissance prématurée. Dans les cas de naissance par césarienne programmée avant travail, aucun traitement n’est disponible pour les nouveau-nés à terme ou prématurés « tardifs » (34-37 SA).Passé 34 SA, les corticoïdes ne sont plus recommandés car les risques à long terme chez les enfants deviennent prépondérants aux bénéfices néonataux sur le plan respiratoire. L’analyse des mécanismes physiologiques de régulation de la production du surfactant et de la réabsorption du liquide pulmonaire dans les cas de naissance physiologique à terme montre que d’autres hormones que les corticoïdes sont impliquées dans l’adaptation respiratoire à la vie extra-utérine.Celles-ci pourraient être à la base de futures thérapies de la détresse respiratoire néonatale, mais peu de travaux portent sur les effets de leur administration anténatale. Parmi elles, l’ocytocine représente une piste intéressante.Notre hypothèse est que l’adaptation respiratoire à la vie extra-utérine, qui dépend de la sécrétion du surfactant mais également de la réabsorption du liquide pulmonaire, est régulée conjointement par les voies endocriniennes minéralocorticoïde et glucocorticoïde ainsi que par celle de l’ocytocine.Les cas de détresse respiratoire néonatale dans les césariennes programmées en prématurité tardive pourraient être le fait d’une absence de mise en route de ces cascades hormonales.Nous souhaitons mettre en évidence que l’administration anténatale de glucocorticoïdes et/ou d’ocytocine, en venant compenser cette immaturité ou ce défaut de sécrétion, permettrait de limiter la détresse respiratoire chez l’ovin né prématurément par césarienne.De par ses caractéristiques, l’ovin est un modèle animal reconnu pour mener des recherches précliniques sur le système respiratoire. La mortalité néonatale impacte également fortement la filière ovine puisqu’on estime qu’elle concerne en moyenne 15 % des agneaux nouveau-nés en France.Cette avancée pourrait permettre de diminuer la mortalité en élevage
Bénéfices attendus
Au-delà du modèle d’étude, la mortalité néonatale impacte également fortement la filière ovine puisqu’on estime qu’elle concerne en moyenne 15 % des agneaux nouveau-nés, ce qui représente environ 1 million d’agneaux chaque année en France. Or plus de la moitié de cette mortalité intervient dans les 48 heures suivant la naissance et serait directement ou indirectement liée à un défaut d’adaptation à la vie extra-utérine. A l’heure actuelle, les possibilités de traitement de ces agneaux sont très limitées et reposent essentiellement, lorsqu’elles sont possibles, sur l’administration anténatale de corticoïdes. Si les bénéfices d’une administration anténatale de corticoïdes sont bien documentés, il n’existe pas à notre connaissance de travaux portant sur les effets d’une administration anténatale d’autres hormones comme l’ocytocine. De plus, si notre hypothèse est confirmée, la perfusion de glucocorticoïdes et/ou d’ocytocine chez la mère en préalable à une césarienne programmée avant le début du travail devrait permettre d’améliorer chez l’humain l’adaptation respiratoire du nouveau-né lors de sa naissance et donc de limiter les conséquences délétères en lien avec la détresse respiratoire néonatale : séparation de la mère et de l’enfant, réalisation de nombreux gestes invasifs quotidiens chez le nouveau-né, ainsi que des coûts de santé publique importants. L’objectif in fine sera de proposer des thérapies préventives maternelles de la mauvaise adaptation à la vie extra-utérine chez l’humain mais également chez l’ovin.
Procédures
Procédure de traitement anté-natal, sur animaux vigiles - Brebis : pour chaque brebis o 3 injections (durée moyenne : 30 secondes par injection): • 72h avant césarienne • 48h avant césarienne • 24h avant césarienne o Une pose de cathéter intraveineux sur la veine jugulaire puis perfusion pendant les 5 heures précédant la césarienne (durée moyenne : 5 minutes pour la pose de cathéter et 5 heures de perfusion) Prélèvements sur animaux vigiles - Brebis : pour chaque brebis o 1 prélèvement sanguin (20 ml à la veine jugulaire, durée moyenne : 1 minute) - Agneaux : pour chaque agneau o 1 prélèvement de sang de cordon juste au moment de la naissance réalisé avant la sortie de l’agneau de l’utérus (durée moyenne 30 secondes) o 2 prélèvements sanguins à J0+1h puis à J1 (durée moyenne : 1 minute par prélèvement) o 1 prélèvement urinaire à J1 sur miction spontanée ou, à défaut, par ponction de la vessie lors du prélèvement des organes suite à l’euthanasie Procédure chirurgicale sur animaux anesthésiés après sédation - Brebis : pour chaque brebis o 1 césarienne (durée moyenne 1h30)
Impact sur les animaux
Pour les brebis, les actes prévus consistent en : - des injections sur animal vigile (douleurs légères de courte durée liée à l'injection) ; - la pose d’un cathéter veineux en vue de l’administration d’une perfusion associée à des traitements expérimentaux et un prélèvement sanguin unique par ponction veineuse sur animal vigile (douleurs légères de courte durée liée au prélèvement ou la pose d’un cathéter); - hébergement individuel pendant la perfusion - la procédure chirurgicale (césarienne)(douleurs modérées gérées par analgésie). Pour les agneaux, - prise de sang par ponction à la veine jugulaire (douleurs légères de courte durée liée au prélèvement) - difficultés respiratoires dans les premières minutes à premières heures de vie
Devenir
Les Brebis (déjà réutilisées après un autre projet) seront euthanasiées, de plus, des prévèlements d’organes post-mortem seront réalisés pour d’autres projets. Les agneaux doivent quand à eux être euthanasiés dans le but de prélever les organes nécessaires pour les analyses biologiques.
Remplacement
Le questionnement scientifique de ce projet porte sur des mécanismes de régulation hormonale et d’adaptation de l’organisme à un changement de milieu de vie (passage de la vie utérine à la vie aérienne) qui impliquent de multiples organes. Or il n’existe pas à notre connaissance de modèle non animal permettant de répondre à ce questionnement.
Réduction
Le projet prévoit la constitution de 4 lots expérimentaux. Nous prévoyons donc l’inclusion de 32 brebis (portée de 3 agneaux) pour un objectif de 24 agneaux par groupe expérimental. Il est suffisant pour réaliser une analyse préliminaire de caractérisation d’une sélection de marqueurs moléculaires et cellulaires des mécanismes impliqués dans l’adaptation respiratoire du nouveau-né. Cette taille d’échantillon est cohérente avec les effectifs rencontrés dans la bibliographie dans ce type d’étude.
Raffinement
Le transport, l’hébergement et la conduite des animaux sera réalisée de façon à maintenir les animaux en groupe dans des cases collectives aux dimensions suffisantes pour permettre aux animaux de satisfaire à leurs comportements normaux. L’accès à l’eau et à une alimentation adaptée sera ad libitum. Tous les traitements ne nécessitant pas d’isolement de l’animal seront réalisés dans le box, en présence des congénères. Lors de soins demandant un hébergement individuel des animaux traités (perfusion, surveillance post-opératoire), les animaux garderont, dans la mesure du possible, un contact visuel, sonore et olfactif avec au moins l’un de ses congénères (deux brebis seront prévues par journée de manip). Un soin particulier sera apporté à la contention des animaux lors de la réalisation des injections (traitements) ou des prélèvements biologiques (sang) de façon à limiter au maximum les sources de stress pour les animaux. Ces actes font partie des actes pratiqués régulièrement en élevage (soins lors de maladie ou prélèvements sanguins réalisés dans le cadre du suivi sanitaire réglementaire de toute exploitation ovine). La procédure de césarienne est utilisée en routine dans le cadre des interventions réalisées en élevage : intervention sur animal vigile ou sédaté debout ou maintenu couché sur le coté ou sur le dos, sur une table opératoire, sous anesthésie locale ou générale. Une attention particulière est mise en œuvre pour limiter la douleur et la souffrance des brebis césarisées. La prise en charge de la douleur a pour but de couvrir l’ensemble des sources de douleur et comprend l’administration préopératoire d’anti-inflammatoires non stéroïdiens (antidouleur) associée à la réalisation d’une anesthésie locale et d’une sédation ou à celle d’une anesthésie générale. Les agneaux des deux brebis opérées le même jour seront hébergés en groupe dans la même case collective pour éviter leur isolement. La température de la case sera controlée (lampe chauffante). Les agneaux seront biberonnés toutes les trois heures à l’aide de lait reconstitué à partir de poudre de lait maternisé pour agneaux (les césariennes intervenant avant le terme de la gestation, les brebis ne disposent pas de lait pour l’allaitement maternel).
Choix des espèces
De par ses caractéristiques de corpulence et de développement périnatal semblables à l’humain, l’ovin est un modèle animal reconnu pour mener des recherches précliniques sur le système respiratoire et hémodynamique néonatal. Mais au-delà du modèle d’étude, la mortalité néonatale impacte également fortement la filière ovine puisqu’on estime qu’elle concerne en moyenne 15 % des agneaux nouveau-nés, ce qui représente environ un million d’agneaux chaque année en France. Or plus de la moitié de cette mortalité intervient dans les 48 heures suivant la naissance et serait directement ou indirectement lié à un défaut d’adaptation à la vie extra-utérine. Pour l’heure, les modalités de prise en charge thérapeutique de ces agneaux sont très limitées et reposent essentiellement, lorsqu’elle est possible, sur l’administration anténatale de corticoïdes. Si les bénéfices de ce traitement sont bien documentés, peu de travaux portent sur les effets d’une administration anténatale d’autres hormones comme l’ocytocine. Il est nécessaire de disposer de brebis adultes pour mener une gestation. La gestation des brebis sera synchronisée de façon à maitriser le stade de gestation. Les césariennes seront réalisées entre les stades J135 et J140 (pour mimer une césarienne programmée chez l’humain vers 35-36 SA). Les agneaux issus de ces césariennes seront réanimés puis suivis cliniquement pendant 24h avant d’être euthanasiés à 24h pour dissection et prélèvement des organes d’intérêt.
Optimisation des Performances In Vivo de Prothèses de Valves Textiles en Chirurgie Cardiaque chez la Brebis
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
10 brebis vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une chirurgie cardiaque à cœur ouvert d'environ cinq heures pour l'implantation d'une valve en textile, puis est tuée au plus tard six mois après afin de récupérer l'implant. Le porteur reconnaît des risques d'hémorragie, d'infection, de pneumothorax voire de mort liés à la thoracotomie et à l'anesthésie. Il affirme que le modèle ovin est "le seul" reconnu pour l'étude des prothèses de valves cardiaques et qu'aucune méthode in vitro ne le remplace.
Objectifs
Ce projet s'inscrit dans le cadre de l'optimisation des implantations de valves cardiaques par chirurgie miniinvasive. Ce type de chirurgie, qui est moins lourde et plus confortable pour le patient, concerne en effet plus de 50% des remplacements valvulaires aujourd'hui. Cependant les valves biologiques utilisées aujourd'hui dans le cadre de cette procédure subissent des contraintes spécifiques qui tendent à dégrader les feuillets de la valve. Ces dégradations qui ne sont pas forcément apparentes au moment de l'implantation, peuvent mettre en péril la durée de vie de l'implant. Le phénomène est particulièrement critique chez les patients jeunes pour lesquels le matériau doit être durable. Le projet a pour objectif d'étudier le potentiel du matériau textile (polyester) comme candidat au remplacement du matériau biologique pour fabriquer des valves synthétiques plus durables pour la procédure transcathéter. La souplesse du textile favoriserait en particulier le pliage de la valve au moment de l’implantation. Des essais in vivo préliminaires réalisés sur le modèle animal de la brebis à partir de 2016 avait mis en évidence que la valve textile reste fonctionnelle à 6 mois, avec cependant une tendance à la rigidification du matériau. Il s'agit maintenant de tester une nouvelle structure textile plus à même de rester souple sur le long terme dans le but d'optimiser la durée de vie de l’implant.
Bénéfices attendus
Les essais in vivo devraient permettre de valider l'hypothese avancée: un textile monofilamentaire hydrophile en surface permet de limiter à la fois la calcification et le développement de la fibrose sur la valve obtenue à partir de ce textile en position mitrale.
Procédures
Les animaux subissent une intervention chirurgicale en chirurgie ouverte dans le cadre d'un remplacement valvulaire. La procedure se deroule sur une matinee (en incluant la mise en place). 10 animaux sont inclus dans l'etude. La durée prévue de l'intervention est de 5h de l’induction au réveil complet de l’animal.
Impact sur les animaux
Pas d'effet indésirable relatif à la biocompatibilité du matériau identifié. Le polyester utilisé est largement biocompatible. Les effets indésirables sont ceux liés à la chirurgie (infection de la plaie, diminution de la fréquence cardiaque/arrêt cardiaque) ainsi que ceux liés à l’anesthésie (allergie à un des médicaments, difficulté au réveil et à l’extubation). Certains effets peuvent être liés aux complications inhérentes à la thoracotomie: fistule bronchopleurale, hémorragie, infection, pneumothorax, douleur voire mort de l'animal. La durée prévue de l'intervention est de 5h de l’induction au réveil complet de l’animal.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à 6 mois au plus tard. Ils ne peuvent pas être réutilisés ni replacés ni adoptés car la valve implantée doit être récupérée pour analyse.
Remplacement
Les resultats attendus ne peuvent pas etre obtenus autrement que par la voie de l'implantation animale (ni in silico ni in vitro). En effet les mecanismes lies a la calcification et a l'encapsulation d'un implant par de la fibrose sont complexes et multifactoriels donc difficiles a reproduire in vitro.
Réduction
Dans une approche préliminaire, seulement 2 animaux (brebis) seront considerees. Il s'agit d'un nombre minimal qui permet de reproduire 2 fois la meme configuration tout en limitant les essais. En fonction des résultats obtenus, ce nombre pourra ensuite être augmenté juqsu'à 10 maximum poru confirmer la tendance. Malgre le faible nombre global d'animaux utilisés, il sera quand même possible de tirer des conclusions etant donne que des resultats ont deja ete obtenus avec d'autres textiles par le passe. Il sera de fait possible de comparer les comportements obtenus dans le cadre du present projet avec les resultats precedents.
Raffinement
Le Laboratoire où ont lieu les implantations animales est largement reconnu comme un laboratoire où tout est mis en œuvre afin que les contraintes subies par les animaux soient minimales et que leur bien-être soit préservé au mieux. Les animaux sont évalués quotidiennement ou 2 fois par jour et recevront un traitement approprié. S’ils ressentent des signes de souffrance, ils recevront un analgésique par voie intra-musculaire. La souffrance est prise en charge par l’utilisation de points limites précis et adaptés , un arbre décisionnel, et des critères d’arrêt des souffrances
Choix des espèces
Le modele ovin est le seul modele considere au niveau international comme significatif pour l'etude de protheses de valves cardiaques. En comparaison avec le modele porcin, pourtant tres utilise dans le cadre des chirurgies vaculaire et cardiaque, il apparait que ce dernier ne permet que difficilement de pratiquer l'arret cardiaque et la circulation extra corporelle avec reveil qui est necessaire dans le cadre de ce projet. Brebis de 30kg. Il s'agit de prendre un animal en croissance afin de favoriser l'effet calcification.
« Effet des dérivés de probiotiques sur un modèle murin de mucite orale chimio-induite »
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
198 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent des injections répétées de chimiothérapie qui provoquent des érosions douloureuses de la bouche, une perte de poids et une baisse des globules blancs, pour tester des dérivés de probiotiques contre la mucite orale. Le porteur décrit des ulcérations attendues vers le quatorzième jour, censées durer moins d'une semaine sans traitement. Il affirme que le modèle murin est "incontournable" avant toute application clinique et ne peut être remplacé par des tests in vitro.
Objectifs
La mucite orale est une inflammation de la muqueuse orale secondaire à traitement anticancéreux comme la chimiothérapie. Elle peut être à l’origine d’ulcérations des muqueuses orales douloureuses et conduire à une modification ou un arrêt de la thérapie anticancéreuse ce qui impacte le pronostic vital des patients atteints. De nombreux traitements ont été évalués mais leur efficacité s’est révélée partielle et peu démontrée. Il est donc nécessaire de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la mucite orale, et en particulier l’inflammation, afin d’évaluer au mieux l’efficacité de nouveaux traitements tels que les dérivés des probiotiques. Le modèle de mucite orale chimio-induite chez la souris choisi constitue une référence dans l’étude de cette maladie car il est particulièrement mimétique du fait de sa ressemblance à la plupart des régimes anticancéreux humains actuels utilisant le 5-fluorouacil (5-FU) (médicament utilisé dans le traitement des cancers) et car il ne nécessite pas l’application d’autres facteurs agressant l’organisme. Une approche thérapeutique novatrice et prometteuse de la mucite orale chimio-induite est constituée par des dérivés de probiotiques. Nous émettons l’hypothèse que les dérivés des probiotiques grâce notamment à leurs propriétés anti-inflammatoires/ immunomodulatrices pourraient exercer un effet thérapeutique dans la mucite orale chimio-induite. Si cette hypothèse se confirme, nos résultats pourraient ouvrir de nouvelles possibilités thérapeutiques dans le traitement de cette maladie. Les objectifs de ce projet sont donc : (i) Introduire au sein de notre laboratoire un modèle de mucite orale chimio-induite chez la souris et d’en caractériser la chronologie de l’inflammation (procédure expérimentale 1), (ii) Evaluer le potentiel thérapeutique des dérivés de probiotiques dans ce modèle, délivrés localement par un gel adhérent aux muqueuses (procédure expérimentale 2).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont multiples. D’abord, mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la mucite orale chimio-induite , et en particulier le rôle des médiateurs inflammatoires, en utilisant l’un des modèles les plus mimétique décrit dans la littérature chez la souris. Ensuite, vérifier notre hypothèse selon laquelle les dérivés des probiotiques pourraient exercer un effet thérapeutique dans ce modèle. Si cette hypothèse se confirme, nos résultats pourraient ouvrir de nouvelles possibilités thérapeutiques dans le traitement de cette maladie chez l’Homme et pour laquelle il n’existe pas de traitement réellement efficace à l’heure actuelle.
Procédures
Ce projet va nécessiter l’utilisation de souris qui seront réparties de la manière suivante : 1) Etude de chronologie de l’inflammation dans le modèle de mucite orale chimio-induite chez la souris. La mucite orale sera induite chez la souris uniquement par des injections d’une faible dose de chimiothérapie (5-FU) tous les 2 jours pendant 14 jours (7 injections au total, durée du geste entre 30 secondes et 1 minute) sous anesthésie gazeuse. 2) Etude de l’efficacité thérapeutique des dérivés des probiotiques dans un modèle de mucite orale chimio-induite chez la souris. La mucite orale sera induite chez la souris uniquement par des injections de 5-FU comme décrit dans la procédure expérimentale 1 (gestes identiques en tout point). Les différents traitements topiques à évaluer seront déposés quotidiennement en intrabuccal tout au long du protocole (durée du geste entre 30 secondes et 1 minute, la durée du traitement sera déterminée précisément lors d’expériences préliminaires mais ne devrait pas excéder 21 jours) sous anesthésie gazeuse.
Impact sur les animaux
La mucite orale sur lequel porte notre étude est un effet indésirable de la chimiothérapie. Dans le modèle que nous allons utiliser, des érosions douloureuses qui caractérisent les stades avancés de la mucite orale sont attendues vers 14 jours, sur une zone très limitée de la cavité buccale (jusqu’au maximum 13% de la surface de langue) et devraient durer moins de 7 jours en l’absence de traitement. La fonction intestinale sera maintenue. Les autres conséquences de l’administration de la chimiothérapie prévisibles sont une perte de poids inférieure à 20% ainsi qu’une diminution du nombre de certains globules blancs dans le sang impliqués dans la lutte contre les infections (neutropénie), réversibles à l’arrêt du traitement.
Devenir
A l'issue de la procédure, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir prélever leurs tissus et réaliser les analyses permettant de répondre à nos questions de recherche.
Remplacement
L’utilisation d’un modèle animal est indispensable au bon déroulement de ce projet, permettant de faire un lien entre les résultats obtenus in vitro, et une éventuelle application clinique. Aucune autre manière de procéder ne permet d’étudier la physiopathologie de la mucite orale dans sa globalité. L’utilisation de ce modèle animal est incontournable avant une application clinique et ne peut être remplacée par des expérimentations in vitro.
Réduction
Un suivi longitudinal de chaque animal n’est pas possible pour évaluer la chronologie de la mucite orale (procédure intrabuccale) ce qui impose de sacrifier les animaux à différents temps du protocole. Le nombre d’animaux utilisés pour mener à bien ce projet sera réduit au maximum pour pouvoir conclure de façon statistiquement significative. Ce nombre a été basé sur les données issues de la littérature.
Raffinement
Le bien-être des animaux sera primordial durant les expérimentations, notamment par des phases d’acclimatation, un enrichissement de l’environnement (ajout de papier dans chaque cage pour leur permettre la conception d’un «nid »), une visite quotidienne, une gestion de la douleur via l’utilisation d’anesthésiques ou d’analgésiques suivant une échelle stricte et des points limites adaptés, ainsi que des critères d’arrêt bien établis.
Choix des espèces
Le modèle de mucite orale chimio-induite chez la souris choisi constitue une référence pour l'étude de la mucite orale car il est mimétique et reproduit la physiopathologie observée chez l'Homme. Il est adapté pour étudier l’efficacité de traitements délivrés au moyen d’un gel adhérent aux muqueuses tel que nous allons utiliser. De plus, le choix de la souris par rapport au rat par exemple nous permettra d’avoir éventuellement recours à des modèles transgéniques pour des études ultérieures. Les animaux seront âgés de 8 semaines. Cet âge correspond à un animal adulte afin de pouvoir établir une corrélation avec la pathologie chez l’Homme et d’éviter des biais potentiellement induits par la phase de croissance de l’animal.
Evaluation des effets bénéfiques de nouveaux agonistes non peptidiques du récepteur à l’ocytocine dans un modèle murin d’autisme
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
384 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection unique de nouvelles molécules agonistes du récepteur à l'ocytocine et passent des tests d'interaction sociale, dans un modèle murin d'autisme, avant d'être tuées pour prélèvement de tissus. Le porteur affirme que les composés testés n'ont pas montré d'effets secondaires et que les tests sociaux n'ont "aucun impact négatif connu". Il conclut que l'autisme, sans marqueur biologique, ne peut être modélisé qu'au niveau de l'"animal entier" exprimant son répertoire comportemental.
Objectifs
Les troubles du spectre autistique (TSA) sont des pathologies neurodéveloppementales complexes, caractérisées par un déficit social et des comportements stéréotypés, et dont l’incidence moyenne atteint près de 1% d’après de récentes études à grande échelle. Il n’existe à l’heure actuelle aucun médicament capable de soulager les symptômes de l’autisme. Ce projet permettra de tester de nouvelles molécules, agissant sur le récepteur à l’ocytocine, pour traiter l’autisme, et en particulier les déficits d’interaction sociale. L’utilisation d’ocytocine est une piste prometteuse pour soulager les TSA. Malheureusement, il s’agit d’un peptide qui possède une faible biodisponibilité qui ne persiste que peu de temps dans les organismes traités, ce qui rend son usage thérapeutique difficile. Nous avons publié des résultats montrant qu’un agoniste non peptidique du récepteur à l’ocytocine est capable de restaurer la sociabilité dans un modèle murin d’autisme. Cette molécule a l’avantage de persister plus de temps dans les organismes. Une deuxième génération d’agonistes a été synthétisée par nos collaborateurs, plus efficace encore sur le récepteur à l’ocytocine. Dans ce projet, nous allons caractériser 3 de ses nouveaux composés dans un modèle d’autisme.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de développer de nouveaux agonistes des récepteurs à l’ocytocine pour soulager les troubles autistiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à une injection unique qui se fera soit par voie intrapéritonéale, soit par voie orale. Les animaux seront soumis à des tests comportementaux éthologiques non invasifs
Impact sur les animaux
Les études de toxicité des composés testé n’ont pas montré d’effets secondaires et les composés seront administrés de manière aigue, limitant ainsi les phénomènes inflammatoires potentiels au niveau des site d’injection. Le test d’interaction sociale directe n’a aucun impact négatif connu sur le bien-être des souris.
Devenir
En fin d'expérience les animaux seront euthanasié dans le but de prélever des tissus et étudier l'impact du traitement pharmacologique au niveau moléculaire
Remplacement
La compréhension des mécanismes causaux de l’autisme et le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traiter nécessitent la mise à disposition de la communauté scientifique de modèles précliniques de cette pathologie. Une étude précise et détaillée du répertoire comportemental des animaux modèles permet de vérifier que ces modèles valident bien le critère de validité d’aspect pour la pathologie autistique, et aussi d’évaluer le cas échéant l’efficacité d’une approche thérapeutique. L’évaluation des effets bénéfiques d’un traitement ne peut être réalisée dans ces modèles qu’au niveau comportemental : en effet, il n’existe pas de marqueur biologique pour l’autisme, dont le diagnostic clinique repose entièrement sur une évaluation comportementale. Cette pathologie ne peut donc être modélisée qu’au niveau de l’animal entier, exprimant toute la variété de son répertoire comportemental.
Réduction
Nous utilisons des outils statistique adéquat pour calculer précisement le nombre d'animaux necessaire pour réaliser les expériences.
Raffinement
Nous raffinerons nos expériences en soulageant l’inconfort ou le stress potentiels subis par les animaux tout au long du protocole expérimental, en logeant les souris par groupe de 4, en mettant à disposition le matériel nécessaire pour faire un nid (ouate et cabane en carton) et en manipulant quotidiennement les animaux par le même expérimentateur. Le suivi des points limites au cours des expériences inclura les éléments suivants : suivi de l’expression faciale et de la posture, poils hérissés, dos voûté, absence de toilettage, ptose palpébrale, perte de poids ou prise de poids de plus de 20% (pesée hebdomadaire). Les animaux présentant une perte de poids excessive ou des signes de douleur chronique seront mis à mort.
Choix des espèces
Les souris sont des animaux sociaux, chez lesquels des altérations des compétences sociales, symptôme clé de la pathologie autistique, peuvent être aisément étudiées . Par ailleurs, le répertoire comportemental de ces animaux est suffisamment étendu pour compléter cette étude par une évaluation de nombreuses autres réponses comportementales connues pour être affectées par la pathologie autistique. Les déficits comportementaux détectés chez les souris modélisant l’autisme sont suffisamment importants et robustes pour tester la validité d’aspect du modèle et, le cas échéant, permettre de révéler des effets bénéfiques potentiels de composés pharmacologiques. Les animaux seront utilisés à l'age adulte (8-12 semaines), alors que le répertoire comportemental est totalement développé et les déficits comportementaux fixé
Contribution des stocks de glycogène astrocytaires au soutien métabolique de l’activité neuronale dans le cerveau sain (EU2/2 collaborateur)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
72 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance sans réveil ou légers. Une partie subit sous anesthésie une craniotomie d'une à une heure et demie ou des injections d'insuline et de glucose pouvant provoquer une hypoglycémie, avant que le cerveau soit fixé par un faisceau de micro-ondes qui les tue. L'étude porte sur le rôle des réserves de glycogène dans le fonctionnement du cerveau. Le porteur affirme que le recours à l'animal vivant est "indispensable" car l'interaction entre le cerveau et les vaisseaux ne se modélise pas in vitro.
Objectifs
Les stocks énergétiques du cerveau consistent principalement en réserves de glycogène présentes dans les cellules gliales. Ces stocks représentent une proportion infime des quantités totales de glycogène présentes dans l’organisme, par exemple dans le foie ou les muscles. Ils sont présents dans toutes les régions du cerveau, notamment le cortex cérébral, l’hippocampe et même le nerf optique. Même limités, ces stocks sont situés au plus près des neurones et de l’activité synaptique et cette localisation privilégiée les met en position de participer à l’activité normale ou pathologique du cerveau. Ils sont recrutés en conditions d’hypoglycémie ou d’ischémie pour alimenter les cellules du cerveau, lorsque les ressources énergétiques sont limitées. Des résultats récents indiquent que les réserves de glycogène peuvent aussi être sollicitées pendant des phases d’activité neuronale, et contribuer ainsi au fonctionnement normal du cerveau, par exemple pendant le codage et la consolidation de la mémoire. Le glycogène est une macromolécule d’environ 10-40 nm de diamètre qui peut être hydrolysée pour entrer dans les réactions de glycolyse qui permettent de produire l’énergie des cellules. Les données récentes de la littérature suggèrent que lorsque les astrocytes hydrolysent leurs stocks de glycogène, ils libèrent préférentiellement du lactate, et que ce lactate est mis à disposition des neurones qui peuvent le transformer en pyruvate et alimenter le cycle de Krebs pour produire de l’énergie. Cependant, la dynamique et les mécanismes de ces échanges de lactate sont encore très mal connus, ainsi que leur rôle in vivo. Le but de ce projet est de décrire ces flux de lactate grâce à une technique de détection innovante afin de comprendre quand et comment est recruté le glycogène pendant le fonctionnement normal du cerveau.
Bénéfices attendus
L’ensemble de ce projet, permettra de mieux comprendre le rôle des réserves de glycogène dans le fonctionnement normal du cerveau, et représentera une avancée dans la compréhension du métabolisme cérébral en conditions physiologiques ou pathologiques. Il pourra ouvrir la voie vers de nouvelle stratégies de protection du cerveau pendant des agressions cérébrales aiguës comme le traumatisme crânien et les hémorragies méningées.
Procédures
Les interventions consisteront à fixer le cerveau par un faisceau de micro-ondes. Dans certains cas, la fixation sera précédée d'une intervention chirurgicale ou d'injections sous-cutanées d'insuline et de glucose. L'intervention chrirugicale visera à induire une ou plusieurs dépolarisations corticales. Elle consistera en une craniotomie sous anesthésie générale et analgésie, et durera entre 1h et 1h30. Les injections consisteront en une administration sous-cutanée d'insuline suivie de trois injections de glucose espacées d'une heure, l'ensemble de la procédure durant 3h.
Impact sur les animaux
Les chirurgies sont effectuées sous anesthésie générale et analgésie sans réveil. Les nuisances sur les animaux sont donc très minimes. L’anesthésique utilisé permettra de couvrir la durée nécessaire aux expériences à réaliser. Les effets indésirables sur l’animal se limitent donc à des problèmes d’anesthésie pouvant provoquer un réveil de l’animal lors de son positionnement dans l’appareil stéréotaxique ou en cours d’enregistrement, ce qui reste rare. L'injection d'insuline peut provoquer des épisodes d'hypoglycémie entre deux injections de glucose.
Devenir
Les animaux seront mis à mort par le faisceau de micro-ondes dirigé sur le cerveau. Le cerveau sera ensuite prélevé ce qui exclut la survie de l'animal.
Remplacement
Les flux de glucose, de lactate et d’oxygène dans le cerveau reposent sur l’interaction entre le cerveau et le système vasculaire qui l’alimente en nutriments. Cette interaction ne pas encore être modélisée in vitro. Notamment, dans les tranches de cerveau, les capillaires sanguins sont découpés et le flux sanguin est absent. Pour cette raison, le recours à l’animal vivant est indispensable.
Réduction
Ce projet impliquera 72 rats adultes mâles et femelles. Le nombre d’animaux utilisés au cours du projet est maintenu à un niveau minimal permettant des analyses statistiques nécessaires à l’établissement de conclusions fiables.
Raffinement
Concernant la douleur pendant la chirurgie, un traitement analgésique est prévu avec une injection sous-cutanée de buprenorphine (0.02 mg/kg) et une administration locale de lurocaïne sur le scalp, pratiquées avant l’incision de la peau. La chirurgie est pratiquée sous anesthésie générale par l'isoflurane et en appliquant les points limites définis par (1) une défaillance du système d'anesthésie pouvant conduite au réveil de l'animal et (2) l'apparition d'une hemorragie incontrôlée au niveau du scalp. Concernant l'angoisse infligée à l'animal, elle est réduite par un hébergement par groupes de deux à six dès l’arrivée au laboratoire et par l’insertion d’un enrichissement dans les cages d’hébergement (roue d’exercice, matériau de nidification). Les animaux disposent de nourriture et de boisson à volonté.
Choix des espèces
Le rat est un modèle mammifère très utilisé dans la recherche sur le métabolisme cérébral ; ce qui permet de s’appuyer sur un corpus bibliographique conséquent. Par rapport à la souris, le rat possède une boite crânienne plus grande, qui permet d’implanter facilement plusieurs capteurs, ce qui est plus difficile chez la souris. Il est possible que ce projet se poursuive par des études chez l’animal vigil, et si c’était le cas, seul le rat pourrait supporter l’implantation de capteurs embarqués et d’amplificateurs miniaturisés. Rats seront des adultes de 10 semaines ou 300g de poids corporel. A cet âge, le développement de l'animal est terminé et les mécanismes biologiques restent stables dans le temps.
Sénolyse dans l’histiocytose des cellules de Langerhans.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
320 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections de tamoxifène, des gavages cinq jours sur sept pendant quatre semaines et dix séances d'imagerie sous anesthésie, tout en développant un phénotype d'histiocytose langerhansienne, pour tester des molécules sénolytiques. Le porteur indique que la maladie provoque un inconfort et de possibles contraintes pour les animaux. Il affirme qu'aucune lignée cellulaire n'existe et que le modèle murin est "le seul" permettant d'évaluer de nouveaux traitements de cette maladie de l'enfant.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de tester in vivo des drogues sénolytiques dans un modèle murin d’histiocytose langerhansienne. L’histiocytose langerhansienne est une maladie relativement rare qui touche essentiellement les enfants et peut atteindre n’importe quel organe. Cette maladie consiste en une accumulation dans divers tissus de cellules de type phagocytes. Les patients atteints d’histiocytose langerhansienne sont traités en première intention par chimiothérapie de façon empirique (traitement qui a été testé dans les années 80). 50% des patients rechutent et sont alors traités par d'autres médicaments . Le traitement jusqu’à présent est donné à vie car la maladie revient dès que ce traitement ciblé est interrompu. Il y a donc à l’heure actuelle des enfants traités depuis plus de 5 ans par vces médicaments , avec une quasi impossibilité de suspendre le traitement mais un risque d’effet secondaire à long terme élevé (notamment cancers secondaires). Il est donc absolument primordial d’essayer de trouver des traitements plus efficaces, avec une durée limitée, permettant une éradication définitive de la maladie.
Bénéfices attendus
La mise en évidence d'un traitement sénolytique efficace chez la souris permettra d'ouvrir la voie à un essai clinique chez l'homme (enfants).
Procédures
Les aminaux seront soumis à des injections de tamoxifène (nombre: 4, durée 1 minute) et à des gavages 5 jours sur 7 pendant 4 semaines, durée 1 minute. L'activité bioluminescente sur les animaux sera évaluée par imagerie, 10 fois, durée 10 minutes, sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Les souris recevront des traitements par injection, ceci peut entraîner un inconfort ou une douleur transitoire, ou par gavage, ceci peut éventuellement entraîner une irritation de l'oesophage. Les souris auront aussi des séances d'imagerie sous anesthésie générale qui n'ont pas de conséquence a postériori. Les souris vont présenter un phénotype d'histiocytose langerhansienne. Cette maladie bien que moyennement aggressive va entrainer un inconfort et de potentielles contraintes pour les animaux.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure pour analyses post-mortem sur tissus .
Remplacement
Il n'existe pas de lignées cellulaires d'histiocytose langerhansienne. De plus, les cellules de l'histiocytose langerhansienne ont comme caractérique principale l'absence de prolifération. Ainsi au sein des tissus endommagés, elles sont très peu nombreuses. Il n'est donc pas possible de les cultiver ex vivo, ce d'autant qu'elles ne prolifèrent pas in vitro (tout comme in vivo). Cette maladie touche essentiellement les enfants. La chirurgie n'est pas une stratégie de traitement proposé dans l'histiocytose, il est donc impossible de travailler sur des prélèvements humains. Néanmoins, dés que possible nous utiliserons au maximum le sprélèvements humains (sang, moelle et tissus) afin de caractériser plus précisement cette maladie et afin de ne pas faire appel aux modèles in vivo. Néanmoins, le modèle animal qui nous décrivons est à l'heure actuel le seul modèle permettant d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements et premettant de comprendre la physiopathologie de cette maladie.
Réduction
Le nombre de souris sera limité au minimum nécessaire. Comme le phenotype est parfaitement pénétrant et reproductible, un nombre minimal d'animaux par groupe permettra d'obtenir des résultats statistiquement significatifs. Aucun réplicat ne sera réalisé.
Raffinement
Les animaux feront l'objet d'une surveillance quotidienne avec examen clinique. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués.. La maladie est lentement progressive comme chez l'homme, et son évolution sera surveillée par imagerie de luminescence, permettant un arrêt précoce si nécessaire. Une anesthésie générale par isoflurane sera réalisée lors de l'imagerie. Les animaux seront hébergés en groupe sociaux dans un environnement enrichi.
Choix des espèces
Génétique proche de celle de l’Homme. Modèle de choix en oncologie préclinique, permettant l'utilisation également de souris génétiquement modifiées: modèles de la maladie et détection de certaines acitivités cellulaires (luminiescence, fluorescence). Animaux jeunes, comme la population de patients.
Mécanismes moléculaires contribuant à la stabilité des connections entre les cellules de l’engramme.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
778 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Environ 394 subissent une chirurgie stéréotaxique du cerveau sous anesthésie et 768 un conditionnement de mémoire fondé sur un épisode de stress, pour étudier les connexions cérébrales de la mémorisation. Le porteur qualifie le stress induit de court et affirme que le bien-être des animaux non-humains n'en est pas affecté, sans détailler ce qui l'établit. Il conclut qu'"aucune alternative" ne permet d'étudier la mémoire hors d'une espèce jugée proche de l'humain.
Objectifs
Ce projet a pour but d’étudier les différentes structures cérébrales qui sont impliquées dans la formation de la mémoire et dans son maintien au cours du temps. La notion d’engramme de la mémoire représente ces structures qui sont à la fois activées lors d’un apprentissage et lors de la récupération de l’information. Nous chercherons à déterminer quels sont les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sont responsables de la stabilité des connections entre ces régions de l’engramme de la mémoire.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de définir les mécanismes moléculaires qui sont responsables de la formation et du maintien de la mémoire et ouvrira de nouvelles perspectives quant à la compréhension et au traitement des pathologies mnésiques. Il s’inscrit dans le « Grand Projet de Recherche Memory » qui a pour but d’identifier les bases neuronales de la mémoire.
Procédures
394 souris seront soumises à une procédure de chirurgie stéréotaxique d'une durée de 30 minutes environ sous anesthésie et 768 souris seront soumises à un test comportemental de mémorisation. Le test comportemental dure 5 minutes pour la séance d'apprentissage et 6 minutes pour les tests de rétention.
Impact sur les animaux
Une telle investigation implique l’utilisation d’un modèle comportemental permettant de distinguer et de comparer après un épisode de stress le développement d’une forme de mémoire émotionnelle normale liée à un contexte. Ce modèle de conditionnement implique des effets stressants chez les animaux mais le stress induit est de courte durée et nos expériences antérieures ont montrées que le bien-être animal n'est pas affecté par ce conditionnement.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour analyses immunohistochimiques.
Remplacement
L’utilisation de ces animaux se justifie pour plusieurs raisons : 1) Aucune alternative ne permet de se passer de l’utilisation de modèles animaux lorsqu’il s’agit d’étudier les processus de mémorisation. En effet, ce type d’étude repose sur l’analyse du comportement animal et nécessite d’avoir une espèce suffisamment proche de l’espèce humaine pour en extrapoler les résultats. 2) L'organisation du système nerveux central de ces animaux est suffisamment proche de celle de l'homme pour permettre une extrapolation acceptable des résultats obtenus à l'espèce humaine. 3) Le modèle comportemental a été établi chez la souris et l’ensemble des appareils comportementaux que nous utiliserons sont dimensionnés pour cette espèce.
Réduction
Concernant la réduction, l’effectif de 778 souris se justifie par l’utilisation d’un nombre suffisant d’animaux dans chaque condition expérimentale afin que les analyses statistiques envisagées puissent être concluantes. Nous avons en effet déterminé ce nombre suites aux expériences précédentes utilisant les mêmes tests comportementaux.
Raffinement
Concernant le raffinement, les souris seront hébergées dans une animalerie agréée comportant une régulation de la température, de l’hygrométrie et du cycle jour/nuit, en cage collective, sauf dans la semaine qui précède l'étude comportementale où elles seront placées en cage individuelle . Dans toutes les cages l'environnement sera enrichi ( bio-tunel et carrés de cellulose) . Elles recevront de l’eau et de la nourriture à volonté, elles seront changées régulièrement et elles seront observées tous les jours de la semaine et pesées 1 fois par semaine par un personnel qualifié . Dans la cas du suivi post-opératoire, les souris seront pesées au cours des trois jours qui suivent la chirurgie. Au cours de ces observations, si un animal présente des blessures, il sera immédiatement soigné et surveillé deux fois par jour. Si un animal présente un comportement anormal traduisant un état de malêtre (perte de poids, poils hérissés, prostration…), il sera immédiatement isolé et surveillé. Si l’animal ne montre pas d’amélioration significative, il sera euthanasié dans les 48h.
Choix des espèces
La souris adulte (8 à 15 semaines): -est un mammifère présentant une proximité phylogénétique avec l’espèce humaine et certains de ses comportements peuvent être rapprochés de ceux de l’espèce humaine. L’essentiel des données de l’équipe concernant la mémoire émotionnelle ont été obtenues chez la souris adulte: pour une comparaison des résultats, l’étude des réseaux impliqués dans la formation de le maintien d'une mémoire implique l’utilisation de cette espèce. -permet d'accéder au niveau cellulaire grâce à des procédures histologiques simples et d'immunohistochimie Tous les animaux utilisés seront âgés de 8 à 15 semaines, ce qui correspond au stade jeune adulte chez la souris. Etant donné que les études comportementales et pharmacologiques réalisées précédemment dans l'équipe ont été réalisées chez des souris jeunes adultes, dans un souci de cohérence, ce stade de développement a été sélectionné .
Régulateurs de l’expression génique chez la souris : implications pour la maturation corticale.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
415 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales de composés antidépresseurs et passent des tests comportementaux d'exploration, d'enfouissement et d'interaction sociale, 112 d'entre elles subissant au préalable deux semaines d'isolement social, pour étudier des gènes de la maturation du cortex pendant l'enfance. Le porteur qualifie l'isolement de stress léger et les injections de douleur légère. Il affirme que ce questionnement sur l'adaptation du système nerveux à son environnement est "impossible" à modéliser hors de l'animal.
Objectifs
L’expression cérébrale de gènes-clefs participe à contrôler le comportement et la cognition des animaux adultes. Ce projet vise à identifier et décrire le rôle de certain de ces gènes chez la souris et la manière dont leur expression influe sur le comportement et la cognition des individus. Un autre objectif du projet est de comprendre le comportement des animaux adultes, qui est parfois le reflet de leur expérience de vie. Nous viserons aussi à mieux décrire les facteurs qui pourraient réguler l’effet de ces gènes, en recherchant des conditions environnementales ou pharmacologiques qui peuvent modifier leur expression. Nous intégrerons cette triple dimension génétique/environnement/pharmacologie et leur influence sur le comportement des animaux, en nous focalisant sur la période de l’enfance/adolescence, qui est une période clef de la maturation du cerveau.
Bénéfices attendus
Les connaissances nouvelles que nous produirons, outre des avancées dans la compréhension du fonctionnement cérébral et de l’adaptation du système nerveux à l’environnement, pourraient permettre d’identifier des traitements susceptibles de moduler la maturation du cerveau pendant l’enfance. Il s’agit d’un domaine très dynamique car, appliqués à l’homme, ces traitements pourraient en théorie permettre de favoriser la plasticité cérébrale après un accident par exemple. Ils pourraient également permettre d’améliorer les symptômes de maladies neuropsychiatriques liées à la maturation cérébrale pendant l’enfance, comme la schizophrénie ou l’autisme.
Procédures
Au cours du projet, 147 souris recevront une injection intrapéritonéale sur animal vigile, 21 en recevront 2 et 7 en recevront 3 (1 par jour pendant 3 jours). 240 souris seront incluses dans des tests comportementaux simples, ne nécessitant pas d’apprentissage et basés sur des comportements naturels, s’étalant sur 3 jours. Parmi celles-ci, 112 souris auront subi au préalable un isolement social de 2 semaines avant d’être réhébergées en groupe.
Impact sur les animaux
Au cours du projet, certaines des souris recevront un traitement pharmacologique avec des composés ayant majoritairement un effet antidépresseur, qui ne devraient pas causer de nuisance. Parmi elles, certaines recevront ce traitement dans l’eau de boisson, tandis que d’autres auront des injections intrapéritonéales causant une douleur légère. Une partie des souris participera à des tests comportementaux basés sur des comportements naturels (exploration, enfouissement et interactions sociales). Ce sont des tests rapides et ne nécessitant pas d’apprentissage, ils sont donc peu stressants. Parmi elles, certaines subiront un isolement social pendant deux semaines causant un stress léger.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour permettre l’analyse de l’expression génique dans leur cortex cérébral par des techniques de biologie moléculaire (qPCR) ou d’histologie. Pour les procédures impliquant des tests comportementaux, cette analyse sera effectuée a posteriori et permettra ainsi de corréler les différences comportementales observées lors des tests avec la variation de l’expression génique.
Remplacement
Le fonctionnement cérébral, qui implique le dialogue entre de nombreux types cellulaires en réseau d’une région à l’autre n’est que superficiellement possible à reproduire in vitro. Qui plus est, ce projet recherche les mécanismes de l’adaptation du système nerveux avec son environnement à un moment clef de sa maturation, ce qui est impossible à modéliser dans l’état actuel des techniques, rendant nécessaire de réaliser ces expériences chez l’animal.
Réduction
L’approche pharmacologique proposée dans ce projet permet d’éviter de générer un grand nombre de souris transgéniques qui seraient dans ce cas nécessaires pour tester les différentes hypothèses. De plus, l’utilisation d’une lignée de souris au génome connu et identique permet de réduire la variabilité de réponse inter-individuelle et donc de réduire le nombre d’animaux nécessaires par groupe pour atteindre des différences significatives. Nous pourrons ainsi faire des groupes homogènes de 7 à 8 animaux. Le projet se découpe en trois parties : la première comportera 175 souris qui permettront de tester 25 conditions expérimentales différentes, la deuxième 112 souris, correspondant à 14 conditions expérimentales différentes et la dernière 128 souris, correspondant à 8 conditions expérimentales différentes. Ce nombre total correspond à un projet prévu pour durer cinq ans.
Raffinement
Les conditions d’hébergement de nos animaux sont prévues pour minimiser le stress pendant la croissance et la période expérimentale : hébergement par fratries de même sexe, présence d'ouate et d’igloos dans les cages pour faciliter la construction de nids. Les animaux en provenance de fournisseurs seront gardés dans les mêmes conditions et disposeront d’une période d’acclimatation de 1 mois au minimum avant d’être inclus dans les procédures. Tout au long de la partie expérimentale du projet, le bien-être des animaux sera évalué selon une grille de scoring multicritères dont les critères seront adaptés à chaque procédure. Ces mesures permettront de détecter précocement l’apparition d’éventuels effets indésirables (posture, alimentation, masse, état du pelage, déplacements) traduisant un effet néfaste. Dans ce cas, l’expérience serait interrompue et le protocole révisé.
Choix des espèces
Ce projet propose d'étudier le rôle de l’expression génique et de traitements pharmacologiques les contrôlant sur la maturation et la fonction du cortex cérébral. -Cette étude implique de travailler avec une espèce de mammifères, les seules qui ont un cortex cérébral. -Cette approche génétique nécessite de travailler sur des animaux chez lesquels les outils génétiques sont disponibles et fiables. Notre équipe travaille de longue date sur l'étude des rôles de ces gènes dans différentes fonctions. Nous avons développé des outils d’analyse génétique et histologique efficaces. -Notre projet repose en partie sur des analyses comportementales et cognitives qui nécessitent une espèce avec des tests validés. Seule la souris remplit l’ensemble de ces critères. En particulier, les tests que nous proposons sont validés par de nombreuses publications. Pour les expériences de pharmacologie, les souris auront entre 2 et 4 mois, correspondant à un âge « jeune adulte ». Pour les expériences visant à décrire la maturation du cerveau, les procédures qui testeront l’influence de l’expression génique, des conditions d’élevage et de traitements pharmacologiques se dérouleront donc à partir de 3 semaines après la naissance, ce qui correspond à la fenêtre de maturation du cortex cérébral concerné.
Evaluation ex vivo des effets pharmacologiques de molécules sur un modèle de stress induit par une contention forcée sur rat.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
2 000 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections quotidiennes pendant un mois, puis sont soumis une fois à une contention forcée d'une à trois heures destinée à provoquer un stress, avant que leurs organes soient prélevés pour des mesures électrophysiologiques. Le porteur présente ce travail comme une prestation pour des "clients" des industries pharmaceutique et biotechnologique évaluant leurs molécules. Il affirme que l'usage de tissus fraîchement prélevés est "nécessaire" car la complexité des réseaux neuronaux ne se reproduit pas in silico.
Objectifs
Les groupes pharmaceutiques et les sociétés biotechnologiques souhaitent avoir de plus en plus tôt (phases de Recherche et Développement) des informations pharmacologiques fonctionnelles sur leurs molécules en développement pour traiter des maladies du système nerveux central ou pour identifier des molécules anti-stress. Pour une meilleure appréhension (ou prédictibilité) d’éventuels effets secondaires, les agences réglementaires exigent une connaissance complète des cibles et des mécanismes d’action associés à ces nouvelles molécules qui sont soumises à une demande d’autorisation de mise sur le marché. En phase de Recherche et Développement (avant les phases précliniques réglementaires), il n’est pas possible de tester les effets des molécules sur de grande quantité d’animaux, à la fois pour des questions de quantité disponible des molécules (quelques milligrammes le plus souvent) et pour des questions éthiques (aucune idée sur les effets éventuels qui pourraient être observés). Le développement de modèles rongeurs génétiquement modifié (GM) permettent de créer des mammifères mimant des pathologies humaines, leur utilisation est alors un avantage pour l’évaluation de l’efficacité de molécule d’intérêt. Il faut pour cela que ceux-ci soient électrophysiologiquement caractérisés. L'utilisation de tranches et/ou de cellules isolées de système nerveux central (SNC) de rongeurs permet une étude sur l'activité du composé et une information sur ses mécanismes d’action dans le modèle rongeur GM. Pour ce faire, nos laboratoires utilisent deux types de technique le Multi-Electrode Array (MEA) = enregistrements extracellulaires multipoints avec « array » d’électrodes (circuit imprimé) à l’échelle d’une tranche et le Patch-clamp = un enregistrement à l'échelle du neurone. Nous induirons donc un stress chez le rat et enregistreront l’effet de molécule d’intérêt, soit par une exposition, in vivo, au préalable, ou soit par une exposition, ex vivo, sur nos tranches ou cellules. Nous pourrons alors déterminer les effets pharmacologiques et/ou toxiques de nouvelles entités chimiques en développement préclinique afin de permettre à nos clients d’évaluer les propriétés de leur(s) molécule(s) - et/ou les propriétés d’une famille de molécule dans les mécanismes de stress induit par une contention forcée. Le cas échéant, ils pourront ainsi déterminer si une molécule à des propriétés suffisamment pertinentes pour entrer ou non en développement préclinique réglementaire.
Bénéfices attendus
Notre projet permettra de mieux caractériser, évaluer et comprendre les effets de futurs candidats médicaments pour traiter les pathologies du système nerveux central liées au stress. Nos techniques mises en œuvre dans ce projet, pour l’évaluation ex vivo des effets pharmacologiques fonctionnels et/ou toxiques sur des explants de tissus vivants, exposés de façon chronique ou de façon aiguë, constitue la meilleure approche car elle permet : - de limiter le nombre d’animaux à tester par l’utilisation de tissus (mesures multipoints sur le même tissu séparé en petits échantillons), - de faire, dans un premier temps, une analyse pharmacologique/toxicologique précise à l’échelle du tissu et/ou du neurone et/ou de la protéine tout en s’affranchissant des problèmes de disponibilité dans le système nerveux central et dans la circulation sanguine. Ce projet permet ainsi d’affiner la sélection et l’orientation du développement de futurs médicaments avant de lancer les premières étapes précliniques coûteuses de leur mise sur le marché.
Procédures
Les animaux vigiles seront injectés une fois par jour, au maximum et pendant 3 minutes, pour assurer une exposition in vivo de la molécule à tester. Le protocole est d’un mois. Les contentions répétées nécessaires à ces différentes injections génèrent du stress. Ces animaux traités au préalable peuvent subir ces injections soit par voie orale, soit cutanée ou soit par intrapéritonéale. Ils seront, pour les groupes subissant le stress, exposés, une seule fois entre une et trois heures, au maximum, à une contention qui a pour but de générer du stress que nous cherchons à étudier.
Impact sur les animaux
Notre procédure amène des effets indésirables : *-la manipulation régulière d’un animal, générer du stress. *-l’injection régulière, provoquer des effets indésirables au site d’injection. ; + effets secondaires potentiels des molécules *-Ce projet a pour but de déclencher du stress par une contention forcée d’une à trois heures, nous permettant l’étude des mécanismes du stress.
Devenir
A l’issue de la procédure, tous les animaux seront mis à mort car nous utiliserons les organes pour nos mesures.
Remplacement
Les réactions, après un stimulus générant du stress, sont complexes et mettent en jeu les organes sensoriels, les nerfs sensoriels et une intégration au niveau le système nerveux central, permettant une réaction adaptée. Parce qu’il n’est pas envisageable de réaliser sur l’homme les tests que nous proposons et que la gestion de stress pathologique présente un intérêt de recherche important, nous évaluons et et/ou caractérisons des molécules d’intérêt dans le traitement du stress induit chez le rat. Il nous est nécessaire de réaliser des observations sur des réseaux neuronaux natifs et connectés, « donc les plus physiologiques possibles ». Et ces réseaux doivent être en situation de stress. Pour cela nous devrons, en effet, tester des molécules avec des effets potentiellement inconnus, en les administrant à un rat préalablement stressé. De plus, nos techniques nous obligent à l’utilisation de tissus fraichement prélevés, car il n’est pas possible, in silico, de reproduire la complexité de ces connexions et/ou la particularité d’un neurone spécialisé.
Réduction
Par nos techniques, nous réalisons plusieurs tranches pour une noyau cérébral donné, chaque tranche peut subir un protocole particulier. Nous pouvons, par exemple, à partir d’un même cerveau tester plusieurs concentrations d’un même composé, ou plusieurs composés, ou plusieurs protocoles d’enregistrement, chaque protocole répondant à une question particulière. Alors, notre capacité à utiliser un même animal pour plusieurs mesures et plusieurs conditions d’exposition, diminue le besoin en nombre d’animaux et nous permet de faire, dans un premier temps, une analyse pharmacologique/toxicologique précise à l’échelle du tissu et/ou du neurone et/ou de la protéine tout en s’affranchissant des problèmes de passage de la barrière hémato-encéphalique (BHE) et des problèmes de pharmacocinétique. Grâce à notre expérience sur les projets antérieurs, nous avons déterminé que 6 animaux contrôles et 6 animaux d’intérêt nous permettent de valider 24-30 neurones ou 18-30 tranches. Compte tenu des variations inter-individus de réponses au stimulus stressant dans ce projet, nous devons augmenter à 10 animaux maximum par groupe. Après la première étape, nous pourrons évaluer la significativité statistique. Si celle-ci est présente, l’étape suivante pourra donc être menée en proposant quatre conditions différentes maximum. Si elle est absente, l’étude sera suspendue.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe sociaux (2 rats adultes/cage). Ils bénéficieront d’enrichissement adapté, deux types différents par cage (système permettant la création de nid soit tunnel ou soit pièce de bois à ronger par exemple). Cet enrichissement est validé par le fournisseur ou le partenaire. Les animaux utilisés seront habitués aux différentes contentions utiles pour les voies d’administration des composés à tester. Nous diminuerons les futurs stress dus à ces manipulations. Ces administrations seront réalisées par du personnel compétent et formé en respectant les recommandations vétérinaires. Les solutions injectées seront contrôlées pour s’assurer de leur innocuité. Les animaux seront surveillés deux fois par jour et pesés. Les animaux génétiquement modifiés auront quatre jours d’acclimatation et un mois d’hébergement maximum avant d’entrer dans le projet. Il se fera en groupes sociaux de 2 animaux en mélangeant les génotypes pour assurer la meilleure expression de phénotypes normaux. Chaque lignée modifiée aura une documentation de suivi spécifique répertoriant les symptômes possibles. Les animaux seront asymptomatiques. Toute perte de poids en deçà de la limite préétablie entrainera une sortie du test et des soins en accord avec le responsable de projet et le vétérinaire. Grâce à notre expérience et nos connaissances scientifiques sur des tests que nous maitrisons, nous avons pu établir un nombre d’animaux par condition d’étude soit 10 animaux contrôles et 10 animaux d’intérêt, nous permettant d’obtenir une bonne significativité, réduisant considérablement le besoin en animaux.
Choix des espèces
La grande quantité d’informations scientifiques disponible sur le fonctionnement du système nerveux central des rongeurs, ajoutée à la maîtrise de leur élevage, de leur génétique, de leur relative petite taille et au développement de technique d’enregistrements électrophysiologiques sur explants vivants font de cette espèce un modèle de choix pour l’évaluation pharmacologique de molécules. Ponctuellement, nous utilisons d’autres lignées de cette espèce, après discussion de la pertinence du modèle espèce-lignée-lignée génétiquement modifiée-protocole avec notre client. Toute demande de caractérisation de lignée modifiée fera l’objet d’une analyse bibliographique et circonstanciée en amont. L’impact du phénotype devra être décrit. Nous ne travaillerons qu’avec des animaux asymptomatiques. L’âge des animaux testés est déterminé en fonction du type de test et d’une analyse bibliographique. Nous travaillerons avec des animaux adultes (minimum 6 semaines d’âge) ou âgés en fonction des cibles fonctionnelles à observer et de l’évolution de la pathologie considérée liée au stress. Les choix de l’espèce, de la lignée et de l’âge sont validés en collaboration avec le client. En effet, l’expression phénotypique de la pathologie et/ou d’un déficit et/ou d’une lésion est souvent déterminante pour le choix de l’âge d’utilisation des animaux.
Étude des mécanismes moléculaires à l’origine des effets du stress psychologique sur le vieillissement des cellules souches hématopoïétiques murine
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système immunitaire
1 782 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont immobilisées dans un dispositif de contention, une fois dix heures d'affilée sans pouvoir bouger, manger ni boire, ou deux heures par jour pendant sept jours, puis irradiées et greffées, pour étudier l'effet du stress psychologique sur le vieillissement des cellules souches du sang. Le porteur indique que la transplantation peut entraîner un rejet de greffe, une prostration et des infections. Il décrit la contention comme un stress sans douleur et affirme que le maintien de ces cellules in vitro n'est "pas possible".
Objectifs
Le vieillissement de la population, en particulier au sein de la population occidentale, est aujourd’hui l’un des principaux problèmes socio-économiques. Le vieillissement du système sanguin et en partie de la population de ses cellules appelée cellules souches hématopoïétiques (CSH) entraîne un dysfonctionnement de la formation de sang. Ceci accroit le risque de développer diverses maladies malignes du sang telles que la myélodysplasie, un ensemble de maladies caractérisées par une production insuffisante de cellules sanguines matures saines par la moelle osseuse, la leucémie ou encore le lymphome. Au sein de notre laboratoire, nous supposons que le vieillissement "sain" ou "normal" est une succession de moments de stress. Notre hypothèse ici est donc de vérifier si des signaux de stress psychologiques (anxiété, dépression, etc.) provoquent des changements dans les cellules constituant ainsi une signature du vieillissement prématuré des CSH. Pour répondre à cette hypothèse nous 1) vérifierons si les cellules sont capables de se souvenir d’un stress subi et donc de répondre plus rapidement ou plus fortement à un second stress ; nous 2) évaluerons si cette mémoire contribue au vieillissement ; et finalement nous 3) déterminerons si le vieillissement à un impact sur la réponse au stress en laissant des marques permanentes et potentiellement héréditaires.
Bénéfices attendus
L'augmentation continue du pourcentage de la population âgée est l'une des principales préoccupations socioéconomiques du monde occidental. De plus, les humains souffrent d'une accumulation de stress au cours de leur vie conduisant à diverses maladies telles que les maladies cardiovasculaires, le diabète, la dépression, etc. Ce projet vise à répondre à une partie de cette préoccupation, à savoir comment le stress psychologique affecte la prolifération et la différenciation des cellules sanguines, et s'il laisse une marque permanente dans ces cellules simulant ainsi un vieillissement prématuré.
Procédures
- Stress de contention aigue : 1 fois, 10 heures - Stress de contention chronique : 1 fois 2 heures par jour pendant 7 jours. - 2 Irradiations à 4 et 6 heures d‘intervalle pour une durée de 5 minutes. - 1 injection intra-veineuse de cellules (15 secondes) - 3 prélèvements sanguin à 4, 8 et 12 semaines après l’injection cellulaire (15 secondes)
Impact sur les animaux
Le test d'immobilisation vise à bloquer l'activité physique des souris et à les laisser dans un état de stress psychologique. Le dispositif de contention supprime les mouvements physiques des membres sans causer de douleur ou de blessure. La taille du dispositif sera choisie en fonction de la taille des souris, avec des trous de ventilation adéquats pour s'assurer que les souris peuvent respirer normalement. Les souris ne peuvent ni bouger, ni manger, ni boire pendant la période d’immobilisation (soit une fois 10 heures pour le stress aigu de contention et 2 heures par jour pendant 7 jours pour le stress chronique de contention). Les injections en intra-veineux peuvent induire des rougeurs et des gonflements. La diminution du système immunitaire des souris receveuses de transplantation peut entrainer des infections par une diminution de l’efficacité du système immunitaire. La transplantation peut induire un rejet de greffe qui se traduit par une absence de système immunitaire (donc des infections), une prostration des animaux et une grande fatigue.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure afin d’isoler et d’étudier les cellules souches hématopoïetiques.
Remplacement
Pour l’étude du système hématopoïétique et en particulier des cellules souches hématopoïétiques le recours à un système in vivo est nécessaire car la présence de la niche et ses interactions avec les cellules sont essentielles à leur bon fonctionnement. A ce jour le maintien des cellules souches hématopoïétiques in vitro n’est pas possible. Seules certaines expériences peuvent être réalisées in vitro, comme les tests d'unités de formation de colonies, et elles seront utilisées. Cependant, ces tests, bien que réalisés in vitro sont fait à partir de cellules prélevées des souris des différentes procédures. Ils ne peuvent donc pas être réalisé sans expérimentation in vivo en amont.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, chaque groupe contiendra le nombre minimum nécessaire déterminé par tests statistiques pour récupérer la quantité de matériel nécessaire à l'expérience et pour obtenir des résultats statistiquement pertinents. Nous effectuerons 2 répétitions pour vérifier si la variation entre conditions est importante. Si les deux premières expériences donnent le même résultat, la troisième expérience sera annulée pour réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Afin de suivre le bien-être animal au cours de notre procédure expérimentale et de remédier au plus vite à la survenue de douleur et/ou souffrance induite, nous avons établi une grille d'observation Cette grille d’observation définit les points limites les plus précoces et précis auxquels des actions seront prises afin de palier à la souffrance et/ou douleur de l’animal. Cette grille d’observation indique également les mesures que nous prendrons à l'apparition des premiers signes de douleur. Afin de prévenir les infections bactériennes, les souris transplantées recevront un traitement antibiotique dans l'eau de boisson. Elles seront contrôlées et leur santé évaluée pendant 5 jours après la transplantation, ainsi que les jours ouvrables la deuxième semaine. Au cours des semaines suivantes, elles seront évaluées deux fois par semaine. En cas de fatigue légère ou de difficulté de déplacement léger de la nourriture hydratée sera mise à disposition dans la cage.
Choix des espèces
La souris est le système idéal pour étudier la formation du sang car le système sanguin est hautement conservé entre les souris et les humains. Le vieillissement du système sanguin est bien défini et l'approximation des âges pertinents entre les humains et les souris est connue. Des études antérieures ont indiqué que le stress psychologique modifie des signaux et gènes des souris. Nous avons émis l'hypothèse que le stress de contention peut laisser une empreinte dans les cellules de la souris, illustrant une partie des effets du stress psychologique sur les cellules sanguines humaines. De plus, l’isolement des cellules sanguines murines est bien définie. Les procédures telles que la transplantation sont également faciles à réaliser chez la souris car les protocoles sont en place. Les animaux utilisés seront divisés en trois groupes : très jeunes (4-8 semaines), jeunes (4-6 mois) et d'âge moyen (10-14 mois). Ces âges simulent les humains très jeunes (0-10 ans), jeunes (20-30 ans) et d'âge moyen (40-45 ans). Les souris receveuses de la transplantation seront toutes âgées de 3 mois (âge idéal pour une transplantation optimisée)
Etude du rôle du microbiote sur le maintien et l’activation de cellules T adoptives.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
624 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales, une irradiation du corps entier, une injection de cellules CAR-T, jusqu'à trois prises de sang, des antibiotiques et un gavage de microbiote, pour tester si la modification du microbiote intestinal améliore l'immunothérapie. Elles portent une tumeur au flanc et le porteur mentionne un risque théorique d'infection et de syndrome de libération de cytokines. Il affirme que l'animal vivant est "indispensable" car les interactions entre microbiote et immunité antitumorale ne s'étudient pas autrement.
Objectifs
L’objectif du projet est d’explorer si la modification du microbiote intestinal peut permettre une amélioration de la réponse au traitement par CAR T cells. Les CAR T cells sont des cellules immunitaires modifiées génétiquement afin d'attaquer la tumeur. IL s'agit d'une nouvelle classe d'immunothérapie de plus en plus utilisée.
Bénéfices attendus
Si nous observons un effet bénéfique ou délétère des antibiotiques, ou des souches bactériennes sur l’efficacité des cellules CAR-T, cela aura un impact direct sur la prise en charge des patients. De plus, si nous identifions une souche bactérienne associée à une meilleure performance des cellules CAR-T, ces données ouvriront la voie à un essai clinique.
Procédures
Une unique injection de cellules tumorales (durée 1 miunte), une unique irradiation lymphodéplétive du corps entier (4 Gray, durée 10 minutes), une unique injection dans la veine de cellules sous aneshtésie locale, durée 2 minutes, des prises de sang (maximum 3 prises de sang, espacées d'une semaine minimum, durée 2 minutes, sous anesthésie générale).
Impact sur les animaux
Les animaux porteront des tumeurs sur le fanc (une par animal), qui peuvent produite une gêne locale. Li'irradiation lymphodéplétive peut induire une réduction des lymphocytes conduisant à un risque légèrement accru d’infections (risque théorique, jamais observé en réalité). Enfin, les cellules CAR-T peuvent théoriquement conduire à un syndrome de libération de cytokines. Cependant, on ne sait pas si les souris peuvent développer ce syndrome qui est essentiellement observé chez l’homme.Les nuisances éventuelles additionnelles seront dues à la prise d'antibiotiques sur une durée d'une semaine (via le biberon d'eau), et un unique gavage de microbiote intestinal.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés car ils seront porteurs de tumeurs.
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l’utilisation d’animaux vivants est indispensable car ce n’est que chez les animaux vivants que nous pouvons étudier les interactions entre le microbiote intestinal et l’immunité antitumorale.
Réduction
Le nombre de souris est limité au minimum possible. Nous avons utilisé un calcul de puissance statistique à partir d'un effet attendu quantifié pour déterminer le nombre d'animaux minimum nécessaire. Le nombre final de souris doit également tenir compte de l’efficacité de l’induction tumorale. Des témoins ont été regroupés, et des tests statistiques ont été définis à l'avance pour analyser les résultats des expériences.
Raffinement
Toutes les interventions (greffes) des procédures expérimentales sont réalisées sous anesthésie générale pour limiter la douleur et le stress des animaux. Les injections simples seront réalisées après anesthésie locale (Lidocaïne). Les animaux seront hébergés en groupe dès leur réveil et recevront nourriture et boisson ad libitum.. Des points limite stricts ont été définis et seront appliqués.
Choix des espèces
Génétique proche de celle de l’Homme Les modèles de tumeur existants sont issus de lignées cellulaires murines et leur implantation dans la souris est indispensable pour étudier l’immunité, l’effet des traitements sur la réponse anti-tumorale dans leur globalité et les effets d’une transplantation fécale issue de différents patients traités par cellules CAR T. Animaux à maturité sexuelle, entre 7 et 12 semaines.
Etude d’un nouveau mécanisme intracellulaire régulant la sécrétion d’une hormone intestinale, le GLP1 (glucagon-like peptide 1) et son action au niveau du pancréas et du foie pour un meilleur contrôle de la glycémie.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
624 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent des mises à jeun jusqu'à treize heures, des gavages, des prélèvements sanguins à la queue avec incision, des injections et une chirurgie de prélèvement en veine porte, et pour certaines seize semaines d'alimentation grasse et sucrée induisant obésité et pré-diabète. À la fin, toutes sont mises à mort par dislocation cervicale pour prélever leurs organes. Le porteur affirme qu'aucune alternative ne remplace l'animal pour cette "physiologie intégrée" entre intestin, pancréas et foie.
Objectifs
Le diabète de type 2 est une maladie caractérisée par une hyperglycémie chronique, c'est-à-dire par un taux trop élevé de glucose dans le sang. Cette maladie, qui survient généralement avec l’âge, touche davantage les personnes obèses. Elle se caractérise par une insulino-résistance et une perte progressive des capacités de sécrétion d’insuline par les cellules béta pancréatiques, l’hormone qui régule la glycémie. A l’heure actuelle, les traitements utilisés ciblent soit l’action de l’insuline soit sa sécrétion, alors qu’un ciblage des 2 composantes serait plus efficace. Par conséquent, il est crucial d’identifier de nouveau mécanismes contrôlant simultanément l’action et la sécrétion d’insuline pour mieux réguler l’hyperglycémie des patients diabétiques. Le projet vise à valider un nouveau mécanisme intracellulaire impliqué dans la régulation de la glycémie qui implique un dialogue entre l’intestin, le pancréas et le foie via la sécrétion d’une hormone intestinale appelée GLP1, qui est produite par les cellules intestinales après un repas et qui va réguler l’action et la sécrétion d’insuline. Ainsi, l’objectif est de valider chez la souris ce nouveau mécanisme intracellulaire en l’étudiant de manière concomitante dans l’intestin, le pancréas et le foie afin de définir s’il pourrait constituer à l’avenir une nouvelle piste de traitement préventif et/ou curatif de l’hyperglycémie chez les patients diabétiques.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet de recherche est de valider une nouvelle hypothèse mécanistique impliquée dans le contrôle de la glycémie et de mettre en évidence de futurs moyens de prévention et/ou traitement du diabète de type 2. Si nos hypothèses sont validées chez la souris, nous initierons ensuite des tests chez l’homme et tenterons d’identifier des molécules capables de réguler ce mécanisme intracellulaire.
Procédures
Au cours des 4 procédures décrites dans ce projet, les souris seront soumises à : - des mises à jeun (1 à 3 selon les procédures) d’une durée de 6h30 à 13h maximum. - un gavage unique sur animal vigile (durée: 30 secondes) - des prélèvements sanguins de petits volumes (entre 2 et 6 selon les procédures) à la queue des souris pour les mesures de glycémie et d’insuline, associés à une incision unique de la queue puis un grattage du coagulum pour les prélèvements successifs. - des injections (1 à 2 selon les procédures) sur animal vigile lors des tests métaboliques (durée: 30 secondes). - une chirurgie associée à une analgésie 30 minutes avant l’anesthésie générale afin de réaliser un prélèvement sanguin en veine porte. - une alimentation riche en graisse et en sucre durant 16 semaines consécutives qui va induire une prise de poids des souris sans altérer leur mobilité.
Impact sur les animaux
- une prostration, la présence de sang dans la canule ou un gonflement de l’œsophage potentiel suite au gavage. - une sensation de faim et une hypoglycémie suite à la mise à jeun de 12-13h. Ces modifications physiologiques peuvent donc être responsable d’un stress chez l’animal et d’une baisse d’activité les conduisant à nicher dans leur nid. - une douleur transitoire au point d’injection lors des injections au cours des tests métaboliques. - Une hyperglycémie transitoire au cours des test métaboliques. Ces variations de glycémie sont des réponses physiologiques transitoires qui n’affectent pas l’état général des souris. L’hyperglycémie provoquée lors des tests revient à la normale au bout de 90 minutes. - une obésité liée à l’alimentation riche en lipides et en sucrose et un pré-diabète associé à une hyperglycémie modérée. Nos études préalables démontrent que leur prise de poids ne les empêche pas de se mouvoir dans la cage et d’accéder et la mangeoire et que leur pré-diabète ne modifie pas de manière majeure leur prise hydrique ni leur besoin d’uriner.
Devenir
A la fin des procédures, toutes les souris seront mises à mort par dislocation cervicale pour le prélèvement des organes d’intérêt.
Remplacement
Ce projet vient compléter des données déjà obtenues in vitro dans des lignées cellulaires de chacun des tissus d’intérêt (colon, foie et pancréas). Néanmoins il s’agit ici d’aller plus loin et de montrer qu’il y a une co-régulation de notre nouveau mécanisme intracellulaire dans ces 3 organes suite à un repas et que cela est nécessaire pour un contrôle optimal de la glycémie. Il s’agit donc d’un projet de physiologie intégrée où aucune alternative non animale n’est disponible. D’autre part, on veut également déterminer si ce nouveau mécanisme physiologique est dépendant ou pas du sexe, et ce paramètre n’est pas analysable autrement que sur animal.
Réduction
Pour diminuer le nombre d’animaux utilisés, nous allons comparer différents traitements en même temps afin de n’avoir qu’un groupe de souris contrôle. Le nombre de souris est calculé au plus juste tout en offrant la puissance statistique nécessaire pour l’interprétation des résultats scientifiques. Les paramètres mesurés étant très variables d’une souris à l’autre, un nombre minimal de 12 souris par groupe est nécessaire. Nous envisageons de potentiellement répéter une fois les procédures afin de compléter les études si nécessaires (soit 24 souris/groupe au maximum en final).
Raffinement
Les souris sont surveillées individuellement 3 fois/semaine et nous utilisons des points limites adaptés à nos procédures. Les gavages seront réalisés par une personne expérimentée à l’aide d’une sonde de gavage adaptée à la taille des souris. Pour les souris soumises à une alimentation riche en lipides et en sucrose, le nombre de souris par cage est diminué pour qu’elles aient suffisamment de place pour se mouvoir. L’alimentation hypercalorique va induire une prise de poids qui ne gêne pas la motricité des souris qui peuvent toujours accéder à la mangeoire. Néanmoins, des croquettes seront rajoutées dans la litière. Pour les prélèvements en veine porte qui nécessite une chirurgie, les animaux sont analgésiés 30 minutes avant d’être anesthésiées.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris car leur physiologie est « proche » de l’homme pour le contrôle de la glycémie. Selon les procédures, nous utiliserons soit des souris adultes de 10-12 semaines qui ont terminé leur croissance et ont un poids compatible pour la contention, les gavages et prélèvements sanguins, soit des souris de 5 semaines quand il s’agit de les nourrir avec une alimentation riche en graisse et sucre, dont les effets métaboliques sont plus marqués si débutée rapidement après le sevrage.