Recherche fondamentale

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    • Système urogénital
Souris : 150
Souffrances
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Devenir
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150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales d'une hormone gonadotrope équine pendant trois jours, puis sont mises à mort pour prélever leur sang et leurs ovaires. Le projet relève de la recherche fondamentale sur la SUMOylation des protéines ovariennes, sans application décrite à court terme. Le porteur affirme qu'il n'existe "aucune méthode alternative" permettant d'intégrer la complexité du contrôle hormonal de l'ovaire.

Objectifs

Le projet s’inscrit dans une étude qui a pour but de comprendre le rôle de la SUMOylation ovarienne et son contrôle par les hormones pituitaires (HP) dans les plasticités physiologiques et pathologiques de l’ovaire. Le projet faisant l’objet d’une demande d’autorisation vise à évaluer l’effet d’une exposition courte à la PMSG (une hormone gonadotrope équine dont l’activité mime chez la souris à la fois les effets de LH et de FSH) sur les niveaux de SUMOylation des protéines au sein des différentes structures fonctionnelles de l’ovaire de souris pré-pubères et pubères - et sur l’expression des acteurs de la SUMOylation.

Bénéfices attendus

L’objectif de ce projet est d’explorer le rôle de la SUMOylation et de son contrôle par la PKA dans l’homéostasie et la différenciation fonctionnelle de l’ovaire. L’effets des traitements de PMSG seront évalués par des analyses in situ. Des analyses sur la chromatine seront développées à partir d’échantillons ovariens pour évaluer l’impact de l’hypoSUMOylation sur l’activité de facteurs épigénétiques contrôlant les programmes génétiques de l’identité et de la fonction ovarienne.

Procédures

Injections intrapéritonéales (1 injection par jour / par animal pendant 3 jours). Durée de l'intervention : moins de 1 minute par animal et par jour.

Impact sur les animaux

Aucun stress ni douleur ne sont attendues suite au traitement prévu dans cette étude. Toutefois, les animaux seront observés quotidiennement afin de suivre leur état général (perte de poids, comportements anormaux). Une grille de score permettra d’évaluer de façon objective l’état général des animaux et de les exclure de l’étude si besoin. Les animaux seront élevés dans un milieu enrichi (tunnel-igloo de carton, copeaux permettant de nicher, compartimentalisation de la cage).

Devenir

Mise à mort pour prélévement de sang et de tissus.

Remplacement

Ce projet concerne l’étude de la différentiation fonctionnelle d’un organe dont l’activité est modulée par des signaux paracrines inter cellulaires et un contrôle cyclique hypothalamo-hypophysaire. Il n’existe aucune méthode alternative permettant d’intégrer ces différents niveaux de complexité.

Réduction

L’étude principale prévoit l’utilisation de 150 animaux, qui correspondent à 3 x 5 groupes de 10 animaux étudiés à 2 âges différents. La stratégie expérimentale choisie afin de réduire le nombre d’animaux dans le cadre de ce projet est la suivante : 1/ détermination préalable de tous les paramètres à mesurer ; 2/ estimation des effets attendus entre les groupes témoins et les groupes traités avec les hormones (types de variables mesurées, test statistique envisagé) ; 3/ dans la mesure du possible, les animaux sont inclus dans divers protocoles (immunohistochimie, biologie moléculaire, biochimie ...). Il est à noter que les expériences fonctionnelles menées in vivo nécessitent davantage d’animaux que les expériences descriptives ; 4/ détermination de la puissance et de la taille des échantillons pour différents tests statistiques à l’aide du logiciel G-power. Le nombre d’individus estimé est augmenté de 10% afin de pallier à d’éventuelles pertes au cours des expériences. Les résultats de l’analyse préliminaire indiquent que des cohortes de 10 animaux seront nécessaires pour assurer un test de puissance (1-) = 0.95 dans le cadre d’analyse de comparaison de moyenne (2 –tailed t-test, risque de 0.05). La comparaison statistique sera effectuée en utilisant le test approprié selon la variance retrouvée au sein des différents groupes.

Raffinement

Le milieu dans lequel les animaux évolueront sera enrichi (igloo de carton, copeaux permettant de nicher, compartimentalisation de la cage).

Choix des espèces

La souris présente une physiologie endocrine très proche de l’espèce humaine et nos données seront comparées à celles issues de modèles murins génétiquement modifiés. Enfin, les méthodes d’exploration de la fonction hypothalamo-hypophysaire-Gonadotropes sont les mêmes que celles utilisées chez l’homme dans les services d’endocrinologie. Les animaux seront utilisés à 2 âges différents : -un stade pré-pubère à l’âge de 30 jours. Ce stade est situé avant la mise en place de l’activité ovarienne cyclique et après la mini-puberté et quand le taux de production basale des hormones LH et FSH se stabilise. -Un stade pubère de 7 semaines correspondant à un stade d’activité cyclique de l’axe gonadotrope avec au niveau de l’ovaire, une mobilisation de la réserve folliculaire de la vie reproductive.

  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 559
Souffrances
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Devenir
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 559

559 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont anesthésiées pour une sensibilisation à un allergène sur l'oreille, répétée jusqu'à deux fois, et une partie reçoit des injections de toxine diphtérique destinées à éliminer une sous-population de cellules dendritiques cutanées. Le porteur affirme viser une meilleure compréhension de la réaction allergique transposable à l'humain et une éventuelle cible thérapeutique, retombées renvoyées au conditionnel. Sur le remplacement, il indique qu'il est "primordial" d'utiliser un "organisme entier" et juge impossible de travailler sur un système in vitro.

Objectifs

Les allergies (ou maladies atopiques), incluant la dermatite atopique (eczéma), l’asthme, la rhinite allergique et les allergies alimentaires sont des maladies inflammatoires complexes avec des caractéristiques communes,impliquant différents organes du corps. La dermatite atopique précède souvent le développement d’autres allergies, et sa sévérité aggrave le cours de l’allergie respiratoire. Il est donc important de comprendre les mécanismes et interactions des cellules immunitaires responsables de la réponse inflammatoire. Les cellules dendritiques (DC) sont des cellules présentes notamment dans le derme et l'épiderme. Elles sont activées lors de la reconnaissance d'un allergène. Ensuite, lelles activent à leur tour les lymphocytes T (LT) naïfs en différentes populations de LT auxiliaires, possédant chacun des fonctions uniques et participant à différentes réponses immunitaires, pro- ou anti-inflammatoires. Ce projet vise à éclairer l'axe cellules dendritiques (DC)/lymphocytes T (LT) dans la sensibilisation allergique. Nous nous baserons sur notre modèle expérimental de sensibilisation allergique. Celui-ci permet de mimer la rupture de la barrière cutanée observée dans l'atopie cutanée et d'induire une réponse immunitaire semblable à celle présente chez l'humain dans le mécanisme allergique. Nous cherchons à identifier et caractériser les sous-populations de cellules dendritiques cutanées, afin d'identifier celles qui sont responsables de l'induction de la réponse immunitaire inflammatoire exacerbée, caractéristique de l'allergie.

Bénéfices attendus

Notre projet nous permettra de comprendre les mécanismes immunitaires mis en jeu dans le cadre de la sensibilisation allergique chez la souris et de transposer ces connaissances chez l'homme. Ceci pourrait permettre d'identifier une nouvelle cible thérapeutique dans l'allergie chez l'homme et de limiter la réponse inflammatoire, en agissant en amont des traitements actuellement proposés en première intention contre l'allergie, à savoir les antihistaminiques entre autres. En plus de cela, la compréhension des signaux impliqués dans la génération des lymphocytes T anti-inflammatoires pourrait également permettre de réussir à augmenter leur fréquence et ainsi de réguler la réponse immunitaire inflammatoire rencontrée notamment dans l'allergie, mais également dans d'autres maladies inflammatoires humaines.

Procédures

Pour reproduire le phénotype de dermatite atopique observé chez l'homme, les 559 animaux seront anesthésiés au jour 0 pour la sensibilisation à un allergène au niveau de l'oreille (durée de la procédure = 20 minutes). Cette procédure est effectuée au maximum 2 fois, à 3 jours d'intervalle (à jour 0 et à jour 3). Parmi ces 559 animaux, 72 seront sensibilisés avec un allergène couplé à une molécule fluorescente afin de visualiser les cellules qui sont capables de capturer cet allergène. Parmi ces 559 animaux, 80 animaux seront également injectés avec de la toxine diphtérique (durée de l'injection : 10 secondes) pour éliminer une sous population de cellules dendritiques dans le but de déterminer leur rôle dans la dermatite atopique. 2 injections seront nécessaires en tout, 2 jours avant la première sensibilisation allergique, puis le jour de la sensibilisation. Enfin, 48 souris recevront 2 injections de toxine diphtérique ainsi que l'allergène couplé à la molécule fluorescente.

Impact sur les animaux

Notre procédure de sensibilisation induira une légère inflammation de type dermatite atopique au niveau des oreilles traitées. Ce procédé est régulièrement utilisé dans notre laboratoire et la lésion de l'épiderme, associée à l'application de l'allergène produit simplement une légère inflammation directement après la procédure, mais celle-ci n'affecte pas le comportement de l'animal. Nous avons déjà fait des injections de toxine diphtérique sur d'autres modèles par le passé, et n'avons observé aucun changement de comportement de la part des animaux traités, cependant une rougeur pourrait survenir au point d'injection.

Devenir

A l'issu de chacune des procédures, les animaux sont euthanasiés afin de prélever et d'analyser les organes impliqués dans la réponse immunitaire allergique, à savoir les oreilles, les ganglions lymphatiques cervicaux et le sang périphérique.

Remplacement

Etant donné que nous cherchons à étudier une réponse immunitaire impliquant différents organes (la peau et le ganglion lymphatique associé), il ne nous est pas possible de travailler sur un système in vitro. Il est primordial d'utiliser un organisme entier afin d'éclaircir la complexité de la réponse immunitaire allergique.

Réduction

Ce protocole sera appliqué à un maximum de 559 souris. Selon les expériences, les groupes comporterons 8 souris (modèle de sensibilisation allergique) ou 16 souris (expérience ex vivo), ce qui permettra d'avoir des résultats statistiquement interprétables pour les différents paramètres étudiés (à savoir, la fréquence de populations spécifiques de cellules dendritiques). De plus, nous proposons d'étudier en premier les lignées dans lesquelles les gènes sont inactivés dans tout l'organisme, puis, si des résultats intéressants sont produits, d'étudier ensuite les lignées dans lesquelles les gènes sont inactivés dans des types cellulaires donnés. Ces 2 stratégies expérimentales nous permettront de diminuer le nombre d'animaux nécessaires à notre étude.

Raffinement

Les animaux seront gardés en groupe dans leur cage pour préserver les interactions sociales. Nous avons pu observer auparavant que la lésion de la barrière épicutanée par génération de micropores est peu douloureuse et n'entraîne pas de souffrance pour les souris. L'application topique de l'allergène nécessite une anesthésie gazeuse légère et ainsi diminue le stress des animaux. Durant cette procédure et le réveil, les animaux sont placés sur plaque chauffante, puis lampe chauffante et surveillés attentivement. Tout au long du protocole, les animaux seront surveillés quotidiennement et nous utiliserons une grille d'évaluation de la souffrance et la douleur, adaptée à chaque procédure, afin de permettre une appréciation optimale du bien-être des souris. Si les animaux atteignent 3 points dans une catégorie ou 5 en additionnant les catégories, ils seront retirés de l'étude et pourront bénéficier de soins. Si le cas est plus grave, les animaux seront euthanasiés. Une attention particulière sera apportée à la zone de traitement, à savoir l'oreille. Nous serons attentifs aux éventuelles démangeaisons provoquées par notre protocole.

Choix des espèces

Dans ce projet, nous voulons utiliser des lignées génétiquement modifiées afin de nous permettre de caractériser les populations de cellules dendritiques impliquées dans la sensibilisation. Les mécanismes immunitaires mis en jeu chez la souris sont très proches de ceux observés chez l'homme. Nous pouvons ainsi étudier de la façon la plus pertinente possible, les acteurs cellulaires de la réponse allergique. Les souris sont utilisées dès lors qu'elles auront atteint l'âge de 8 semaines afin d'étudier le système immunitaire murin adulte.

  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
Souris : 240
Souffrances
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Devenir
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 240

240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 180 d'entre elles, dont une lignée génétiquement modifiée privée de cellules tuft, sont infectées par voie gastrique avec trois virus digestifs puis autopsiées entre un et dix jours après, pour mesurer le rôle de ces cellules dans la défense antivirale de l'intestin. Le porteur qualifie la balance bénéfice-risque de "clairement favorable" et attend une perte de poids et des coliques comme principaux effets. Il affirme ne disposer d'aucune méthode alternative au modèle souris pour ces questions.

Objectifs

L’objectif de ce projet est simple, et consiste à évaluer la susceptibilité d’une lignée de souris génétiquement modifiées (dans lesquelles certaines cellules, nommées cellules tuft sont absentes) à des infections virales. Nos données, obtenues dans un modèle cellulaire, indiquent que l’absence des cellules tuft inhibe la synthèse de molécules antivirales sans lesquelles la réponse d’un hôte infecté est compromise. Ces données, inédites et encourageantes, méritent d’être approfondies le plus rapidement possible dans un modèle physiologique, afin de mesurer le réel impact de ce défaut. Notre stratégie expérimentale est simple, et consistera à infecter des souris de nos souches avec des virus digestifs. Les virus utilisés seront de 3 types, pour des expériences n’excédant pas 10 jours. Nous comparerons ainsi la progression de l’infection et de la réponse antivirale mise en place entre nos souris contrôle, et les souris sans cellules tuft. Cette stratégie nous permettra de répondre à des questions simples : (1) quelles sont les cellules impliquées dans la mise en place de la réponse immune suite à une infection virale et (2), l’absence de certains type cellulaire compromet-elle l’efficacité de la réponse de l’hôte suite à une infection ?

Bénéfices attendus

La balance bénéfice/risque associée à ce projet est clairement favorable. Nos données préliminaires indiquent en effet que les expériences associées à cette étude peuvent aboutir à la découverte de nouveaux mécanismes associés à l’immunité antivirale. Les retombées attendues en termes de connaissances fondamentales sont importantes, et pourraient avoir des répercussions en termes de santé publique, dans le contexte de pandémie que nous connaissons. Ce projet pourrait virtuellement d’expliquer les raisons pour lesquelles certains individus réagissent favorablement à une infection virale (réponse adéquate), alors que d’autres développent des formes graves (réponse inflammatoire prédominante). Notre stratégie expérimentale est simple, et devrait donner des résultats rapides et robustes.

Procédures

Les souris de nos 3 cohortes expérimentales se verront chacune être infectées par chacun des trois virus décrits, par voie gastrique (pour un total de 180 souris infectées et 60 souris contrôle non infectées). Suite aux traitements, les animaux seront progressivement analysés dans un laps de temps allant de 1 à 10 jours tout au plus, se focalisant sur les conséquences précoces de l’infection.

Impact sur les animaux

La source principale de stress pour tous les animaux impliqués dans ce projet sera l’étape d’inoculation des particules virales, et, selon nos prévisions, une potentielle perte de poids et des coliques.

Devenir

Les animaux devront être mis à mort, puisqu’autopsiés afin de récupérer les organes digestifs.

Remplacement

Ce projet a pour objet l’étude des interactions entre les cellules épithéliales intestinales, les cellules immunitaires et certains virus. Nous ne disposons pas de méthode alternative à ce jour pour traiter ces questions autre que les modèles de souris.

Réduction

Le nombre de souris engagées dans cette procédure a été défini selon les données de méthodologie classiquement retrouvées dans la littérature, nous conduisant à utiliser des cohortes de 40 individus par infection. Ce nombre, étant donnée l’effet drastique que nous attendons, nous permettra d’assurer des données robustes et exploitables. Nous réduirons le nombre d’animaux à produire en utilisant des individus des deux sexes. Finalement ; lorsque possible, nous compléterons nos données en utilisant des modèles de cultures cellulaires.

Raffinement

Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Afin de réduire au maximum les hypothétiques risques de douleur et d’angoisse chez les individus du groupe mutant, un suivi individuel des individus sera réalisé selon les paramètres de masse corporelle et d’activité. Une perte de poids supérieure à 20% du poids initial, ou l’apparition de signe de prostration seront considérés comme des points limites. En cas de signes de détresse ou de douleur, d’atteinte d’un point limite, en accord avec le personnel qualifié, le protocole sera immédiatement stoppé pour ces animaux qui seront euthanasiés et autopsiés.

Choix des espèces

Le système digestif de la souris présente de nombreuses similitudes avec celui de l’homme. De plus, nous disposons du modèle idéal (souris KO Pou2f3, dans lesquelles les cellules tuft sont absentes) pour aborder notre question. Les individus seront utilisés à partir de 8 semaines d’âge, lorsque le système digestif est mature. Notre étude se focalise sur les individus adultes et la mise en place précoce de la réponse antivirale.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 460
Rats : 400
Souffrances
▲ 860
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Devenir
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860 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées sans réveil. Ils subissent d'abord une chirurgie cérébrale d'injection de neuromodulateurs suivie d'au moins une semaine de récupération, puis un enregistrement électrophysiologique de trois à six heures sous anesthésie profonde, terminé par une mise à mort par perfusion transcardiaque, pour étudier le contrôle du circuit hippocampique de la mémoire. Le porteur range les nuisances parmi les conditions d'élevage "monotones", l'inconfort du réveil après la chirurgie et un risque infectieux. Il affirme que l'étude de circuits neuronaux intacts ne peut se faire ni in vitro ni in silico et retient le rat et la souris pour leur "équilibre" entre bénéfices et dommages.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de comprendre le rôle de types neuronaux spécifiques dans l'organisation fonctionnelle des réseaux corticaux, et comment une structure clé de l'encodage de l'information spatiale et de la mémoire épisodique (l'hippocampe) est contrôlée par des catégories de neurones spécifiques, locaux (interneurones) ou issus de sa principale structure afférente modulatrice (le septum médian). Il s'inscrit dans l'objectif plus général de comprendre les propriétés des réseaux neuronaux qui sous-tendent l'encodage, le traitement et le stockage des informations ainsi que les déficits cognitifs associés aux principales pathologies cérébrales (neurodéveloppementales, neurodégénératives, épilepsie), sur des modèles expérimentaux chez le rongeur (souris).

Bénéfices attendus

Les avantages escomptés sont une meilleure compréhension du fonctionnement cérébral et de ses pathologies, ce qui représente un intérêt sociétal considérable.

Procédures

Les animaux seront soumis à 3 types d'intervention, sur une durée totale de 2 à 4 mois : procédures chirurgicales (injection intracérébrale d'agents neuromodulateurs), d'une durée de 1 à 6h suivie d'une période de récupération d'au moins une semaine et d'attente de l'expression des constructions virales de 2 à 4 semaines, procédure d'enregistrements électrophysiologiques sous anesthésie profonde (sans réveil), d'une durée de 3 à 6h, et enfin perfusion transcardiaque (sous anesthésie profonde), procédure d'une durée de 30 à 60 min, au cours de laquelle l'animal est mis à mort.

Impact sur les animaux

Les dommages suivants sont attendus : - la stabulation dans des conditions standardisées (et donc monotones) afin de permettre des résultats reproductibles et comparables à ceux d'autres laboratoires - des anesthésies (avec ou sans réveil) et interventions chirurgicales (craniotomie) afin d'injecter des constructions virales et d'insérer les électrodes d'enregistrement de l'activité cérébrale, avec le cas échant l'inconfort associé au réveil post-chirurgical et un risque infectieux - des mises à mort prématurées (euthanasie) en fin d'expérience

Devenir

Les animaux doivent être maintenus en vie jusqu'à la dernière procédure (terminale), de façon à ce que les données scientifiques soient recueillies, y compris les données histologiques post-mortem. A la fin des procédures, tous les animaux sont mis à mort.

Remplacement

L'étude des propriétés des circuits neuronaux impliqués dans la cognition nécessite l'observation et la manipulation de systèmes neuronaux intacts, et ne peut donc se faire que sur le cerveau issu de l'animal vivant. Il est en effet à ce stade de nos connaissances impossible de modéliser de façon réaliste le fonctionnement cognitif in vitro ou in silico. Nous avons opté pour l’utilisation du rat et de la souris car ils présentent le meilleur équilibre entre les bénéfices (accessibilité expérimentale et pertinence par rapport aux pathologies chez l'homme) et les dommages escomptés (souffrance liées aux conditions d'élevage ou d'expérimentation).

Réduction

Seules les expériences absolument indispensables ont été prévues, nous avons évité la répétition inutile d'études antérieures, et le protocole expérimental est soigneusement préparé. Un scénario plausible pour les variables que nous caractérisons est d'être en mesure de détecter une différence de 25% entre 2 échantillons de petite taille issus de distributions suivant une loi Normale dont l'écart type est d'environ 15 à 25% de la moyenne. Conformément à la procédure décrite dans le document PHENOMIN, "Estimation du nombre d'animaux nécessaires", par Hugues Jacob du Com'Eth (Comité d'Ethique pour l'expérimentation animale), il faut un échantillon compris entre 5 et 20 animaux pour détecter avec une certitude de 95% (risque α de type I) et une puissance de 0.8 (risque β de type II) une différence de 25% entre 2 moyennes dont les distributions suivent une loi Normale (µ, 0.15µ

Raffinement

Les marqueurs moléculaires spécifiques des lignées utilisées n'ont pas d'incidence sur la physiologie, en dehors des strictes périodes de manipulation de l'activité des neurones, et le phénotype des animaux est donc sans conséquence sur leur bien être. Des éléments de distraction (les animaux sont élevés en cages collectives, autant que possible, selon des normes qui respectent leur besoin d'interactions sociales, et le milieu est enrichi avec du matériel de construction du nid) sont introduits dans les cages d'élevage pour pallier à la monotonie des conditions d'élevage en laboratoire. Pour prévenir, détecter et corriger les conditions de mal-être éventuel, les animaux sont suivis de façon très régulière par du personnel spécialisé, formé et sensibilisé au bien-être animal. Afin de minimiser la douleur, les interventions chirurgicales sont effectuées sous traitement anesthésique local, général et analgésique. La température corporelle est maintenue pendant toute la chirurgie et lors du réveil grâce à une couverture chauffante. Un gel protecteur évite l'assèchement de l’œil. A l’issue de l’opération, l’évolution de la cicatrisation est suivie et l’animal est surveillé quotidiennement pendant plusieurs jours. Pendant toute la période expérimentale, des points limites sont fixés pour minimiser la souffrance et l'angoisse. Si l’animal présente des signes visibles de mauvaise santé ou d'inconfort (immobilité de l’animal, état de détérioration de sa fourrure (absence de toilettage par exemple), absence de la réaction comportementale aux stimuli externes, agressivité anormale lors de la manipulation, tremblements, attitude voutée ou poils hérissés, l'intervention du vétérinaire sera demandée, en plus de l'isolement de l’animal et d'un traitement immédiat par analgésique en cas de signes de douleur. En l'absence d’amélioration de l’état de l’animal dans les 24h après le traitement éventuel décidé par le vétérinaire au vu des symptomes, l'animal est euthanasié pour éviter toute souffrance supplémentaire. Tous les enregistrements électrophysiologiques sont effectués sur l'animal en état de sommeil narcotique (sans réveil puisque l'animal est mis à mort en fin d'expérimentation), donc en état d'inconscience totale, ce qui exclut toute possibilité de douleur, souffrance ou angoisse.

Choix des espèces

Nous avons opté pour l’utilisation du rat et de la souris car ces espèces présentent des similitudes neuronales et cognitives suffisantes pour assurer la pertinence des investigations menées par rapport au cerveau humain. Le rat et la souris sont également des espèces de choix pour modéliser les pathologies cérébrales concernées par cette étude, représentant un bon équilibre entre les bénéfices (disponibilité d'outils de biologie moléculaire, de génétique et de pharmacologie, facilité d'élevage, pertinence par rapport aux pathologies chez l'homme) et les dommages escomptés (souffrance liées aux conditions d'élevage ou d'expérimentation). En outre, une quantité de données considérable dans le domaine des Neurosciences Cognitives a été obtenue avec ces deux espèces, ce qui nous permet une comparaison des résultats obtenus et une minimisation du nombre d'animaux utilisés en s'appuyant sur des données publiées par d'autres équipes et obtenues à l'aide de protocoles expérimentaux similaires. Les souris utilisées seront de jeunes adultes (4-8semaines), car c'est la tranche d'âge qui donne les meilleurs résultats pour les manipulations optogénétiques (meilleur taux de succès d'infection virale, meilleure récupération post-cirurgicale, enregistrements plus faciles sur cerveau jeune du fait des propriétés physiques de la dure mère et du tissu cérébral probablement moins myélinisé) tout en permettant une expérimentation sur un système nerveux qu'on considère mature, et en minimisant autant que possible la durée d'élevage en condition d'animalerie de laboratoire. Le rôle fonctionnel de l'inhibition périsomatique est susceptible de varier fortement avec l'âge, au point que ces neurones ont été décrits comme essentiels dans l'expression des patrons d'activité qui modulent la maturité des circuits neuronaux du cortex et de l'hipocampe. Le projet inclut donc une étude selon le stade de développement, selon les 4 groupes d'age suivants, tels que définis dans la littérature chez le rat : P5-6 : stade immature, GABA excitateur P9-12 : stade immature, hétérogène P17-21 : stade adolescent, intermédiaire 4-8 semaines : stade adulte

  • Recherche appliquée
    • Troubles gastrointestinaux
  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
    • Système immunitaire
Souris : 2000
Souffrances
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Devenir
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 2000

2000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à sévère. Une partie reçoit par voie orale des bactéries lactiques suivies par imagerie, d'autres subissent une colite induite provoquant perte de poids et diarrhée, pour évaluer des effets anti-inflammatoires sur l'intestin. Le porteur indique que le suivi par imagerie de bactéries luminescentes vise à réduire le nombre d'animaux habituellement tués à différents temps. Il affirme qu'il n'est pas possible de reproduire le dialogue entre le système immunitaire, la muqueuse intestinale et le microbiote d'un mammifère.

Objectifs

Le projet s’inscrit dans une thématique générale d’évaluation de multiples interventions susceptibles de moduler l’homéostasie générale des muqueuses et les réponses immunes locales et systémiques, en conditions basales et divers contextes d'inflammations intestinales chez la souris. L’étude permettra de renseigner sur l’efficacité de traitements préventifs ou thérapeutiques ainsi que la compréhension des mécanismes associés aux protections mises en évidences, en particulier en modifiant transitoirement ou durablement la structure du microbiote intestinal et/ou l’immunité de l’individu. Il s’agit d’un projet intégré combinant des procédures distinctes, rassemblées ici, ayant pour la plupart déjà fait l’objet d’autorisations antérieures, en vue d’un renouvellement.

Bénéfices attendus

Pour l'étude de la persistance et la localisation des bactéries dans l'intestin: jusqu'à maintenant, les études nécessitent de sacrifier un grand nombre d’animaux à différents temps et les tissus sont excisés pour énumérer les bactéries. De plus, les techniques invasives utilisées sont susceptibles de modifier la flore et l’influence du contexte de l’animal vivant. Le suivi des bactéries bioluminescentes/fluorescentes par imagerie permettra de rationaliser ces études, de diminuer le nombre d’animaux et de suivre de façon non-invasive le devenir des bactéries dans le tractus intestinal (temps de survie, état des cellules, quantification des bactéries dans un compartiment particulier, influence de la matrice utilisée incluant les bactéries, influence d’une co-application de différentes souches de bactéries lactiques…). De plus, le développement de bactéries lactiques bioluminescentes et fluorescentes permettra d’étudier les interactions moléculaires qui existent entre les bactéries et l’hôte. Pour les modèles de colites expérimentales, les bénéfices attendus sont: 1) Elucidation des mécanismes anti-inflammatoires médiés par les probiotiques dans un contexte physiopathologique mimant les maladies inflammatoires chronique de l'intestin (pas de méthodes substitutives à ce jour). 2) Efficacité préventive et thérapeutique: sélection de souches et étude préalable avant l’investigation d’un probiotique chez l’homme.

Procédures

Dans les procédures 1 et 2, aucune intervention induisant le stress ne sera faite. Des prélevements de selles seront réalisés ponctuellement en fonction des expérimentations (prélevement des selles quotidiennement et une seule fois par jour (4-5 selles individuelles/souris) pendant 12 jours) . Pour les procédures 3 et 4, des prélèvements de selles seront réalisés (prélevement des selles quotidiennement 1x par jour pendant 7 jours maximum) et un prélèvement de sang sera réalisé avant la mise à mort des animaux. Les prelevements de tissus variés seront réalisés sur animaux euthanasiés.

Impact sur les animaux

L'administration orale des bactéries et l'étude de la persistance des bactéries chez les souris saines n'induiront pas d'effets indésirables. Les expériences de colite induiront aux souris des pertes de poids et une apparition de diarrhée en fin d'expérimentation.

Devenir

Les animaux des procédures 1, 2, 3 et 4 seront euthanasiés.

Remplacement

Il n’est pas possible de reproduire la physiologie intégrée et complexe du dialogue entre le système immunitaire, la muqueuse intestinale et le microbiote digestif de mammifère.

Réduction

Les microorganismes (bactéries lactiques ou levures) qui seront étudiés in vivo seront tout d’abord étudiés et sélectionnés in vitro en fonction de leurs propriétés immuno-modulatrices. Les souches présentant les meilleurs profils anti-inflammatoires seront alors évaluées in vivo. Ces propriétés protectrices des micro-organismes nonpathogènes ne peuvent être étudiées que sur un organisme vivant (mammifère). Afin de réduire le nombre d'animaux avec une puissance statistique sufficante, des lots de 8-10 souris seront utilisés. Ce nombre est justifié sur la base d'expériences préliminaires et publiées dans la litérature et la puissance des tests statistiques intégrant la dispersion des valeurs individuelles (Mann-Withney).Ces évaluations précliniques n’interviennent toutefois qu’après détermination préalable des effets in vitro (effets anti-inflammatoires, effets prébiotiques, chélation des métaux lourds), afin de limiter au mieux le nombre d’animaux (Réduire).

Raffinement

Les procédures sont définies au mieux pour offrir le maximum de confiance dans les résultats générés dans le respect du bien-être des animaux en limitant la souffrance animale. Les animaux sont manipulés individuellement et à l’isolement afin d’éviter tout stress aux animaux non manipulés. Après l’induction de la colite, les animaux sont observés quotidiennement et pesés a minima tous les 2 jours. Si une perte de poids est supérieure à 10 % du poids corporel initial, une surveillance quotidienne voire 2 fois par jour a lieue. De la même façon, tout signe éventuel de détresse (prostration, vocalisation, tremblement, …) fera l’objet d’une attention particulière. Si une perte de poids supérieure à 20 % survenait, ou un signe évident de souffrance, il serait immédiatement procédé à une euthanasie des animaux concernés.

Choix des espèces

La souris représente le modèle le plus accessible et le plus pertinent pour modéliser la physiologie digestive des muqueuses chez l'homme. Cet organisme intègre également des composantes physiologiques, métaboliques et immunitaires pertinentes pour faire des conclusions transversales chez l'homme.

  • Recherche appliquée
    • Maladies infectieuses
    • Troubles immunitaires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 600
Souffrances
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Devenir
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 600

600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont infectées par le champignon Candida albicans injecté dans la veine de la queue, puis suivies pendant deux à sept jours avant une prise de sang et une mise à mort par dislocation cervicale, pour étudier le rôle du gène Card9 des neutrophiles dans la dissémination de l'infection. Le porteur qualifie la dose de subléthale et estime la souffrance modérée, l'infection pouvant entraîner une perte de poids jusqu'au point limite de 20 %. Il indique avoir mené des expériences préliminaires in vitro et s'être limité à un seul modèle d'infection pour réduire le nombre d'animaux non-humains.

Objectifs

La présence de champignons dans les différents microbiotes de nos muqueuses, et notamment de l’intestin, est associée à diverses pathologies. Parmi les champignons intestinaux, le plus connu est Candida albicans. C'est une espèce pathogène opportuniste, c'est-à-dire qu'elle est la plupart du temps inoffensive, mais qu’elle peut déclencher une infection dans certaines circonstances, comme après un traitement antibiotique, une chimiothérapie intense ou dans le cas des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) telles que la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse. En effet, un échec des cellules immunitaires à contrôler les champignons intestinaux, et notamment C. albicans, peut mener à ce type d’inflammation sévère et chronique de l'intestin. Il est ainsi important de comprendre le rôle des gènes de susceptibilité aux MICI également impliqués dans la réponse aux champignons. Par exemple, une mutation ponctuelle (appelé polymorphisme) dans le gène Card9 est associé au développement de MICI, et les mutations plus importantes entraînant une perte de fonction de la protéine CARD9 sont quant-à-elles associées à des infections fongiques invasives, notamment à C. albicans. CARD9 est exprimé dans les cellules de l'immunité innée, mais les types cellulaires impliqués dans la pathologie et les mécanismes en jeu ne sont pas connus. Nous avons montré in vitro que les neutrophiles mutés pour le gène Card9 ont une capacité réduite à éliminer C. albicans. Cependant, le rôle des neutrophiles, cellules immunitaires innées en première ligne de défense contre les envahisseurs, reste très peu compris. Les patients dont les neutrophiles ne sont pas fonctionnels peuvent développer différentes formes d'inflammation intestinale et les neutrophiles des patients atteints de MICI présentent des défauts fonctionnels. Ainsi, l’utilisation d’un modèle d'infection systémique nous permettra de mieux comprendre le rôle des altérations génétiques liées aux MICI, et notamment de CARD9, dans la réponse contre les champignons. Nous étudierons aussi d’autres gènes en lien avec CARD9 impliqués dans la reconnaissance des champignons par les neutrophiles.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances précieuses sur le rôle de Card9 et des neutrophiles dans le développement d'infections fongiques invasives, telles que celles causées par Candida albicans. Le modèle d'infection à Candida albicans par voie intraveineuse est un modèle très bien caractérisé, reproductible et qui permet de mimer les infections invasives humaines dues aux cathéters, notamment. Candida albicans est une levure naturellement présente dans l’organisme mais qui peut causer des infections graves chez des personnes immunodéprimées ou avec une mutation génétique dans CARD9 par exemple. En effet CARD9 est protecteur dans le sens où il permet de protéger l’organisme contre ces infections en éliminant le champignon. CARD9 est principalement exprimé sur les cellules de l’immunité innée, mais son rôle dans les différents types cellulaires (neutrophiles, macrophages, cellules dendritiques, monocytes…) reste inconnu. Ici, nous nous intéressons aux neutrophiles, d’où l’intérêt de la lignée mutée pour CARD9 dans les neutrophiles. Cependant il est important de comprendre comment CARD9 est activé, si cela passe par les récepteurs de surface aux champignons de type Dectin, ou pas ; et si les cellules de l’immunité adaptative ont effectivement aucun rôle dans le phénotype protecteur de CARD9, ou pas. Comprendre les mécanismes en jeu, et surtout les types cellulaires impliqués, permettra de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques et préventives aux patients souffrant de ce type d'infection chronique et invasive.

Procédures

L'infection à C. albicans sera réalisée par injection intraveineuse dans la veine caudale, en une dose subléthale et unique, sur animal vigile. Le poids corporel sera suivi quotidiennement le jour d'avant et après l'infection, soit pendant 2 ou 7 jours (quelques secondes sur la balance). Les fèces seront prélevées quotidiennement, pendant 2 ou 7 jours. Pour cela, les souris sont délicatement déposées dans des pots en plastique. Lorsqu'elles ont fait 1-3 crottes (au bout de quelques minutes), elles sont rentrées dans leur cage. Le jour de la fin de l'expérimentation, 2 ou 7 jours après l'infection, nous réaliserons le prélèvement sanguin juste avant l’euthanasie de l’animal (300ul, 30 secondes environ).

Impact sur les animaux

La douleur imposée aux animaux est d'origine infectieuse. Du fait de l'utilisation d'une dose subléthale, c'est-à-dire ne menant pas à la mort de l'animal, on peut estimer que son intensité sera modérée. La douleur de la piqure est une douleur seuil considérée comme légère en expérimentation animale. Les animaux seront également pesés quotidiennement pendant 2 ou 7 jours, et placés quelques minutes dans des pots en plastique afin de prélever leurs fèces. Un prélèvement sanguin juste avant l’euthanasie de l’animal sera également réalisé.

Devenir

La méthode de mise à mort prévue à l'issue de chaque procédure est la dislocation cervicale. Celle-ci est réalisée dans une pièce dédiée (pièce de manipulation post-mortem) par des personnes formées et autorisées.

Remplacement

Des expériences préliminaires in vitro, sur neutrophiles murins de la moelle osseuse, ont été réalisées afin de remplacer des expériences in vivo et de ne réaliser qu'un seul modèle infectieux chez la souris pour ce projet. Par exemple, un « endpoint dilution assay » (dilution au point limite, où l'on compte grâce à un microscope le nombre de colonies de C.albicans ayant résisté aux neutrophiles) a permis de mettre en évidence que les neutrophiles mutés pour Card9 sont moins capables d'éliminer C. albicans in vitro. Ces résultats obtenus par expérimentation in vitro auraient pu faire l'objet d'expérimentation in vivo, par exemple par des modèles complémentaires d’infection à C. albicans par voie orale chez la souris. Nous avons décidé de nous limiter à ce modèle in vivo par voie intra-veineuse, pour réduire l’expérimentation animale tout en assurant une compréhension optimale de la maladie.

Réduction

Le nombre d’animaux est basé sur le rapport de biostatisticiens. 20 souris par groupe sont nécessaires à l’obtention de différences statistiquement significatives pour l’étude de la résistance à l’infection et de la dissémination dans les organes à 2 ou 7 jours. Cela prend en compte un effet attendu de ±60% (hypothèse nulle moyenne de 1500 cfu C. albicans/organe dans le groupe contrôle, hypothèse nulle alternative de 2400 cfuC. albicans/organe dans le groupe expérimental), une P-value de 5%, puissance de 80%, déviation standard Sigma de 0,5, et test 2-sided. Nous utiliserons des groupes de mâles et de femelles afin d'optimiser l'utilisation des souris générées pour ce projet, tout en veillant à ce que les souris mutées et leurs contrôles soient du même sexe, afin de pouvoir conclure quant à l’importance de la mutation sur le contrôle de la dissémination du champignon.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans les conditions standard. Nous veillerons à enrichir le milieu de vie par l’ajout de feuille de cellulose dans les cages et d’un abri prévu à cet effet. Les souris seront au maximum 5 par cage. Les souris seront observées quotidiennement afin de surveiller leur état de santé et bien-être. Si un animal des signes liés à la perte de poids et à la déshydratation (sans atteindre une perte de 20% correspondant au point limite), du Diet Gel sera placé dans la cage afin de faciliter l’accès pour l’animal à une source d’hydratation. Si la perte de poids atteints 20% du poids initial, l’animal sera mis à mort par limiter sa souffrance.

Choix des espèces

La souris est un modèle largement utilisé dans le cadre de l'étude de pathologies intestinales humaines. Le modèle d'infection à C. albicans par voie intraveineuse est un modèle très bien caractérisé, reproductible et qui permet de mimer les infections invasives humaines dues aux cathéters notamment, dans le contexte nosocomial. Les lignées utilisées sont déjà en élevage. Aucun de ces génotypes n'est dommageable. Nous utiliserons des souris de fond génétique C57BL/6, âgées au début de chaque expérimentation de 7 à 11 semaines, mâles ou femelles, afin d'optimiser l'utilisation des animaux. A chaque fois, les souris mutées et leurs contrôles seront du même sexe. Les souirs utlisées seront âgées d'au minimum 7 semaines, soit à partir du moment où le système immunitaire est mature. L'utilisation de l'espèce Mus musculus pour l'étude des infections fongiques invasives à Candida albicans est cruciale pour mieux en comprendre le mécanisme infectieux dans un organisme complexe. Cela permettra de développer des solutions préventives et thérapeutiques innovantes pour les patients souffrant d'un affaiblissement immunitaire, soit causé par une mutation génétique, soit par un contexte fragilisant comme les séjours prolongés à l'hôpital.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 2400
Souffrances
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▲ 2400
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Devenir
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 2400

2400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur leur est injectée sous la peau, puis elles reçoivent des chimiothérapies et des immunothérapies par voie intrapéritonéale avec un suivi de la tumeur pendant environ deux mois, pour tester comment compenser la perte d'un gène clé de la réponse immunitaire aux cancers du sein et colorectaux. Le porteur décrit une masse tumorale pouvant se nécroser et retient un effectif de 2400 souris qu'il juge nécessaire à une interprétation fiable. Il affirme que l'implication du système immunitaire dans le développement tumoral ne peut être étudiée qu'in vivo.

Objectifs

Les dernières années ont vu l'émergence du concept de l'activation du système immunitaire contre le cancer, qui à son tour détermine le succès à long terme des traitements anticancéreux. Nous allons étudier comment compenser la perte de fonction d’un gène clé dans l’établissement de la mort cellulaire immunogène pour restaurer l’efficacité de la chimiothérapie in vivo. Les modèles expérimentaux in vivo sont les seuls moyens d’approche possibles car la réponse immunitaire n’a pas lieu dans les modèles in vitro ou ex vivo. Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction de ce gène, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-cancéreux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à une compensation des défauts associés à la perte de fonction d’un gène clé dans l’établissement de la mort cellulaire immunogène, un facteur pronostique négatif pour la réponse aux traitements anti-cancéraux à base d’anthracyclines et oxaliplatine, afin d’orienter la conception de nouvelles stratégies thérapeutiques chez les patients atteint de cancer du sein ou colorectal. Nous préconisions que l’accomplissement de ce projet fournira des connaissances sur la régulation de la réponse immunitaire aux cancers pour la mise en place de stratégies thérapeutiques ciblées.

Procédures

Les animaux seront soumis a : - L’injection unique de cellules tumorales en sous cutané sur l’animal anesthésié par inhalation d’isofluorane durant moins d’une minute par animal - L’injection des traitements intra péritonéaux par contention de l’animal vigile : injection unique pour les chimiothérapies et 3 injections pour chacune des immunothérapies durant moins d’une minute par injection par animal - Une contention sur animal vigile permettant le suivi de la croissance tumorale trois fois par semaine pendant environ 2 mois durant moins de deux minutes par animal .

Impact sur les animaux

Les animaux seront soumis a : - Une injection sous-cutanée de cellules tumorales à l’origine du développement d’une masse tumorale entraînant potentiellement la nécrose de la tumeur. - L’injection des traitements cités par voie intrapéritonéale par contention de l’animal vigile (une unique injection pour MTX et CTX et trois injections pour les autres molécules) pouvant induire du stress de courte durée chez l’animal. L’injection de cellules tumorales sera faite sur le dos de l’animal afin de réduire les phénomènes de gêne que peut engendrer la croissance tumorale. La tumeur se développe localement et n’induit pas de métastases ou effets cliniques secondaires. Le suivi sera réalisé sur un à deux mois selon la croissance tumorale.

Devenir

Les souris seront euthanasiées dès l’atteinte des points limites préalablement définis.

Remplacement

La question scientifique ne peut être abordée qu’in vivo car il n’est pas possible d’étudier l’implication du système immunitaire sur le développement du cancer dans des systèmes in vitro.

Réduction

Nous souhaiterons effectuer cette étude sur un total de 2400 souris pour permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Notamment, les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si nous constatons que notre hypothèse n’est pas confirmée par nos résultats expérimentaux. Le modèle choisit est très bien documenté, permettant ainsi de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Nous utiliserons des souris commerciales transgéniques ou non, viables, fertiles, de taille normale et ne présentent pas d'anomalies physiques ou comportementales. Pour l’injection de cellules, les souris seront anesthésiées et recevront 100 µL de PBS contenant les cellules tumorales par voie sous-cutanée le 1er jour de l’expérimentation à l’aide d’une seringue de 1ml dotée d’une aiguille de 25G. Les animaux sont ensuite replacés dans leur cage en position ventrale et sont surveillés jusqu’au réveil Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification et/ou tunnels en cartons). Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. La mise en place d’une grille de suivi strict des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Il assure également une veille scientifique continue, évitant toute expérimentation déjà rapportée dans la littérature.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques : - Les souris âgées de 6 à 10 semaines seront utilisées dans cette étude afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature. Les paramètres étudiés étant le développement de la masse tumorale après injection de cellules cancéreuses ou l’apparition de lésions cancéreuses induites, une souris juvénile ou trop âgée induirait un biais dans l’expérimentation. Les protocoles expérimentaux d’induction tumorale sont bien établis. - La souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. - Nous utilisons principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Rats : 75
Souffrances
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Devenir
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 75

75 rats vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacun subit une craniotomie et l'implantation stéréotaxique d'une sonde de microdialyse couplée à un émetteur d'ultrasons, pour mesurer les effets de la neurostimulation par ultrasons de basse énergie sur trois structures du cerveau. Le porteur affirme que l'application des ultrasons et la microdialyse ne sont pas douloureuses, l'ensemble se déroulant sous anesthésie longue. Il indique avoir écarté la souris, dont le cerveau trop petit compliquerait le positionnement des sondes, et juge l'organisme entier nécessaire pour étudier la focalisation du faisceau.

Objectifs

La neurostimulation par ultrasons à basse énergie (Low-Energy Ultra-Sound ou LEUS pour l’abréviation anglaise) suscite un intérêt thérapeutique récent. Les LEUS focalisés offrent des possibilités de neurostimulation ciblée sur une région cérébrale spécifique avec une résolution spatiale de l’ordre du mm3. Dans le passé, il a été possible de déclencher des mouvements de membres, de vibrisses, d’yeux ou de faire dilater les pupilles par neurostimulation LEUS. Cependant, très peu d’équipes ont étudié les mécanismes des réponses induites par la neurostimulation LEUS. Une étude fondamentale est donc requise afin de comprendre les mécanismes de stimulation en vue d’applications cliniques de cette technologie. Il a été montré que les effets mécaniques des LEUS induisent une modification transitoire de la perméabilité membranaire des ions, ainsi qu’une modification des dynamiques calciques sur des modèles cellulaires, avec un processus similaire à une libération neuronale de transmetteurs. Il est également possible de reproduire in vivo des effets observés en cultures in vitro. Comme la modulation calcique est une approche thérapeutique intéressante dans le traitement de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson ou la maladie de Huntington, le projet a pour objectif : 1) D’intégrer le système LEUS à des outils utilisés en neurosciences (ici, à la microdialyse, technique d’échantillonnage extracellulaire utilisée chez l’animal ou chez l’homme) 2) De montrer que la stimulation LEUS peut moduler la libération de neurotransmetteurs. La présente demande inclut la partie du projet portant sur trois régions dopaminergiques : hippocampe, noyau accumbens et striatum, afin de caractériser les variations spatiotemporelles des taux de dopamine induites par LEUS.

Bénéfices attendus

La neurostimulation ou la neuromodulation fait partie des approches basées sur la transmission d’une énergie au cerveau pathologique qui ont pour but de modifier l’activité neuronale pour traiter des pathologies diverses comme la maladie de Parkinson, l’épilepsie, la dépression, la schizophrénie par exemple. Certaines techniques comme la “deep brain stimulation” (DBS), la « transcranial magnetic stimulation” (TMS), la « transcranial direct and analog current stimulation » (tDCS ou tACS) sont d’ailleurs connues et utilisées pour faire libérer la dopamine chez l’animal et chez l’homme et certaines sont mêmes utilisées en routine dans des protocoles bien définis et approuvés. Cependant, ces approches sont soit invasives et peuvent induire des complications post-opératoires (DBS), soit manquent d’une spécificité spatiale (TMS et tDCS ou tACS). La neurostimulation LEUS, basée sur la focalisation précise d’une onde à ultrasons de basse énergie, permettrait de s’affranchir de ces contraintes techniques. Comme les effets sont moins connus que les autres neurostimulations de par le développement plus récent de la technologie LEUS, le projet a pour objectif de montrer en termes de neuromodulation ce que peut apporter cette technologie sur des animaux sains puisque très peu de données sont disponibles. Les expériences réalisées dans le projet permettront une étude approfondie de la LEUS dans des zones cérébrales définies et les données obtenues sur la dopamine seront ensuite comparées à celles de la littérature scientifique portant sur d’autres techniques de neuromodulation. Elles permettront enfin de déterminer les nouvelles pistes thérapeutiques pour la poursuite de l’étude de la neurostimulation LEUS.

Procédures

Les 75 rats seront utilisés sous anesthésie générale, une seule fois sur une journée, dans le cadre de deux procédures sans réveil. Les 15 premiers animaux serviront pour optimiser les paramètes de stimulation LEUS (procédure n°1), les 60 autres animaux seront employées pour quantifier les effets neurochimiques de la stimulation LEUS dans trois structures cérébrales d’intérêt (procédure n°2). L’animal ressentira une légere douleur lors de l’induction de l’anesthésie mais ce geste sera réalisé par un expérimentateur formé afin de minimiser cette douleur. La bonne profondeur d’anesthésie vérifiée, une sonde de microdialyse couplé à un transducteur LEUS sera ensuite implantée dans le cerveau de manière stéréotaxique, après une fine craniotomie. La microdialyse est une technique d’échantillonage des composés cérébraux, mais sans aucun prélèvelement du liquide céphalo-rachidien. L’application des LEUS ne sera pas douloureuse non plus car elle n’est pas invasive. Aucune douleur ne sera ressentie par l’animal qui sera sous anesthésie générale durant cette procédure.

Impact sur les animaux

Les expériences seront réalisées sur des animaux sains anesthésiés et utilisés sans réveil. Les protocoles de stimulation cérébrale par ultra-sons n’entraîneront aucune douleur. L’anesthésique utilisé permettra une anesthésie longue (5h), ce qui sera au-delà de la durée maximale des expériences à réaliser.

Devenir

Aucun animal ne sera maintenu en vie à la fin du projet. Néanmoins, même si cela est très peu probable, si nous avions des animaux non utilisés (absence imprévue, prolongée et simultanée des deux expérimentateurs), les animaux seraient proposés aux autres expérimentateurs de notre animalerie.

Remplacement

Les premières données in vitro ont montré leurs limites à expliquer tous les effets LEUS, il est nécessaire de pouvoir comparer cette approche de stimulation à basse énergie aux données de la littérature obtenues avec d’autres types de stimulation (stimulation transcrânienne par exemple) qui ont montré des bénéfices thérapeutiques chez l’homme. De plus, pour faciliter l’étude de la focalisation d’un faisceau, nous devons disposer d’une structure cérébrale entière avec l’ensemble des afférences.

Réduction

75 animaux au maximum devraient être utilisés. Ce nombre est basé sur notre propre expérience et sur les statistiques appliquées à la microdialyse (ANOVA, mesures répétées, après consultation antérieure d’un biostatisticien). Nous prévoyons d’utiliser 15 animaux pour tester les paramètres de stimulation dans la procédure n°1 puis 60 animaux (10 animaux par groupe, 3 groupes de traitement LEUS + 3 groupes sham) avec les paramètres retenus pour la procédure n°2. Néanmoins, en nous basant sur une antérieure utilisant un autre type de neurotransmission par ultrasons, on espère pouvoir atteindre au moins 50% de libération de dopamine à la suite d’une stimulation LEUS, ce qui permettra de réduire le nombre des animaux à utiliser. Des analyses statistiques intermédiaires seront effectuées dès que les effectifs atteindront 5 puis 8 animaux par groupe afin de ne pas employer plus d’animaux que nécessaire. De plus, si une sonde de microdialyse était défectueuse pendant l’expérience et en fonction de l’étape d’implantation, nous implanterions la sonde de rechange soit dans la zone souhaitée, soit dans l’hémisphère opposé, ce qui aidera également à réduire le nombre d’animaux utilisés par groupe.

Raffinement

Nous effectuerons les expérimentations de mesures neurochimiques avant, pendant et après la neurostimulation de basse énergie sur des animaux anesthésiés, ce qui limitera la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux utilisés. En plus de notre démarche stricte de suivi quotidien du bien-être des animaux, nous ferons attention à n’ajouter aucun stress supplémentaire à l’expérimentation. Outre la douleur liée à l’injection de l’anesthésique général, nous réduirons les éventuels réflexes observés lors de l’incision de la peau par de la lidocaïne appliquée localement au niveau de la zone à inciser, nous injecterons du sérum physiologique à mi-parcours de l’expérimentation pour prévenir une éventuelle déshydratation. Nous utiliserons une procédure d’anesthésie qui associe un antidote prévenant les éventuels surdosages et qui respecte le bien-être animal tout en permettant à l’expérimentateur de faire face à une éventuelle complication anesthésique.

Choix des espèces

Notre choix s'est orienté vers le modèle rat qui est un modèle classique d'étude du fonctionnement du cerveau en lien avec des stimulations cérébrales. De plus, chez le rat adulte, l’anatomie, les réseaux neuronaux et la neurophysiologie sont maintenant bien caractérisés et de nombreux tests ont été développés pour mesurer les fonctions neurochimiques dans les meilleures conditions possibles et en réponse aux exigences de l'expérimentation animale. Le modèle rat possède enfin les grands principes d’organisation anatomique conservés chez l’homme et les rats ont une taille cérébrale qui permet d’étudier de nombreuses aires cérébrales retrouvées également chez l’homme : striatum dorsal, noyau accumbens et hippocampe dorsal ciblés dans notre projet. Vu la taille de son cerveau, une souris n’est pas un modèle retenu dans notre étude puisqu’il présenterait des difficultés expérimentales supplémentaires telles que l’encombrement des sondes de microdialyse vis-à-vis du positionnement du transducteur ultrasonore. Les rats utilisés seront des jeunes adultes sexuellement matures, de plus de 2 mois (entre 280 et 320 g)

  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système nerveux
Rats : 384
Souffrances
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▲ 384
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Devenir
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 384

384 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des ratons sont séparés de leur mère trois heures par jour de J2 à J12, et des rats "démonstrateurs" reçoivent dans une patte un agent inflammatoire provoquant une douleur aiguë ou un œdème persistant deux semaines, pour mesurer par un test de transfert social de la douleur l'empathie liée à un stress néonatal. Le porteur présente ce modèle comme celui d'une prématurité humaine et indique surveiller le bien-être des animaux non-humains. Il affirme qu'aucun modèle in silico ou in vitro ne reconstitue les réseaux neuronaux de l'empathie et de la douleur.

Objectifs

Dans le cadre de l’utilisation d’un modèle animal mimiquant les conséquences d’une prématurité chez l’humain, le but du projet est d’affiner la compréhension de l’impact d’un stress de séparation maternelle précoce (SMP) sur certains processus émotionnels associés à la douleur. L’objectif du projet est donc d’évaluer chez le rat, les conséquences d’une SMP sur les interactions sociales ainsi que sur l’empathie à la douleur à l’aide du test de « transfert sociale de la douleur » qui a été validé dans la littérature comme étant un bon indicateur de l’empathie chez ce dernier.

Bénéfices attendus

Le modèle de séparation maternelle néonatale a permis de décrypter nombre de mécanismes et d’altérations du système nerveux qui sont retrouvés chez les enfants prématurés humains. Dans ce cadre, cette étude permettra de mieux comprendre l’impact d’un stress néonatal non douloureux (i.e. une séparation précoce avec la mère) sur les processus cognitifs et émotionnels associés à la douleur chez un jeune individu encore en pleine maturation durant une période critique de son développement.

Procédures

La moitié des animaux seront soumis au protocole de SMP et seront séparés de leur mère 3 heures par jour du deuxième au douzième jour postanal. Pour le test de transfert social de la douleur, les animaux « démonstrateurs » recevront une injection sur une patte arrière d’agents inflammatoires créant soit une douleur aigue soit une douleur prolongée sous anesthésie générale d’une durée maximale de 5 minutes. Des tests d’évaluation de la douleur (durée de 5 à 10min) et n’induisant pas de stress accru chez l’animal, seront effectués à la suite du test de transfert (test unique d’une durée de 45 min) puis à nouveau 1x/h pendant 4h pour un premier groupe expérimental et 1x/J pendant deux semaines en plus pour le deuxième groupe ainsi que le groupe contrôle. Le nombre total de tests de douleur pour le protocole "douleur aigüe" est de 10 tests. Pour le protocole "douleur prolongée", les animaux sont en plus testés 1 fois par jour durant deux semaines ce qui fait un total de 36 tests.

Impact sur les animaux

La séparation maternelle induit au niveau comportemental une anxiété accrue chez la mère. Les injections du premier agent inflammatoire provoquent une douleur temporaire, qui s’arrêtent spontanément au bout d’une heure, celles du second provoquent un œdème cutané dont la sévérité sera surveillée et qui se résorbe après deux semaines. Les tests d’évaluation de la douleur prévus sont courts (de 5 à 10min) et n’induisent qu’un stress mineur chez l’animal.

Devenir

A la fin de toutes les procédures, les animaux seront mis à mort.

Remplacement

Les comportements sociaux, l'empathie et la douleur étant des processus intégrés impliquant différentes structures sensorielles, cognitives et émotionnelles, ce projet nécessite l’étude de sujets vivants dotés d’un cortex développé. Il n’existe pas encore de modèles alternatifs in silico ou in vitro capable restaurer les réseaux neuronaux impliqués dans les comportements observés.

Réduction

Le nombre d’animaux est basé sur l’expertise de l’équipe vis-à-vis des différentes procédures et prend en compte les variabilités interindividuelles) pour obtenir des résultats statistiquement significatifs lors des tests utilisés pour évaluer l’impact du stress néonatal de séparation maternelle sur le comportement de contagion à la douleur chez le rat. Le projet évaluera également les différences entre les mâles et les femelles, qui ont été démontrées pour les réponses à la douleur et dans différents modèles de stress périnataux.

Raffinement

Les animaux sont suivis quotidiennement par les zootechniciens de l’animalerie et par les expérimentateurs afin d’être alertés dès les premiers signes de dégradation du bien-être animal en portant une attention particulière à tout changement de l’état général (perte de poids supérieure à 10%, défaut de toilettage, plaie ouverte, blessure) ainsi qu'à l'état comportemental (prostration, dos arqué, réticence au déplacement, léthargie, agressivité, vocalises). Si des changements sont observés, le vétérinaire sera contacté pour prendre la décision adéquate : soins, retrait de l’animal de l’étude ou mise à mort de l’animal. Durant la séparation maternelle, les ratons sont placés sous lampes chauffantes afin d’éviter toute hypothermie. Les injections des produits inflammatoires dans la patte se font sous anesthésie gazeuse afin de limiter tout stress chez l’animal. Le poids des animaux est mesuré hebdomadairement, et quotidiennement suite aux injections. Les tests nociceptifs sont effectués après une semaine d’habituation afin de réduire le stress. L’étude portant sur la douleur, celle-ci ne pourra pas être prise en charge lors des tests comportementaux. Des points limites ont été mis en place pour éviter d’éventuelles souffrance inutiles dépassant le cadre de l’étude.

Choix des espèces

Des études précédentes ayant étant réalisées sur le rat, ce modèle animal sera conservé dans le cadre de ce projet car son comportement est bien connu. Le modèle de séparation a déjà été bien décrit et caractérisé chez cette espèce, permettant ainsi de confirmer la robustesse des résultats obtenus. De plus le modèle chez le rat nous permet de modéliser l’état de développement d’un fœtus lors du 3e trimestre de gestation, puisqu’à la naissance le système nerveux du rat est au même niveau de maturation que celui du fœtus au début du 3e trimestre de gestation. L’étude des comportements complexes comme les comportements sociaux ou l’empathie implique que l’étude porte sur une espèce qui possèdent les fonctions et capacités cognitives nécessaire à l’expression de ces derniers, ce qui est le cas chez le rat. Afin de mesurer l’impact à long terme de cette séparation maternelle, les tests comportementaux seront ensuite effectués à l’âge adulte. Les animaux seront donc utilisés entre 2 jours et 2 mois dans cette étude.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 316
Souffrances
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Devenir
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316 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules leucémiques leur sont transplantées par voie intraveineuse, puis elles reçoivent trois injections de molécules ou d'anticorps, pour tester de nouveaux traitements de la leucémie aiguë lymphoblastique, un cancer surtout pédiatrique. Le porteur décrit un point limite tardif, l'animal cessant de s'alimenter et présentant une pâleur liée à l'aplasie avant d'être euthanasié. Il indique avoir testé les composés in vitro au préalable et affirme que les études précliniques exigent le modèle murin.

Objectifs

La leucémie est un cancer des cellules précurseurs du tissu hématopoïétique caractérisé par un blocage de maturation et une prolifération excessive des cellules appelées blastes. La Leucémie Aiguë Lymphoblastique (LAL) concerne les cellules de la lignée issue du progéniteur lymphoïde. Elle représente environ 1,5 nouveau cas pour 100000 habitants par an, soit environ 1000 nouveaux cas par an en France. Elle se déclare en majorité chez l’enfant de 2 à 5 ans, 75% des malades ont moins de 18 ans, et représente 30% des cancers de l’enfant. La LAL est une maladie hétérogène qui touche les précurseurs des lymphocytes T ou B dans respectivement 25% et 75% des cas. Nous disposons de plusieurs modèles in vitro et in vivo incluant des xénogreffes de LAL-T et LAL-B issues de patients. Malgré les améliorations du traitement des LAL, les taux de rechute, de l’ordre de 25%, restent élevés avec des chances de survie faible, inférieures à 30%. Ainsi, pour réduire l’intensité de la chimiothérapie et traiter avec succès les patients en rechute, il est encore nécessaire de développer de nouvelles thérapies.

Bénéfices attendus

En effectuant des expérimentations in vitro sur nos modèles de leucémies (culture cellulaire), nous avons identifié trois nouveaux composés qui bloquent la prolifération des cellules cancéreuses. Après avoir validé in vitro leurs efficacités, nous souhaitons maintenant tester leurs efficacités sur nos modèles murins in vivo lors d’études précliniques. Les bénéfices attendus du projet concernent donc la découverte de nouvelles drogues et stratégies thérapeutiques dans le traitement des Leucémies Aiguës Lymphoblastiques (LAL).

Procédures

Les animaux seront soumis à des transplantations de cellules leucémiques par des injections intra-veineuses (I.V.) (une seule injection est prévue par souris, durée de 20 minutes). Après la transplantation, des injections intra-veineuses (I.V.) d’une molécule chimique ou d’un anticorps agoniste ou d’immunoliposomes (3 injections par souris sont prévues, à J+15, J+20, J+25 , durée par injection de 20 minutes). Un prélèvement de sang à partir de la veine de la queue (un seul prélèvement par souris, durée de 15-20 minutes) sera réalisé à J+35 jours après la transplantation.

Impact sur les animaux

Les animaux vont développer des cancers (leucémies), avec une multiplication proliférative des cellules leucémiques lymphoblastiques dans la moelle osseuse, le sang et la rate des animaux. Un point limite est fixé, il correspond à un état de fatigue de l’animal qui ne s’alimente plus et qui présente une couleur pâle de la peau au niveau des oreilles et aux extrémités des pattes avants et arrières. Quand l’animal présente des signes de souffrance, n’explore plus son environnement, ne s’alimente plus, est replié sur lui-même, montre des signes d’aplasie, et couleur pâle de la peau au niveau du museau et des oreilles, cela veut dire qu’il y a une aplasie trop importante consécutive au développement de la leucémie qui a alors atteint un stade trop avancé. Dès que ce point limite est observé, l’animal sera euthanasié.

Devenir

Dès que les souris développent les symptômes de la leucémie (point limite identifié), elles seront anesthésiées avec l’Isofluran, suivi d’une mort par dislocation cervicale.

Remplacement

Pour remplacer des modèles animaux, il est parfois possible de travailler sur des cellules ou des tissus (in vitro). Le recours aux modèles in vitro doit être l’objectif du chercheur si son expérimentation le permet. La molécule chimique, l’agoniste et les immunoliposomes que nous allons tester dans ce projet préclinique ont d’ores et déjà été testé in vitro sur des méthodes alternatives ; sur des cellules primaires isolées de patients, ainsi que sur des lignées cellulaires. Ceci nous permet de limiter le nombre des animaux utilisés dans ce projet.

Réduction

Dans ce projet, nous allons diminuer le nombre d’animaux utilisés à des fins de recherche par : la limitation aux seules expériences considérées comme absolument indispensables. S’il est essentiel d’utiliser le plus petit nombre d’animaux possibles, il faut néanmoins éviter que cet effort de réduction nuise à la fiabilité des résultats. Une réflexion biostatistique a alors été intégrée à la construction de ce projet. Pour les courbes de survie, nous utiliserons des groupes de 7 souris afin d’effectuer des tests statistiques, pour les tests sur la viabilité cellulaire, nous utiliserons des groupes de 5 souris afin de réaliser des tests statistiques.

Raffinement

Afin de réduire, supprimer ou soulager la douleur ou la détresse des animaux, et ainsi d’améliorer leur bien-être, en amont des expériences, nous allons planifier les protocoles pour éviter le stress, nous allons aussi planifier et établir les points limites (ou critère d’arrêt anticipé) de la procédure. Ces informations seront par ailleurs transmises au personnel de l’animalerie. Nous avons donc prévu la réduction de la durée de nos études précliniques dès que ce point limite est observé.

Choix des espèces

Pour qu’un nouveau traitement puisse être commercialisé, il est nécessaire de mener des études précliniques et cliniques, afin de prouver son efficacité, d'optimiser les dosages mais aussi d'identifier ses effets indésirables possibles. Les études précliniques nécessitent d’avoir recours à des animaux. Nous disposons d’échantillons de cellules leucémiques provenant de patients que l’on peut transplanter à des souris immunodéficientes. Quelques semaines après l’injection, les cellules leucémiques humaines sont présentes dans la moelle osseuse et la rate des souris qui constituent un modèle d’étude reproduisant la physiopathologie de cette maladie. Ces études ne peuvent se réaliser que dans le modèle murin ; Souris (Mus musculus) L’hématopoïèse et la leucémogénèse des souris (mus musculus) est celle qui se rapproche le plus de l’homme. Les animaux âgés entre 2 et 5 mois seront utilisés, ceci correspond à un âge optimal pour la greffe des cellules hématopoïétiques saines et leucémiques.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 2400
Souffrances
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Devenir
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 2400

2400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules leucémiques de patients leur sont injectées, puis elles subissent des prélèvements de sang et de moelle osseuse répétés, jusqu'à dix-huit fois sur un an, pour étudier l'hétérogénéité des leucémies aiguës myéloïdes. Le porteur affirme que l'envahissement de la moelle ne provoque pas de douleur, en se référant à l'absence d'antalgique chez les patients, et fixe un point limite à 70 % de cellules leucémiques dans le sang. Il conclut que la réponse aux traitements ne peut être validée qu'à l'échelle de l'organisme entier.

Objectifs

Les leucémies aigues myéloïdes (LAM) sont hétérogènes aussi bien sur le plan cellulaire et clinique que sur le plan de leurs réponses aux traitements. Actuellement, seules les anomalies au niveau des chromosomiques ou de l’ADN sont utilisées pour établir le pronostique et le traitement, mais il persiste une forte hétérogénéité intra-groupe. L’implication des cellules souches leucémiques (CSL), provenant de la transformation maligne de cellules souches sanguines, est de plus en plus mise en avant dans l’échappement aux traitements et dans les rechutes, du fait de leurs capacités à la fois d’autorenouvèlement et de dormance cellulaire. Toutefois, ces cellules restent difficiles à identifier du fait de l'hétérogénéité des marqueurs exprimés à leur surface. Le premier axe de notre projet, se focalise sur le rôle de cette hétérogénéité dans la mise en place de la maladie. Des modèles de LAM, réalisés par injection de cellules leucémiques de patients à des souris immunodéprimées, nous permettront de comparer les cellules cancéreuses du patient avec les cellules qui auront ainsi greffées chez la souris. Cette comparaison nous permettra d’identifier et de hiérarchiser, sur la base de leur capacité à recréer une leucémie chez l’animal, les marqueurs membranaires caractérisant les différentes sous populations leucémiques. Le second axe de ce projet porte sur l’étude de la résistance aux traitements anti leucémiques. Pour mieux évaluer celle-ci et comprendre l’implication des sous-populations cellulaires présentes au diagnostic chez le patient, nous traiterons nos modèles murins de LAM issus de cellules de patients et nous comparerons les cellules obtenues à la rémission et à la rechute des souris aux analyses et au suivi de la maladie chez le patient. Les traitements à tester seront choisi en concertation avec les services clinique et biologique de l’hôpital en fonction des risques de rechute et des anomalies génétiques présentes au diagnostic chez le patient. Enfin, en fonctions des marqueurs membranaires identifiés dans le premier axe du projet nous testeront également de nouvelles molécules afin de développer de potentiels nouveaux traitements dans les LAM.

Bénéfices attendus

Notre projet a pour but d’identifier de nouveaux marqueurs présents à la surface des cellules souches leucémiques nous permettant de mieux identifier ce pool de cellules capables d’échapper au traitement et de persister chez le patient lors de la rémission, et pouvant conduire à une rechute. En effet, jusqu’à maintenant seules les anomalies chromosomiques ou de l’ADN sont utilisées pour établir le pronostique et le traitement des patients dans les LAM malgré la persistance d’une la forte hétérogénéité intragroupe. Par cette étude, nous voulons mettre en évidence que les marqueurs protéiques présents à la surface des cellules souches leucémiques (CSL) pourraient également être discriminants et apporter une meilleure stratification pronostique des patients. Il est essentiel de mieux connaitre les caractéristiques des CSL afin d’optimiser les approches thérapeutiques. C’est pourquoi, une fois ces cellules mieux identifiées nous pourront cibler leurs marqueurs membranaires pour mettre au point de nouvelles thérapies ciblées de façon à avoir une toxicité minimale sur les cellules saines du patient. Les bénéfices attendus de cette étude sont donc une meilleure stratification pronostique des patients, permettant une orientation thérapeutique optimale, ainsi qu’une meilleure connaissance des mécaniques impliqués dans la résistance aux traitements conduisant à une amélioration des traitements actuels.

Procédures

Procédure 1 : - 600 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis prélèvement de sang sous anesthésie à l'isoflurane (1-2min) toutes les 3 semaines pendant 1 an (soit 18 prélèvements maximun) - 600 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis prélèvement de moelle osseuse sous anesthésie à l'isoflurane (5-10min) (3 prélèvements maximun). Procédure 2 : 620 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis prélèvement de sang sous anesthésie à l'isoflurane (1-2min) toutes les 3 semaines pendant 1 an (soit 18 prélèvements maximun). Procédure 3 : 417 souris : injection IV des cellules sur souris vigiles en boite de contention (1-2min), puis injection de luciférine en IP (

Impact sur les animaux

L'envahissement tumorale de la moelle osseuse induit par une LAM ne produit généralement pas de douleur. C’est pourquoi chez les patients humains aucun analgésique n’est prescrit sur cette base seule. De ce fait, nous ne prévoyons pas que les animaux utilisés dans ce projet subissent de douleur lié à cet état. Durant tout le suivit de la maladie, des prélèvements de sang ou de moelle seront réalisés sur les animaux pour évaluer le pourcentage de cellules leucémiques dans ces organes. Ces prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale et des antidouleurs seront adminitrés quand cela est nécessaire pour éviter une douleure ou un stress aux animaux. Les traitements utilisés seront issus de ce qui est réalisé chez l’Homme ou de données bibliographiques disponibles et sont bien tolérés chez l’animal. Pour les traitements pour lesquels aucunes données ne sont disponibles, des tests préliminaires sur des petits groupes d’animaux seront réalisés afin de connaitre la dose optimale à utiliser sans nuisance sur l’animal. Toutefois, afin d’éviter toute souffrance éventuelle, nous observerons les points suivants pouvant conduire à l’euthanasie de l’animal : comportement, apparence physique, perte de poids supérieure à 20%, envahissement sanguin de plus de 70% de blastes humains.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’étude (avant que les points limites des procédures ne soient atteints) afin de récupérer dans les organes les cellules leucémiques huamines sur lesquelles des tests génétiques et fonctionnels seront réalisés.

Remplacement

Des tests in vitro ont été réalisés au laboratoire sur des cellules de patients atteints de LAM et sur des modèles cellulaires modifiés de LAM. Ces expériences nous ont permis d'obtenir des données sur la résistance ex vivo des cellules de patients au traitement antileucémique, par exemple et nous ont permis également d'orienter nos recherches sur certains marqueurs membranaires en particulier. Cependant le développement d’une LAM implique des mécanismes cellulaires mettant en jeu le microenvironnement de la moelle osseuse. De même la réponse au traitement et l'évaluation son efficacité ne peuvent être correctement validé qu'à l'échelle d'un organisme entier. De ce fait, l’hétérogénéité de la maladie ainsi que la réponse aux traitements ne peut être étudié sans l’apport des modèles animaux.

Réduction

Les modèles de LAM humaines à partir de cellules de patients étant déjà en place au laboratoire, le nombre d’animaux dédié aux mises au point sera considérablement réduit et concernera principalement les nouvelles molécules à tester pour lesquelles aucune données bibliographiques ne sont disponibles. Notre expérience nous permet également de savoir que les modèles murins de LAM crées à partir de lignées cellulaires donnent rarement chez l'animal des LAM dont les blastes circulent dans le sang. De ce fait, nous avons modifié nos modèles cellulaires en leur faisant exprimer un marqueur luminescent afin de suivre l’évolution de la leucémie par imagerie du vivant sans avoir à mettre à mort nos animaux ou à effectuer de prélèvements invasifs. Cela nous permettra également de mieux évaluer quand débuter les traitements afin de limiter le nombre d'animaux utilisé.

Raffinement

Après l’injection des cellules leucémiques les souris ne présentent aucuns signes de souffrance, d’angoisse ou de douleur, toutefois elles seront surveillées dans les heures qui suivent pour s’en assurer. Sur la base de ce qui est observé chez les patients humains, nous ne prévoyons pas que les animaux subissent de douleur lié au développement de la LAM. Toutefois, afin d’éviter les signes cliniques liés à un état trop avancé de la maladie (anémie, fatigue, paralysie des membres inférieurs) nous avons fixé comme point limite à l’expérimentation un envahissement en cellules leucémiques de 70% dans le sang. En nous basant sur nos précédents travaux nous savons qu’en dessous de ce pourcentage les animaux ne subissent habituellement pas de dommages physiques liés à la maladie. Cependant, pour éviter toute souffrance de l’animal nous observerons très régulièrement les points suivants : comportement, apparence physique, perte de poids supérieure à 20%, paralysie, tumeur localisée, pouvant conduire à son euthanasie éthique. Tous les prélèvements nécessaires au suivit de la maladie se feront sur des animaux préalablement anesthésiés et une analgésie sera donné en supplément pour les prélèvements de moelle osseuse. Après chaque actes (injection ou prélèvement) les animaux seront surveillés pour vérifier qu’ils n’aient pas de souffrance lié à l’acte réalisé. Enfin, pour la partie de notre projet utilisant des modèles murins créés à partir de lignées cellulaires, nous avons choisis de modifier génétiquement nos lignées afin de réaliser le suivit de la maladie par imagerie du vivant pour éviter de réaliser des prélèvements répétés sur les animaux.

Choix des espèces

Les souris immunodéficientes sont un excellent et unique modèle pour la prise de greffe de cellules souches humaines ainsi que le développement de leucémies comparables à celles observées chez les patients. De plus, nous utilisons déjà au laboratoire cette espèce pour notre modèle de LAM humaine et connaissons donc déjà la croissance tumorale, la dissémination et les effets secondaires associés à l’implantation d’une LAM dans cette espèce. Nous injecterons les cellules leucémiques à des animaux entre 4 et 8 semaines. Après 8 semaines, l’immunité résiduelle de ces souris commence à se développer et la greffe est de mauvaise qualité.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Souris : 72
Souffrances
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▲ 72
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Devenir
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 72

72 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles courent sur un tapis roulant, motivées par de faibles décharges électriques délivrées par une grille en bout de piste, ou sur une roue volontaire, puis reçoivent une injection de puromycine, pour étudier la production d'énergie et la synthèse des protéines dans le muscle sain ou atteint de la myopathie de Duchenne. Le porteur décrit des décharges réglées au minimum et un hébergement individuel pour la roue, qu'il reconnaît sources de stress. Il affirme que la fonction musculaire de la souris est proche de celle de l'humain et que l'étude ne peut se faire ni en culture cellulaire ni par modélisation.

Objectifs

Au sein du muscle squelettique,il existe des compartiments cellulaires qui contrôlent la production d’énergie. Ces centrales énergetiques cellulaires jouent également un rôle important dans les adaptations du muscle en réponse à l’activité physique. Cependant elles ne fonctionnent pas indépendamment au sein de la cellule musculaire et forment notamment des contacts privilégiés avec d’autres compartiments cellulaires contrôlant la synthèse des protéines. Ces contacts dynamiques permettent d’échanger des composés et de contrôler les fonctions de ces deux compartiments cellulaires. Des travaux récents, y compris les nôtres suggèrent l’étendue des contacts entre les centrales énergetiques cellulaires et le site de synthèse des proteines peut moduler la production d’énergie et la production des protéines et ainsi impacter la fonction du tissu musculaire. Dans ce projet, il s’agira d’étudier la relation entre l’étendue de ces contacts, la production d’énergie et la synthèse des protéines dans des muscles soumis à un exercice ou atteints de la myopathie de Duchenne.

Bénéfices attendus

Aucune étude approfondie n'a encore vérifié dans le muscle squelettique l'importance des interactions entre les centrales énergétiques cellulaires et le lieu de synthèse des protéines dans le maintien de la fonction musculaire. L'ambition de notre projet est de préciser ces interactions au repos et à l'exercice. Enfin, et à notre connaissance, nous testerons pour la première fois si l'exercice physique, en modifiant ces interactions, pourrait améliorer le dysfonctionnement de la production d'énergie identifié dans le modèle murin de la myopathie de Duchenne. Notre projet pourrait donc ouvrir la voie à de futures pistes thérapeutiques pour traiter ces pathologies importantes chez l’homme.

Procédures

Lors des séances d’habituation à la course sur tapis roulant, de faibles stimulations électriques seront administrées à l’aide d’une grille placée en bout de piste de course pour motiver les animaux à la course. L’intensité et la fréquence des décharges au niveau de la grille seront réglées au minimum (0,1mA et 1Hz). Pour le test d’exercice sur tapis roulant, en lieu et place des stimulations éléctriques, une réglette à lamelles sera placée au dessus des pistes pour motiver les animaux à la course. Il suffit d'effleurer le dos de l'animal avec une règlette en plastique pour qu'il se remette à courir. Aucune nuisance n'est attendue pour l’exercice volontaire sur roue. C’est un modèle d’entraînement qui permet un enrichissement du milieu et participe au bien être de la souris qui peut s’adonner de manière volontaire à la pratique physique. Enfin, pour la mesure de la synthèse proteique, les animaux recevront une injection intrapéritoneale unique de puromycine (non irritant aux doses utilisées).

Impact sur les animaux

Pour les séances d’habituation à la course sur tapis roulant, des décharges électriques seront administrées à l’aide d’une grille placée en bout de piste de course pour motiver les animaux à la course. L’intensité et la fréquence des stimulations électriques au niveau de la grille seront réglées au minimum (0,1mA et 1Hz). Pour la procédure de tests d'activité sur roue, les animaux (sur roues et sédentaires) seront hébergés individuellement et garderont le contact olfactif et visuel. Ces deux situations pourraient générer un état de stress chez les animaux.

Devenir

A l’issue de la procédure 1, les animaux seront euthanisiés pour effectuer les prélèvements. Les muscles prélevés nous permettront d’évaluer l’effet de l’exercice aigu et de la période de récupération sur la fonction mitochondriale et la synthèse protéique. A l’issue de la procédure 2, les animaux seront euthanisiés pour effectuer les prélèvements. Les muscles prélevés nous permettront d’évaluer l’effet de l’entrainement sur roue sur la fonction mitochondriale et la synthèse protéique. Ces résultats pourront être comparés à ceux de l’exercice sur tapis. Enfin, l’entrainement des souris mdx nous permettra d’évaluer le potentiel bénéfique de l’exercice sur le muscle myopathique en relation avec la fonction des mitochondries et la synthèse des protéines.

Remplacement

Ce projet se propose d’étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans les modifications de la fonction et masse du tissu musculaire dans le contexte de l’exercice et de la myopathie de Duchenne. Il ne peut donc pas être réalisé sur des cultures cellulaires ou par modélisation informatique.

Réduction

Pour chacune des procédures, le nombre d’animaux par groupe a été estimé sur la base de résultats précédemment publiés par notre laboratoire et d’analyses statistiques. Outre les muscles, les autres tissus issus des animaux ayant participé à ces procédures seront congelés. Ces tissus pourront être par la suite utilisés dans les autres projets du laboratoire pour étudier l’influence de l’exercice sur les interactions entre le muscle et les autres organes.

Raffinement

Pour la procédure expérimentale d’exercice aigu sur tapis roulant, les animaux sont hébergés par 2 dès leur arrivée jusqu'à la fin de l’étude, avec enrichissements (tunnel de contention en plexi rouge et coton). Le change est fait une fois par semaine avec transfert d’une partie du nid et du tunnel pour conserver l’odeur des animaux dans la cage propre. Trois séances d’habituation sur tapis seront effectuées, afin de réduire au maximum le stress. Les séances et le test de course seront également supervisées par le même expérimentateur (habituation à l’expérimentateur). Ces séances d’habituation sont de faible intensité et de faible durée (maximum 10min et jusqu’à 10m/min). Pour motiver les animaux à la course, des stimulations électriques seront administrées à l’aide d’une grille placée en bout de piste de course. L’intensité et la fréquence des décharges électriques au niveau de la grille seront réglées au minimum (0,1mA et 1Hz). Lors du test, en lieu et place des stimulations éléctriques, une réglette à lamelles sera placée au dessus des pistes pour motiver les animaux à la course. Le test est arrêté lorsque l'animal reste sur la grille plus de 5 secondes malgré la règlette et aucun acharnement ne sera effectué pour pousser l'animal au delà de ce qu'il aura décidé. Pour la procédure expérimentale d’exercice volontaire sur roue, les animaux sont hébergés individuellement dès leur arrivée jusqu'à la fin de l’étude, avec enrichissements (roue/tunnel de contention en plexi rouge). Le change est fait une fois tous les 15 jours avec transfert du tunnel pour conserver l’odeur des animaux dans la cage propre. L’exercice volontaire sur roue est un modèle d’entraînement qui permet un enrichissement du milieu et participe au bien être de la souris qui peut s’adonner de manière volontaire à la pratique physique. En cas d’inconfort, on peut supposer que l’animal cessera de lui-même. Les animaux gardent le contact olfactif et visuel puisqu’il s’agit de cages ouvertes. Pour l’injection intrapéritonéale de solution de puromycine, nous respecterons les recommandations en terme de volume (

Choix des espèces

La fonction musculaire chez la souris est similaire à celle de l'homme et nous permettra de transposer facilement nos résultats. De plus, l'utilisation de la souris nous permet également d’avoir accès à des modèles génétiquements modifiés et d'utiliser un large panel de réactifs de biochimie et de biologie moléculaire. Dans cette étude nous utiliserons ainsi les souris mdx, un modèle d’étude de la myopathie de Duchenne. Nous prévoyons des animaux adultes âgés de 6 mois pour la course sur tapis. Pour la course volontaire sur roue les animaux démarreront la course à l’âge de 3 mois afin d’atteindre l’âge de 6 mois à la fin du protocole. Nous pourrons ainsi comparer les effets de différentes modalités d’exercice au même âge. Enfin, pour le contexte pathologique de la myopathie de Duchenne, les animaux seront âgés de 3 mois afin de présenter les signes de la maladie.