Recherche fondamentale

160 souris d'une lignée génétiquement modifiée vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié reçoit des antibiotiques dans l'eau de boisson pendant huit semaines pour supprimer leur microbiote, toutes subissent des jeûnes de six heures, des prélèvements sanguins répétés à la queue et des gavages, avant mise à mort pour trier les cellules intestinales. Le porteur étudie l'effet des bactéries intestinales sur les hormones digestives, avec une application humaine dans l'obésité et les maladies inflammatoires présentée comme lointaine. Il indique que la déplétion du microbiote produit "a priori peu d'effets indésirables" et affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit l'interaction entre bactéries et intestin.

Objectifs

Les intestins sont un organe majeur pour la santé car ils sont à l’interface entre alimentation, les bacteries intestinales et l’organisme. L’intestin permet notamment la digestion et l’absorption des aliments, tout en faisant barrière aux microbes et aux toxines. L’intestin produit également des produits (hormones) qui régulent les fonctions de différents organes, modulant ainsi par exemple le comportement alimentaire, la régulation énergétique ou les fonctions intestinales (transit intestinal, digestion…) elles-mêmes. Ces hormones sont produites par des cellules intestinales spécifiques, appelées cellules entéroendocrines. Ces cellules jouent le rôle de senseurs, libérant les hormones en réponse à des modifications de leur environnement Des modifications des fonctions intestinales et notamment des hormones intestinales sont associées à différentes maladies telles l’obésité ou des maladies digestives. Ces maladies sont également associées à une modification des bactéries intestinales. Notre travail de recherche vise à mieux caractériser comment les bactéries de l’intestin influent sur les hormones intestinales et les cellules qui les produisent. Dans ce projet, nous éliminerons les bactéries intestinales par l’action d’antibiotiques, mesurerons le niveau des hormones et analyserons précisément ces cellules grâce à l’utilisation de souris exprimant une fluorescence associée à ces cellules et permettant de les isoler.

Bénéfices attendus

Le rôle de l’intestin et en particulier des hormones intestinales pour la santé de l’homme apparait comme étant très important, en particulier dans l’obésité ou les maladies inflammatoires l’intestin, qui touchent plus de 650 millions d’individus à travers le monde. Un lien entre microbes et les cellules produisant les hormones intestinales a déjà été établi. Cette étude nous permettra d’identifier plus précisément comment les cellules produisant les hormones intestinales sont impactées lors de la suppression du microbiote intestinal. Pour cela, nous utiliserons un modèle de souris permettant de trier cette population cellulaire rare, et mesurerons les niveaux d’hormones après différentes stimulations. Cela nous permettra d’identifier comment ces cellules sont régulées. Compte tenu du rôle important de ces hormones, ce projet permettra de proposer de nouvelles voies modulant leurs niveaux lorsque les fonctions de ces hormones sont altérées, dans le but à terme de prévenir et/ou guérir des maladies.

Procédures

La moitié des animaux recevra un mélange d’antibiotiques dans leur eau de boisson pendant toute la durée de la procédure, soit 8 semaines, conduisant à la déplétion de leur microbiote intestinal. Pour mesurer les niveaux des hormones et les activités des cellules produisant ces hormones, trois tests métaboliques seront réalisés, espacés de 15 jours, sur tous les animaux. Un test métabolique permet de mesurer l’effet d’un stimulus particulier sur l’animal, notamment au niveau intestinal en comparant l’animal avant et après ajout du stimulus. Chaque test comporte une phase de jeun (6h), trois prélèvements sanguins, un avant l’administration du stimulus, et deux après, à 5 et 15 minutes respectivement après l’administration pour un volume total de 150µLet un gavage par voie orale ou une injection en intrapéritonéal, permettant de mesure la libération des hormones en réponse au stimulus. La durée d’un test métabolique n’excède pas une heure entre la première prise de sang et la dernière. Des mesures de transit intestinal par gavage (au maximum trois par animal, deux au cours de l’expérience (avec un suivi pendant 48h) et un au moment de la mise à mort (gavage une heure avant) seront également réalisées pour mesurer les fonctions intestinales, ainsi que des prélèvements de sang avant la mise à mort et la récupération des tissus intestinaux.

Impact sur les animaux

Ce protocole produit a priori peu d’effets indésirables sur les animaux : la consommation des antibiotiques dans l’eau de boisson a déjà été pratiquée à de nombreuses reprises sans impact sur la santé et le comportement des animaux, les antibiotiques étant introduits séquentiellement pour éviter tout rejet par néophobie. Les animaux seront conservés en groupe et manipulés régulièrement. Le gavage oral et la prise de sang à la queue seront réalisés par des personnes compétentes, avec des temps de manipulations réduits. Les prises de sang séquentielles se faisant de manière rapprochées, une seule incision à la queue est nécessaire pour réaliser le prélèvement. Les jeûnes seront limités dans le temps, induisant une perte de poids réduite qui est en général rattrapée les jours suivants. Les souris seront suivies pendant l’heure qui suit l’administration des stimuli puis pendant le reste de l’expérimentation pour s’assurer qu’aucun n’induit d’effets indésirables, aucun n’effet étant attendu sur le type de stimuli testés.

Devenir

L’ensemble des animaux sera mis à mort afin de récolter leurs tissus pour l’isolement des cellules produisant les hormones intestinales par tri cellulaire. Les fonctions des cellules pourront alors être analysées par différentes techniques

Remplacement

L’utilisation de souris pour cette expérimentation est nécessaire par l’impossibilité d’étudier in vitro ou de modéliser l’interaction entre les bactéries et l’intestin. La lignée de souris utilisée permettra d’étudier spécifiquement les fonctions des cellules entéroendocrines, ce qui n’est pas possible dans un autre modèle. Les intestins récupérés dans ces expérimentations serviront à la production de culture de cellules intestinales (organoïdes intestinaux) qui seront utilisés dans des projets ensuite pour étudier (1) le développement de l’épithélium intestinal issu de souris déplétées en microbiote et (2) la réponse des cellules entéroendocrines à des produits spécifiques, notamment produits par les bactéries.

Réduction

160 animaux au total répartis en 20 lots seront utilisés dans ce projet, répartis en 10 procédures. Chaque procédure incluera un lot de 8 souris traitées par antibiotiques et un lot contrôle de 8 souris non traitées et sera effectuée sur des animaux de même sexe pour tester l’effet de trois stimuli et récupérer les tissus pour un usage spécifique. 5 procédures différentes permettront de tester au total 15 stimuli de cellules entéroendocrines (par exemple, glucose, mélange d’acides aminés et protéines, acides gras, produits microbiens..), ainsi que pour récupérer les tissus intestinaux des souris pour différents usages, un seul tissu ne pouvant être utilisé que pour un seul usage lors du tri cellulaire (transcriptomique, peptidomique, génération d’organoides, histologie…). Les procédures seront reproduites sur les femelles et les mâles.

Raffinement

Les animaux bénéficieront d’un enrichissement avec du papier absorbant à déchiqueter et d'un abri en propylène rouge et auront accès à la nourriture et à l’eau ad libitum et seront hébergés à plusieurs par cage. L’hydratation, notamment lors de l’introduction des antibiotiques, sera surveillée et si nécessaire, l’ajout d’antibiotiques sera modifié pour permettre une meilleure tolérance. Pour détecter l’apparition de signes de souffrance et/ou blessures, les animaux seront surveillés quotidiennement. En cas de blessure, un traitement local sera appliqué si celle-ci est légère sinon l’animal sera exclu du protocole. Les animaux seront observés quotidiennement et pesés (ainsi que leur ingéré alimentaire) 2 fois par semaine. Une grille de décision (points limites) est établie et permet d’agir de façon appropriée en cas d’apparition de signes de souffrance chez un animal, Les volumes de gavage seront adaptés aux poids des animaux, avec un maximum de 10µL/g et celui-ci sera pratiqué par des expérimentateurs entrainés à la contention et au gavage. Les animaux seront habitués à être manipulés avant et pendant toute la durée de l’expérimentation afin de diminuer leur stress lors de la contention et les prélèvements. Les souris seront au moins 2 par cage pour éviter l'isolement. Une grille de score de bien être permettra de suivre régulièrement chaque animal individuellement en prenant en compte son aspect général, son poids et son comportement. En cas de hausse modérée du score, un suivi plus attentionné sera réalisé avec l’ajout de nourriture plus facilement accessible. Dans le cas d’une forte dégradation du score les animaux seront euthanasiés.

Choix des espèces

Les souris utilisées sont issues d’une lignée génétiquement modifiée pour exprimer une protéine fluorescente dans toutes les cellules entéroendocrines. Cette lignée est un modèle particulièrement utile pour l’étude des cellules entéroendocrines, permettant de les trier ou de les distinguer facilement lors de l’analyse des tissus. Les procédures seront appliquées sur les femelles et les mâles avec un lot de souris traitées aux antibiotiques et un lot contrôle. Les procédures seront reproduites 5 fois pour tester différents stimuli et pour différents usages des tissus, chaque tissu ne pouvant être utilisé que pour un seul usage. L’étude portant sur les cellules entéroendocrines matures, des souris adultes (8 à 12 semaines au démarrage du protocole) seront utilisées.

3 322 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules ou de peau tumorale, puis des injections d'anticorps deux à trois fois par semaine pendant quatre semaines, les tumeurs pouvant croître jusqu'à un point limite fixé à 1 500 mm³. Le porteur teste de nouveaux anticorps anticancéreux et renvoie l'application clinique chez l'homme à un objectif lointain. Il affirme qu'il n'existe aucun système alternatif et que l'expérimentation in vivo a une valeur prédictive supérieure aux essais in vitro.

Objectifs

Avec l’objectif de développer de nouveaux médicaments anti-cancéreux, notre laboratoire s’attache à découvrir et valider des anticorps innovants dirigés contre des cibles impliquées dans différents types de cancer. Ces anticorps peuvent être sélectionnés pour leur capacité à s’attaquer aux cellules tumorales mais aussi à affecter simultanément les cellules se trouvant dans l’environnement de la tumeur et connues pour jouer un rôle crucial dans son développement. Notre projet va permettre de sélectionner et valider chez la souris de futurs candidats-médicaments en étudiant leur efficacité anti-tumorale ainsi que leur distribution dans l’organisme. Nos anticorps candidats seront systématiquement comparés aux traitements de référence déjà disponibles sur le marché ou en développement clinique avancé. En effet, il n'existe pas à ce jour d'autres moyens que l'expérimentation animale pour caractériser de façon fiable l'efficacité des anticorps. Dans le but d'appliquer strictement la règle des 3R et donc de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés, seuls les anticorps ayant été validés au terme d’essais in vitro très exigeants en laboratoire, seront administrés aux souris. Ainsi, pour chaque cible identifiée et validée par notre Comité Médical, de 1 à 3 anticorps issus des pré-sélections in vitro seront testés ce qui représente au total, sur les 5 années du projet, un nombre maximal de 3232 souris.

Bénéfices attendus

L’objectif est de tester l'efficacité thérapeutique de nouveaux anticorps dans différents modèles murins porteurs de tumeurs cancéreuses. Les résultats de ces travaux permettront in fine de sélectionner des candidats-médicaments en vue de leur développement pour une utilisation en clinique humaine.

Procédures

Les souris seront soumises à une greffe de cellules par injection sous cutanée (20 secondes /souris y compris contention) ou à une greffe de peau sous cutanée avec chirurgie (20min/ souris y compris anesthésie). Elles seront traitées 2 à 3 fois par semaine pendant 4 semaines par injection intrapéritonéale (5 secondes /souris y compris contention) ou par voie intraveineuse (2 minutes /souris y compris contention) avec le traitement.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sont : - Signes de douleur, souffrance, angoisse, changement de comportement ou d’aspect physique liés à la cytotoxicité des anticorps ; - Douleur légère et immédiatement réversible au moment de l’injection/prélèvement.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés soit parce qu'ils ont atteint un des points limites définis pour chaque procédure, soit car l'expérimentation prend fin. En cours d'étude, tout animal démontrant une souffrance irréversible ou inacceptable sera immédiatement euthanasié.

Remplacement

Dans le processus de développement des médicaments, les études précliniques jouent un rôle fondamental. Elles font principalement appel à des expérimentations dans des modèles animaux, murins notamment. C’est un prérequis obligatoire pour justifier l’investigation clinique et la première administration chez l’Homme. Ces expériences in vivo ont une valeur prédictive supérieure à celles réalisées in vitro. Les processus tumoraux ainsi que les interactions des composants du système immunitaire avec les médicaments à base d’anticorps sont des processus complexes qui résultent de l’action concertée de plusieurs acteurs cellulaires. De fait, ils sont difficilement modélisables in vitro ou ex vivo. Il n’existe pas à l’heure actuelle de systèmes alternatifs. L’objectif de notre projet étant de caractériser de façon fiable l'efficacité et la toxicité de nouveaux anticorps, notamment en étudiant leur impact sur le stroma tumoral et sur la modulation de l’activité anti-tumorale du système immunitaire, seule l’expérimentation animale peut répondre à notre objectif.

Réduction

Afin de réduire à son minimum le nombre de souris utilisées pour l’ensemble des études, les anticorps testés auront au préalable, été validés par une série de tests complets en laboratoire. De plus, 3 études de mise au point permettront de réduire au minimum le nombre d'animaux utilisé tout en disposant d'un nombre statistiquement suffisant. Dans le but de confirmer le nombre de souris nécessaires pour les études d’efficacité thérapeutique et de biodistribution, nous avons calculé via un logiciel de statistique un nombre de 10 animaux par groupe afin d'obtenir des résultats robustes. Les études pilotes n'utiliseront que 3 animaux / groupe, permettant d’optimiser les meilleures conditions à retenir pour les procédures expérimentales.

Raffinement

Pour la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mises au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats obtenus dans le strict respect du bien-être animal. Les points limites ont été établis dans chaque procédure expérimentale et le suivi clinique des animaux se fera sur la base de la fiche de scoring établie par la SBEA de notre Institut. Les souris seront surveillées quotidiennement y compris les week-ends et jours fériés : suivi du développement de la tumeur (point limite volume >1500 mm3 ou nécrose tumorale précoce), pesée (toute perte de poids ne devra pas excéder 20% du poids normal attendu de l’animal) et détection du moindre signe de souffrance et/ou de détresse de l’animal. En fonction des observations, des décisions allant de l’adaptation des conditions d’hébergement à l’injection d’analgésique jusqu’à une décision d’euthanasie, seront prises. D’autre part, une fiche de soins validée par la SBEA de notre Institut est utilisée pour la prise en charge des animaux.

Choix des espèces

L’espèce choisie pour cette étude est la souris car elle est l’espèce qui est le mieux défini génétiquement et pour laquelle les données scientifiques de référence sont nombreuses, s’agissant notamment des études en immunothérapie. Dans le cas où les anticorps candidats médicaments testés ne reconnaîtraient pas la cible murine, nous pourrons être amenés à utiliser des lignées de souris transgéniques exprimant la forme humaine de la cible. Les souris seront âgées de 4 à 7 semaines à la réception (souris adultes). Après 1 semaine d’acclimatation en zone d’hébergement, les souris âgées 5 à 8 semaines subiront la greffe.

450 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur humaine leur est inoculée, avec des injections de traitement deux fois par semaine pendant quatre semaines, puis mise à mort pour prélèvement d'organes. Le porteur indique que la tumeur peut nécroser ou s'ulcérer, l'animal étant tué si elle dépasse 2 000 mm³. Il affirme que la validation de ces anticorps ne peut s'effectuer que chez l'animal vivant, l'entrée en essai clinique restant une perspective.

Objectifs

L’immunothérapie constitue un véritable espoir dans le traitement de nombreux cancers, notamment dans ceux sans prise en charge efficace actuellement. Ce traitement consiste principalement en l’administration d’anticorps monoclonaux dirigés contre les cellules tumorales ou leur microenvironnement afin de limiter la croissance tumorale. Plusieurs types d’anticorps monoclonaux peuvent être utilisés dans ce but, sous réserve que le patient présente bien la protéine ciblée au sein de sa tumeur. D’autres anticorps monoclonaux ont une action immunomodulatrice en levant le mécanisme d’inhibition du système immunitaire induit par la tumeur. Ces mécanismes sont communs à plusieurs cancers et ces traitements récents ont des indications dans déjà sept types de cancers : poumon, rein, vessie, tête et cou, mélanome , maladie de Hodgkin et maladie de Merkel et sont actuellement évalués dans de nombreux autres cancers. Bien que des réponses remarquables et prolongées aient pu être observées chez des patients atteints de cancers avancés métastatiques, un nombre important de patients (80 à 60% selon les cancers) restent réfractaires au traitement.

Bénéfices attendus

La première partie de ce projet permettra de compléter la caractérisation de notre produit par confirmation des marqueurs tumoraux identifiés et permettra de de débuter un essai clinique chez l’homme , dans des cancers ou le besoin médical est très important. Dans le cadre du lymphome cette étude permettra de confirmer l’intérêt thérapeutique de notre candidat médicament et ainsi d’offrir une vrai alternative thérapeutique aux patients atteints de lymphomes T périphériques et ne bénéficiant d’aucune prise en charge actuellement

Procédures

Les animaux seront soumis à une inoculation de tumeur humaine via injection en sous-cutanée sous anesthésie ou via injection en intra-péritonéale sur animal vigile. Pour le suivi de chaque modèle, les animaux seront également soumis à des injections en intrapéritonéal pour les traitements (2 fois par semaine pendant 4 semaines) sur animaux vigiles. L'anesthésie pour l'injection en sous-cutanée sera de courte durée :< à 5 min par souris. Pour les injections en intrapéritonéale la manipulation des souris n'excédera pas 1 min.

Impact sur les animaux

Les modèles tumoraux sous-cutanées peuvent provoquer de la douleur si la tumeur nécrose ou s’ulcère (points-limites). La tumeur ne devant pas provoquer de gêne pour la mobilité de l’animal, celui-ci sera mis à mort si la tumeur atteint 2000mm3 (soit moins de 10% de la masse corporelle). Aucun autre effet indésirable n’a été remarqué sur ce type de modèle au laboratoire. Les modèles tumoraux sous-cutanés sont considérés comme des procédures modérées. Les modèles de lymphomes T périphériques peuvent induire une splénomegalie, mais aucune autre altération majeure n’est attendue. L’état clinique et le poids des souris seront suivies 3 fois par semaine. Ces modèles sont également considérés comme des procédures modérées.Une contention légère sera fait sur les souris pour l'administration intrapéritonéale par du personnel qualifié afin de ne pas engendrer de stress sur les souris. Cette manipulation ainsi que la piqure ne durera que quelques secondes et la souris sera rapidement remise avec ses congénères. La manipulation des souris pour mesurer la masse tumorale n’excédera pas 1 min. elle se fera 3 fois par semaine dont 2 fois en même temps que l’injection des traitements afin d’éviter les manipulations intempestives.

Devenir

A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort et des organes d’intérêts pourront être récupérés pour compléter les analyses.

Remplacement

Du fait du contexte physiologique et de la complexité du système immunitaire, la validation d’un traitement par anticorps polyclonaux ne peut s’effectuer que dans un modèle in vivo. Il est nécessaire d’utiliser des animaux pour atteindre les objectifs du projet car cette étude a pour objet l'évaluation de l’efficacité thérapeutique d’un ou plusieurs traitements en préclinique. Les animaux sont indispensables à cette étape d’évaluation thérapeutique du traitement car ils permettent de tester in vivo l’efficacité ou la non-efficacité du (des) traitement(s), de caractériser le fonctionnement du (des) traitement(s), ainsi que les effets secondaires possiblement liés avant de le tester en clinique chez l’Homme si celui (ceux)-ci est efficace.

Réduction

Dans le but d'utiliser un nombre d'animaux cohérent avec une pertinence statistique, nous avons défini le nombre d'animaux par groupe de 10 -15 animaux selon les étapes pour l’ensemble des groupes. Les tests statistiques utilisés reposent sur l’analyse de données non paramétriques, calculée quand le nombre de sujet est inférieur à 30. Ces tests nous permettent d’analyser nos données en combinant un test statistique fiable et un nombre d’animaux réduit.

Raffinement

Une étape d’acclimatation de 4 jours minimum sera systématiquement réalisée à l’arrivée des animaux pour éliminer le stress dû au transport et permettre l’habituation aux nouveaux locaux et personnels animaliers avant tout acte sur l’animal. La douleur sera dans la mesure du possible évitée en euthanasiant les animaux si leur score clinique global atteint 8 sur deux jours consécutifs tel que décrit dans le tableau de score clinique général ou par injection d’analgésique dans le cas de morsure par exemple. En outre, les animaux sont maintenus dans un cycle jour/nuit de 12h/12h avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Le nombre d’animaux par cage est de 5 pour limiter le stress de la surpopulation. Des brindilles de papier sont placées dans la cage pour permettre aux souris de s’enfouir et se cacher. L’analgésie quant à elle dépendra de la cause. Pour les animaux en souffrance tels que les animaux ayant un score clinique > à 7 sur deux jours consécutifs, l’animal se verra administrer en sous-cutané une injection de buprénorphine à 0.1mg/kg deux fois par jour jusqu’à diminution du score ou exclusion de l’étude. Pour les plaies de surface comme les morsures, après désinfection, les animaux pourront recevoir directement sur la plaie de la tétracaïne.

Choix des espèces

La souris NMRI nude est très largement utilisée pour la mise en place de modèle xénogreffe. De plus elle présente une activité résiduelle du complément murin, ce qui la rend pertinente pour l’évaluer l’activité biologique de nos traitements à base de d’anticorps polyclonaux. Tous les modèles xénogreffe décrit dans ce projet ont été validé et caractérisé dans des publications. Adulte-8-10 semaines, car la prise tumorale est homogène dans cette tranche d’âge contrairement à des âges précoces ou avancés où les défenses immunitaires sont différentes et peuvent induire une hétérogénéité de réponse anti-tumorale, et donc un stade tumoral différent.

768 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On provoque une inflammation chez des femelles gestantes porteuses d'une mutation, pour observer les effets sur le développement nerveux des embryons, avec suivi par échographie. Le porteur indique que l'injection peut induire un développement anormal in utero et une mise bas prématurée. Il affirme qu'il est impossible de remplacer ce modèle muté, les retombées cliniques étant renvoyées à une meilleure compréhension des pathologies.

Objectifs

Lorsque des infections sont contractées durant la grossesse, il en résulte l’apparition de davantage de pathologies du neuro-développement (PND), autisme, paralysie cérébrale, schizophrénie etc. Ces pathologies sont dues en particulier à un développement anormal du système nerveux. De plus, les naissances prématurées qui peuvent s’y ajouter sont un facteur également aggravant. Il a récemment été montré que des anomalies de motricité apparaissent précocement, avant que les anomalies cognitives ne puissent être diagnostiquées. Des travaux récents ont mis en évidence des mutations dans certains gènes, qui jouent un rôle crucial dans le développement du système nerveux central, et qui sont impliqués dans de telles pathologies neuro-développementales. L’existence simultanée d’une inflammation placentaire accentuerait les conséquences de ces modifications génétiques. Lors d’infections au cours de la grossesse, une inflammation du placenta peut être décelée et impacter le développement des embryons. En cas de fragilités génétiques dues à des mutations chez certains embryons, le développement normal du système nerveux est perturbé, ce qui peut conduire à différentes pathologies neurodéveloppementales. Nous provoquerons une situation d’inflammation chez la souris gestante, et nous analyserons l’effet de mutations dans les embryons sur : (i) des marqueurs inflammatoires présents dans les fluides amniotiques des portées, (ii) le développement neuro-anatomique du système nerveux, (iii) de l’appareil neuro-moteur dont les masses musculaires, ainsi que (iv) le développement du placenta.

Bénéfices attendus

Le gène étudié permet la transmission de signaux de l’environnement en permettant notamment le développement embryonnaire du cerveau. Son étude dans des modèles de souris nous permettra d'obtenir une meilleure compréhension des signaux moléculaires et cellulaires et des facteurs multiples conduisant aux pathologies neuro- développementales dans le contexte inflammatoire de la grossesse. Elle devrait également conduire à une amelioration du pronostic des troubles précoces du développement neuro-moteur.

Procédures

Les souris seront accouplées pour déclencher une gestation. Les accouplements seront réalisés jusqu’à l’obtention de 6 souris gestantes par groupe. Les souris suivies subiront 4 examens d'imagerie non invasive pour le suivi des gestations sous anesthésie générale ne dépassant pas 20 minutes. Au cours de cette gestation, une réponse inflammatoire suite à une seule injection (durée maximale : 30 sec) sous-cutanée d’une molecule déclanchant l’inflammation sera générée pouvant entraîner des défauts de développement in utero.

Impact sur les animaux

Impact de l’agent inflammatoire sur l’état général des souris : une vigilance sera portée sur l’inflammation provoquée, même si des conséquences telles que l’hypothermie sont peu probables aux doses faibles utilisées ici (jusqu’à 40 fois moins que les doses rapportées). Il est attendu que les injections d’un composant bactérien, qui provoque de l’inflammation, induisent un développement anormal des embryons in utero et une possible mise bas prématurée.

Devenir

Mort pour utilisation des tissus : analyses anatomiques et dosages immunologiques.

Remplacement

Il est impossible de remplacer ce modèle murin porteur d’une mutation constitutionnelle pour le gène d’intérêt, mais des études en culture ont permis de montrer son rôle sur le développement de certaines structures du système nerveux. Par ailleurs, nous avons déjà identifié des toxines utilisables en culture cellulaire pour renforcer certains des résultats que nous aurons obtenus dans les souris.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe sera de 6 pour atteindre une robustesse statistique. L'échographie non invasive permettra de déterminer in utero l'apparition d'une létalité dans les portées et de préciser à quel stade elle apparaît, évitant une mise à mort séquentielle des femelles gestantes au cours de la gestation, comme cela est habituellement le cas pour les études de mortalité in utero. Ce suivi nous permettra également d’éviter d’engager une inflammation dans des femelles n’ayant pas ou trop peu de petits.

Raffinement

L'échographie non invasive permettra de caractériser in utero plusieurs paramètres fonctionnels (fréquence cardiaque, flux sanguin et résistance hémodynamique) en plus des informations anatomiques (rapport périmètre cranial / périmètre abdominal). A partir des expériences préliminaires, nous établirons rapidement le timing auquel l’injection sera réalisée (précoce ou tardive) pour n’effectuer dans un premier temps l’étude que sur le stade d’injection qui donne les résultats les plus évidents. Les échographies seront faites sous anesthesie, et nous avons établi une grille qui nous permet d’évaluer l’éventuelle détresse et souffrance des animaux et de les supprimer ou soulager et ainsi d’améliorer leur bien-être. Les conditions d’hébergement seront optimisées en évitant l’isolement des animaux et leur maintien en groups sociaux dans des cages enrichies de cylindres en carton.

Choix des espèces

Choix du modèle murin : le modèle de souris a été choisi car il permet d’étudier les conséquences durant le développement embryonnaire de l’absence d’expression d’une protéine. Modèle mammifère, adapté pour les études à visée clinique : études sur la reproduction/gestation, rôle du placenta. Reproduction rapide, fond génétique homogène, nombre important d’animaux dans une même portée, avec des génotypes différents, permettant une comparaison interne fiable. Nombre de publications ont récemment rapporté que les mutations murines introduites miment la pathologie humaine. Les animaux seront utilisés à pour les études anatomiques du système nerveux, la mise en place des motoneurones qui a lieu précocement et le développement des masses musculaires.

450 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est greffée à la patte, avec injections cinq jours sur sept pendant quatre semaines et suivi par imagerie, pour tester des molécules contre un cancer pédiatrique, le rhabdomyosarcome. Le porteur précise n'utiliser que des femelles, notamment pour limiter les bagarres entre mâles. Il affirme que le modèle animal est le seul à intégrer les facteurs physiologiques en jeu, les retombées cliniques étant renvoyées à un transfert ultérieur.

Objectifs

Dans les cancers pédiatriques, le rhabdomyosarcome (RMS) représente 5% des tumeurs pédiatriques solides. Ces tumeurs malignes d’origine musculaire se développent dans diverses localisations, principalement dans la tête et le cou (40%), la vessie et les organes reproducteurs (20%), les membres (20%) et le tronc (10%). La survie à cinq ans des patients est d'environ 75 %, alors qu'elle est inférieure à 30 % chez les patients dont la maladie s'est propagée à d'autres parties du corps (maladie métastatique). Malgré les avancées de la médecine personnalisée, il n’y a eu que de faibles progrès dans le traitement de cette maladie. Une famille de nouvelles molécules ciblant la production d'énergie a été identifiée dont il faut démontrer qu’elles possèdent les caractéristiques de candidats médicaments anti-tumoraux et anti-métastatiques. Ceci permettrait d’améliorer la prise en charge médicale des RMS chez l’enfant et l’adolescent. L’objectif de ce projet est de confirmer chez la souris l’efficacité anti-tumorale de ces molécules, c’est-à-dire que le traitement induit une diminution du volume des tumeurs primaires et de l’étendue des métastases.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules candidats médicaments dans le traitement d’un type de cancers pédiatriques (rhabdomyosarcomes) et de confirmer les résultats déjà obtenus en vue d’un transfert technologique vers la clinique.

Procédures

Analgésique pré implantation : 1x lors de la greffe au niveau de la patte avant l'anesthésie. Anesthésie : 1x au moment de la greffe au niveau de la patte (Durée : 5 min maxi) et au niveau de la queue en intra-artérielle (Durée : 20 min maxi) ; 2x avant l’imagerie par l'échographie pour la préparation des animaux (Durée : 5 min maxi par point d’acquisition) ; 2x (lors du constat de la prise de greffe et en point final) pour l'imagerie par échographie (Durée : 10-20 min maxi par point d’acquisition) ; 13x max pour l'imagerie lumineuse (Durée : 8 min maxi par point d’acquisition soit 1x/semaine). Traitement : 5 jours/7 injection des molécules pendant 4 semaines maximum. Évaluation de l’efficacité des composés et prise de greffe par imagerie lumineuse sous anesthésie (1x/semaine) et par mesure au pied à coulisse de l’épaisseur des pattes (1x/semaine) pendant 91 jours maximum.

Impact sur les animaux

Implantation intra-musculaire (IM) : Avant l’implantation IM, l’injection en sous-cutanée d’un anti-douleur engendre une douleur légère. Puis, l’implantation IM sous anesthésie entraine une douleur légère. Le suivi de l'évolution du volume tumo va engendrer un stress léger lors de la mesure au pied à coulisse de l’épaisseur de la patte greffée et de la patte car ces mesures sont réalisées sur animaux vigiles. Implantation intra-veineuse ou intra-artérielle : L’implantation va entrainer une douleur légère. Développement des tumeurs/dissémination et imagerie : Le suivi dudéveloppement de tumeurs et/ou leur dissémination (métastases) peut engendrer une douleur modérée. Uniquement pour l’imagerie par bioluminescence, les animaux vont devoir recevoir en vigile une injection de luciférine en intra-péritonéale qui va engendrer une douleur légère. Traitements : Les animaux des procédures (3 et 4) reçoivent une injection en intra-péritonéale du traitement standard (Doxorubicine) ou des composés d’intérêt (MS-C2 et MS-C3) qui génèrent une douleur légère au début qui peut évoluer vers une douleur modérée suite à la répétition des injections (5J/7 des composés à tester ou 2J/7 le traitement standard) pendant les 4 semaines de traitement. Les effets secondaires pour le traitement standard et l’administration des composés d’intérêt sont connus et n’entrainent pas de douleur. La toxicité des molécules a été évaluée précédemment in vivo chez la souris et n’a pas montré de souffrance des animaux aux doses que nous allons utiliser. Les molécules MS-C2 et MS-C3 sont resuspendus dans du DMSO (= véhicule) et lors des traitements, seront injectées en présence d’un excipient lipidique (huile raffinée) dédiée et certifiée pour l’usage vétérinaire en injection. La concentration finale de DMSO dans l’excipient est ~1% et aucun signe particulier de souffrance ou d’irritation n’a été relevé chez les souris ayant reçu ce traitement lors des expériences réalisées selon le même protocole. Elles ont permis de déterminer la Dose Maximale Tolérée (DMT) utilisable pour un protocole de traitement incluant une injection intra-péritonéale 5J/7 pendant 4 semaines. Avec le traitement standard, nous allons observer une diminution de la taille des tumeurs donc une diminution potentielle de la douleur mais nous ne savons pas avec les composés d’intérêts.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure.

Remplacement

Des études précédentes sur des cellules cancéreuses et sur des embryons de poulet ont montré qu'une nouvelle famille de molécules était efficace sur la tumeur et les métastases. Le modèle animal est le seul permettant de prendre en compte de nombreux facteurs physiologiques susceptibles d’intervenir dans les effets de la molécule testée. Aucune donnée bibliographique n’est disponible sur ces molécules à l'heure actuelle.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, des études précédentes ont permis de sélectionner les composés d'intérêts et de déterminer les doses maximales tolérées. Dans le but de réduire le nombre d’animaux, deux lignées cellulaires humaines, qui émettent de la lumière seront utilisées afin de pouvoir suivre la progression tumorale et/ou la dissémination métastatique au cours du temps sur le même animal sans avoir à le mettre à mort. D’après les données de la littérature, on estime que le taux de prise de greffe sera de 90%. Cette donnée a été prise en compte afin d’utiliser le nombre minimum d’animaux permettant de s’assurer de la reproductibilité et de réaliser une analyse statistique des résultats. De plus, les procédures prévues dans ce projet sont séquentielles, ce qui permettra de réduire au maximum le nombre de souris impliquées dans le projet.

Raffinement

Deux lignées cellulaires humaines qui émettent de la lumière seront utilisées afin de pouvoir suivre la progression tumorale et/ou la dissémination métastatique au cours du temps sur le même animal sans avoir recours à sa mise à mort dans un but de raffinement. Au cours de ce projet, les précautions seront prises pour stresser au minimum l’animal. Dès leur arrivée, les souris seront hébergées par groupe de 5 animaux par cage. Une période d’acclimatation de 7 jours sera respectée avant l’entrée des animaux dans l’une des procédures présentées ci-après. L'administration d'analgésique/anesthésique, un suivi adapté des animaux et la définition précise des points limites précoces et prédictifs d'un mal être, permettent de limiter au maximum la souffrance animale. Post greffe, de la nourriture humidifiée sera ajoutée au fond de la cage au cas où les animaux présenteraient des difficultés à se déplacer. De plus, post-mortem différents organes seront prélevés pour des analyses complémentaires.

Choix des espèces

L’utilisation de souris dont le système immunitaire est altéré est nécessaire pour étudier l’efficacité du nouveau traitement sur des cellules de cancers pédiatriques humaines sans rejet de greffe par le système immunitaire. Les rhabdomyosarcomes sont des tumeurs pédiatriques rares, pour lesquelles un sexe-ratio Mâle/Femelle légèrement supérieur à 1 a été rapporté, toutefois très variable selon les études, l’âge et la localisation des tumeurs primaires. Les premières expériences de greffes en intra-musculaire au niveau de la patte ont été menées avec des femelles et ont permis l’obtention de tumeurs dans 90% des cas. Uniquement des femelles sera utilisée afin d’être dans les mêmes conditions que le projet précédent et aussi de limiter le risque d’agressivité/bagarre inter-individu par rapport aux mâles dans les cages et être obligé d’écarter des individus ou les mettre à mort suite à des blessures. Les essais chez le mâle seront ultérieurement envisagés en fonction d’effets endocriniens potentiels car actuellement aucune information n'est disponible. Les greffes seront réalisées sur des souris de 6 semaines pour une réalisation optimale de l’expérience. En effet à cet âge, d'après la littérature, la prise de greffe est plus fiable et donne des résultats clairs pour évaluer l’efficacité de nouveaux traitements.

700 poulets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par voie orale par le parasite Eimeria pour étudier le rôle d'un type de lymphocytes dans l'inflammation intestinale, puis tués pour prélèvement de tissus. Le porteur situe l'enjeu dans les pertes de production de l'aviculture et annonce un bénéfice uniquement scientifique. Il affirme qu'aucune alternative non animale n'existe pour étudier cette infection, et la perte de poids attendue resterait en deçà du point limite.

Objectifs

L’amélioration des performances de croissance en production avicole s’est effectuée grâce à la sélection génétique et à une optimisation de l’alimentation, mais elle a été réalisée au détriment de la santé des animaux associée à une augmentation de l’incidence des maladies infectieuses. La coccidiose, causée par des parasites du genre Eimeria, représentent le premier fléau parasitaire de l’aviculture induisant des pertes de production ayant de graves conséquences économiques dues à de la mortalité mais surtout de la morbidité. L’infection par Eimeria conduit à une inflammation intestinale importante. Cependant, la nature des différents acteurs cellulaires et moléculaires ainsi que les mécanismes précis conduisant à cette inflammation nécessitent d’être mieux connus. Des travaux montrent l’importance de l’interleukine 17 (IL-17) sur l’inflammation et l’apparition de lésions. Dans ce contexte, et comme les lymphocytes T gamma delta sont des cellules majeures impliquées dans la production d’IL-17, nous avons pour objectif d’étudier le rôle fonctionnel de ces cellules dans la physiopathologie de l’infection par Eimeria. Nous testerons plusieurs espèces d’Eimeria indépendamment. Pour ce faire nous utiliserons au maximum 700 poulets au total.

Bénéfices attendus

Dans le cadre de ce projet, le bénéfice attendu est scientifique et nous permettra de mettre évidence le rôle plus ou moins important des lymphocytes T gamma delta sur la physiopathologie de l’infection par Eimeria lors d’une infection primaire.

Procédures

L’objectif de créer une infection expérimentale per os pour étudier le rôle des lymphocytes T gamma delta sur la physiopathologie de l'infection par E. tenella. L’inoculation est de courte durée (20s maximum) et est effectué par du personnel expérimenté. les animaux sont calmes.

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis à une administration orale du parasite Eimeria à des doses qui ne causent pas de morbidité importante et qui n’induisent pas des signes cliniques proches du point limite. Cependant, une perte de poids pourra être observée chez les animaux sans atteindre le point limite ni des signes cliniques sévères. Dans le cas peu probable que l’état des animaux exempts de lymphocytes T gamma delta infectés soit pire que les animaux contrôles wild type, l’observation des animaux (2 fois par jour) permettra de déterminer si ceux-ci atteignent le point limite (plumes ébouriffée, prostration, yeux mi-clos, refus d’alimentation …). Dans ce cas, les animaux seront euthanasiés avant la fin de l’expérimentation.

Devenir

Mise à mort des animaux pour prélèvements de tissus biologiques voués à l’étude scientifique.

Remplacement

Il n’existe pas d’alternatives non animales pour l’étude de la physiopathologie de l’infection, la physiopathologie étant est la résultante, lors de l’infection par E tenella, de l’activation et de l’interaction de différents types cellulaires entre eux et directement ou indirectement avec le parasite ou ses antigènes au sein de la muqueuse intestinale conduisant à l’apparition de signes cliniques (exemple des lésions caecales). Par conséquent, l’étude du rôle des lymphocytes Tγδ dans la physiopathologie de l’infection par Eimeria ne peut être étudié in vitro et nécessite l’utilisation d’animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux par lot est adapté aux buts de cette expérimentation. Les effectifs sont basés sur le nombre d’oocystes qui est le paramètre le plus variable de cette étude. Ainsi, pour avoir un log de différence d’excrétion d’oocystes entre 2 groupes avec une puissance de 90%, il faut 20 animaux ce qui correspond à 2 réplicats de 10 animaux par groupe. Les effectifs utilisés devraient aboutir à suffisamment d’animaux pour permettre de conclure sur le rôle des lymphocytes Tγδ dans la physiopathologie de l’infection par Eimeria.

Raffinement

Les poulets seront dans des conditions environnementales contrôlées, avec nourriture et boisson à volonté dans un milieu enrichi social et comportemental (petites plaques en inox suspendues ce qui permet aux animaux de piquer dedans). Une visite quotidienne est réalisée dans la salle expérimentale afin de surveiller l’état général des animaux et l’apparition d’éventuelle symptômes liés à la maladie. Même si les doses administrées sont déterminées de manière à éviter toute pathogénicité qui entraverait le développement cette étude, le point limite défini est l’observation d’un état de prostration tel que l’animal ne s’alimente plus. La décision est prise de le mettre à mort. Sur l’ensemble des protocoles de multiplication au cours des 3 dernières années, aucun animal inoculé n’a atteint le point limite nécessitant sa mise à mort.

Choix des espèces

Le poulet est l’espèce hôte chez laquelle se multiplient les parasites Eimeria tenella, acervulina et maxima. Les œufs étant éclos et le génotypage ayant lieu à J1-J3 d’âge, les expérimentations commencent dès la sortie de l’éclosoir. Les infections seront réalisées à 2 semaines d’âge et les prélèvements seront réalisés à 7 jours et 9 jours post infection (19-23 jours d'âge).

Des souris sont rendues malades par une injection intradermique cinq jours par semaine pendant quatre à six semaines, soit 20 à 30 injections de bléomycine ou d'acide hypochloreux, qui provoquent une fibrose de la peau et des poumons censée reproduire la sclérodermie systémique. 134 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent aussi une injection unique de cellules souches issues du tissu adipeux dans la veine de la queue, et le porteur décrit des démangeaisons, de petites plaies au point d'injection et une fibrose pulmonaire qui, selon lui, "n'entraine pas de signes de difficulté ou de souffrance respiratoires". Toutes sont tuées à l'issue pour prélever leur sang, leurs poumons, leur rate et leur peau.

Objectifs

L’objectif du projet est d’évaluer la possibilité d’utiliser des cellules stromales mésenchymateuses d'origine adipocytaire (ASCs) en clinique (traiter des patients atteints de sclérodermie systémique). Ainsi, nous évaluerons leurs effets thérapeutiques (réduction de l’inflammation et de la fibrose cutanée et /ou pulmonaire), leurs interactions avec différents types de cellules immunitaires et le(s) mécanisme(s) impliqué(s) dans leurs effets thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Le bénéfice du projet sera de valider si la thérapie cellulaire de cellules stromales et en particulier d'origine adipocytaire (ASCs) est efficace pour contrer les troubles majeurs de la sclérodermie systémique que sont la fibrose cutanée et pulmonaire et, dans une moindre mesure, la production d’anticorps et d’apporter de nouvelles connaissances sur leurs effets thérapeutiques.

Procédures

Les souris seront soumises à une injection intra-dermique (5 jours/semaine) pendant 4 semaines (procédure N°1 et N°2 ) ou pendant 6 semaines (procédure N°3) et à une seule injection intraveineuse dans la veine caudale de cellules souches stromales d'origine adipocytaire (ASCs).

Impact sur les animaux

L'injection intra-dermique de Bléomycine ou d'acide hypochloreux peut entrainer une gène (démangeaisons) dans les 2-3 minutes post-injection et aussi parfois des petites plaies ou des irritations cutanées au point d'injection. Ces souris développent une fibrose cutanée au point d'injection et une fibrose pulmonaire modérée, limitée à la région sous-pleurale qui n'entraine pas de signes de difficulté ou de souffrance respiratoires.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés pour réaliser des prélèvements de tissus et d'organes (sang, poumons, rate et peau)

Remplacement

Il est important de voir les effets thérapeutiques des cellules mésenchymateuses stromales au niveau de l’animal entier portant une maladie surtout quand celle-ci touche plusieurs tissus ou organes et qu’elle est caractérisée par une autoimmunité (présence d’auto-anticorps dans la circulation sanguine), impossible à reproduire in vitro. La souris possède de nombreuses caractéristiques physiopathologiques communes avec l’homme, indispensables à l’extrapolation des résultats.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux pour ce projet, nous testerons la tolérance des souris à l'injection des cellules souches stromales adipocytaires (ASCs) uniquement dans la procédure N°1 et sur un nombre réduit de souris c'est à dire 5 souris/groupe au lieu de 10 pour les groupes de souris malades.

Raffinement

Les procédures ont été travaillées pour limiter le stress et la souffrance des animaux. Les souris seront au maximum 5 dans des cages enrichies. Une observation quotidienne des souris sera réalisée (apparence physique, comportement), une pesée sera réalisée une fois par semaine et, si des signes de souffrance sont détectés chez les animaux, des sédatifs ou anti-douleurs adaptés (après avis du vétérinaire) pourront être leur être administré.

Choix des espèces

Parmi les rongeurs, il n'existe pas d'autres modèles de sclérodermie systémique que le modèle murin. Par ailleurs, le modèle murin est indispensable pour suivre l'apparition des effets systémiques et en particulier l'autoimmunité caractérisée par la production d'autoanticorps. Les souris seront adultes car la sclérodermie systémique est une pathologie qui affecte les adultes